Интрамедуллярный Запирание ногтей для стандартизированной Фиксация бедренной остеотомии для анализа Normal и неполноценный заживления костей у мышей
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
Целебные модели костей имеют важное значение для разработки новых терапевтических стратегий для клинического лечения переломов. Кроме того, мышиные модели становятся все более широко используются в научных исследованиях травмы. Они предлагают большое количество мутантных штаммов и антител для анализа молекулярных механизмах, приводящих к высокодифференцированного процесса заживления костей. Для управления биомеханической среды, стандартизованные и хорошо охарактеризованные методы остеосинтеза являются обязательными для мышей. Здесь мы сообщаем о разработке и использованием остеосинтеза для стабилизации открытые остеотомии бедренной кости у мышей. Гвоздь, изготовлены из нержавеющей стали медицинского класса, обеспечивает высокую осевую жесткость и вращательную. Имплантат дополнительно позволяет создавать определенную, постоянную остеотомической размером от 0,00 мм до 2,00 мм. Интрамедуллярный замок стабилизации ногтей бедренной остеотомии с зазорами размерами 0,00 мм и 0,25 мм приводит к адекватной заживления кости через Эндохондральный и Intramembranous ossificatиона. Стабилизация бедренной остеотомии с размером зазора 2,00 мм результатов в атрофический несращения. Таким образом, интрамедуллярный гвоздь блокировки можно использовать в целебных и незаживающие моделей. Еще одно преимущество использования ногтя по сравнению с другими целебными моделями открытой кости является возможность адекватно фиксировать заменители костей и подмости с целью изучения процесса костно интеграции. Недостатком использования остеосинтеза является более инвазивные хирургические процедуры, присущие всем открытых процедур по сравнению с закрытыми моделями. Еще один недостаток может быть индукция некоторые повреждения костномозговой полости, присущие всем интрамедуллярными методы стабилизации по сравнению с экстрамедуллярных процедурами стабилизации.
Introduction
Биология заживления кости могут быть изучены в пробирке с использованием клеточных культур и сфероидами, но она также требует в естественных условиях с использованием подходов , исследований на животных. В то время как эксперименты крупных животных до сих пор играют важную роль в доклинических испытаний, на ранней стадии тестирования продуктов или гипотез изменилось за последние 10 лет и в настоящее время часто проводятся в небольших моделях животных 1. Этот переключатель был выполнен по нескольким причинам. Производство и обслуживание мышей и крыс дешевле по сравнению с свиней и овец. Кроме того, мелкие животные имеют более короткое время воспроизводства и более короткие периоды нормального заживления, оба из которых облегчают выполнение большого ряда хронических экспериментов. И, наконец, наличие гена, ориентированных на животных и специфических антител позволяет для анализа молекулярных механизмов заживления кости. Тем не менее, в то время как ранее использовались методы остеосинтеза в больших моделях животных могут быть переведены с минимальным variat ион от аналогичных процедур, используемых в медицине или ветеринарии клинического ухода за пациентами, разработки и применения методов остеосинтеза в мелких крыс и мышей оказалась сложной задачей.
Хорошо известно , что биомеханические среда существенно влияет на кости , процесс 2 , заживление. Как известно из заживления переломов у людей, различия в результате разрушения стабилизации в различных режимах исцеления, в том числе Intramembranous окостенение после жесткой фиксации и эндохондральной окостенение после менее жесткой фиксации с микродвижениях. Полная осевая или ротационной неустойчивости может задержать процесс заживления или может привести к не-союзами 3. Соответственно, мы считаем, что необходимо разработать сложные системы имплантатов и методов остеосинтеза у мышей и крыс. Таким образом, биомеханические условия могут быть стандартизированы надлежащим образом, гарантируя достоверные результаты при анализе процесса заживления.
e_content "> Несмотря на то, значительное количество очень сложных мышиных методов стабилизации были введены в течение последних нескольких лет, наиболее часто используемый метод до сих пор является простой интрамедуллярная штифт. Основным недостатком этого метода, однако, является отсутствие вращения и осевого стабильность 4. для улучшения вращения и осевую устойчивость, интрамедуллярные винт был введен для стабилизации переломов бедренной кости у мышей 5. Тем не менее, крепление винт не может быть использован для анализа костно-дефектные заживление из – за необходимости контакта и сжатия между фрагментами кости в для поддержания стабильности вращения.Интрамедуллярном фиксирующего штифта обеспечивает более высокую осевую и вращательную стабильность по сравнению с простым штифтом и интрамедуллярном винтом 4. Высоко воспроизводимые бедренной остеотомии, возможно, из-за руководства для Джильи увидел и способность создавать определенные размеры зазоров, позволяет для анализа как нормального бонае исцеление и костно-дефектные заживление 6. Из-за введения переплетенных штифтов, интрамедуллярном фиксирующего штифта гарантирует постоянный размер зазора во время всего процесса заживления, даже в то время как несущие полный вес. Здесь мы сообщаем о разработке и применении интрамедуллярного блокирующего ногтя, а также о его преимуществах и недостатках в экспериментальных исследованиях по нормальной и замедленной заживления костей.
Protocol
Representative Results
Discussion
Наиболее важные этапы хирургической техники являются правильное позиционирование ногтя, прицельного устройства, а контакты. Гвоздь должен быть вставлен полностью к заметному отступа на дистальном конце ногтя, так как выпячивание гвоздь в коленный сустав на уровне мыщелков может огр?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана RISystem AG, Давос, Швейцария.
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).
