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Department of Orthopaedic Surgery, University of California, San Francisco
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Yu, Y. y., Bahney, C., Hu, D., Marcucio, R. S., Miclau, III, T. Creating Rigidly Stabilized Fractures for Assessing Intramembranous Ossification, Distraction Osteogenesis, or Healing of Critical Sized Defects. J. Vis. Exp. (62), e3552, doi:10.3791/3552 (2012).
कंकाल की मरम्मत के तरीके का मूल्यांकन नैदानिक इस्तेमाल किया जा भंग के इलाज के उपचारों के विकास के लिए आवश्यक है. यांत्रिक स्थिरता हड्डी चोटों के उपचार में एक बड़ी भूमिका निभाता है. सबसे खराब स्थिति में यांत्रिक अस्थिरता देरी या गैर संघ में मनुष्य के लिए नेतृत्व कर सकते हैं. हालांकि, प्रस्ताव भी चिकित्सा की प्रक्रिया को प्रोत्साहित कर सकते हैं. फ्रैक्चर है कि गति उपास्थि रूपों फ्रैक्चर हड्डी समाप्त होता है को स्थिर करने के लिए, और इस उपास्थि endochondral हड्डी बन जाना के विकास की प्रक्रिया की आवृत्ति के माध्यम से धीरे - धीरे हड्डी द्वारा जगह में. इसके विपरीत, अगर एक हड्डी फ्रैक्चर सख्ती से स्थिर है हड्डी हड्डी बन जाना intramembranous के माध्यम से सीधे रूपों. चिकित्सकीय, दोनों endochondral और intramembranous हड्डी बन जाना एक साथ होते हैं. प्रभावी ढंग से दोहराने के लिए इस प्रक्रिया जांचकर्ताओं टूटी हड्डी 4 Bonnarens द्वारा वर्णित के रूप में मस्तिष्क का नहर में एक पिन डालने. इस प्रयोगात्मक विधि उत्कृष्ट पार्श्व स्थिरता प्रदान करता है, जबकि rotatio अनुमतिएनएएल अस्थिरता जारी रहती है. हालांकि, तंत्र है कि इन दो विशिष्ट प्रक्रियाओं को विनियमित करने के बारे में हमारी समझ भी प्रयोगात्मक इन प्रक्रियाओं में से प्रत्येक को अलग से बढ़ाया जा सकता है. हम एक स्थिरीकरण प्रोटोकॉल है कि घुमानेवाला और पार्श्व स्थिरीकरण प्रदान करता है विकसित किया है. इस मॉडल में, उपचार की intramembranous हड्डी बन जाना ही तरीका है कि मनाया जाता है, और चिकित्सा मापदंडों में bioactive 8,9 अणुओं के आवेदन के बाद, आनुवंशिक रूप से संशोधित 5-7 चूहों के अलग उपभेदों 10 चिकित्सा की शारीरिक मापदंड बदलने के बाद के बीच तुलना किया जा सकता है, व्याकुलता अस्थिजनन 12 के बाद या 11 स्थिरीकरण की राशि समय, को संशोधित करने के बाद, एक 13 गैर संघ के निर्माण के बाद, या एक महत्वपूर्ण आकार दोष के निर्माण के बाद. यहाँ, हम वर्णन कैसे tibial फ्रैक्चर और चूहों में उपचार व्याकुलता अस्थिजनन के अध्ययन के लिए लागू करने के लिए संशोधित Ilizarov fixators.
सभी प्रक्रिया के UCSF संस्थागत पशु की देखभाल के द्वारा अनुमोदित किया गया और समिति का प्रयोग करें और राष्ट्रीय दिशा निर्देशों के अनुरूप.
1. Fixators के पहले सर्जरी के लिए तैयारी
2. संज्ञाहरण, अस्थिभंग निर्माण, और Fixator अनुप्रयोग
3. व्याकुलता osteogenesis (यह भी देखें: 12,13)
इस प्रक्रिया को संशोधित करने के लिए समायोजित व्याकुलता अस्थिजनन सीधा है. लड़ी पिरोया rods के छल्ले स्थिति में आयोजित किया जाता है, और जगह में छड़ को पकड़े पागल मोड़ के छल्ले अलग ले जाया जा सकता है.
4. एक गंभीर आकार दोष का निर्माण
एक महत्वपूर्ण आकार दोष बाहरी fixators बनाने के रूप में पहले से लागू कर रहे हैं निम्नलिखित संशोधनों के साथ वर्णित है.
5. प्रतिनिधि परिणाम
जब ठीक से लागू है, बाहरी fixators उत्कृष्ट कमी (1 Figs., 2) के साथ बंद tibial फ्रैक्चर के और अधिक कठोर स्थिरता प्रदान करते हैं. हालांकि, कुछ मामलों में अपर्याप्त कमी (हड्डी समाप्त होता है या कई फ्रैक्चर के बीच एक स्पष्ट और बड़ा अंतर होते हैं (छवि 3 छवि (4) के माध्यम से मुख्य रूप से चंगा विधि का उपयोग कर स्थिर. इसके विपरीत, अगर फ्रैक्चर नहीं स्थिर है एक बड़े उपास्थि घट्टा फ्रैक्चर अंतर (5 छवि) में बनाई है, और इस हड्डी द्वारा intramembranous हड्डी बन जाना की प्रक्रिया के माध्यम से बदल दिया है.

चित्रा 1 radiographs illustrating के एक बाहरी निर्धारण युक्ति tibial फ्रैक्चर को स्थिर करने के लिए इस्तेमाल किया. रेडियोग्राफ़ फ्रैक्चर के बाद एक अच्छी तरह से गठबंधन हड्डी खंड (नोक) दिखाने ले लिया है.

चित्रा 2. Fixator के बाद एक माउस की छवि को लागू किया गया है.

चित्रा 3. रेडियोग्राफ़ च के बाद लियाracture misaligned है और खंडित हड्डी खंड (नोक) से पता चलता है.

चित्रा 4. स्थिर फ्रैक्चर intramembranous हड्डी बन जाना के माध्यम से भर देता है. स्थिर फ्रैक्चर के trichrome धुंधला फ्रैक्चर साइट पर कुछ नई हड्डी (ख) से पता चलता है. पैमाने बार = 500 माइक्रोन.

चित्रा 5. फ्रैक्चर गैर स्थिर endochondral हड्डी बन जाना के माध्यम से भर देता है. गैर स्थिर फ्रैक्चर के trichrome धुंधला फ्रैक्चर साइट पर (ख) (ग) उपास्थि और हड्डी से पता चलता है. पैमाने बार = 500 माइक्रोन.
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हड्डी यांत्रिक स्थिरता (में: 14 समीक्षा) के आधार पर दो अलग अलग तौर तरीकों से चंगा. जब फ्रैक्चर अंतर है कि हड्डी के द्वारा बदल दिया है करने के लिए टूटी हुई हड्डी के दोनों सिरों पुल में अस्थिर एक बड़े उपास्थि टेम्पलेट रूपों छोड़ दिया है. Proximally और तोड़ने के distally, हड्डी periosteum और अन्तर्स्थिकला के भीतर intramembranous हड्डी बन जाना द्वारा सीधे रूपों. इसके विपरीत, में स्थिर भंग चिकित्सा intramembranous 3 हड्डी बन जाना के माध्यम से विशेष रूप से होता है. हालांकि, विशिष्ट तंत्र है कि इन दो प्रक्रियाओं के बीच स्विच विनियमित अज्ञात है. वहाँ सबूत है कि स्टेम सेल भाग्य यांत्रिक पर्यावरण के लिए प्रतिक्रिया में आनुवंशिक रूप से नियंत्रित किया जाता है और बदल किया जा सकता है. चूहों कि स्थिर सुझाव है कि Mmp9 स्टेम सेल भाग्य फैसलों में फ्रैक्चर की मरम्मत के दौरान 5 में शामिल है भंग की फ्रैक्चर साइट में Mmp9 उपास्थि रूपों की कमी में. उपास्थि भी स्थिर भंग में फार्म अस्थि morphogenetic प्रोटीन अगर प्रेरित किया जा सकता है(BMP) संकेतन मार्ग में फ्रैक्चर 8,9 की मरम्मत के दौरान सक्रिय है. आदेश में इन निष्कर्षों को उपचार के प्रारंभिक दौर के दौरान कठोर स्थिरीकरण प्रदान आकर्षित करने के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि इन स्टेम सेल के भाग्य का निर्णय 11 चोट के बाद पहले कुछ दिनों के दौरान किए गए हैं.
हमारे विधि बाहरी निर्धारण, जब सही ढंग से लागू की हड्डी को स्थिर करने के लिए अस्थिभंग उपचार दौरान intramembranous हड्डी बन जाना का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. हमारी विधि के अन्य अंग चोटों है कि एक उच्च वेग प्रभाव में होने के साथ साथ एक अस्थिभंग बनाता है. इसके विपरीत में, ड्रिल छेद मॉडल है कि लिए intramembranous हड्डी बन जाना आकलन करने के लिए उपयोग किया जाता है रोगियों में आघात प्रतिबिंबित नहीं कर सकते. इसके अलावा, यहां वर्णित विधि से बंद है तो, एक खुली चोट के साथ जुड़े जटिलताओं के परिणामों की व्याख्या उलझाना नहीं है. स्थिरीकरण के लिए एक अन्य आम तरीका एक intramedullary पिन के स्थान से पहले का उपयोग करता है (4) जैसे अस्थिभंग. इस तकनीक का व्यापक रूप से प्रयोग किया जाता है और वें के स्थानई पिन सरल और कुशल है. हालांकि इस दृष्टिकोण पार्श्व स्थिरीकरण का उत्पादन यह घूर्णी स्थिरता के लिए प्रदान नहीं करता है. परिणामस्वरूप चोट endochondral हड्डी बन जाना है जो सभी 3 स्थिरीकरण के बिना हासिल किया जा सकता है के माध्यम से मुख्य रूप से भर देता है. मढ़वाया निर्धारण भी 15 चूहों में फ्रैक्चर स्थिरीकरण को प्राप्त किया गया. यहाँ एक खुले फ्रैक्चर बनाया है और विशेष रूप से डिजाइन आंतरिक fixators हड्डी से जुड़े होते हैं के बाद एक osteotomy किया जाता है. हमारे दृष्टिकोण की तरह आंतरिक निर्धारण विधि स्थिरता प्रदान करता है और चिकित्सा intramembranous हड्डी बन जाना के माध्यम से होता है. हम महत्वपूर्ण जटिलताओं, पिन - पथ के संक्रमण, या अन्य इस प्रक्रिया के साथ जुड़े सह morbidities का पालन नहीं है, और जानवरों के पिंजरों के आसपास आसानी से स्थानांतरित करने में सक्षम हैं. प्रमुख कमियां यह करने के लिए इस विधि है, यह प्रक्रिया को पूरा करने के लिए लेता है और दो व्यक्तियों की टीमों के लिए प्रक्रिया का प्रदर्शन करने के लिए आवश्यकता पर कुशल हो लेता है समय की लंबाई में हैं. मैंn चूहों के लिए आनुवंशिक या शारीरिक जोड़तोड़ के साथ संयोजन, गैर स्थिर अस्थिभंग उपचार के लिए स्थिर की तुलना तंत्र है जो अस्थिभंग उपचार के दौरान 5 स्टेम सेल भाग्य को नियंत्रित करने में काफी अंतर्दृष्टि प्रदान करता है, और है व्याकुलता के एक 14 अस्थिजनन जांच की अनुमति दी, जबकि भी हमें एक साथ उपलब्ध कराने के गैर - संघ 13 की मॉडल.
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हम खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है.
इस काम है - AR053645 NIAMS से R01 द्वारा वित्त पोषित किया गया.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 0.25mm insect pin | Fine Science Tools | 26000-25 | Blacked Anodized Steel, 0.25mm rod diameter, 4cm length |
| Stainless Steel Hex Nut | Small Parts, Inc. | #2-56 | 1/8" length, 56 threads per inch |
| Stainless Steel Hex Nut | Small Parts, Inc. | #0-80 | 1/8" length, 80 threads per inch |
| Stainless Steel Machine Screw | Small Parts, Inc. | #0-80 | 1/8" length, 80 threads per inch |
| Stainless Steel Machine Cut Threaded Rod | Small Parts, Inc. | #0-80 | 6" length, 80 threads per inch |
| 18-8 Stainless Steel Head Machine Screw | McMaster-Carr | 2-56 Threads, 3/6" length | |
| External Fixation Device | Machine shop | Custom-designed |