يصف هذا البروتوكول تقنية تخليق العظم باستخدام مسمار قفل داخل النخاع للتثبيت القياسي لقطع عظم الفخذ ، والذي يمكن استخدامه لتحليل التئام العظام الطبيعي والمعيب في الفئران.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
ومسمار داخل النقي قفل لالموحدة التثبيت من عظم الفخذ خزوعات عظمية لتحليل عادي وعيب العظام شفاء في الفئران
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
عظم نماذج الشفاء ضرورية لتطوير استراتيجيات علاجية جديدة لعلاج كسر السريرية. وعلاوة على ذلك، نماذج الماوس أصبحت أكثر شيوعا في البحوث الصدمة. وهي توفر عدد كبير من سلالات متحولة والأجسام المضادة لتحليل الآليات الجزيئية وراء عملية متباينة للغاية من التئام العظام. للسيطرة على بيئة النشاط الحيوي، وتقنيات تثبيت طرفي العظم موحدة وجيدا اتسم إلزامية في الفئران. هنا، ونحن التقرير على تصميم واستخدام وسيلة مسمار داخل النقي لتحقيق الاستقرار خزوعات عظمية الفخذ مفتوحة في الفئران. الأظافر، ومصنوعة من الصف الطبية الفولاذ المقاوم للصدأ، ويوفر المحوري عالية وصلابة التناوب. زرع مزيد يسمح خلق المعرفة، الفجوة العظم ثابتة الأحجام ابتداء من 0.00 ملم إلى 2.00 ملم. داخل النخاع تأمين الاستقرار مسمار من خزوعات عظمية عظم الفخذ مع أحجام الفجوة من 0.00 مم و 0.25 مم يؤدي إلى التئام العظام المناسب من خلال داخل الغضروف وossificat داخل الغشاءأيون. استقرار خزوعات عظمية عظم الفخذ مع حجم الفجوة من 2.00 ملم النتائج في غير الاتحاد الضموري. وهكذا، فإن داخل النخاع تأمين الأظافر يمكن أن تستخدم في العلاج وعدم الشفاء النماذج. وثمة ميزة أخرى لاستخدام مسمار مقارنة بالطرازات الأخرى شفاء مفتوحة العظام هي إمكانية لإصلاح كاف بدائل العظام والسقالات من أجل دراسة عملية الاندماج العظمي. عيوب استخدام مسمار داخل النقي هو إجراء العمليات الجراحية أكثر الغازية، ملازمة لكافة إجراءات مفتوحة مقارنة بالطرازات مغلقة. قد يكون العيب مزيد من تحريض بعض الأضرار التي لحقت تجويف داخل النخاع، ملازمة لكافة تقنيات الاستقرار داخل النقي مقارنة إجراءات الاستقرار خارج النقي.
المقدمة
بيولوجيا التئام العظام قد درس في المختبر باستخدام الخلايا وكروي الثقافات، ولكنه يتطلب أيضا في الجسم الحي النهج باستخدام الدراسات على الحيوانات. في حين تجارب الحيوانات الكبيرة لا تزال تلعب دورا هاما في الاختبارات قبل السريرية، قد تغيرت أوائل مرحلة اختبار المنتجات أو فرضيات خلال السنوات ال 10 الماضية، وهذه الأيام كثيرا ما تجري في نماذج حيوانية صغيرة 1. تم إجراء هذا التبديل لعدة أسباب. إنتاج وصيانة الفئران والجرذان وأرخص بالمقارنة مع الخنازير والأغنام. وبالإضافة إلى ذلك، والحيوانات الصغيرة لديها مرات الإنجاب أقصر وأقصر فترات الشفاء الطبيعية، والتي تسهل أداء سلسلة كبيرة من التجارب المزمنة. وأخيرا، وتوافر الحيوانات المستهدفة الجينات والأجسام المضادة المحددة يسمح لتحليل الآليات الجزيئية في التئام العظام. ومع ذلك، في حين أن تستخدم في السابق تقنيات تثبيت طرفي العظم في النماذج الحيوانية الكبيرة يمكن ترجمتها مع الحد الأدنى من variat تحولت أيون من الإجراءات المماثلة المستخدمة في رعاية المرضى السريرية البشرية أو البيطرية، وتطوير وتطبيق تقنيات تثبيت طرفي العظم في الفئران صغيرة الحجم والفئران إلى أن تكون تحديا.
ومن المعروف أن البيئة النشاط الحيوي يؤثر بشكل كبير على العظام عملية 2 الشفاء. كما هو معروف من التئام الكسور في البشر، والاختلافات في كسر نتيجة لتحقيق الاستقرار في أوضاع متميزة للشفاء، بما في ذلك التعظم الغشائي بعد تثبيت جامدة والتحجر غضروفي بعد تثبيت أقل صرامة مع micromovements. المحوري الكامل أو عدم الاستقرار التناوب قد تؤخر عملية الشفاء أو قد يؤدي إلى عدم النقابات-3. وفقا لذلك، نرى أنه من الضروري تطوير أنظمة الزرع متطورة وتقنيات تثبيت طرفي العظم في الفئران والجرذان. وبهذه الطريقة، فإن ظروف النشاط الحيوي يمكن أن تكون موحدة على نحو ملائم، وضمان نتائج صحيحة عند تحليل عملية الشفاء.
e_content "> على الرغم من إدخال عدد كبير من التقنيات لتحقيق الاستقرار الفئران متطورة للغاية خلال السنوات القليلة الماضية، والتقنية الأكثر استخداما لا تزال دبوس داخل النقي البسيط. أما العيب الرئيسي لهذا الأسلوب، ومع ذلك، هو عدم وجود التناوب ومحوري الاستقرار 4. لتحسين الاستقرار التناوب والمحوري، وقدم المسمار داخل النقي لتحقيق الاستقرار كسور عظم الفخذ لدى الفئران 5. ومع ذلك، فإن تثبيت المسمار لا يمكن أن تستخدم لتحليل شفاء العظام المعيب بسبب الحاجة إلى الاتصال والضغط بين شظايا العظام في بهدف الحفاظ على الاستقرار التناوب.في داخل النخاع قفل مسمار يقدم أعلى المحوري والاستقرار التناوب مقارنة مع دبوس بسيطة والمسمار داخل النقي 4. والعظم عظم الفخذ تكرار للغاية، ممكن لأن الدليل لجيجلي رأى والقدرة على إنشاء أحجام فجوة المعرفة، ويسمح لتحليل كل من بون الطبيعيه شفاء وعظم معيب الشفاء 6. ويرجع ذلك إلى الإدراج من الدبابيس المتشابكة، وداخل النخاع قفل مسمار يضمن حجم الفجوة المستمر أثناء عملية الشفاء كلها، حتى في الوقت الذي تحمل الوزن الكامل. هنا، ونحن التقرير على تصميم وتطبيق مسمار داخل النخاع قفل، فضلا عن مزاياه وعيوبه في الدراسات التجريبية على التئام العظم الطبيعي وتأخر.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
وكانت جميع الإجراءات IACUC التي وافق عليها واتبعت المبادئ التوجيهية المؤسسية (Landesamt FÜR Verbraucherschutz، Zentralstelle Amtstierärztlicher DIENST، ساربروكن، ألمانيا). وينبغي أن يكون للوعي والوقاية من العدوى في اتفاق مع المبادئ التوجيهية لكل من البلاد والمؤسسة التي التجارب هي التي يتعين القيام بها.
1. إعداد يزرع والأدوات الجراحية
- حدد شفرة مشرط (حجم 15)، مقص إعداد صغيرة، ملقط غرامة، ملقط خلع الملابس، ملاقيط صغيرة، قياس 24 (G) و 27 الإبر G، وهو غير resorbable 5-0 خياطة، وحامل إبرة من مربع أداة المجهرية .
- فك مسمار داخل النخاع، دبابيس المتشابكة، الجهاز تهدف خاص، رأى جيجلي، رأى قالب لجيجلي، بت تمركز حفر (1 مم)، ومثقاب (0.3 مم)، والحفر اليد (الشكل 2، وانظر قائمة من المواد).
ملاحظة: intramمسمار edullary (مم 0.8، 15.7 ملم طول) هو داخل النخاع تأمين الأظافر مصنوعة من الصف الطبية الفولاذ المقاوم للصدأ لزرع الوراء في عظم الفخذ. مسمار لديه موضوع الداني (طول 4 ملم) واثنين من الثقوب لإدخال المسامير المتشابكة (مم 0.3) لتحقيق الاستقرار المحوري والتناوب (الشكل 1). - كشف يزرع وجميع الأدوات الجراحية إلى حل تعقيم (على سبيل المثال، 96٪ كحول) لمدة 5 دقائق أو تعقيم لهم (التعقيم بالبخار، 130 درجة مئوية و 25 دقيقة). بعد التطهير أو التعقيم، ووضع الأدوات على قطعة قماش العملية العقيمة. ضع قطعة القماش عملية عقيمة المتاخمة مباشرة إلى طاولة العمليات الحيوانات الصغيرة.
2. الحيوانات، التخدير، وتسكين
- اختيار سلالة، والعمر، والجنس من الفئران كما اللازمة لدراسة والسؤال الذي يتعين معالجتها.
ملاحظة: للحصول على هذه الدراسة 12- لعمرها 14 أسابيع الذكور CD-1 الفئران كانت تستخدم. لمسمار implantation، ووزن الجسم المثالي من الحيوانات هو 25-35 غرام. - تخدير الفئران مع حقنة داخل الصفاق من 15 ملغ / كغ زيلازين و 75 ملغم / كغم من الكيتامين. تأكيد التخدير عن طريق قرصة أخمص قدميه. تطبيق مواد التشحيم العين لحماية العينين الحيوانات من الجفاف أثناء التخدير. بعد التخدير، ضع الماوس تحت مصباح الحرارة للحفاظ على ثبات درجة حرارة الجسم.
- تطبيق ترامادول هيدروكلوريد-في مياه الشرب (2.5 ملغم / 100 مل) لتسكين الألم من يوم 1 قبل الجراحة حتى اليوم 3 بعد الجراحة.
3. إجراء العمليات الجراحية والأظافر زرع
- قبل الجراحة، حلق كامل الساق الخلفية اليمنى وتطبيق كريم مزيل الشعر. بعد 5 دقائق، وإزالة كريم وتنظيف الساق بالماء. كشف يزرع وجميع الأدوات الجراحية إلى حل تعقيم (على سبيل المثال، 96٪ كحول) أو تعقيم لهم (التعقيم بالبخار، 130 درجة مئوية و 25 دقيقة).
- تحت ظروف معقمة، وضع مذكرة تفاهمحد ذاتها في موقف ضعيف على طاولة العمليات الحيوانات الصغيرة. ثني الركبة اليمنى للسماح لنهج الأمامي إلى اللقم في الركبة. إجراء 5 مم وسطي شق المحيط بالرضفة في الركبة اليمنى باستخدام شفرة المشرط.
- رفع الرباط الرضفي مع ملقط غرامة وتعبئة الرباط بعناية مع شفرة المشرط. ثم، تحول الرضفة أفقيا مع شفرة مشرط لفضح الثلمة بين عظم الفخذ.
- فتح الثلمة بين من خلال حفر حتى يتم الوصول إلى تجويف داخل النخاع.
- بدء الحفر مع 45º الإزاحة إلى محور عظم الفخذ باستخدام 1 ملم تركز مثقاب. ببطء تغيير اتجاه بت الحفر أثناء الحفر حتى يوازي محور عظم الفخذ. وقف الحفر إذا تم الوصول إلى تجويف داخل النقي.
- بعد فتح العظام في الثلمة بين، إدراج إبرة G 24 في تجويف داخل النقي على طول كامل من عظم الفخذ. احفر في intrameتجويف dullary من عظم الفخذ يدويا من خلال حركات الدورانية للإبرة G 24. إزالة إبرة G 24 وإدراج أرق 27 G الإبرة في تجويف داخل النقي. دفع الإبرة إلى الأمام لخرم العظم القشري من عظم الفخذ قريب في المدور الكبير.
- إزالة إبرة G 27 من عظم الفخذ. باستخدام الحفر ناحية، زرع مسمار داخل النقي من خلال الثلمة بين تحت التناوب المستمر والضغط المحوري حتى نهاية البعيدة للمسمار تصل إلى مستوى اللقم.
ملاحظة: نهاية البعيدة للظفر يمكن تحديد مع علامة صغيرة. - ضع الماوس في الموقف الجانبي الأيسر. إجراء شق الجلد طولية باستخدام شفرة مشرط على طول الجزء جدلي من عظم الفخذ الجانبي من مفصل الركبة إلى مفصل الورك من أجل فضح جراحيا midshaft من عظم الفخذ.
- باستخدام مقص إعداد صغيرة، وتقسيم لفافة وتنتشر العضلات في اتجاه محور عظم الفخذ من الجانب الوحشي.نشر العضلات حتى يتعرض الجزء جدلي من عظم الفخذ. الحفاظ على العصب الوركي.
- إعداد محيط كامل من عظم الفخذ عن طريق تقويض العظام مع ملقط خلع الملابس. ثم، سحب العضلات عن طريق نشر ملقط خلع الملابس وفضح عظم الفخذ.
- تركيب جهاز تهدف إلى نهاية البعيدة للمسمار. دفع الجهاز إلى أن يعلقها على شفة محول من الظفر وتشغيل الجهاز تهدف إلى وضع أمامي وحشي لعظم الفخذ.
- التعشيق الظفر مع الداني والقاصي دبوس المتشابكة.
- نبدأ مع دبوس المتشابكة الداني.
- إدراج بت تمركز الحفر (مم 1) في ناحية الحفر. مشطوب العظام في موقف حفرة المتشابكة الداني.
ملاحظة: من خلال التوسيع، يتم إنشاء تجويف صغير في العظام القشرية التي تواجه بدون حفر من خلال العظام. هذا التجويف يسمح لتحسين مركزه وتوجيه من لقمة الحفر أرق (0،3 مم)،استخدامها لاحقا. - إدراج مثقاب (مم 0.3) في ناحية الحفر. باستخدام جهاز تهدف، من خلال حفر حفرة كل من يواجه والعظام القشرية تجنب (bicortical). إدراج أول دبوس المتشابكة من خلال جهاز التصويب. والمتشابكة محرك دبوس المقصات رمح خارج حالما يتحقق عزم الدوران المتشابكة.
- كرر هذا الإجراء للدبوس المتشابكة البعيدة.
- أداء العظم جدلي.
- إرفاق دليل رأى أن الجهاز يهدف على الجانب الوحشي بين اثنين من المسامير المتشابكة. ثم، رأى العظام مع رأى جيجلي تحت الري المستمر مع المياه المالحة. بعد الانتهاء من العظم، وقطع المنشار في نهاية واحدة، على مقربة من العظام. إزالة المنشار بعناية لتجنب التسبب في الأضرار التي لحقت الأنسجة اللينة.
- إزالة الجهاز تهدف و، مع ملاقيط صغيرة، مقطع قبالة رمح المتبقية من مسمار داخل النقي عند خط ملحوظ.
- إغلاق طبقات العضلات في خطوط الطولموقع األطراف من عظم الفخذ وأداء إغلاق الجلد مع الغرز واحدة. في الموقع الأمامي للركبة، إعادة الرضفة وإصلاح وتر الرضفة إلى العضلات مع خياطة واحدة. استخدام الغرز واحدة لإغلاق هذا الجرح كذلك.
- الحفاظ على الحيوانات تحت مصباح الحرارة حتى يشفى من التخدير. لا تترك الحيوانات غير المراقب إلا بعد أن استعاد وعيه كافية للحفاظ على الاستلقاء البطني. عودة الحيوانات إلى أقفاص واحدة في منشأة الحيوان.
- مراقبة الحيوانات بعناية كل يوم. الحفاظ على تسكين الألم بعد العملية الجراحية خلال الأيام الثلاثة الأولى. تواصل تسكين إذا، يوم 4 بعد الجراحة، والحيوانات لا تزال تظهر أدلة على الألم، كما يتضح من النطق، والأرق، وقلة الحركة، وعدم العريس، والموقف غير طبيعي، وعدم الاهتمام العادية في البيئة المحيطة. إنهاء تسكين عند الحيوانات هي خالية من الألم.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
كان الوقت الكلي لعملية جراحية حوالي 30 دقيقة من شق الجلد لجرح الإغلاق. استخدام غرسات جراحية المقدمة، جراحة لا يمكن أن يؤديها من دون ستيريو المجهر. بعد العمل الجراحي، تمت مراقبة الحيوانات يوميا. تم إنهاء تسكين بعد العملية بعد 3 أيام لأن أيا من الحيوانات تظهر أدلة على الألم (النطق، والأرق، وقلة الحركة، وعدم العريس، والموقف غير طبيعي، أو عدم الاهتمام طبيعية في محيط) بعد هذه الفترة الزمنية. أظهرت الحيوانات العادي تحمل الوزن في غضون 2 أيام بعد الجراحة. ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
الخطوات الأكثر أهمية في هذه التقنية الجراحية هي الموضع الصحيح من الظفر، وجهاز تهدف، ودبابيس. الأظافر لابد من إدراجها بالكامل إلى المسافة البادئة ملحوظة في النهاية البعيدة من الظفر، لأن بروز مسمار في مفصل الركبة على مستوى اللقم يمكن تقييد حركة الركبة (الشكل 3). ولذلك، فإن حجم عظم الفخذ، وبالتالي وزن الجسم من الحيوانات، لا بد من النظر فيها. يجب على الجراح أيضا أن نولي اهتماما خاصا لموقف نهائي من الجهاز بهدف ربط شفة محول من الظفر. هذا يضمن أن العظم هو دائما في موقف m...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
رومانو ماتيس هو موظف في RISystem AG ، دافوس ، سويسرا ، التي تنتج الغرسات والأدوات الخاصة بالزرع. المؤلفون الآخرون ليس لديهم تضارب في المصالح.
شكر وتقدير
وأيد هذا العمل من قبل RISystem AG، دافوس، سويسرا.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| الماوسمسمار | RISystem AG | 221،122 | |
| الماوسجهاز تصويب الأظافر | RISystem AG | 221،201 | |
| الماوسدبوس المتشابك للأظافر | RISystem AG | 221،121 | |
| بت التوسيط | RISystem AG | 592،205 | |
| مثقاب | RISystem AG | 590،200 | |
| منشار سلك جيجلي | RISystem AG | 590،100 | |
| خياطة (5-0 برولين) | Ethicon | 8614H | |
| ملقط | Braun Aesculap AG & CoKG | BD520R | |
| ملقط خلع | Braun Aesculap AG & CoKG | BJ009R | |
| مقص | براون Aesculap AG & CoKG | BC100R | |
| حامل إبرة | Braun Aesculap AG & CoKG | BM024R | |
| 24 G إبرة | BD Mircolance 3 | 304100 | |
| 27 G إبرة | Braun Melsungen AG | 9186182 | |
| شفرة مشرط مقاس 15 | Braun Aesculap AG & CoKG | 16600525 | |
| كماشة | Knipex | 7932125 | |
| المبرد الحراري | Sanitas | 605.25 | |
| كريم مزيل الشعر | Asid bonz GmbH | NDXZ10 | |
| زيوت تشحيم العين | Bayer Vital GmbH | 2182442 | |
| Xylazine | Bayer Vital GmbH | 1320422 | |
| Ketamine | Serumwerke Bernburg | 7005294 | |
| ترامادول | غرام ؛ محلول | 2256241 | |
| (SoftaseptN) | Braun Melsungen AG | 8505018 | |
| CD-1 الفئران | تشارلز | ريفر 22 |
المراجع
- 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. 3rd, 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).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
