अस्थि प्रतिस्थापन सामग्री में अस्थि विकास और Neovascularization के आकलन के लिए खरगोश में अस्थि संवर्धन के Calvarial मॉडल
Summary
यहाँ हम हड्डी पुनर्जनन क्षमताओं के मामले में हड्डी प्रतिस्थापन सामग्री का आकलन करने के उद्देश्य के साथ खरगोशों में एक शल्य प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं। खरगोश खोपड़ी पर तय पीक सिलेंडरों का उपयोग करके, ऑस्टियोडिक्शन, ऑस्टियोप्रेनेंस, ऑस्टियोजेनेसिस और सामग्री द्वारा प्रेरित vascueogenesis या तो रहते हैं या इच्छामृत्यु जानवरों पर मूल्यांकन किया जा सकता है।
Abstract
खरगोश calvarial मॉडल के बुनियादी सिद्धांत खोपड़ी के cortical भाग के शीर्ष पर खड़ी नई हड्डी ऊतक विकसित करने के लिए है। इस मॉडल हड्डी विकास और neovascularization समर्थन के मामले में मौखिक और craniofacial हड्डी पुनर्जनन के लिए हड्डी प्रतिस्थापन सामग्री के आकलन की अनुमति देता है. एक बार जब जानवरों को एनेस्थेटाइज्ड और हवादार (एंडोट्रेकल इंटूबेशन) कर दिया जाता है, तो पोलिथर ईथर कीटोन (पीक) से बने चार सिलेंडर मध्य और कोरोनल टांके के दोनों ओर खोपड़ी पर खराब हो जाते हैं। पांच intramedullary छेद हड्डी क्षेत्र प्रत्येक सिलेंडर द्वारा सीमांकित के भीतर drilled रहे हैं, अस्थि मज्जा कोशिकाओं के प्रवाह की अनुमति. सामग्री के नमूने सिलेंडरों में रखे जाते हैं जो फिर बंद हो जाते हैं। अंत में, शल्य चिकित्सा स्थल सीवन है, और जानवरों को जगाने रहे हैं. अस्थि वृद्धि का मूल्यांकन माइक्रोटोमोग्राफी का उपयोग करके जीवित पशुओं पर किया जा सकता है। एक बार जब जानवरों को इच्छामृत्यु कर दी जाती है, तो अस्थि विकास और नवसंवहनीकरण का मूल्यांकन माइक्रोटोमोग्राफी, प्रतिरक्षा-हिस्टोलॉजी और इम्यूनोफ्लोरेसेंस का उपयोग करके किया जा सकता है। एक सामग्री के मूल्यांकन के रूप में अधिकतम मानकीकरण और अंशांकन की आवश्यकता है, calvarial मॉडल आदर्श प्रकट होता है. प्रवेश बहुत आसान है, अंशांकन और मानकीकरण परिभाषित सिलेंडरों के उपयोग से मदद कर रहे हैं और चार नमूने एक साथ मूल्यांकन किया जा सकता है. इसके अलावा, लाइव टोमोग्राफी का इस्तेमाल किया जा सकता है और अंततः जानवरों में एक बड़ी कमी इच्छामृत्यु होने का अनुमान लगाया जा सकता है।
Introduction
अस्थि वृद्धि के calvarial मॉडल मौखिक और craniofacial शल्य चिकित्सा डोमेन में निर्देशित हड्डी पुनर्जनन (GBR) की अवधारणा का अनुकूलन करने के उद्देश्य से 90 में विकसित किया गया था। इस मॉडल का मूल सिद्धांत खोपड़ी के cortical भाग के शीर्ष पर खड़ी नई हड्डी ऊतक विकसित करने के लिए है। ऐसा करने के लिए, एक रिएक्टर (उदा., टाइटेनियम-डोम, -सिलेंडर या -केज) एक कलम द्वारा आयोजित हड्डी पुनर्जनन की रक्षा के लिए खोपड़ी पर तय किया जाता है (उदा., हाइड्रोजेल, हड्डी विकल्प, आदि)। इस मॉडल की सहायता से, टाइटेनियम या सिरेमिक पिंजरों1,2,3,4,5,6, जीबीआर झिल्ली7,8,9 ,10, ऑस्टियोजेनिक कारक11,12,13,14,15,16,17, नई हड्डी विकल्प12,16,17,18,19,20,21,22,23 , 24 , 25 , 26 , 27 , 28 , 29 या हड्डी पुनर्जनन प्रक्रिया के दौरान neovascularization के तंत्र30 मूल्यांकन किया गया.
एक अनुवादात्मक दृष्टि से, कैल्वरियल मॉडल एक दीवार दोष का प्रतिनिधित्व करता है जिसकी तुलना जबड़े31में चतुर्थ श्रेणी के दोष से की जा सकती है। उद्देश्य अंतर्जात हड्डी दीवारों से किसी भी पार्श्व समर्थन के बिना, एक cortical क्षेत्र के ऊपर नई हड्डी विकसित करने के लिए है। मॉडल इस प्रकार अत्यंत कठोर है और हड्डी के cortical भाग पर ऊर्ध्वाधर अस्थिचालक की वास्तविक क्षमता का आकलन. यदि यहां वर्णित मॉडल मुख्य रूप से अस्थि विकल्प में अस्थिचालक के आकलन के लिए समर्पित है, अस्थिजनन और/या ऑस्टियोप्रेइंडेशन का भी मूल्यांकन किया जा सकता है, साथ ही वास्कुलोजेनेसिस1,2,3, 4,5,6,7,8,9,10,11,12,13 ,14,15,16,17,18,19,20,21,22 ,23,24,25,26,27,28,29,30.
नैतिक, व्यावहारिक और आर्थिक कारणों के लिए मूलतः, calvarial मॉडल खरगोश में विकसित किया गया था जिसमें हड्डी चयापचय और संरचना काफी प्रासंगिक हैं जब मानव32की तुलना में . ऊपर उद्धृत 30 संदर्भों में से 80% खरगोश कैलवरियल मॉडल1,2,3,4,5,6,7,8 का इस्तेमाल किया 9,10,11,12,13,14,15,17,22, 23,26,27,28,29,30,33, इस प्रकार इस पशु मॉडल की प्रासंगिकता का प्रदर्शन . 2008 में, Busenlechner समूह सुअर के लिए calvarial मॉडल स्थानांतरित, आठ हड्डी विकल्प की तुलना की अनुमति देने के लिए एक साथ20 (के रूप में खरगोश के साथ दो हड्डी विकल्प की तुलना में). दूसरी ओर, हमारे समूह ने खरगोश के कैल्वरियल मॉडल को भेड़ों को सौंप दिया। संक्षेप में, टाइटेनियम गुंबदों भेड़ खोपड़ी पर रखा गया था एक नया 3 डी मुद्रित हड्डी विकल्प के अस्थि चालक की विशेषता. इन अध्ययनों से हमें कालवारी मॉडल और उसके विश्लेषण16,21को विकसित और महारत हासिल हो गई .
पिछले तीन अध्ययनों में16,20,21, कई अन्य जांचों के साथ12,17,18,19,22का उल्लेख किया गया है, 23,24,26,27,28,29, कैल्वरियल मॉडल की महान क्षमता को स्क्रीनिंग और विशेषता के रूप में पुष्टि की मॉडल. हालांकि, भले ही प्राप्त परिणाम काफी संतोषजनक थे, वे भी कुछ सीमाओं की ओर इशारा किया: (1) टाइटेनियम गुंबदों का उपयोग, जो एक्स-रे प्रसार को रोका और बदले में रहते माइक्रो-सीटी उपयोग. ये हिस्टोलॉजिकल प्रोसेसिंग से पहले नहीं हटाया जा सका, शोधकर्ताओं को पॉली (मेथिल मेथाक्रिलेट) राल (पीएमएमए) में नमूनों को एम्बेड करने के लिए मजबूर किया गया। परिणामस्वरूप विश्लेषण इसलिए काफी हद तक स्थलाकृति तक सीमित थे. (2) उच्च वित्तीय लागत विशेष रूप से जानवरों की लागत की वजह से, और रसद, रखरखाव और जानवरों की सर्जरी से संबंधित लागत. (3) कठिनाइयों बड़े जानवरों के लिए नैतिक अनुमोदन प्राप्त करने के लिए.
पोलो, एट अल द्वारा हाल ही में एक अध्ययन, एट26 काफी हद तक खरगोश पर मॉडल में सुधार हुआ. टाइटेनियम गुंबदों closable सिलेंडर है कि सामग्री की एक निरंतर मात्रा के साथ भरा जा सकता है द्वारा प्रतिस्थापित किया गया. इनमें से चार सिलेंडर खरगोश की खोपड़ी पर रखे गए थे। पूरा होने पर, सिलेंडरों को हटाया जा सकता है ताकि बायोप्सी धातु मुक्त थे, नमूना प्रसंस्करण के विषय में और अधिक लचीलापन शुरू. खरगोश calvarial मॉडल कम लागत, आसान पशु से निपटने और नमूना प्रसंस्करण की सुविधा के साथ एक साथ परीक्षण के लिए आकर्षक बन गया। इन हाल के घटनाक्रम का लाभ उठाते हुए, हमने सिलेंडरों का उत्पादन करने के लिए पीक के साथ टाइटेनियम की जगह मॉडल में और सुधार किया है, जिससे एक्स-रे प्रसार और जीवित जानवरों पर माइक्रोटोमोग्राफी का उपयोग करने की अनुमति दी गई है।
इस लेख में, हम संज्ञाहरण और सर्जरी प्रक्रियाओं का वर्णन करेंगे और आउटपुट के उदाहरण दिखाएंगे जो इस प्रोटोकॉल का उपयोग करके प्राप्त किए जा सकते हैं, अर्थात, (प्रतिरक्षा-) ऊतक विज्ञान, हिस्टोमोर्होमट्री, लाइव और पूर्व विवो माइक्रोटोमोग्राफी हड्डी के तंत्र का मूल्यांकन करने के लिए पुनर्जनन और हड्डी स्थानापन्न सामग्री द्वारा समर्थित नई हड्डी संश्लेषण मात्रा.
Protocol
Representative Results
Discussion
यहाँ वर्णित मॉडल सरल है और जब तक सभी चरणों का पालन कर रहे हैं और उपकरण उपयुक्त है के रूप में काफी आसानी से विकसित किया जाना चाहिए. प्रोटोकॉल वर्णित एक शल्य विधि है के रूप में, सभी चरणों महत्वपूर्ण दिखाई द?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखकों Geistlich एजी के ऋणी हैं (Wolhusen, CH) और अस्थिविज्ञान नींव (Lucerne, CH) (अनुदान n $18-049) उनके समर्थन के लिए, साथ ही साथ ग्लोबल डी (ब्रिगनिस, एफआर) शिकंजा प्रदान करने के लिए. एक विशेष धन्यवाद Geistlich से डॉ बी शेफ़र को जाता है. हम भी उनके उत्कृष्ट हिस्टोलॉजिकल प्रसंस्करण और उनके कीमती सलाह के लिए Eliane Dubois और क्लेयर Herrmann के लिए आभारी हैं. अंत में, हम गर्मजोशी से जेवियर बेलिन, सिल्वी रूलेट और Pr Walid Habre की पूरी टीम, “प्रयोगात्मक सर्जरी Dpt”, उनके उल्लेखनीय तकनीकी सहायता के लिए स्वीकार करते हैं.
Materials
| Drugs | |||
| Enrofloxacine Baytril 10% | Bayer | Antibiotic | |
| Fentanyl | Bischel | For analgesia | |
| Ketalar 50mg/ml | Pfizer | Ketamine for anesthesia | |
| Lidohex | Bichsel | Lubricating gel for the eyes | |
| Opsite | Smith and Nephew | 66004978 | Sprayable dressing |
| Povidone iodine 10%, Betadine | Mundipharma | anti-infective agent | |
| Propofol 2% | Braun | 3538710 | For anesthesia |
| Rapidocain 2% | sintetica | Local anesthesia | |
| Ringer-acetate | Fresenius Kabi | Volume compensation | |
| Rompun 2% | Bayer | Xylazin for anesthesia | |
| Sevoflurane 5% | Abbvie | For anesthesia | |
| Sterile saline | Sintetica | ||
| Temgesic | Reckitt Benckiser | Buprenorphine hydrochloride, analgesia | |
| Thiopental Inresa | Ospediala | For anesthesia | |
| Xylocaine 10% spray | Astra Zeneca | For intubation | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Equipment | |||
| Fresenius Vial pilot C | Imexmed | Infusion pump | |
| Heated pad | Harvard Apparatus | ||
| Suction dominant 50 | Medela | ||
| Suction tubing Optimus | Promedical | 80342.2 | |
| Surgical motor | Schick dental | Qube | Drilling of intramedullary holes |
| Ventilation | Maquet Servo1 | ||
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Material | |||
| Cylinders and caps | Boutyplast | Customized | composition: PEEK (poly ether ether ketone) |
| Manual self-retaining shaft | GlobalD | ACT1K | |
| Mobile handle for self-retaining shaft | GlobalD | MTM | |
| Self- drilling screws | GlobalD | VA1.2KL4 | cross-drive screws composed by Titanium grade5, ISO 5832-3 |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Surgical tray | |||
| Endotracheal tube Shiley diameter 2,5mm | Covidien | 86233 | For intubation |
| Endotracheal tube Shiley diameter 4,9mm | Covidien | 107-35G | For intubation |
| Ethicon prolene 4-0 | Ehticon | 8581H | Non-resorbable suture |
| Forceps | Marcel Blanc | BD027R | 145 mm |
| Intubation catheter | Cook medical | Guide for intubation | |
| Needlle holder | Marcel Blanc | BM008R | |
| Needles BD Microlance3 | Becton Dickinson | 300300/304622 | 26G; 18G |
| Periosteal | HU-Friedy | P9X | |
| Round surgical burs | Patterson | 78000 | 0.8 mm in diameter, Drilling of intramedullary holes |
| Scalpel | Swann-Morton | n°10 and n°15 | |
| Scissors | Marcel Blanc | 00657 | 180 mm |
| Syringes Omnifix | Braun | 4616057V | 5ml, 10ml and 50ml |
| Venflon G22 | Braun | 42690985-01 | Vasofix safety for the ear iv line |
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