Summary
מחקר זה מתאר פרוטוקול מפורט הדירים באמצעות fixator חיצוני פיתח עבור הארכת (לעשות) בעכברוש הירך דגם אילו היתרים פיזיולוגיים נושאת משקל על ידי החיה לאחר הסרת fixator חיצוניים.
Abstract
פרוטוקול זה מתאר את השימוש fixator חיצוני פיתח עבור הארכת במודל חולדה הירך. הארכת עצמות (DO) היא טכניקה כירורגית מוביל התחדשות לאחר osteotomy העצם. הגפיים osteotomized מועברים רחוקים אחד מהשני על ידי הסחת דעת הדרגתית כדי להגיע התארכות הרצוי. הליך זה הוא בשימוש נרחב בבני אדם עבור האיבר העליון והתחתון הארכה, טיפול אחרי עצם התביעה, או לרגנרציה של פגם עצם לאחר ניתוח כריתה הגידול העצם, כמו גם בשיקום פה ולסת. רק מעט מחקרים בבירור להדגים את היעילות של נהלים בהשגת של עצם regenerated פונקציונלי, דהיינו, עצם אשר תתמוך נושאת משקל פיזיולוגיים ללא שבר לאחר הסרת fixator חיצוניים. יתר על כן, פרוטוקולים עבור משתנים, הפארמצבטית מוגבל על ידי חוסר מידע, ביצוע השוואה בין מחקרים קשה. מטרת מחקר זה הייתה לפתח פרוטוקול לשחזור הכוללת עיצוב המתאים fixator חיצוני עבור עכברים הארכת איבר, עם טכניקה כירורגית מפורט המאפשר נשיאת משקל פיזיולוגיים על-ידי החיה לאחר הסרת החיצוני fixator.
Introduction
הארכת עצמות (DO) היא שטכניקה כירורגית בשימוש נרחב קלינית1,2,3,4 בני אדם עבור1,התחתון2 והארכת איבר עליון3 , טיפול אחרי עצם התביעה, או לרגנרציה של פגם עצם בעקבות ניתוח עצם הגידול כריתה כמו גם כמו שיקום פה ולסת.4. לעשות הפניות העצם התחדשות לאחר השמה של fixator החיצוני העצם ואת osteotomy. הגפיים osteotomized מועברים רחוקים אחד מהשני על ידי הסחת דעת הדרגתית2 להגיע התארכות הרצוי. פרק איחוד שכאמור, שבמהלכו יש אין התארכות יותר.
הפרוצדורה לעשות מחולקת לשלושה שלבים ברורים: השהיה, הסחת דעת, איחוד. באופן כללי, 7 ימים החביון מתחיל רק לאחר osteotomy4. דבר זה מאפשר תיקון עצם להתחיל את השלב הראשוני של תהליך הריפוי4. תקופת החביון ואחריו נקודה הסחת הדעת שבו מוחלות המתיחה כוחות קסם regenerated, הרקמות הרכות שמסביב1,2,4. כאשר התארכות הרצוי, הסחת דעת תחנות והתקופה איחוד מתחיל. במהלך תקופה זו, fixator חיצוני נשמר עד העצם regenerated מספיק פונקציונלית כדי לתמוך להסרת שלו.
פרמטרים שונים של להשפיע על עצם תיקון כמו אורך וקצב התרחבות, סוג fixator חיצוני, התדירות של הסחת דעת, אורך של פרק איחוד או סוג של מתח מכני המוחל על הוסחה קסם. לדוגמה, וכן תדירות הארכה יכול להוביל איחוד מוקדמת5 או שיבוש התהליך על-ידי יצירת נזק בלתי הפיכה כמו רקמת נמק או ציסטות בתוך קסם6,7.
פרוטוקולים לעשות רבים היו חייתיים יישומית שונים8,9,10 ללמוד תהליכי תיקון עצם ולא להגדיל את עצם איחוד. חולדות, התמקדו רוב המחקרים11,12,13,14,15 כיצד לקצר את פרוטוקול לעשות על-ידי זירוז קונסולידציה קסם. כמה מחקרים ניסויים אלה לשימוש זמין כבר מסחרית חיצוני תופסנים יישומים קליניים אנושי5,13,15,16. עם זאת, סוגים אלה של fixator חיצוניים אינם מתאימים לעשות על עצם הירך עכברוש, אשר מוצגים מאפיינים אנטומיים שונים של עצם הירך אנושי. יתר על כן, רק מעט מחקרים בבירור להדגים את היעילות של הפרוטוקולים שלהם בקבלת עצם regenerated פונקציונלי7,16. לכן קשה להשוות תוצאות של מחקרים שונים לעשות, בשל שלהם פרוטוקולים שונות וחוסר מידע לגבי14,1713,12,fixator חיצוני.
לפיכך, מטרת מחקר זה הייתה לתאר, במודל חולדה, פרוטוקול לשחזור ויעיל לעשות על עצם הירך שמוביל עצם regenerated פונקציונלי. לשם כך, תיכננו fixator חיצוניים תוצרת בית, קל לשימוש, במיוחד עבור עצם הירך עכברוש, אשר תארנו בפירוט פרוטוקול זה. בניסוח המפרט הטכני עבור התקן זה, לקחנו בחשבון כל האילוצים הבסיסיים עבור התפלגות טוב של מכני מדגישה והימנעות הייצור של מתח שיורית. המפרט הטכני כולל של הגיאומטריה המתאים עבור ההתקן לאפשר כוח המתיחה טהור על העצמות ואת הרקמה הסובבת, על משקל המתאים בשביל דהירה של החיה, שליטה על אורך התארכות העצם, ויישור טוב מקטעי עצם ללא ייצור גזירה בנקודת החיתוך של סיכות ועצמות. יתר על כן, מכשיר זה היה צריך להיות שמיש ללא הרגעה של החיה במהלך הסחת דעת, מסתיימים, sterilizable ללא נזק. לאחר 7 שבועות של איחוד, פרוטוקול זה לעשות על עצם הירך עכברוש הובילה עצם regenerated פונקציונלי, הוכח על-ידי החיות פיזיולוגיים נושאת המשקל ללא שבר של קסם מחדש לאחר הסרת fixator חיצוניים. דהירה פיזיולוגיים של החיות היה עקבי עם פרמטרים אדריכלי המתקבל ניתוח מיקרו-CT של קסם regenerated וניתוח רנטגן.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
כל ההליכים המתוארים היו שאושר על ידי האוניברסיטה של Aix-מרסיי מוסדיים בעלי חיים טיפול ושימוש ועדת משרד מחקר צרפתי וביצעו בבית בעלי החיים המקובלת של הפקולטה לרפואה מרסיי ( צרפת).
1-הגדרת מפרטים פונקציונליים של מבוסס Fixator חיצוני על הקווים המנחים הבאים
- מטב עצם anchorage.
- שתל הליכי משנה חצי סיכות עם קוטר (של המקטע משורשרות) של 1 מ מ.
- לבחור עיצוב כדי להפחית אי נוחות לבעל החיים.
- לבחור את fixator חיצוני בגודל קטן שמתאים לאמצעי אחסון של 7,723 מ מ 3 (32 מ מ x 19 מ"מ x 12.7 מ"מ). משקל
- ' בחירה ' fixator חיצוני עם נמוך, פחות מ 13 g ללא הסיכות, כדי שלא להפריע למטופלים בעלי החיים ' בהליכה. לבחור אלומיניום כמו החומר עבור שני רחובות בשל צפיפות נמוכה שלו.
הערה: chamfers של אבני להקטין במידה ניכרת את המשקל של שני החלקים.
- לשלוט את התנועה של fixator כך הכיוון של כוח מתיחה נשמר מקביל לכיוון עצם ולהבטיח כוחות מתיחה טהור.
- שימוש הזזה בר זה עובר את שני רחובות. Groove ולפתוח את רחובות אז כל אחד יכול לשאת שני פינים.
- השתמש בורג של התארכות עם צד אחד חלק שהופכת בחופשיות בבלוק, יכול להיות לפת על ידי האצבעות, עם הצד משורשרות מזיחה את הבלוק השני על-ידי סיבוב. עיגון שני פינים עד העצם, בכל צד של השבר, לשמור את הכיוון של כוח מתיחה מקביל לכיוון של העצם. לשמור על כוחות מתיחה בציר האורך כדי לאפשר חלוקת מתח טוב על הפינים. לאבטח את הסיכות ארבע עם נעילה ברגים.
- לבחור חומרים כמו אלומיניום, טיטניום, פלדה כי יכולים לסבול טמפרטורות עיקור.
- לוודא את מיקום ה-pin המתאים לגיאומטריה fixator חיצוני ( איור 1 -B).
- להשתמש מדריך קידוח המכיל מלחציים התהדקה על העצם כדי לשמור על מיקום הקידוח.
- לקצר את זרוע מנוף של המלחציים עבור כח נמוך. מקם את המלחציים באמצע המכשיר, מעל השבר בעתיד, כדי לנקות את הצדדים.
- להפוך הסחת הדעת קל לידני להתאים על-ידי הוספת בורג המחורצים להדק ולשחרר את גוש נייד-
- השתמש בורג רחב מספיק כדי לתמרן עם האצבעות לבד.
- להוסיף אגוז מרובע קדח באמצע הבורג התארכות בין שני רחובות, כדי לאפשר הסחת דעת קלה.
- להפוך את המטורף הזה מרובע (8 מ מ בכל צד) גדול יותר מאשר את שני רחובות כדי לאפשר שימוש ידנית עם סיכה דק או כל סוג של אובייקט. סיבוב הבורג ¼ לפנות לאפשר הארכת 0.125 מ מ.
2. ניתוח
הערה: עוזרת נדרש עבור כל הניתוחים. בת שבוע 12 ארבעה עכברים ספראג Dawley זכר הואכלו דיאטה של מעבדה סטנדרטיים ad libitum.
- להכין כלי ניתוח.
- לעקר את כל מכשירי הניתוח הבא: rugine 1, 2 Senn ' s רטרקטורים 1 מיקרו אולסן-Hegar-המחט, מחזיק מחט מאיו-Hegar 1, 1 מאיו מספריים, האיזמל 1.
- לחטא את fixator חיצוני, את קידוח, סיכות הליכי משנה וחצי 4, 4 ברגים, הטיפ הוראות המחרוזת את הנוהל, ואת הקצה ומחרוזת של piezotome. לעקר את המכשירים האלה על ידי autoclaving ב 135 מעלות צלזיוס במשך 18 דקות
- להתקין את כרית החימום מתחת לשדה סטרילי, שולחן הניתוחים. במקום כל כלי או כלים על שדה סטרילי אחר.
- Anesthetize ולהכין את החיה.
- שוקל את החולדה להכין ההרדמה ואת התערובת כאבים
- לקבוע לחשב הסכום של Bupremorphine Carprofen להכין לתערובת כאבים extemporaneously. השתמש הבופרנורפין (0.03 נקודות mg/mL), Carprofen (5 מ"ג/מ"ל) בהתאמה 0.05 מ"ג/ק"ג, 5 מ"ג/ספקית
- לרסן את העכברוש subcutaneously להזריק תערובת מאלחש. חכה כמה שניות ואז להחדיר intraperitoneally את התערובת הרדמה.
- לגלח את האיבר הינד נכון עם מכונת גילוח חשמלית ולחטא את האיבר עם povidone יוד פתרון.
- שכב החיה רוחבית (צד ימין כלפי מעלה) על מגרש סטרילי כדי לאפשר למקם נכון את fixator חיצוני לאורך הציר mediolateral.
- לשים קומפרס סטרילי על ראשו כדי להגן על העיניים שלו במהלך הניתוח.
- שתל את fixator החיצוני של עצם הירך.
- ציון דרך החתך בעור. עם סמן, לצייר נקודה מן החלק הדיסטלי (ברך), נקודה שנייה בחלק צינתור (הירך) אחרי קו החציוני במטוס sagittal. ואז למתוח קו בין שתי נקודות אלה.
- תחתכי את העור נמתח לאורך הקו ציור באמצעות אזמל.
- לחתוך הדו-ראשי ועד vastus lateralis עד עצם הירך נחשף במלואו, עם העזרה של אזמל. שימוש 2 Senn ' רטרקטורים s (עשויים לדרוש עוזרת) כדי להקל על החיתוך שריר.
- הרם קרום העצם, נתק את הרקמות הרכות של העצם עם העזרה של rugine.
- בדוק כי עצם הירך חשוף הוא מספיק זמן.
- להוסיף סיכות ביותר לקרע, חורים fixator חיצוני.
- למקם את fixator חיצוני ולבדוק כי יכול להיות מעוגן בשני פינים לתוך עצם הירך.
- 4 שתל מקבילי 1 מ"מ הליכי משנה חצי פינים עצם הירך.
- לקחת את מדריך קידוח ולעבור לגזרים את שרירי עם 2 Senn ' s רטרקטורים. להדק את המלחציים של המדריך קידוח באמצע עצם הירך.
- תרגיל 4 חורים מראש בעצם הירך. באמצעות מקדחה חשמלית, לקדוח חורים במהירות של 2,000 סל ד ע י העברת מקדחה מתכת של 0.6 מ"מ קוטר דרך החורים מדריך 4.
- , נתחיל עם מקורב ביותר דיסטלי חורים וסיום עם השניים המזרח התיכון אלה של המדריך. להיות זהיר צריך לעבור שני cortices אבל לא לפגוע רקמות רכות מתחת עצם הירך.
- להוריד את המדריך קידוח.
- להגדיל את החורים מראש 4 עם סיכת הליכי משנה חצי 0.8 מ מ.
- לעבוד ה-pin הלוך ושוב דרך 0.6 מ"מ חורים. יש להקפיד להישאר בניצב עצם הירך לבין מפזר דרך שני cortices.
- שתל סיכות הליכי משנה חצי 1 מ מ.
- אחיזה ראש הסיכה הליכי משנה חצי 1 מ מ עם בעל מחט.
- להטביע את ה-pin כדי להגדיל את החור מראש. בדוק כי הפינים לחדור cortices הן אינן בולטות יותר מ 1 מ"מ, עם Senn ' s המדחק.
- להתחבר fixator חיצוני של הליכי משנה וחצי 4 פינים. ודא ההיסט (המרחק בין fixator ' s שני רחובות, פני עצם) הוא כ- 6 מ מ לאפשר תפרים קל, קשיחות טובה של המערכת 18.
- לאבטח את הברגים נעילה 4 כך fixator חיצוני נעול הפינים.
- Osteotomize עצם הירך.
- לבצע של osteotomy בין הפינים מרכזי 2 עם piezotome.
- לסגור את ווund באמצעות תפר רציף עם חוט תפירה resorbable (5.0), מחזיק מחט מאיו-Hegar. ודא כי רק את העור הוא תפור, והשרירים לא.
- לאמת את החיות ניתוח וצג.
- לבצע רנטגן רק לאחר הניתוח, בעוד החיה. היא עדיין מורדם. לבדוק את עומק כל הפינים, הגפיים osteotomized המיושרים בעקבות לציר הארוך.
- ודא שיכוך כאבים, antibioprophylaxy על ידי זריקה תת עורית של הבופרנורפין (0.03 נקודות mg/mL), Enrofloxacine (50 מ"ג/מ"ל) בהתאמה-0.05 מ"ג/ק"ג, 10 מ ג/ק
- לקבוע לחשב את כמות antipamezole כדי להפוך את ההרדמה. השתמש antipamezole-1 מ ג/ק ג, לעשות זריקה תת עורית לנהל את המוצר. לאפשר את החיה להכרה. ולהחזיר אותו לכלוב שלו.
- שש שעות אחרי הניתוח, תזריק מנה שנייה של תערובת נגד כאבים (הבופרנורפין ו Carprofen) בהתאמה-0.05 מ"ג/ק"ג, 5 מ"ג/ק"ג subcutaneously.
הבא שלושה ימים לפחות, לתת זריקות אלה פעמיים ביום, התערובת שיכוך כאבים פעם ביום במשך antibioprophylaxy. בדיקות קליניות רגיל חייב להתבצע כדי להעריך את האפקטיביות של שיכוך כאבים, חייב להיות שונה לפי הסימנים התנהגות של כל בעל חיים. - בדוק כי בעלי החיים יכולים ללכת באמצעות הגפיים האחוריות המופעלים שלהם בדרך כלל ביום לאחר ניתוח.
3. הסחת דעת
- לעזוב fixator חיצוני נייטרלי קיבוע במשך שבוע. רנטגן האיבר בסופו של שלב זה. בדוק את מיקום את הסיכות ואת היישור של המקטעים עצם.
- לבטל באופן ידני האגוז מרובע חצי סיבוב (0.25 מ"מ) עם כיוון השעון כל 12 שעות כדי לבצע את הסחת הדעת. להסיח את הדעת במשך 10 ימים, אשר אמור להוביל 5 מ מ עצם הארכת, המייצג של % 12 הארכת ביחס הראשוני אורך המקטע המופעלים עצם.
- -לא עזים ומתנגד החיה במהלך שלב זה. רנטגן האיבר במחצית הדרך דרך ועל בסוף תקופה זו כדי לבדוק את מיקום של סיכות, יישור המקטעים עצם.
- לשמר את fixator חיצוני 47 ימים. רנטגן האיבר מדי שבוע כדי לבדוק את ההתקדמות של הסתיידות הפער מוסחת. על יום 64, להסיר את fixator חיצוני ותנו ההליכה חיות בחופשיות לעוד יומיים (יום 66). התקופה הכוללת איחוד נמשך 7 שבועות.
- המתת חסד כל העכברושים לאחר 7 שבועות של איחוד עם מנת יתר של sevoflurane הנשאף.
- נכרות עצמות הירך מוסחת, contralateral ללא הרקמות הסובבות.
- לעשות חתך בעור על הצלקת ממוקם על הקו החציוני אחרי המטוס sagittal בעזרת אזמל. הפעל את החתך מהחלק העליון של הירך לחלק הקדמי של הברך.
- לחתוך הדו-ראשי ועד vastus lateralis עם אזמל עד עצם הירך נחשף במלואו. במידת האפשר, נתק את השריר מחובר לעצם.
- לחתוך כל הרצועות של הברך ולפרק את חיתוך.
- לחתוך את הקפסולה משותפת של הירך-
- לנקות את העצם ביסודיות מבלי להסיר את הסיכות הליכי משנה וחצי. להסיר את כל הרקמות הרכות עם אזמל.
- חזור על השלבים מ 3.5.1 3.5.5 עבור עצם הירך contralateral.
- רנטגן עצמות הירך מוסחת, contralateral. הסר את הסיכות הליכי משנה וחצי 4 ולאחסן את כל עצמות הירך ב-20 ° C עבור ניתוח מיקרו-בדיקת ct (רזולוציה 10 מיקרומטר).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
תמונות רנטגן שנלקחו בסוף הליך כירורגי עד סוף החיזוק הראה אין להתרופפות הפינים הליכי משנה חצי עצם הירך, המציין anchorage יציב. הפינים היו מקבילים שהשתמרה היטב. הגפיים osteotomized היו מסודרים היטב לאורך ציר האורך של העצם במהלך תהליך דו (איור 2). בסוף תקופת החביון, אין אזורים מסויד היו גלויים (איור 2B). בסוף התקופה הסחת דעת, כמה אזורים מסויד היו גלויים קרוב cortices שישנו (איור 2C). לאחר 28 ימי גיבוש (45 יום), האזור שאינם מכוסים באבנית של הפער בין הגפיים osteotomized היה קטן יותר, הבחנו של קסם חידוש לא רק ליד הפער, אלא גם ברמה של הפינים (איור 2D). לאחר 47 ימי גיבוש (64 יום), קסם ההתחדשות היה לגמרי גישור (איור 2E). לאחר הסרת fixator חיצוני, 2 ימים של נושאת משקל פיזיולוגיים, החיות היה הילוך פיזיולוגיים ולא היה שום ראיה של שבר (איור 2F).
ניתוח מיקרו-CT תלת-ממד של סעיפים האורך טורי של קסם ההתחדשות הדגימו כי גישור מסויד היה תמיד להציג (איור 3A-D). רציפה החיצוני קורטיקלית נצפתה בפריפריה של קסם ההתחדשות (איור 3C-D). על-פי הפרופילים האורך, קסם ההתחדשות היה מלא לגמרי על ידי רשת של trabeculae גרמית. לאחר 49 ימי גיבוש (66 יום), אזור פחות mineralized נשאר במרכז העצם מחדש (איור 3E-F). הפרמטרים אדריכלי של המיקרו-CT צוין כי השבר בכמות ממוצעת (BV/טלוויזיה) את קסם ההתחדשות, עצם הירך contralateral היו בהתאמה 55% ± 13 ו 97.85% ± 1.7 (טבלה 1 ו- 2 בטבלה). הערך הממוצע של צפיפות מינרלים נפח העצם (vBMD) עבור קסם ההתחדשות היה ±3 ס 750 מ ג/מ 25. הערך הממוצע של האזור חתך הרוחב היה גבוה יותר עבור ההתחדשות קסם מאשר את אתי contralateral (מ מ 17.232 ± 9.3 לעומת 9.5 מ מ2 ± 1.2) (טבלה 1 ו לטבלה 2). התורשתי קסם מרושע היה דק יותר העובי בקליפת המוח של contralateral הירך (0.317 מ מ ± 0.04 לעומת 0.6 מ"מ ± 0.05) (טבלאות 1 ו- 2).
איור 1: תכנון בעזרת מחשב (CAD) את fixator חיצוני, המדריך קידוח. CAD (A) של fixator חיצוני עם הסיכות. (B) CAD של המדריך קידוח. סרגל קנה מידה = 5 מ מ. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 2: צילומי רנטגן נציג של עצם הירך עכברוש בנקודות זמן שונות. רנטגן צילומי רנטגן של קסם הוסחה 0, 7, 17, 45, 64, 66 ימים. (א) צילומי רנטגן אחרי הניתוח (יום 0). (B) radiograph רנטגן לאחר תקופת חביון 7 ימים. אין קסם מסויד בולטת ליד הגפיים osteotomized (OE). (ג) בקצה של הסחת דעת, אזור קטן, לקוי מסויד בולטת ליד הגפיים osteotomized (אזור מלבני). (ד) לאחר 28 יום של קונסולידציה (45 יום), הפער בין הגפיים osteotomized (*) שנית בקליפת המוח הוא לכאורה (חץ צהוב). Radiograph (E) לאחר 47 ימי איחוד radiograph רנטגן (יום 64) (F) שצולמה לאחר 49 ימי גיבוש (66 יום), עם יומיים של נושאת משקל פיזיולוגיים. סרגל קנה מידה = 1 מ מ. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 3: מיקרו-CT תלת-ממד, הריסת קסם מוסחת של עצם הירך עכברוש. מינרליזציה עצם מודגם על-ידי צבע מצהוב לכחול. (A, B) ייצוג cortices גישור של קסם מוסחת בעקבות anteroposterior של ציר האורך. (C, D) חתך לקרע, חשיפת העצם הראשוני בקליפת המוח (חץ שחור) את cortices גישור של קסם הוסחה (חץ צהוב) (E, F) פרופילים האורך תלת-ממד של קסם מוסחת לאחר 7 שבועות של איחוד: קסם מלא על ידי רשת של עצם trabecular. סרגל קנה מידה = 1000 מיקרומטר. כיול בר = 0 כדי 2.54 גרם/ס"מ3 (צהוב = 1.73 g/ס מ3, ורוד = 0.84 g/ס מ3וכחול = 0.17 גרם/ס"מ3). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
טבלה 1: מתייבש פרמטרים של הירך מוסחת לאחר 49 ימי גיבוש- האזור בין הגפיים osteotomized היה האזור עניין (ROI) נבחר על מנת לחשב את כל הפרמטרים. כל הערכים שהתקבלו עבור כל עכברוש חושבו על כל פרוסת אוסף התמונות. תוצאות מבוטא הממוצע ± סטיית התקן. BV/טלוויזיה: נפח שבר; CSA: חתך באזור; vBMD: עצם צפיפות מינרלים; Ct.Th: התורשתי.
בטבלה 2: Contralateral פרמטרים של הירך ללא פגע לאחר 49 ימי גיבוש- כל הערכים שהתקבלו עבור כל עכברוש חושבו על כל פרוסת אוסף התמונות. תוצאות מבוטא הממוצע ± סטיית התקן. BV/טלוויזיה: נפח שבר; CSA: חתך באזור; Ct.Th: התורשתי.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
מחקר זה מתאר פרוטוקול לשחזור הכוללת עיצוב המתאים fixator חיצוני עבור עכברים הארכת איבר, עם טכניקה כירורגית מפורט המאפשר פיזיולוגיים נושאת משקל על ידי החיה לאחר הסרת fixator חיצוניים. פרוטוקול דו שלנו הובילה עצם regenerated פונקציונלי. לאחר 47 ימי גיבוש, הסרת את fixator חיצוניים תוצרת בית, 2 ימים של נושאת משקל פיזיולוגיים על-ידי החיה לא לגרום כל שבר של קסם ההתחדשות. תודות שחזור מיקרו-CT, ההוכחה גישור מלא אישרו קסם regenerated היה פונקציונלי. מחקר קודם הראה בבירור מתאם חיובי בין הנוכחות של גישור מסויד את העומס קסם regenerated יכול להימשך19. יתר על כן, vBMD לא מצאה את קסם regenerated היה כ- 67% vBMD שנמצאו עבור החלק diaphysis של עצם הירך האיבר controlateral20. מצאנו גם vBMD הממוצע של קסם regenerated שהיה קרוב לערך שתואר קודם לכן21. זה מדגיש את הסביבה יציב שנוצר על-ידי fixator חיצוניים תוצרת בית, המוביל אל העצם יעיל לתיקון. בנוסף, fixator היה נסבל היטב על ידי בעלי החיים. המיקום, ומשקל קל fixator חיצוני לא הפריעה דרכי הילוך החיות, אז הם היו מסוגלים ללכת לאחר הניתוח.
לאורך כל הפרוטוקול, אין שבירה או התרופפות של סיכות אירעה, הראיות זה ההליך השרשור הבטיחו יעיל ויציב עיגון של הפינים עצם הירך. זה קריטי כי הפינים הם מעוגנים היטב ליציבות טובה של המיקרו-הסביבה לעשות: התרופפות סיכה אחת הוכח ירידה של חצי את הנוקשות של המכשיר18. יתר על כן, חולדות חייב להיות בבניין ביחידים כלובים עם מכסה שטוח שתוכננה במיוחד כדי למנוע את החיה נפגש את fixator חיצוניים. הסחת הדעת ידנית, קל לביצוע של קסם ההתחדשות מגביל התרופפות pin אך גם מונע צורך לסמם חיות כל 12 שעות במשך מספר ימים, תורמת האמינות והיעילות של fixator חיצוניים תוצרת בית. נקודה חשובה נוספת כדי לבדוק אם היא כי הפינים לחדור cortices הן אינן בולטות יותר מ 1 מ"מ. השלב זה רגיש, אם צילומי רנטגן לא מאשרים את המיקום המתאים של הפינים, זה צריך לתקן באופן ידני באמצעות מחט-בעל מאיו-Hegar בעוד החיה. היא עדיין מורדם. הפרוטוקול יש מספר מגבלות. . זה פרוטוקול מגבילה ועתירת, אשר מגביל את מספר החיות שניתן להשתמש ב... יתר על כן, בהתחשב מאילוף הנדרש, הקפדה על הניתוח, ההליך יכול לקחת כמה תרגולים להתמחות.
לאורך כל ההליך לעשות, היישור של הגפיים osteotomized נשמר. בעת השתלת פינים עצם הירך, זה מאוד חשוב להשתמש מדריך קידוח כך הפינים חצי הליכי משנה מקבילים, ובכך מבטיחה טוב הפצה של מתח מכני ללא ייצור של גזירה לאורך כל הסחת דעת של איחוד שלבים. חשוב גם לנקות את הפצע מדי יום כדי למנוע חסימת כל אגוז מרובע זה יעשה הסחת דעת ידנית קשה, אשר יכול להשפיע על היישור של הגפיים osteotomized, את עיגון נאותה של סיכות. כיצד להמשיך osteotomy מייצג נקודת המפתח האחרון עבור ההתחדשות. Osteotomy חייב להתבצע עם piezotome להבטחת מקטע osseous אחיד ובלתי רגיל וכדי למנוע לייזר מזרז נמק ונזק הסמוכים רקמות רכות. יתר על כן, חום מוגזם לפעמים נוצרת כאשר קידוח החורים מראש. מערכת irrigating בשילוב עם מקדחה חשמלית יכול לשמש כדי למנוע לייזר מזרז נמק.
לסיכום, אנו מתארים פרוטוקול לשחזור ויעילה, במודל חולדה הירך, לעשות שמוביל עצם regenerated פונקציונלי. עיצוב fixator חיצוניים תוצרת בית על סמך מאפיינים אנטומיים של עצם הירך החולדה פעילה סביבה יציבה להיות שנוצר ולא אפשרה היווצרות קסם regenerated מסויד זה אוחדו מספיק כדי לתמוך פיזיולוגיים נשיאת משקל על ידי בעלי החיים. המטרה הבאה שלנו היא להשתמש בפרוטוקול זה לשחזור כדי לקבוע את התקופה הקצרה איחוד תואם עם עצם regenerated פונקציונלי. המטרה הבאים יהיה לשפר את הטכניקה לעשות, במיוחד לחפש דרכים כדי לקצר את תקופת האיחוד. פרוטוקול לשחזור זה יכול להיות גם שימושי לזיהוי המנגנונים המעורבים עצם תיקון. לבסוף, המאפיינים של fixator חיצוניים תוצרת בית להגיע שמיש הקלינית על התארכות אצבע אנושית
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
המחברים אין לחשוף.
Acknowledgments
עבודה זו נתמכת, הממומן על ידי האתגר CNRS Mecabio.
המחברים מודים הטכנאי טיפול בבעלי חיים על מטפלת החיות לאורך כל ההליך. המחברים גם להכיר IVTV במרכז ליון, דרך תיירי הוק. הודות מרג'ורי Sweetko לצורך תיקון שפה.
. אנחנו שחולף Marylène Lallemand, Génovésio ססיל של לורן פטריק על תרומתם מחקר ניסיוני זה.
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).
