Name: 标准化生物力学条件下小鼠软骨骨折愈合的微创模型分析 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-03-22T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 41 s
Description: 学习使用髓内螺钉微创技术建立小鼠股骨骨折标准化模型，分析软骨内骨愈合机制。该方法为研究生长因子在骨修复中的作用提供了可控实验条件。

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本工作由瑞士达沃斯的 RISystem AG 资助。

所有操作均按照美国国立卫生研究院关于实验动物使用指南进行，并遵循机构指南（德国萨尔布吕肯消费者保护局，官方兽医服务中央机构）。
1. 外科手术器械和植入物的准备
<ol>
	<li>从显微外科器械盒中选取一把手术刀片（15号）、一个小棉签、精细镊子、27 G针头、不可吸收的5-0缝线、剪刀和持针器。</li>
	<li>取出髓内螺钉、导针（直径0.3/0.2 mm，长度10 cm）、中心定位钻头（直径0.5 mm）和手动钻（图1；参见材料表）。 
	注意：髓内螺钉（直径0.5 mm，长度17.2 mm）由医用级不锈钢制成，用于逆行植入股骨。该螺钉近端为螺纹部分（直径0.5 mm，长度4 mm），尖端带有一个鼻部结构（直径0.2 mm，长度0.4 mm），远端为锥形头部（直径0.8 mm，长度0.9 mm），可实现骨折端加压以及轴向和旋转稳定性。</li>
	<li>将植入物及所有手术器械置于消毒液（96%酒精）中浸泡5分钟，或进行灭菌处理（蒸汽灭菌，130 °C，25分钟）。消毒或灭菌后，将器械放置于手术布上，并将手术布紧邻小动物手术台摆放。</li>
</ol>
2. 动物、麻醉与镇痛
<ol>
	<li>根据研究问题选择合适品系、年龄和性别的小鼠。 
	注：本研究使用12至14周龄的雄性CD-1小鼠。适用于植入髓内螺钉的合适体重范围为25–35 g。</li>
	<li>通过腹腔注射15 mg/kg的赛拉嗪和75 mg/kg的氯胺酮对小鼠进行麻醉。通过夹趾反应确认麻醉效果。使用眼用润滑剂保护动物在麻醉期间的眼睛，防止角膜干燥。麻醉诱导后，将小鼠置于加热灯下以维持恒定的体温。&#160;手术过程中需反复进行夹趾测试，以确保麻醉深度适当。</li>
	<li>术前第1天至术后第3天，在饮水中添加盐酸曲马多（1.0 mg/mL）以提供镇痛。 
	注：镇痛和感染预防措施应符合实验所在国家和机构的相关指南要求。</li>
</ol>
3. 手术操作与髓内螺钉植入
<ol>
	<li>手术前，剃除右侧后肢整个腿部的毛发，并涂抹脱毛膏。5分钟后，去除脱毛膏并用清水清洗腿部，随后使用含96%酒精的消毒液进行消毒。&#160;可向酒精中添加聚维酮碘或氯己定，以确保完全无菌。</li>
	<li>在无菌条件下，将小鼠仰卧位固定于小型动物手术台上。弯曲右膝，以便从前侧接近膝关节髁部。使用手术刀片在右膝处作一长约5 mm的髌旁内侧切口。</li>
	<li>使用手术刀片和棉签小心游离髌韧带，然后用精细镊子将髌骨向侧方移位，以暴露股骨髁间窝。</li>
	<li>在股骨两髁之间的髁间窝正中央打开骨道，钻孔深度不得超过1.0 mm。
	<ol>
		<li>使用0.5 mm中心定位钻头和手钻，从股骨轴线前侧偏转45°开始手动钻孔（图1C 和 D，图2）。钻孔过程中，持续减小角度至0°偏转（与股骨骨轴平行）。当钻孔深度达到1.0 mm时停止钻孔。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>在髁间窝处打开骨皮质后，将27 G针头沿整个股骨长度插入骨髓腔。通过27 G针头的旋转动作手动扩髓。向前推进针头，穿透近端大转子处的皮质骨。</li>
	<li>取出27 G针头，将导丝经股骨远端插入。
	<ol>
		<li>在导丝近端上方使用手术刀片（15号）做皮肤切口，并推进导丝，直至其两端均露出体外。确保导丝保持原位不动。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>使用落锤装置制造标准闭合性骨折。
	<ol>
		<li>将小鼠置于侧卧位，右腿置于落锤装置下方，确保股骨干部分位于落锤装置中央。</li>
		<li>从25.5 cm的固定高度释放重锤（200 g）。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>使用X射线成像设备（参见材料表）检查骨折形态、骨折位置以及导丝的位置（图3）。</li>
	<li>将髓内螺钉远端的接头连接至0.2 mm导丝，并在持续加压和顺时针旋转下将其插入股骨。
	<ol>
		<li>当达到足够扭矩时，驱动轴自动剪切断开。</li>
		<li>从近端取出导丝。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>复位髌骨，并使用5-0合成单丝不可吸收聚丙烯缝线单针缝合将髌腱固定于肌肉上。使用相同材质和规格的单针缝线逐层关闭切口。使用X射线成像设备（参见材料表）进行影像学检查，确认骨折块复位情况及螺钉位置。</li>
	<li>将动物置于加热灯下直至从麻醉中恢复。在动物未完全恢复意识、无法维持腹侧卧位前，不得离开看护。将动物送回动物房的单笼饲养。即使动物已完全清醒，术后最初24小时内不得与其他动物合笼饲养。</li>
	<li>每日密切观察动物状态。术后前三天，在饮水中添加盐酸曲马多（剂量为1.0 mg/mL）以维持术后镇痛。若术后第4天动物仍表现出疼痛迹象（如发声、躁动、活动减少、不梳理毛发、异常姿势或对周围环境缺乏正常兴趣），则继续给予镇痛治疗。当动物完全无痛时，停止镇痛。</li>
	<li>实验结束时，通过过量巴比妥类药物处死&#160;动物。</li>
</ol>

<ol><li>Jacenko, O., Olsen, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transgenic+mouse+models+in+studies+of+skeletal+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22J+Rheumatol+Suppl%22%5BJournal%5D)">Transgenic mouse models in studies of skeletal disorders.</a> J Rheumatol Suppl. 43, 39-41 (1995).</li>
<li>Histing, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Small+animal+bone+healing+models%3A+standards%2C+tips%2C+and+pitfalls+results+of+a+consensus+meeting%5BTitle%5D)+AND+%22Bone%22%5BJournal%5D)">Small animal bone healing models: standards, tips, and pitfalls results of a consensus meeting.</a> Bone. 49 (4), 591-599 (2011).</li>
<li>Bonnarens, F., Einhorn, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+a+standard+closed+fracture+in+laboratory+animal+bone%5BTitle%5D)+AND+%22J+Orthop+Res%22%5BJournal%5D)">Production of a standard closed fracture in laboratory animal bone.</a> J Orthop Res. 2 (1), 97-101 (1984).</li>
<li>Holstein, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+stable+closed+femoral+fracture+model+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Surg+Res%22%5BJournal%5D)">Development of a stable closed femoral fracture model in mice.</a> J Surg Res. 153 (1), 71-75 (2009).</li>
<li>Histing, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ex+vivo+analysis+of+rotational+stiffness+of+different+osteosynthesis+techniques+in+mouse+femur+fracture%5BTitle%5D)+AND+%22J+Orthop+Res%22%5BJournal%5D)">Ex vivo analysis of rotational stiffness of different osteosynthesis techniques in mouse femur fracture.</a> J Orthop Res. 27 (9), 1152-1156 (2009).</li>
<li>Claes, L., Augat, P., Suger, G., Wilke, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+size+and+stability+of+the+osteotomy+gap+on+the+success+of+fracture+healing%5BTitle%5D)+AND+%22J+Orthop+Res%22%5BJournal%5D)">Influence of size and stability of the osteotomy gap on the success of fracture healing.</a> J Orthop Res. 15 (4), 577-584 (1997).</li>
<li>Histing, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+the+healing+process+in+non-stabilized+and+stabilized+femur+fractures+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Arch+Orthop+Trauma+Surg%22%5BJournal%5D)">Characterization of the healing process in non-stabilized and stabilized femur fractures in mice.</a> Arch Orthop Trauma Surg. 136 (2), 203-211 (2016).</li>
<li>Thompson, Z., Miclau, T., Hu, D., Helms, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+model+for+intramembranous+ossification+during+fracture+healing%5BTitle%5D)+AND+%22J+Orthop+Res%22%5BJournal%5D)">A model for intramembranous ossification during fracture healing.</a> J Orthop Res. 20 (5), 1091-1098 (2002).</li>
<li>Cheung, K. M., Kaluarachi, K., Andrew, G., Lu, W., Chan, D., Cheah, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+externally+fixed+femoral+fracture+model+for+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Orthop+Res%22%5BJournal%5D)">An externally fixed femoral fracture model for mice.</a> J Orthop Res. 21 (4), 685-690 (2003).</li>
<li>Garcia, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+technique+for+internal+fixation+of+femoral+fractures+in+mice%3A+impact+of+stability+on+fracture+healing%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomech%22%5BJournal%5D)">A new technique for internal fixation of femoral fractures in mice: impact of stability on fracture healing.</a> J Biomech. 41 (8), 1689-1696 (2008).</li>
<li>Histing, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+internal+locking+plate+to+study+intramembranous+bone+healing+in+a+mouse+femur+fracture+model%5BTitle%5D)+AND+%22J+Orthop+Res%22%5BJournal%5D)">An internal locking plate to study intramembranous bone healing in a mouse femur fracture model.</a> J Orthop Res. 28 (3), 397-402 (2010).</li>
<li>Garcia, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+LockingMouseNail-a+new+implant+for+standardized+stable+osteosynthesis+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Surg+Res%22%5BJournal%5D)">The LockingMouseNail-a new implant for standardized stable osteosynthesis in mice.</a> J Surg Res. 169 (2), 220-226 (2011).</li>
<li>Histing, T., Klein, M., Stieger, A., Stenger, D., Steck, R., Matthys, R., Holstein, J. H., Garcia, P., Pohlemann, T., Menger, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+model+to+analyze+metaphyseal+bone+healing+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Surg+Res%22%5BJournal%5D)">A new model to analyze metaphyseal bone healing in mice.</a> J Surg Res. 178 (2), 715-721 (2012).</li>
<li>Histing, T., Menger, M. D., Pohlemann, T., Matthys, R., Fritz, T., Garcia, P., Klein, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+Intramedullary+Locking+Nail+for+Standardized+Fixation+of+Femur+Osteotomies+to+Analyze+Normal+and+Defective+Bone+Healing+in+Mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">An Intramedullary Locking Nail for Standardized Fixation of Femur Osteotomies to Analyze Normal and Defective Bone Healing in Mice.</a> J Vis Exp. (117), (2016).</li>
<li>Hiltunen, A., Vuorio, E., Aro, H. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+standardized+experimental+fracture+in+the+mouse+tibia%5BTitle%5D)+AND+%22J+Orthop+Res%22%5BJournal%5D)">A standardized experimental fracture in the mouse tibia.</a> J Orthop Res. 11 (2), 305-312 (1993).</li>
<li>Manigrasso, M. B., O'Connor, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+a+closed+femur+fracture+model+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Orthop+Trauma%22%5BJournal%5D)">Characterization of a closed femur fracture model in mice.</a> J Orthop Trauma. 18 (10), 687-695 (2004).</li>
<li>Holstein, J. H., Menger, M. D., Culemann, U., Meier, C., Pohlemann, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+locking+femur+nail+for+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomech%22%5BJournal%5D)">Development of a locking femur nail for mice.</a> J Biomech. 40 (1), 215-219 (2007).</li>
<li>Claes, L. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+mechanical+factors+on+the+fracture+healing+process%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Orthop+Relat+Res%22%5BJournal%5D)">Effects of mechanical factors on the fracture healing process.</a> Clin Orthop Relat Res. 355 Suppl, S132-S147 (1998).</li>
</ol>

作者声明不存在任何竞争性经济利益。

手术过程中的关键步骤包括：在股骨髁间切迹中部找到螺钉植入的正确进针点，以及在扩髓时使导针方向与骨轴平行以获得最佳角度。为避免进针位置错误，术者应充分显露切迹，直至获得最佳视野。在扩髓过程中为控制方向，应用手指稳固地固定小鼠股骨。另一个关键步骤是沿导丝将螺钉插入股骨，因为导丝可能从近端骨块中滑脱，导致骨折移位。此时，术者可尝试重新对合骨块，但该操作大多不成功，此类动物需从研究中剔除。
此外，手术过程可能会出现一些并发症。例如，为了获得股骨髁的较佳视野而向外侧移位的髌韧带可能发生断裂，这需要在植入螺钉后对韧带进行缝合。在打开股骨髁部位以及扩髓腔的过程中，股骨髁可能发生爆裂。此种情况下无法进行补救，因为螺钉无法在远端有效固定，骨折端的加压也无法实现。另一种并发症是植入的导针发生脱位或位置偏离骨组织。通过谨慎操作，并在导针植入后进行放射影像学分析以确认其正确位置，可降低此类并发症的发生。此外，外科医生应注意确保螺钉完全植入，因为螺钉突出可能限制小鼠的活动能力或减弱骨折端的加压效果。因此，手术过程中必须配备X射线设备。只有在手术结束时经放射影像学确认无误的动物，方可纳入研究方案。
<...

由于存在大量可用的抗体和基因修饰动物，小鼠骨愈合研究需求广泛，这些条件使得研究骨愈合的分子机制成为可能1。近年来，已开发出多种适用于小鼠的骨愈合模型2。这些模型可分为开放性模型和闭合性模型：在开放性模型中，通过外侧开放手术方式对骨骼进行截骨；而在闭合性模型中，则基于Bonnares和Einhorn提出的骨折模型，采用闭合方式造成骨折3。利用该技术，可通过三点弯曲装置产生标准化的横行骨折，并通过内侧髌旁小切口以微创技术插入髓内植入物，从而避免严重的软组织损伤。
髓内螺钉可用于小鼠闭合性骨折的固定。该螺钉可提供旋转稳定性和轴向稳定性，这是通过近端螺纹和远端头部对骨折部位施加加压而实现的4。螺钉的其他优势还包括手术技术简单、侵入性程度低、植入物重量轻，尤其是与其它髓内植入物相比，具有更高的稳定性，可提供标准化且可控的生物力学条件5。事实上，在大多数闭合性骨折模型中，骨片段仅由简单的针固定，这种方式完全缺乏旋转和轴向稳定性，且存在针移位和骨折再移位的高风险。这可能显著影响愈合过程，导致愈合延迟或骨不连形成。
众所周知，骨折固定的稳定性对愈合过程具有巨大影响6,7。高刚性固定会导致膜内成骨愈合，而较低刚性的固定（可能允许骨折间隙发生微动）则会引发软骨内成骨愈合。采用髓内螺钉固定骨折时，主要表现为软骨内成骨愈合，并形成大量骨痂组织，尤其是在骨折愈合2周后更为明显。大量获取骨痂组织的可能性，使得能够通过多种技术对多个参数进行分析。
本文报道了小鼠髓内螺钉的设计及其应用，以及其在正常软骨内骨愈合实验研究中的优势与局限性。

<table><tbody><tr><td>小鼠螺钉</td><td>RISystem AG</td><td>221,100</td><td></td></tr><tr><td>导丝</td><td>RISystem AG</td><td>521,100</td><td></td></tr><tr><td>定位钻头</td><td>RISystem AG</td><td>590,205</td><td></td></tr><tr><td>手动钻</td><td>RISystem AG</td><td>390,130</td><td></td></tr><tr><td>棉签（150 mm，小头）</td><td>Fink Walter GmbH</td><td>8822428</td><td></td></tr><tr><td>缝合线（5-0 Prolene）</td><td>Ethicon</td><td>8614H</td><td></td></tr><tr><td>镊子</td><td>Braun Aesculap AG &amp;amp;CoKG</td><td>BD520R</td><td></td></tr><tr><td>剪刀</td><td>Braun Aesculap AG &amp;amp;CoKG</td><td>BC100R</td><td></td></tr><tr><td>持针器</td><td>Braun Aesculap AG &amp;amp;CoKG</td><td>BM024R</td><td></td></tr><tr><td>27 G 针头</td><td>Braun Melsungen AG</td><td>9186182</td><td></td></tr><tr><td>15 号手术刀片</td><td>Braun Aesculap AG &amp;amp;CoKG</td><td>16600525</td><td></td></tr><tr><td>加热辐射器</td><td>Sanitas</td><td>605.25</td><td></td></tr><tr><td>脱毛膏</td><td>Asid bonz GmbH</td><td>NDXZ10</td><td></td></tr><tr><td>眼用润滑剂</td><td>Bayer Vital GmbH</td><td>2182442</td><td></td></tr><tr><td>赛拉嗪</td><td>Bayer Vital GmbH</td><td>1320422</td><td></td></tr><tr><td>氯胺酮</td><td>Serumwerke Bernburg</td><td>7005294</td><td></td></tr><tr><td>曲马多</td><td>Gr&amp;uuml;nenthal GmbH</td><td>2256241</td><td></td></tr><tr><td>消毒液（SoftaseptN）</td><td>Braun Melsungen AG</td><td>8505018</td><td></td></tr><tr><td>CD-1 小鼠</td><td>Charles River</td><td>22</td><td></td></tr><tr><td>X 射线成像设备</td><td>Faxitron MX-20, Faxitron X-ray Corporation</td><td>2321A0988</td><td></td></tr><tr><td>小型骨折造模装置</td><td>RISystem AG</td><td>891,100</td><td></td></tr></tbody></table>

一种在标准化生物力学条件下分析小鼠软骨内骨折愈合的微创模型

A Minimally Invasive Model to Analyze Endochondral Fracture Healing in Mice Under Standardized Biomechanical Conditions

为了改进临床骨折治疗，有必要建立骨愈合模型以分析骨折愈合的复杂机制。近十年来，小鼠模型在骨科研究中的应用显著增加，很可能是因为小鼠模型具有大量基因修饰品系和特异性抗体，可用于分析骨折愈合的分子机制。为了控制生物力学条件，在小鼠中也必须采用经过充分表征的骨固定技术。本文报道了一种用于稳定小鼠股骨骨折的闭合性骨愈合模型的设计与应用。该髓内螺钉由医用级不锈钢制成，通过骨折端加压，提供轴向和旋转稳定性，而目前常用的简单髓内针则几乎不具备轴向和旋转稳定性。髓内螺钉所提供的稳定性使得软骨内成骨愈合过程得以分析。使用螺钉固定后可形成大量骨痂组织，为生化和分子分析提供了理想的组织来源。使用螺钉的另一优势在于，可通过微创技术将其置入股骨，且不会对软组织造成损伤。综上所述，该螺钉是一种独特的植入物，非常适合用于闭合性骨折愈合模型，可提供标准化的生物力学条件。

从皮肤切开到伤口闭合的手术操作时间为20分钟。该手术无需使用体视显微镜即可完成。术后每日对动物进行监测。术后镇痛在2天后停止，因为此后所有动物均未表现出疼痛迹象。动物在术后2天内也恢复了正常的负重能力。在整个观察期间未发现伤口感染。
2周后的影像学分析显示，骨折间隙处有明显的骨痂组织形成并连接两端（图4A）。5周后，骨折已愈合，骨膜骨痂几乎完全重塑（图4B）。
骨折后2周对骨痂和骨折区域进行的组织学分析显示，软骨内骨愈合具有典型的组织分布特征，即在软骨形成过程中生成软骨组织，并形成编织骨（图5A）。5周后，软骨组织逐渐消失，编织骨转化为板层骨，以重建骨正常...

本方案描述了一种使用髓内螺钉进行股骨骨折标准化固定的微创接骨技术，可用于分析小鼠的软骨内成骨愈合过程。

骨愈合模型对于分析骨折愈合的复杂机制以改进临床骨折治疗至关重要。在过去十年中，一个……

该手术技术的总体目标是为小鼠骨折愈合分析提供标准化的条件。该方法有助于回答骨折愈合研究中的关键问题，例如不同生长因子在骨修复机制中的作用。该操作的主要优势在于，它可采用微创技术，并为小鼠软骨内骨折愈合的研究提供标准化的生物力学条件。以下由学生Philipp演示手术操作流程。首先，确保所有所需的无菌外科器械和材料均已放置在靠近小动物手术台的手术布上。本研究使用12至14周龄的雄性CD-1小鼠。采用批准的方法诱导麻醉后，通过脚趾夹捏无反应来确认麻醉成功。涂抹眼药膏以保护眼睛，防止在麻醉期间眼睛干燥，并将麻醉后的小鼠置于加热辐射灯下，以维持体温恒定。手术前剃除整个右后肢的毛发，并涂抹脱毛膏。五分钟后去除药膏，并用水清洁腿部。然后使用含96%酒精的消毒液进行消毒。将小鼠仰卧位固定于小型动物手术台上。在无菌条件下，弯曲右侧膝关节，以便从前侧接近膝关节髁。使用手术刀片在右侧膝关节处进行一个五毫米的内侧髌旁切口。使用手术刀片和棉签小心地游离髌韧带。然后使用精细镊子将髌骨向侧方移位，以暴露股骨的髁间窝。在股骨两髁之间的正中位置打开髁间窝。使用带有0.5毫米定心钻头的手动钻，在股骨轴线前方45度偏移处以低速开始钻孔。钻孔过程中，持续减小角度至零度偏移，直至与股骨的骨轴平行。当达到一毫米深度时，停止钻孔。将一根27号针头沿股骨全长插入髓腔，并通过旋转动作手动扩髓。然后向前推进针头，穿透近端大转子处的皮质骨。取出27号针头，通过股骨远端插入导丝。接着使用15号手术刀片，在导丝上方近端位置做皮肤切口。在向前推进导丝时，保持其位置不变，直至导丝两端均露出体外。使用断头台制造明确的闭合性骨折时，将小鼠置于侧卧位，右腿位于断头台下方。确保股骨的骨干部分位于断头台的中央位置。从7.6厘米的预定距离释放200克重物。使用X射线设备控制骨折的形态和位置，以及导丝的位置。利用髓内螺钉远端的鼻部将其连接至0.2毫米的导丝上。在持续压力下顺时针旋转插入股骨。当达到足够扭矩时，折断驱动轴，然后从近端取出导丝。复位髌骨，并使用5-0合成单丝不可吸收聚丙烯缝线，通过单针缝合将髌腱固定于肌肉。使用相同材质和规格的单股缝线关闭伤口。使用X射线设备在放射学上控制骨块复位情况和螺钉位置。术后将动物置于加热辐射器下，直至从麻醉中恢复。观察小鼠，直至其恢复足够的意识以维持腹卧位。将所有术后动物送回动物设施中的单个笼具内。每天仔细监测动物状况，并在术后前三天使用批准的方法提供术后镇痛。两周后的影像学分析显示，骨折间隙处明显形成了连接骨折端的骨痂组织。五周后，骨折已愈合，骨膜骨痂几乎完全重塑。两周后对骨痂及骨折区域进行的组织学分析显示，软骨内成骨愈合的典型分布特征，即在软骨生成过程中形成软骨组织以及编织骨。五周后，软骨组织消失，编织骨转化为板层骨，从而重建骨的正常解剖结构和承重功能。伤后两周的生物力学分析显示，其弯曲刚度

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Research

科研

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Medicine

医学

标准化生物力学条件下小鼠软骨骨折愈合的微创模型分析

在生物医学研究中，动物模型常被用于模拟严重的骨损伤。由于小鼠体型较小，大多数研究团队难以在其体内建立稳定的骨缺损模型。本文中，我们描述了一种在小鼠中建立和分析实验性股骨缺损的简便方法。...

一种简单的小鼠股骨临界尺寸缺损模型

尽管小鼠模型在骨组织工程中是不可或缺的工具，但长骨缺损模型却较为稀少。这一需求促使了本实验方案的开发，该方案采用带有四枚螺钉的锁定钢板和专用导板，以建立并稳定可重复的股骨临界尺寸缺损，且具有较低的并发症发生率。...

建立经钢板内固定稳定的鼠股骨节段性临界尺寸缺损模型

本方案描述了一种使用髓内锁定钉进行股骨截骨标准化固定的骨接合技术，可用于分析小鼠正常及缺陷性骨愈合过程。...

一种用于小鼠股骨截骨术标准化固定的髓内锁定钉以分析正常与缺陷性骨愈合

在软骨内骨愈合过程中，评估骨折愈合组织中组织发育情况对于监测愈合进程至关重要。本文报道了一种适用于小鼠股骨的磁共振成像（MRI）兼容外固定装置，可在小鼠骨再生过程中实现MRI扫描。...

体内评估小鼠股骨骨折愈合过程中骨痂发育：采用一种适用于小鼠股骨的磁共振成像兼容骨固定装置

本方案描述了一种用于研究术后神经炎症和行为变化机制的骨科手术小鼠模型，当与连体共生技术结合时，还可用于研究衰老过程中的组织再生。...

一种用于研究术后认知功能障碍与组织再生的骨科手术小鼠模型

小鼠闭合性股骨骨折模型是研究骨折愈合及加速骨再生新型治疗策略的有力平台。本手术方案的目标是通过使用髓内钢针固定股骨，在小鼠体内建立单侧闭合性股骨骨折。...

小鼠闭合性股骨骨折的建立：一种用于研究骨愈合的模型

我们提出一种方法，用于评估在施加可控机械负荷或冲击后，完整小鼠关节关节面上细胞损伤/死亡的空间范围。该方法可用于研究骨关节炎、遗传因素和/或不同加载方案如何影响关节组织的易损性 原位...

实时可视化与分析机械负荷对完整小鼠软骨外植体中软骨细胞损伤的影响

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小鼠股骨横断骨折固定针模型

本方案描述了一种在小鼠股骨上建立骨干骨折并用髓内钢针固定的外科手术方法，用于骨折愈合研究。...

建立小鼠股骨骨干骨折模型

本方案介绍了一种全面且高效的下颌骨修复分析方法。我们描述了一种在小鼠模型中建立非稳定型下颌骨骨折的可重复技术，可在组织损伤和骨量丢失最小化的情况下，用于分析软骨内成骨修复过程。...

小鼠模型中非固定性下颌骨骨折的微创技术

小鼠骨髓损伤模型是研究出生后通过膜内成骨进行骨形成的有效工具。该简化的手术方案描述了骨髓消融操作，可用于后续评估损伤后新骨形成及细胞反应。...

通过小鼠骨髓损伤模型研究出生后膜内成骨的改进方法

学习使用髓内螺钉微创技术建立小鼠股骨骨折标准化模型，分析软骨内骨愈合机制。该方法为研究生长因子在骨修复中的作用提供了可控实验条件。

一种在标准化生物力学条件下分析小鼠软骨内骨折愈合的微创模型

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