फीमर Osteotomies के मानकीकृत निर्धारण के लिए intramedullary ताला कील चूहे में सामान्य और दोषपूर्ण हड्डी चिकित्सा का विश्लेषण करने के लिए
Summary
This protocol describes an osteosynthesis technique using an intramedullary locking nail for standardized fixation of femur osteotomies, which can be used to analyze normal and defective bone healing in mice.
Abstract
हड्डी चिकित्सा मॉडल नैदानिक फ्रैक्चर के इलाज के लिए नई चिकित्सकीय रणनीति के विकास के लिए आवश्यक हैं। इसके अलावा, माउस मॉडल होते जा रहे हैं और आमतौर पर आघात अनुसंधान में इस्तेमाल किया। वे हड्डी चिकित्सा की अत्यधिक विभेदित प्रक्रिया के पीछे आणविक तंत्र के विश्लेषण के लिए उत्परिवर्ती उपभेदों और एंटीबॉडी की एक बड़ी संख्या प्रदान करते हैं। बायोमैकेनिकल पर्यावरण को नियंत्रित करने के लिए, मानकीकृत और अच्छी तरह से विशेषता osteosynthesis तकनीक चूहों में अनिवार्य कर रहे हैं। यहाँ, हम डिजाइन और एक intramedullary नाखून के उपयोग पर रिपोर्ट चूहों में खुले फीमर osteotomies स्थिर करने के लिए। नाखून, चिकित्सा ग्रेड स्टेनलेस स्टील से बना है, उच्च अक्षीय और बारी-बारी से कठोरता प्रदान करता है। प्रत्यारोपण आगे परिभाषित, निरंतर osteotomy अंतराल के सृजन 0.00 मिमी से 2.00 मिमी आकार की अनुमति देता है। Intramedullary 0.00 मिमी और 0.25 मिमी के अंतराल के आकार के साथ फीमर osteotomies के नाखून स्थिरीकरण ताला लगा endochondral और intramembranous ossificat के माध्यम से पर्याप्त हड्डी चिकित्सा में परिणामआयन। के एट्रोपिक गैर संघ में 2.00 मिमी परिणाम अंतराल के आकार के साथ फीमर osteotomies का स्थिरीकरण। इस प्रकार, intramedullary ताला लगा नाखून चिकित्सा और गैर चिकित्सा मॉडल में इस्तेमाल किया जा सकता है। नाखून अन्य खुले हड्डी चिकित्सा मॉडल की तुलना के उपयोग का एक और लाभ यह संभावना पर्याप्त रूप से हड्डीवाला एकीकरण की प्रक्रिया का अध्ययन करने के क्रम में हड्डी के विकल्प और scaffolds ठीक करने के लिए है। intramedullary नाखून के उपयोग का एक नुकसान और अधिक आक्रामक शल्य प्रक्रिया, बंद मॉडल की तुलना में सभी खुले प्रक्रियाओं के लिए निहित है। एक और नुकसान intramedullary गुहा को कुछ नुकसान की प्रेरण, extramedullary स्थिरीकरण प्रक्रियाओं की तुलना में सभी intramedullary स्थिरीकरण तकनीक के लिए निहित हो सकता है।
Introduction
हड्डी चिकित्सा के जीव विज्ञान सेल और अंडाकार आकृति संस्कृतियों का उपयोग कर इन विट्रो में अध्ययन किया जा सकता है, लेकिन यह भी विवो में आवश्यकता जानवरों के अध्ययन का उपयोग कर दृष्टिकोण। बड़े पशु प्रयोगों अभी भी preclinical परीक्षण में एक महत्वपूर्ण भूमिका अदा करते हैं, उत्पादों या परिकल्पना के प्रारंभिक चरण के परीक्षण के पिछले 10 वर्षों के दौरान बदल गया है और आजकल अक्सर छोटे पशु मॉडल 1 में आयोजित किया जाता है। यह स्विच कई कारणों के लिए किया गया था। उत्पादन और चूहों और चूहों के रखरखाव सस्ता सूअर और भेड़ की तुलना में कर रहे हैं। इसके अलावा, छोटे जानवरों कम प्रजनन के समय और कम अवधि के सामान्य चिकित्सा, जो दोनों के पुराने प्रयोगों की एक बड़ी श्रृंखला के प्रदर्शन की सुविधा है। अंत में, जीन-लक्षित जानवरों और विशिष्ट एंटीबॉडी की उपलब्धता हड्डी चिकित्सा में आणविक तंत्र के विश्लेषण के लिए अनुमति देता है। हालांकि, जबकि पहले से बड़ा पशु मॉडल में osteosynthesis तकनीक का इस्तेमाल कम से कम variat साथ अनुवाद किया जा सकता मानव या पशु चिकित्सा नैदानिक रोगी की देखभाल, छोटे आकार के चूहों और चूहों में विकास और osteosynthesis तकनीक के आवेदन में इस्तेमाल इसी तरह की प्रक्रियाओं से आयन निकला चुनौतीपूर्ण हो।
यह अच्छी तरह से है कि बायोमैकेनिकल माहौल काफी हड्डी चिकित्सा प्रक्रिया 2 प्रभावित करती है जाना जाता है। , चिकित्सा के अलग मोड, सूक्ष्मस्थानांतरण साथ कम कठोर निर्धारण के बाद कठोर निर्धारण और endochondral हड्डी बन जाना के बाद intramembranous हड्डी बन जाना शामिल है, में फ्रैक्चर स्थिरीकरण परिणाम में मतभेद मानव में फ्रैक्चर चिकित्सा से जाना जाता है। पूरा अक्षीय या घूर्णी अस्थिरता घाव भरने की प्रक्रिया में देरी हो सकती है या गैर यूनियनों 3 में परिणाम हो सकता है। तदनुसार, हम महसूस करते हैं कि यह परिष्कृत प्रत्यारोपण सिस्टम और चूहों और चूहों में osteosynthesis तकनीक विकसित करने के लिए आवश्यक है। इस तरह, biomechanical की स्थिति उचित रूप से मानकीकृत किया जा सकता, मान्य परिणाम की गारंटी जब घाव भरने की प्रक्रिया का विश्लेषण।
e_content "> हालांकि अत्यधिक परिष्कृत murine स्थिरीकरण तकनीक की काफी संख्या में पिछले कुछ वर्षों के दौरान पेश किया गया है, सबसे अधिक इस्तेमाल तकनीक अभी भी सरल intramedullary पिन है। इस तकनीक का बड़ा नुकसान है, तथापि, बारी-बारी से और अक्षीय की कमी है स्थिरता 4। घूर्णी और अक्षीय स्थिरता में सुधार करने के लिए, एक intramedullary पेंच चूहों 5 में फीमर भंग स्थिर करने के लिए पेश किया गया था। हालांकि, पेंच निर्धारण से संपर्क करें और हड्डी के टुकड़े के बीच संपीड़न में लिए जरूरत की वजह से अस्थि-दोषपूर्ण चिकित्सा का विश्लेषण करने के लिए इस्तेमाल नहीं किया जा सकता बारी-बारी से स्थिरता बनाए रखने के लिए आदेश।Intramedullary कील ताला लगा उच्च अक्षीय और बारी-बारी से स्थिरता सरल पिन और intramedullary पेंच 4 की तुलना में प्रदान करता है। एक अत्यधिक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य फीमर osteotomy, Gigli के लिए गाइड की वजह से संभव देखा और परिभाषित अंतराल के आकार बनाने की क्षमता, दोनों सामान्य बॉन के विश्लेषण के लिए अनुमति देता हैई चिकित्सा और अस्थि-दोषपूर्ण चिकित्सा 6। इंटरलॉकिंग पिन की प्रविष्टि के कारण, intramedullary कील ताला लगा पूरे उपचार प्रक्रिया के दौरान एक निरंतर अंतराल के आकार की गारंटी देता है, यहाँ तक कि जब पूरा वजन असर। यहाँ, हम डिजाइन और intramedullary लॉकिंग नेल के आवेदन पर रिपोर्ट, साथ ही अपने फायदे और सामान्य और देरी हड्डी चिकित्सा पर प्रयोगात्मक अध्ययन में नुकसान के रूप में।
Protocol
Representative Results
Discussion
सर्जिकल तकनीक का सबसे महत्वपूर्ण कदम नाखून, लक्ष्य डिवाइस, और पिन की सही स्थिति में हैं। कील, कील के बाहर अंत में चिह्नित इंडेंट करने के लिए पूरी तरह से डाला जाएगा क्योंकि condyles के स्तर पर संयुक्त घुटने मे?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम RISystem एजी, दावोस, स्विटजरलैंड द्वारा समर्थित किया गया।
Materials
| MouseNail | RISystem AG | 221,122 |
| MouseNail aiming device | RISystem AG | 221,201 |
| MouseNail interlocking pin | RISystem AG | 221,121 |
| Centering bit | RISystem AG | 592,205 |
| Drill bit | RISystem AG | 590,200 |
| Gigli wire saw | RISystem AG | 590,100 |
| Suture (5-0 Prolene) | Ethicon | 8614H |
| Forceps | Braun Aesculap AG &CoKG | BD520R |
| Dressing forceps | Braun Aesculap AG &CoKG | BJ009R |
| Scissors | Braun Aesculap AG &CoKG | BC100R |
| Needle holder | Braun Aesculap AG &CoKG | BM024R |
| 24G needle | BD Mircolance 3 | 304100 |
| 27G needle | Braun Melsungen AG | 9186182 |
| Scalpel blade size 15 | Braun Aesculap AG &CoKG | 16600525 |
| Pincers | Knipex | 7932125 |
| Heat radiator | Sanitas | 605.25 |
| Depilatory cream | Asid bonz GmbH | NDXZ10 |
| Eye lubricant | Bayer Vital GmbH | 2182442 |
| Xylazine | Bayer Vital GmbH | 1320422 |
| Ketamine | Serumwerke Bernburg | 7005294 |
| Tramadol | Grünenthal GmbH | 2256241 |
| Disinfection solution (SoftaseptN) | Braun Melsungen AG | 8505018 |
| CD-1 mice | Charles River | 22 |
References
- Histing, T., et al. Small animal bone healing models: standards, tips, and pitfalls results of a consensus meeting. Bone. 49 (4), 591-599 (2011).
- Claes, L., Augat, P., Suger, G., Wilke, H. J. Influence of size and stability of the osteotomy gap on the success of fracture healing. J Orthop Res. 15 (4), 577-584 (1997).
- Histing, T., et al. Characterization of the healing process in non-stabilized and stabilized femur fractures in mice. Arch Orthop Trauma Surg. 136 (2), 203-211 (2016).
- Histing, T., et al. Ex vivo analysis of rotational stiffness of different osteosynthesis techniques in mouse femur fracture. J Orthop Res. 27 (9), 1152-1156 (2009).
- Holstein, J. H., et al. Development of a stable closed femoral fracture model in mice. J Surg Res. 153 (1), 71-75 (2009).
- Garcia, P., et al. The LockingMouseNail-a new implant for standardized stable osteosynthesis in mice. J Surg Res. 169 (2), 220-226 (2011).
- Cheung, K. M., Kaluarachi, K., Andrew, G., Lu, W., Chan, D., Cheah, K. S. An externally fixed femoral fracture model for mice. J Orthop Res. 21 (4), 685-690 (2003).
- Garcia, P., et al. A new technique for internal fixation of femoral fractures in mice: impact of stability on fracture healing. J Biomech. 41 (8), 1689-1696 (2008).
- Histing, T., et al. An internal locking plate to study intramembranous bone healing in a mouse femur fracture model. J Orthop Res. 28 (3), 397-402 (2010).
- Thompson, Z., Miclau, T., Hu, D., Helms, J. A. A model for intramembranous ossification during fracture healing. J Orthop Res. 20 (5), 1091-1098 (2002).
- Hiltunen, A., Vuorio, E., Aro, H. T. A standardized experimental fracture in the mouse tibia. J Orthop Res. 11 (2), 305-312 (1993).
- Manigrasso, M. B., O’Connor, J. P. Characterization of a closed femur fracture model in mice. J Orthop Trauma. 18 (10), 687-695 (2004).
- Lovati, A. B., et al. Diabetic mouse model of orthopaedic implant-related Staphylococcus aureus infection. PLoS One. 8 (6), e67628 (2013).
- Slade Shantz, J. A., Yu, Y. Y., Andres, W., Miclau, T., Marcucio, R. Modulation of macrophage activity during fracture repair has differential effects in young adult and elderly mice. J Orthop Trauma. 28, 10-14 (2014).
- Claes, L. E., et al. Effects of mechanical factors on the fracture healing process. Clin Orthop Relat Res. 355 (Suppl), 132-147 (1998).
- Gröngröft, I., et al. Fixation compliance in a mouse osteotomy model induces two different processes of bone healing but does not lead to delayed union. J Biomech. 18 (13), 2089-2096 (2009).
- Glatt, V., Matthys, R. Adjustable stiffness, external fixator for the rat femur osteotomy and segmental bone defect models. J Vis Exp. (9), e51558 (2014).
- Manassero, M., et al. A novel murine femoral segmental critical-sized defect model stabilized by plate osteosynthesis for bone tissue engineering purposes. Tissue Eng Part C Methods. 19 (4), 271-280 (2013).
