Summary
Denne undersøgelse beskriver en reproducerbar og detaljerede protokollen bruger en nyudviklet ekstern fiksator for distraktion osteogenesis () i femoralis rotte model hvilke tilladelser fysiologiske vægtbærende af dyret efter fjernelse af ekstern fiksator.
Abstract
Denne protokol beskriver brugen af en nyudviklet ekstern fiksator for distraktion osteogenesis i en rotte femoral model. Distraktion osteogenesis () er en kirurgisk teknik fører til knogle regenerering efter en osteotomi. Osteotomized yderpunkterne er flyttet fra hinanden ved gradvis distraktion at nå den ønskede brudforlængelse. Denne procedure er meget udbredt i mennesker til nedre og øvre lemmer forlængelse, behandling efter en knogle heling og regenerering af en knogle defekt efter operation for knogle tumor excision og maxillofacial genopbygning. Kun få undersøgelser klart viser effektiviteten af deres protokol i at opnå en funktionel folier knogle, dvs., knogle, der vil støtte fysiologiske vægtbærende uden fraktur efter fjernelse af ekstern fiksator. Derudover protokoller for søgeordsværktøjerne og reproducerbarhed er begrænset af mangel på information, foretage sammenligning mellem studier svært. Formålet med denne undersøgelse var at udvikle en reproducerbar protokol bestående af en passende ekstern fiksator design for rotte limb forlængelse, med en detaljeret kirurgisk teknik, der tillader fysiologiske vægtbærende af dyret efter fjernelse af eksterne fiksator.
Introduction
Distraktion osteogenesis () er en kirurgisk teknik bruges klinisk1,2,3,4 i mennesker til lavere1,2 og øvre3 limb forlængelse, behandling efter en knogle heling og regenerering af en knogle defekt efter operation for knogle tumor excision såvel som i maxillofacial genopbygning4. GØRE fører til knogle regenerering efter placeringen af ekstern fiksator i knogle og osteotomi. Osteotomized yderpunkterne er flyttet fra hinanden ved gradvis distraktion2 at nå den ønskede brudforlængelse. En konsolideringsperioden følger, hvor der er ingen mere brudforlængelse.
GØRE proceduren er opdelt i tre særskilte faser: ventetid, distraktion og konsolidering. Generelt, en 7-dages latenstid starter lige efter osteotomi4. Dette giver mulighed for knogle reparation til at begynde den helbredende proces4indledende trin. Latenstid er efterfulgt af en distraktion periode hvor trækkraft styrker anvendes til folier callus og omgivende bløde væv1,2,4. Når den ønskede brudforlængelse er nået, begynder distraktion stopper og konsolideringsperioden. I denne periode opretholdes den ekstern fiksator indtil folier knoglen er funktionel nok til at støtte dens fjernelse.
Forskellige parametre af påvirke knogle reparation som længde og sats på forlængelse, type af ekstern fiksator, hyppigheden af distraktion, længden af konsolideringsperioden eller type af mekanisk stress påføres den distraheret callus. Som et eksempel, kan sats og hyppigheden af forlængelse føre til for tidlig konsolidering5 eller afbrydelse af processen ved at skabe uoprettelige skader som nekrotisk væv eller cyster inden for callus6,7.
Mange protokoller er blevet anvendt til forskellige dyremodeller8,9,10 , at studere knogle reparationsprocesser og maksimere knogle konsolidering. Hos rotter, de fleste undersøgelser11,12,13,14,15 fokuseret på hvordan man kan forkorte-protokollen ved at fremskynde callus konsolidering. Nogle af disse eksperimentelle undersøgelser anvendes eksterne fixators allerede kommercielt tilgængelige til humane kliniske applikationer5,13,15,16. Disse typer af ekstern fiksator er imidlertid ikke egnet til på rotte lårbenet, som udstiller forskellige anatomiske karakteristika fra det menneskelige lårbenet. Desuden viser kun et par undersøgelser klart effektiviteten af deres protokoller i at opnå en funktionel folier ben7,16. Det er derfor vanskeligt at sammenligne resultaterne fra forskellige undersøgelser,, på grund af deres forskellige protokoller og manglende information om ekstern fiksator12,13,14,17.
Således var formålet med denne undersøgelse at beskrive i en rotte model, en effektiv og reproducerbare protokol for på lårbenet, som fører til en funktionel folier knogle. Med henblik herpå designet vi en hjemmelavet og nem at bruge ekstern fiksator især for rotte lårbenet, som vi har beskrevet i detaljer i denne protokol. I udarbejdelsen af de tekniske specifikationer for denne enhed, tog vi hensyn til alle de grundlæggende betingelser for en god fordeling af mekaniske belastninger og at undgå produktion af resterende stress. Den tekniske specifikation inkluderet en passende geometri til enheden til at tillade ren trækkraft på knogler og omkringliggende væv, en passende vægt for gangart i dyret, kontrol af længden af knogle strækforlængelse, og en god justering af knogle segmenter uden produktion af shear stress ved skæringspunktet mellem ben og ben. Desuden, denne enhed skulle være anvendelige uden sedation af dyret under distraktion, biokompatible og steriliserbar uden skader. Efter 7 uger af konsolideringen, denne protokol for på rotte lårbenet førte til en funktionel folier knogle, fremgår af dyrenes fysiologiske vægtbærende uden fraktur af folier callus efter fjernelse af ekstern fiksator. Den fysiologiske gangart af dyrene var i overensstemmelse med arkitektoniske parametre fremstillet af micro-CT analyse af folier callus og X-ray analyse.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
alle procedurerne blev godkendt af universitetet i Aix-Marseille institutionelle dyrs pleje og brug udvalg og franske forskning ministeriet og udført i Marseille medicinske fakultet (konventionel dyr hus Frankrig).
1. definere funktionelle specifikationer af ekstern fiksator baseret på følgende retningslinjer
- Optimer knogle anchorage.
- Implantat halv-threaded pins med en diameter (i afsnittet gevind) på 1 mm.
- Vælge et design for at reducere ubehag for dyret.
- Vælg ekstern fiksator af en lille størrelse, der passer ind i et volumen af 7,723 mm 3 (32 mm x 19 mm x 12,7 mm).
- Vælg ekstern fiksator med lav vægt, mindre end 13 g uden stifter, at undgå at forstyrre dyrene ' gangart. Vælg aluminium som materiale til de to blokke på grund af sin lave massefylde.
Bemærk: Faser af blokkene betydeligt reducere vægten af de to dele.
- Styre bevægelse af fiksator, således at retningen af trækkraft vedligeholdes parallelt med retningen af knoglen og sikre ren trækstyrke styrker.
- Brug en glidende bar, der går gennem de to blokke. Groove og åbne blokke, så hver kan bære to pins.
- Bruger en brudforlængelse skruen med en glat side, der forvandler frit i blokken og kan blive grebet af fingre og med et gevind side der forskyder den anden blok af rotation. Anker to pins til knoglen, på hver side af fraktur, at holde retningen af trækkraft parallelt med retningen af knoglen. Opretholde de trækstyrke styrker i den langsgående akse at give god fordeling af stress på benene. Sikre de fire ben med låsning skruer.
- Vælge materialer som aluminium, titanium og stål, der kan modstå sterilisation temperaturer.
- Sikre, at pin placering svarer til ekstern fiksator geometri ( figur 1 -B).
- Bruger en boring guide, der indeholder en klemme strammet på knogle til at opretholde den boring holdning.
- Forkorte løftestang arm i klemme for lav lukketryk. Placer klemme i midten af enheden, over den fremtidige fraktur, at rydde siderne.
- Gøre distraktion let til manuelt justere ved at tilføje en fingerskruen for at stramme og frigive den mobile blok.
- Bruger en bred nok til at manipulere med fingre alene skrue.
- Tilføje en boret Firkantmøtrik midt i brudforlængelse skruen mellem de to blokke, at tillade let distraktion.
- Gøre dette Firkantmøtrik (8 mm på hver side) større end de to blokke til at tillade manuel brug med en tynd nål eller nogen form for objektet. Drej skruen ¼ tænder til at tillade en 0,125 mm forlængelse.
2. Kirurgi
Bemærk: assistent er påkrævet for alle kirurgiske procedurer. Fire 12 uger gamle mandlige Sprague Dawley rotter blev fodret en standard laboratorium kost ad libitum.
- Forberede kirurgiske værktøjer.
- Sterilisere alle de følgende kirurgiske instrumenter: 1 rugine, 2 Senn ' s retraktorer, 1 mikro Olsen-Hegar nål-indehaveren, 1 Mayo-Hegar nål holder, 1 mayo saks og 1 skalpel.
- Sterilisere den ekstern fiksator, boring guide, 4 halv-threaded pins, 4 skruer, spids og streng af boret, og spidsen og streng af piezotome. Sterilisere disse instrumenter ved autoklavering på 135 ° C i 18 min.
- Installere en varmepude under feltet steril i tabellen kirurgisk. Placere alle instrumenter eller værktøjer på en anden sterilt felt.
- Anesthetize og forberede dyret.
- Vejer rotte for at forberede bedøvelsesmiddel og smertestillende blandingen
- bestemme og beregne mængden af Bupremorphine og Carprofen at forberede den analgetiske blanding dyrlægeordination. Bruge buprenorphin (0,03 mg/mL) og Carprofen (5 mg/mL) henholdsvis på 0,05 mg/kg og 5 mg/kg
- Dy rotten og subkutant injicere den analgetiske blanding. Vent et par sekunder, derefter indsprøjtes intraperitoneal bedøvelsesmiddel blandingen.
- Barbere det højre bagben lemmer med en barbermaskine og desinficere lemmer med povidon-jodopløsning.
- Lå dyret lateralt (højre side opad) på det sterile område at tillade den korrekte placering af den ekstern fiksator langs mediolateral akse.
- Sætte en steril komprimere på hovedet til at beskytte sine øjne under kirurgi.
- Implantat til ekstern fiksator i lårbenet.
- Vartegn hud indsnit. Med en markør, skal du trække et punkt fra den distale del (knæ) og et andet punkt i den proksimale del (hofte) efter midterlinie i sagittale flyet. Derefter trække en linje mellem punkterne 2.
- Incise strakt huden langs linjen tegning ved hjælp af en skalpel.
- Skåret i mellem biceps femoris og vastus lateralis indtil lårbenet er fuldt eksponeret, ved hjælp af en skalpel. Brug 2 Senn ' s retraktorer (kan kræve en assistent) til at lette muskel indsnit.
- Lift periosteum og afbryde de bløde væv fra knogle ved hjælp af en rugine.
- Kontrollere, at det udsatte lårbenet er lang nok.
- Indsætte pins i de proksimale og distale huller i den ekstern fiksator.
- Position den ekstern fiksator og kontrollere, at begge ben kan være forankret i lårbenet.
- Implantat 4 parallelle 1 mm halv-threaded pins i lårbenet.
- Tag den boring guide og flytte fra hinanden muskler med 2 Senn ' s retraktorer. Stramme klemme af boring guide midt i lårbenet.
- Bore 4 huller pre i lårbenet. Ved hjælp af en elektrisk boremaskine bore huller med en hastighed på 2.000 omdrejninger i minuttet ved at passere en metal borehoved af 0,6 mm diameter gennem 4 guide huller.
- Start med de mest proksimale og distale huller og finish med to midterste dem af guiden. Være omhyggelig med at gå gennem begge cortex men ikke at beskadige det bløde væv lige under lårbenet.
- Take off den boring guide.
- Forstørre de 4 pre huller med 0,8 mm halv-threaded pin.
- Arbejde pin frem og tilbage gennem 0,6 mm huller. Vær omhyggelig med at holde vinkelret på lårbenet og vasken gennem begge cortex.
- Implantat 1 mm halv-threaded pins.
- Greb 1 mm halv-threaded knappenålshoved med en nål-indehaveren.
- Synke pinkode for at forstørre før hullet. Kontroller, at benene trænge både cortex og ikke rage mere end 1 mm, med en Senn ' s retractor.
- Tilsluttes 4 halv-threaded benene den ekstern fiksator. Sørg for, at offset (afstand mellem fiksator ' s to blokke og knoglen overfladen) er ca. 6 mm at tillade let Sting og god stivhed af system 18.
- Sikre 4 låseskruerne, således at den ekstern fiksator er låst til benene.
- Osteotomize lårbenet.
- Udføre en osteotomi mellem de 2 centrale pins med en piezotome.
- Tæt veund ved hjælp af en kontinuerlig søm med resorberbare sutur tråd (5,0) og Mayo-Hegar nål indehaveren. Sørg for, at kun huden er syet, og ikke muskler.
- Kontrollere dyrenes kirurgi og skærm.
- Udføre en X-ray lige efter operationen, mens dyret er stadig bedøvede. Check dybden af alle keglerne, og at osteotomized ekstremiteter er afstemt efter den lange akse.
- Sikre analgesi og antibioprophylaxy ved subkutan injektion af buprenorphin (0,03 mg/mL) og Enrofloxacine (50 mg/mL) henholdsvis på 0,05 mg/kg og 10 mg/kg
- Bestemme og beregne mængden af antipamezole at vende anæstesi. Brug antipamezole på 1mg/kg og gøre en subkutan injektion for at administrere produktet. Tillader dyret at genvinde bevidsthed og returnere det til sit bur.
- Seks timer efter operationen, indsprøjtes en anden dosis af analgesi blandingen (buprenorphin og Carprofen) henholdsvis på 0,05 mg/kg og 5 mg/kg subkutant.
For næste give 3 dage i det mindste, disse injektioner to gange om dagen for analgesi blanding og en gang om dagen for antibioprophylaxy. Regelmæssige kliniske undersøgelser skal udføres for at vurdere effektiviteten af analgesi og skal ændres efter opførsel tegn for hvert dyr. - Kontrollere, at dyrene kan gå ved hjælp af deres betjente hind lemmer normalt dagen efter kirurgi.
3. Distraktion
- forlader den ekstern fiksator i neutral fiksering i 1 uge. X-ray lemmer ved udgangen af denne fase. Kontrollere placeringen af benene og justeringen af knogle segmenter.
- Manuelt drej den Firkantmøtrik halvdelen turn (0,25 mm) med uret hver 12 h for at udføre distraktion. Distrahere for 10 dage, der skal føre til en 5mm knogle forlængelse, der repræsenterer en 12% forlængelse i forhold til den oprindelige længde af det opererede ben segment.
- Ikke bedøver dyret under dette trin. X-ray lemmer halvvejs gennem og i slutningen af denne periode for at kontrollere placeringen af pins og justering af knogle segmenter.
- Opretholde den ekstern fiksator i 47 dage. X-ray lemmer ugentligt for at kontrollere status for distraheret gap forkalkning. På dag 64, fjerne den ekstern fiksator og lade dyr gå frit for 2 dage (dag 66). Den samlede konsolideringsperioden varer 7 uger.
- Aflive alle rotter efter 7 uger af konsolidering med en overdosis af inhaleret Sevofluran.
- Resect distraheret og kontralaterale lårben uden det omgivende væv.
- Gøre en hud indsnit på arret ligger på median linje efter sagittale flyet ved hjælp af en skalpel. Kør indsnittet fra toppen af hoften på forsiden af knæet.
- Skåret i mellem biceps femoris og vastus lateralis med en skalpel indtil lårbenet er fuldt eksponeret. Så meget som muligt, afbryde den muskel, der er knyttet til knoglen.
- Skære alle ledbånd i knæet og afvikle artikulation.
- Skære ledkapsel af hoften.
- Rengør knoglen grundigt uden at fjerne de halv-threaded pins. Fjerne alle de bløde væv med en skalpel.
- Gentag trin fra 3.5.1 til 3.5.5 for de kontralaterale lårbenet.
- X-ray distraheret og kontralaterale lårben. Fjern de 4 halv-threaded pins og gemme alle lårben ved-20 ° C for mikro-CT-scanning analyse (10 µm opløsning).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
X-ray billeder taget fra slutningen af kirurgisk procedure til slutningen af konsolidering viste ingen lempelse af de halv-threaded pins i lårbenet, der angiver stabil anchorage. Benene var parallelle og velbevaret. Osteotomized yderpunkterne var godt tilpasset langs den langsgående akse af knoglen under proces (figur 2). I slutningen af perioden ventetid var ingen forkalkede områder synlige (fig. 2B). I slutningen af perioden distraktion blev et par forkalkede områder synligt tæt på de allerede eksisterende cortex (figur 2C). Efter 28 dage af konsolidering (dag 45), regionen ikke forkalket kløft mellem osteotomized yderpunkterne var mindre og vi observeret en periosteal callus ikke kun nær hullet, men også på niveauet af pins (figur 2D). Efter 47 dage af konsolidering (dag 64), regenererende callus var helt bro (figur 2E). Efter fjernelse af ekstern fiksator og 2 dage af fysiologiske vægtbærende, dyrene havde fysiologiske gangart og der var ingen tegn på fraktur (figur 2F).
3D mikro-CT-analyse af de serielle længdesnit af den regenererende callus demonstreret at forkalkede bridging var altid til stede (fig. 3A-D). En kontinuerlig ydre kortikale blev observeret i periferien af den regenererende callus (figur 3C-D). Henhold til de langsgående profiler, var regenererende callus helt fyldt af et netværk af benede bjælkerne. Efter 49 dages konsolidering (dag 66) forblev en mindre mineraliseret region midt på folier knoglen (figur 3E-F). De arkitektoniske parametre af micro-CT tilkendegivet, at den gennemsnitlige volumenfraktion (BV/TV) til den regenererende callus og de kontralaterale lårben var henholdsvis 55% ± 13 og 97.85% ± 1.7 (tabel 1 og tabel 2). Gennemsnitsværdien af volumetriske knogle mineral tæthed (vBMD) for den regenererende callus var 750 mg/cm3 ± 25. Gennemsnitsværdien af tværsnitsareal var højere for de regenererende callus end for de kontralaterale lårbenet (17.23 mm2 ± 9,3 vs 9.5 mm2 ± 1,2) (tabel 1 og tabel 2). Den gennemsnitlige callus kortikale tykkelse var tyndere end den kortikale tykkelsen af kontralaterale lårbenet (0.317 mm ± 0,04 vs 0,6 mm ± 0,05) (tabel 1 og 2).
Figur 1: computerstøttet design (CAD) af den ekstern fiksator og boring guide. (A) CAD af den ekstern fiksator med benene. ()B) CAD af boring guide. Skalalinjen = 5 mm. venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2: repræsentant røntgenbilleder af en rotte lårbenet på forskellige tidspunkter. X-ray røntgenbilleder af de distraheret callus på 0, 7, 17, 45, 64 og 66 dage. (A) x-stråler taget efter operationen (dag 0). (B) X-ray røntgenbillede taget efter 7-dages latenstid. Ingen forkalkede callus er tilsyneladende nær osteotomized ekstremiteterne (OE). (C) i slutningen af distraktion, en lille, dårligt forkalkede zone er tilsyneladende nær osteotomized ekstremiteterne (rektangulære zone). (D) efter 28 dage af konsolidering (dag 45), kløften mellem de osteotomized ekstremiteter (*) og en anden kortikale er tilsyneladende (gul pil). (E) røntgenbillede efter 47 dage af konsolidering (dag 64) (F) X-ray røntgenbillede taget efter 49 dages konsolidering (dag 66), med to dage af fysiologiske vægtbærende. Skalalinjen = 1 mm. venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3: 3D mikro-CT rekonstruktion af en rotte lårbenet distraheret callus. Mineralisering af knoglen er illustreret med farve fra gul til blå. (A, B) Repræsentation af de passerelle cortex af det distraheret callus efter anteroposterior og længdeakse. (C, D) Proksimale og distale tværsnit afslører den oprindelige kortikale knogle (sort pil) og de passerelle cortex af det distraheret callus (gul pil) (E, F) 3D langsgående profiler af de distraheret callus efter 7 uger af konsolidering: hård hud udfyldes af et netværk af trabekulær knogle. Skalalinjen = 1000 µm. kalibrering bar = 0 til 2,54 g/cm3 (gul = 1.73 g/cm3, pink = 0.84 g/cm3, og blå = 0,17 g/cm3). Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Tabel 1: Callus parametre i distraheret femur efter 49 dages konsolidering. Regionen af interesse (ROI) udvalgt til at beregne alle parametre blev zone mellem de osteotomized ekstremiteter. Alle de værdier, der er opnået for hver rotte blev beregnet på hver skive af billedstak. Resultaterne udtrykkes som gennemsnit ± standardafvigelse. BV/TV: volumenfraktion; CSA: tværsnitsareal; vBMD: knogle mineral tæthed; Ct.Th: kortikale tykkelse.
Tabel 2: Kontralaterale parametre i intakt femur efter 49 dages konsolidering. Alle de værdier, der er opnået for hver rotte blev beregnet på hver skive af billedstak. Resultaterne udtrykkes som gennemsnit ± standardafvigelse. BV/TV: volumenfraktion; CSA: tværsnitsareal; Ct.Th: kortikale tykkelse.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Denne undersøgelse beskriver en reproducerbar protokol bestående af en passende ekstern fiksator design for rotte limb forlængelse, med en detaljeret kirurgisk teknik, der tillader fysiologiske vægtbærende af dyret efter fjernelse af ekstern fiksator. Vores protokol førte til en funktionel folier knogle. Efter 47 dage af konsolideringen fremkalde fjernelse af den hjemmelavede ekstern fiksator og 2 dage af fysiologiske vægtbærende af dyret ikke nogen fraktur af den regenererende callus. Takket være micro-CT genopbygning, bevis for en komplet bridging bekræftede, at den regenererede callus var funktionel. En tidligere undersøgelse viste klart en positiv sammenhæng mellem forekomsten af forkalkede bridging og belastning at en regenereret callus kan opretholde19. VBMD fundet for den regenererede callus var desuden omkring 67% af vBMD fundet for diaphysis del af lårbenet fra controlateral lemmer20. Vi har også fundet en gennemsnitlig vBMD af den regenererede callus, der var tæt på værdien tidligere beskrevet21. Dette understreger den stabilt miljø skabt af den hjemmelavede ekstern fiksator fører til effektiv knogle reparation. Derudover var fiksator tåles godt af dyrene. Positionering og den lette vægt af den ekstern fiksator ikke forstyrre dyrenes gangarter, så de var i stand til at gå lige efter operationen.
Hele protokollen opstod ingen bryde eller løsne Pins, beviser for, at proceduren threading sikres en effektiv og stabil forankring af benene i lårbenet. Det er afgørende, at ben er velforankrede for god stabilitet af mikro-miljø: løsne en pin har vist sig at falde med halv stivhed af enheden18. Derudover skal rotter være anbragt med enkeltvis i bure med en specialdesignet flad dække at forhindre dyret fra koble op den ekstern fiksator. Den manuelle og let at udføre distraktion for regenererende callus begrænser pin-løsne, men også undgår at skulle adstadige dyr hver 12 timer til flere dage og bidrager til pålidelighed og effektivitet af den hjemmelavede ekstern fiksator. Et andet vigtigt punkt at kontrollere, er, at benene trænge både cortex og ikke rage mere end 1 mm. Dette trin er følsomme, og hvis X-ray røntgenbilleder ikke bekræfter passende placering af benene, dette skal rettes manuelt ved hjælp af en Mayo-Hegar nål-indehaveren, mens dyret er stadig bedøvede. Protokollen har nogle begrænsninger. Det er en tidskrævende og begrænsende protokol, som begrænser antallet af dyr, det kan bruges på. Derudover kan givet behændighed kræves og omhu af kirurgi, proceduren tage et par praksis kører til master.
Hele proceduren gør blev justeringen af osteotomized ekstremiteterne opretholdt. Når implanterer pins i lårbenet, er det meget vigtigt at bruge en boring guide, så de halv-threaded pins er parallelle, hvorved det sikres god fordeling af den mekaniske stress uden produktion af shear stress gennem distraktion og konsolidering faser. Det er også meget vigtigt at rense såret dagligt for at forhindre enhver blokering af firkantede møtrikken, der ville gøre manuel distraktion vanskeligt, som kunne påvirke justeringen af osteotomized ekstremiteter og pins forankring. Hvordan til at fortsætte til osteotomien repræsenterer det sidste vigtige punkt til regenerering. Osteotomien skal udføres med en piezotome til at sikre en ensartet og regelmæssig ossøse sektion og at forhindre termiske-induceret nekrose og skader på omgivende bløde væv. Overdreven varme genereres desuden nogle gange, når boring pre hullerne. Et irrigating system, kombineret med den elektriske boremaskine kan bruges til at forhindre termiske-induceret nekrose.
Afslutningsvis beskriver vi en effektiv og reproducerbare protokol, i en rotte femoral model, gøre, der fører til en funktionel folier knogle. Designe en hjemmelavet ekstern fiksator baseret på de anatomiske Karakteristik af rotte lårbenet aktiveret et stabilt miljø at være genereret og tilladt dannelsen af en forkalkede folier callus, der var tilstrækkeligt konsolideret til at understøtte fysiologiske vægtbærende af dyrene. Vores næste mål er at bruge denne reproducerbare protokol til at bestemme den korteste konsolideringsperioden kompatibel med en funktionel folier knogle. Efterfølgende målet vil være at forbedre teknik, især ikke søger måder at forkorte konsolideringsperioden. Denne reproducerbare protokollen kunne også være nyttigt at identificere mekanismer involveret i knoglen reparation. Endelig gøre Karakteristik af den hjemmelavede ekstern fiksator det anvendeligt i klinisk praksis for menneskelige finger brudforlængelse.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ikke noget at oplyse.
Acknowledgments
Dette arbejde blev støttet og finansieret af CNRS Mecabio udfordring.
Forfatterne takke dyrs pleje tekniker for pasning af dyrene under hele proceduren. Forfatterne også anerkende IVTV central Lyon, gennem Thierry Hoc. Tak til Marjorie Sweetko for sprogrevision.
Vi er så stor at Marylène Lallemand, Cécile Génovésio og Patrick Laurent for deres bidrag til denne eksperimentel undersøgelse.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Kétamine | Renaudin | 578 540-2 | Supply by animal house |
| Médétomidine | Virbac | 6799091 | Supply by animal house |
| Sevoflurane | Centravet | 567 477-2 | Supply by animal house |
| Buprenorphine | Indivor France | 3400932731060 | Supply by animal house |
| Enrofloxacine | ChannelPharmaceutical Facturing | FR/V/4955220 | Supply by animal house |
| Piezotome | Satelec Acteon | F57510 | |
| Heating pet pad | Therasage | AL8365936 | Supply by the animal house |
| Dental X-ray | S.A.R.L Innovation médicales et dentaires | WYZ - BLUEX | |
| Winiwix Software | Softys Dental | PFT | |
| Micro-CT system | nanoScan SPECT/CT | GEIT-31105EN (05/14) | Subcontract by IVTV central Lyon |
| Micro-CT analysis Software | phoenix datos X2 reconstruction | none | Free software |
| Electric razor | Brawn | GT415 | Supply by animal house |
| Senn’s retractors | Word Precision Instruments | 501718 | Blunt version |
| Betadine Solution | Mundipharma Medical Company | D08AG02 | Supply by animal house |
| Resorbable suture thread (5.0) | Ethicon | JV1023 | Supply by animal house |
| Rugine | Word Precision Instruments | 503406 | |
| Mayo-Hegar needle holder | Word Precision Instruments | V503382 | |
| Metal drill | Beuterlock | V020944018003 | |
| Micro Olsen-Hegar Needle-holder | Word Precision Instruments | 501989 | |
| Mayo scissor | Word Precision Instruments | 501752 | |
| Scalpel | Word Precision Instruments | 500236 | |
| Sprague-Dawley | Janvier | none | 12 weaks and male |
References
- Jauregui, J. J., Ventimiglia, A. V., Grieco, P. W., Frumberg, D. B., Herznberg, J. E. Regenerate Bone stimulation following limb lengthening: a meta-analysis. BMC Musculoskelet Disord. 17 (1), 407 (2016).
- Morcos, M. W., Al-Jallad, H., Hamdy, R. Comprehensive review of Adipose Stem Cells and Their Implication in Distraction Osteogenesis and Bone Regeneration. Biomed Res Int. 2015 (842975), 1-20 (2015).
- Cansü, E., Ünal, M. B., Parmaksizoglu, F., Gürcan, S. Distraction lengthening of the proximal phalanx in distal thumb amputations. Acta Orthop Traumatol Turc. 49 (3), 227-232 (2014).
- Singh, M., Vashistha, A., Chaudhary, M., Kaur, G. Biological Basis of Distraction Osteogenesis - A Review. J Oral Maxillofac Surg Med Pathol. 28 (1), 1-7 (2016).
- Sailhan, F., Gleyzolle, B., Parot, R., Guerini, H., Viguier, E. Rh-BMP-2 in Distraction Osteogenesis: Dose Effect and Premature Consolidation. Injury. 41 (7), 680-686 (2010).
- Schiller, J. R., Moore, D. C., Ehrlich, M. G. Increased Lengthening Rate Decreases Expression of Fibroblast Growth Factor 2, Platelet-Derived Growth Factor, Vascular Endothelial Growth Factor, and CD31 in a Rat Model of Distraction Osteogenesis. J Pediatr Orthop. 27 (8), 961-968 (2007).
- Aronson, J., Shen, X. C., Skinner, R. A., Hogue, W. R., Badger, T. M., Lumpkin, C. K. Rat Model of Distraction Osteogenesis. J Orthop Res. 15 (2), 221-226 (1997).
- Aida, T., Yoshioka, I., Tominaga, K., Fukuda, J. Effects of latency period in a rabbit mandibular distraction osteogenesis. Int J Oral Maxillofac Surg. 32, 54-62 (2003).
- Lammens, J., Liu, Z., Aerssend, J., Dequeker, J., Fabry, G. distraction Bone Healing Versus Osteotomy Healing: A Comparative Biochemical Analysis. J Bone Miner Res. 13 (2), 279-286 (1998).
- Isefuku, S., Joyner, C. J., Simpson, A. H. R. W. A Murine Model of Distraction Osteogenesis. Bone. 27 (5), 661-665 (2000).
- Eberson, C. P., Hogan, K. A., Moore, D. C., Ehrlich, M. G. Effect of Low-Intensity Ultrasound Stimulation on Consolidation of the Regenerate Zone in a Rat Model of Distraction Osteogenesis. J Pediatr Orthop. 23 (1), 46-51 (2003).
- Özdel, A., Sarisözen, B., Yalçinkaya, U., Demirag, B. The Effect of HIF Stabilizer on Distraction Osteogenesis. Acta Orthop Traumatol Turc. 49 (1), 80-84 (2015).
- Takamine, Y., et al. Distraction Osteogenesis Enhanced by Osteoblastlike Cells and Collagen Gel. Clin Orthop Relat Res. 399, 240-246 (2002).
- Wang, X., Zhu, S., Jiang, X., Li, Y., Song, D., Hu, J. Systemic Administration of Lithium Improves Distracted Bone Regeneration in Rats. Calcif Tissue Int. 96 (6), 534-540 (2015).
- Xu, J., et al. Human Fetal Mesenchymal Stem Cell Secretome Enhances Bone Consolidation in Distraction Osteogenesis. Stem Cell Res Ther. 7 (1), (2016).
- Yasui, N., et al. Three Modes of Ossification during Distraction Osteogenesis in the Rat. Bone Joint J. 79 (5), 824-830 (1997).
- Chang, F., et al. Stimulation of EP4 Receptor Enhanced Bone Consolidation during Distraction Osteogenesis. J Orthop Res. 25 (2), 221-229 (2007).
- Nyman, J. S., et al. Quantitative Measures of Femoral Fracture Repair in Rats Derived by Micro-Computed Tomography. J Biomech. 42 (7), 891-897 (2009).
- Hsu, J. T., Wang, S. P., Huang, H. L., Chen, Y. J., Wu, J., Tsai, M. T. The assessment of trabecular bone parameters and cortical bone strength: a comparison of micro-CT and dental cone-beam CT. J Biomech. 46, 2611-2618 (2013).
- Xue, J., et al. NELL1 Promotes High-Quality Bone Regeneration in Rat Femoral Distraction Osteogenesis Model. Bone. 48 (3), 485-495 (2011).
- Mark, H., Bergholm, J., Nilsson, A., Rydevik, B., Strömberg, L. An External Fixation Method and Device to Study Fracture Healing in Rats. Acta Orthop. 74 (4), 476-482 (2003).
