هذا البروتوكول وصف تقنية الصدمة مينيملي استخدام المسمار إينتراميدولاري للاستقرار موحدة من كسور عظم الفخذ، والتي يمكن أن تستخدم لتحليل العظام endochondral الشفاء في الفئران.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
نموذج مينيملي لتحليل الكسر Endochondral الشفاء في الفئران تحت ظروف النشاط الحيوي موحدة
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
نماذج شفاء العظم ضرورية لتحليل الآليات المعقدة لكسر الشفاء لتحسين العلاج السريري كسر. خلال العقد الماضي، زيادة في استخدام نماذج الماوس في أبحاث العظام لوحظ على الأرجح لنماذج الماوس توفر عدد كبير من السلالات المعدلة وراثيا والأجسام المضادة الخاصة لتحليل الآليات الجزيئية لشفاء الكسر. للتحكم في ظروف النشاط الحيوي، إلزامية الصدمة جيدا تتسم التقنيات، كما في الفئران. هنا، لدينا تقرير عن تصميم واستخدام العظام مغلقة شفاء النموذجي لتثبيت كسور عظم الفخذ في الفئران. يوفر المسمار إينتراميدولاري، مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ الصف الطبي، من خلال ضغط كسر المحوري والتناوب استقرار مقارنة بدبابيس إينتراميدولاري بسيطة تستخدم في الغالب، التي تظهر الافتقار كامل للاستقرار المحوري والتناوب. الاستقرار الذي حققه المسمار إينتراميدولاري يسمح تحليل endochondral الشفاء. كمية كبيرة من الأنسجة دشبذ، وردت بعد تحقيق الاستقرار مع المسمار، يوفر الظروف المثالية لحصاد الأنسجة للتحاليل الكيميائية الحيوية والجزيئية. وثمة ميزة أخرى لاستخدام المسمار هو حقيقة أن المسمار يمكن إدراجها في عظم الفخذ مع تقنية كسبها دون أحداث ضرر للأنسجة اللينة. وفي الختام، هو المسمار زرع فريدة التي يمكن استخدامها من الناحية المثالية في كسر مغلق شفاء نماذج توفير ظروف النشاط الحيوي موحدة.
المقدمة
الدراسات شفاء العظام في الفئران كبيرة في الطلب بسبب طائفة واسعة من الأجسام المضادة والحيوانات المحورة وراثيا. تسمح هذه الحقائق دراسة الآليات الجزيئية للعظام شفاء1. في السنوات القليلة الماضية، وضعت مختلف العظام شفاء نماذج للفئران كانت2. ويمكن تقسيم هذه النماذج نماذج مفتوحة، الذي هو أوستيوتوميزيد العظام باستخدام نهج جراحية جانبية مفتوحة وفي النماذج المغلقة، هو كسر العظام التي تستند إلى نموذج كسر عرضته بنارس واينهورن3. باستخدام هذا الأسلوب، يمكن أن تنتج كسر عرضية موحدة عن عبوة الانحناء 3 نقاط ويزرع إينتراميدولاري يمكن إدراجها من خلال شق صغير باراباتيلار الآنسي في تقنية كسبها تجنب صدمات كبرى أنسجة لينة.
ويمكن تطبيق المسمار إينتراميدولاري لتثبيت الكسور المغلقة في الفئران. ويوفر المسمار الاستقرار التناوب ومحورية. ويتحقق ذلك بضغط الكسر من خلال مؤشر ترابط الدانية و البعيدة رأس4. مزايا إضافية من المسمار هي تقنية جراحية بسيطة، وزرع على درجة منخفضة من إينفاسيفيتي، الانخفاض الوزن، وأبرزها استقرار أعلى توفير ظروف النشاط الحيوي موحدة والتي تسيطر عليها مقارنة بغيرها إينتراميدولاري يزرع5. في الواقع، في نماذج الكسور الأكثر مغلقة، الشظايا استقرت إلا بدبابيس البسيطة، التي ترتبط بانعدام تام للتناوب ومحورية الاستقرار ومخاطر عالية لرقم التعريف الشخصي، وأيضا كسر التفكك. يمكن أن يؤثر هذا ملحوظ عملية الشفاء، مما قد يتسبب في تأخر الشفاء أو تشكيل غير الأعضاء في الاتحاد.
فمن المعروف جيدا أن استقرار تثبيت الكسر له تأثير هائل على عملية الشفاء6،7. تثبيت جامدة عالية النتائج في شفاء إينتراميمبرانوس، بينما يؤدي تثبيت أقل صرامة، التي قد تسمح ميكروموفيمينتس في فجوة الكسر، شفاء endochondral. تثبيت الكسر مع المسمار إينتراميدولاري يظهر غالباً endochondral الشفاء مع كمية كبيرة من الأنسجة دشبذ، لا سيما بعد أسبوعين لالتئام الكسر. يتيح إمكانية جني كمية كبيرة من الأنسجة دشبذ تحليل معلمات متعددة باستخدام تقنيات مختلفة.
هنا، نحن تقرير عن تصميم وتطبيق المسمار إينتراميدولاري في الفئران، فضلا عن مزاياه وعيوبه في الدراسات التجريبية على شفاء العظام endochondral العادية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
وأجريت وفقا للمبادئ التوجيهية لاستخدام الحيوانات التجريبية في "المعاهد الوطنية للصحة" جميع الإجراءات والمبادئ التوجيهية المؤسسية (لانديسامت für فيربراوتشيرشوتز، الطبوغرافيا Amtstierärztlicher البروتستانتي، ساربروكن، ألمانيا).
1-إعداد الأدوات الجراحية ويزرع
- حدد شفرة المبضع (حجم 15) ومسحه صغيرة والملقط غرامة، إبرة ز 27، خياطة غير ريسوربابل 5-0، ومقص وحامل إبرة من مربع أداة ميكروسورجيكال.
- فك المسمار إينتراميدولاري، سلك دليل (0.3/0.2 مم، وطول 10 سم)، ومثقاب التوسيط (0.5 مم) وثاقب (الشكل 1؛ انظر الجدول للمواد).
ملاحظة: المسمار إينتراميدولاري (0.5 مم، الطول 17.2 مم) مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ الصف الطبي لغرس رجعية في عظم الفخذ. وقد المسمار ترابط الدانية (0.5 مم، وطولها 4 مم) مع آنف (0.2 مم، وطول 0.4 مم) في تلميح والقاصي على شكل مخروط الرأس (0.8 مم، وطول 0.9 ملم) لتحقيق ضغط الكسر، فضلا عن الاستقرار المحوري والتناوب. - كشف يزرع وجميع الأدوات الجراحية إلى حل مطهر (الكحول 96%) لمدة 5 دقائق أو تعقيم لهم (تعقيم بالبخار، 130 درجة مئوية، 25 دقيقة). بعد التطهير أو التعقيم، وضع الصكوك على قماش عملية. ضع القماش العملية المتاخمة مباشرة إلى الجدول العملية الحيوانات الصغيرة.
2-الحيوانات والتخدير والتسكين
- اختر سلالة، والعمر، والجنس من الفئران وفقا لمسألة الدراسة التي يتم تناولها.
ملاحظة: استخدمت هذه الدراسة ذكور الفئران مؤتمر نزع السلاح-1 في 12-14 أسبوع. وزن الجسم المناسبة لاستخدام المسمار إينتراميدولاري ما بين 25-35 ز. - تخدير الفئران مع حقن داخل الكيتامين إكسيلازيني و 75 ملغ/كغ 15 مغ/كغ. تأكيد أنيسثيتيزيشن برشة أخمص القدمين. تطبيق مواد التشحيم العين لحماية العينين الحيوانات من الجفاف أثناء التخدير. بعد تحريض التخدير، ضع الماوس إطار المبرد حرارة الحفاظ على درجة حرارة الجسم ثابتة. ورصدت الحيوانات أثناء الإجراء، مع رشة إصبع القدم المتكررة لضمان طائرة مناسبة للتخدير.
- تطبيق ترامادول هيدروكلوريد في مياه الشرب (1.0 ملغ/مل) للتسكين من يوم 1 قبل الجراحة حتى اليوم الثالث بعد الجراحة.
ملاحظة: يجب أن تكون الوقاية من الإصابة والتسكين باﻻتفاق مع المبادئ التوجيهية لكل بلد ومؤسسة فيها التجارب التي يتعين القيام بها.
3-الجراحة وزرع المسمار إينتراميدولاري
- قبل الجراحة، يحلق في الساق حق هند كامل وتطبيق كريم مزيل الشعر. وبعد 5 دقائق، إزالة الكريم وتنظيف الساق بالماء. ثم قم بتطبيق حل مطهر بالكحول 96%. يمكن إضافة تدين أو الكلورهيكسيدين إلى الكحول لضمان أسيبسيس كاملة.
- تحت ظروف معقمة، ضع الماوس في موقف ضعيف على طاولة العملية الحيوانات الصغيرة. ثني الركبة اليمنى للسماح لنهج أمامي إلى condyles في الركبة. تنفيذ شق 5 مم باراباتيلار الآنسي في الركبة اليمنى باستخدام شفرة المبضع.
- تعبئة أربطة الرضفة بعناية مع شفرة المبضع وفي المسحة. بعد ذلك، تحول الرضفة أفقياً مع الملقط غرامة لفضح الشق إينتيركونديلار من عظم الفخذ.
- فتح الشق إينتيركونديلار بالضبط في وسط عظم الفخذ بين كلا condyles. تأكد من لا تتجاوز 1.0 مم في العمق لثقب الحفر.
- بدء تشغيل يدوي الحفر في سرعة بطيئة وإزاحة 45 ° بطنيا إلى محور عظم الفخذ باستخدام 0.5 مم توسيط مثقاب وثاقب (الشكل 1 د، الشكل 2). أثناء الحفر، باستمرار الانخفاض زاوية 0 ° الإزاحة (بالتوازي مع محور العظم عظم الفخذ). إيقاف الحفر عند الوصول إلى عمق 1.0 مم.
- بعد فتح العظام في الشق إينتيركونديلار، أدخل الإبرة ز 27 في تجويف إينتراميدولاري على طول عظم الفخذ. تعتصر تجويف عظم الفخذ يدوياً من خلال الالتماسات الروتاري الإبرة ز 27 إينتراميدولاري. دفع الإبرة إلى الأمام التسلخات العظام القشرية في تروتشانتير أكبر بروكسيمالي.
- إزالة الإبرة ز 27 وتطبيق السلك الدليل من خلال الجزء الأعلى من عظم الفخذ.
- جعل شق جلد بشفرة المبضع (حجم 15) بروكسيمالي عبر الأسلاك دليل ودفع الأسلاك دليل حتى طرفي الأسلاك دليل من خارج. تأكد من إبقاء الأسلاك دليل في المكان.
- إنشاء كسر مغلق محدد باستخدام المقصلة.
- ضع الماوس في الموضع الأفقي مع الساق اليمنى تحت المقصلة. تأكد من أن يتم وضع الجزء جدلي من عظم الفخذ في منتصف المقصلة.
- انخفاض الوزن (200 غرام) من المسافة المحددة من 25.5 سم.
- التحكم في التكوين الكسر وكسر الموقف، فضلا عن موقف السلك الدليل (الشكل 3) باستخدام جهاز الأشعة السينية (انظر الجدول للمواد).
- توصيل المسمار إينتراميدولاري مع الآنف في النهاية البعيدة لسلك دليل 0.2 مم وأدخله في عظم الفخذ تحت ضغط مستمر، ودوران مع عقارب الساعة.
- القص رمح محرك الأقراص عندما يتم تحقيق عزم دوران كافية.
- إزالة الأسلاك دليل بروكسيمالي.
- تغيير موضع الرضفة وإصلاح وتر الرضفة للعضلات مع خياطة واحد واحد استخدام الاصطناعية، شعيرات، خياطة البولي بروبلين نونابسوربابل 5-0. استخدام خيوط مفردة بنفس المواد والحجم لإغلاق الجرح. التحكم في الحد من الشظايا وموقف المسمار شعاعيا باستخدام جهاز الأشعة السينية (انظر الجدول للمواد).
- إبقاء الحيوانات تحت المبرد الحرارة حتى أنهم التعافي من التخدير. لا تترك الحيوانات غير المراقب حتى قد وعيه كافية للحفاظ على ريكومبينسي البطني. عودة الحيوانات في أقفاص مفردة في منشأة الحيوان. لا تعود الحيوانات إلى شركة الحيوانات الأخرى خلال 24 ساعة الأولى، حتى لو أنهم شفوا تماما من التخدير.
- مراقبة الحيوانات بعناية كل يوم. الحفاظ على التسكين بعد العملية الجراحية باستخدام ترامادول هيدروكلوريد في مياه الشرب بجرعة 1.0 ملغ/مل خلال الأيام الثلاثة الأولى. مواصلة التسكين إذا، في اليوم الرابع بعد الجراحة، الحيوانات لا تزال تظهر أدلة ألم، كما يتبين من حناجرهم، والأرق، والافتقار إلى التنقل والفشل العريس والموقف غير طبيعي وعدم الاهتمام العادي في المناطق المحيطة بها. إنهاء التسكين عند الحيوانات خالية من الألم.
- في نهاية التجربة euthanize الحيوان بجرعة زائدة من المسكنة التي يصفها الطبيب.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
وكان وقت التشغيل من شق الجلد للجرح بإغلاق 20 دقيقة. يمكن إجراء الجراحة دون مجهر ستيريو. بعد، وتم رصد الحيوانات يوميا. وأنهيت التسكين بعد العمليات الجراحية بعد يومين لأنه لم يظهر أي من الحيوانات دليل على الألم بعد هذه الفترة الزمنية. أظهرت الحيوانات أيضا تحمل الوزن الطبيعي خلال يومين بعد الجراحة. لم تراع عدوى الجرح خلال فترة الملاحظة كاملة.
التحاليل الإشعاعية بعد 2 أسابيع أظهر تشكيل النسيج دشبذ سد الفجوة الكسر (
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
الخطوات الحاسمة من العملية الجراحية للعثور على نقطة الإدخال الصحيح لغرس المسمار في وسط condyles عظم الفخذ في الشق إينتيركونديلار، فضلا عن التوجه الأمثل للابرة موازية لمحور العظم للتوسيع تجويف إينتراميدولاري. لتجنب وضع إدخال غير صحيحة، ينبغي إعداد الجراح الشق حتى يتحقق عرض أمثل. للتحكم في الاتجاه أثناء التوسيع، ينبغي أن تعقد عظم الفخذ الفئران بالاصابع في وضع مستقر. هو خطوة حاسمة أخرى إدراج المسمار في عظم الفخذ عبر الأسلاك دليل لسلك دليل يمكن أن تنزلق من يفتت العظام الدانية أسفر عن اضطراب كسر. في هذه الحالة، يمكن محاولة ال...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
الكتاب يعلن أن لديهم لا تضارب المصالح المالية.
شكر وتقدير
وأيد هذا العمل ريسيستيم AG، دافوس، سويسرا.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| برغي الماوس | RISystem AG | 221،100 | |
| سلك التوجيه | RISystem AG | 521،100 | |
| بت توسيط | RISystem AG | 590،205 | |
| مثقاب يدوي | RISystem AG | 390،130 | |
| مسحة قطنية (150 مم ، رأس صغير) خياطة | Fink Walter GmbH | 8822428 | |
| (5-0 Prolene) | Ethicon | 8614H | |
| ملقط | براون Aesculap AG & مقص CoKG | BD520R | |
| براون Aesculap AG & حامل | BC100R | ||
| Braun Aesculap AG & CoKG | BM024R | ||
| 27 G إبرة | Braun Melsungen AG | 9186182 | |
| شفرة مشرط مقاس 15 | Braun Aesculap AG & CoKG | 16600525 | |
| 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 | |
| Tramadol | Gr & uuml. محلول | 2256241 | |
| (SoftaseptN) | Braun Melsungen AG | 8505018 | |
| CD-1 الفئران | تشارلز ريفر | 22 | |
| جهاز الأشعة السينية | Faxitron MX-20 ، Faxitron X-ray Corporation | 2321A0988 | |
| جهاز كسر صغير | RISystem AG | 891،100 |
المراجع
- Jacenko, O., Olsen, B. R. Transgenic mouse models in studies of skeletal disorders. J Rheumatol Suppl. 43, 39-41 (1995).
- Histing, T., et al. Small animal bone healing models: standards, tips, and pitfalls results of a consensus meeting. Bone. 49 (4), 591-599 (2011).
- Bonnarens, F., Einhorn, T. A. Production of a standard closed fracture in laboratory animal bone. J Orthop Res. 2 (1), 97-101 (1984).
- Holstein, J. H., et al. Development of a stable closed femoral fracture model in mice. J Surg Res. 153 (1), 71-75 (2009).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Garcia, P., et al. The LockingMouseNail-a new implant for standardized stable osteosynthesis in mice. J Surg Res. 169 (2), 220-226 (2011).
- Histing, T., Klein, M., Stieger, A., Stenger, D., Steck, R., Matthys, R., Holstein, J. H., Garcia, P., Pohlemann, T., Menger, M. D. A new model to analyze metaphyseal bone healing in mice. J Surg Res. 178 (2), 715-721 (2012).
- Histing, T., Menger, M. D., Pohlemann, T., Matthys, R., Fritz, T., Garcia, P., Klein, M. An Intramedullary Locking Nail for Standardized Fixation of Femur Osteotomies to Analyze Normal and Defective Bone Healing in Mice. J Vis Exp. (117), (2016).
- 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).
- Holstein, J. H., Menger, M. D., Culemann, U., Meier, C., Pohlemann, T. Development of a locking femur nail for mice. J Biomech. 40 (1), 215-219 (2007).
- Claes, L. E., et al. Effects of mechanical factors on the fracture healing process. Clin Orthop Relat Res. 355 Suppl, S132-S147 (1998).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
