小鼠牵张成骨模型
2018年11月14日
我们介绍了一种使用定制牵张器建立的小鼠胫骨牵张成骨模型。以小鼠作为分析对象有利于推动相关研究的进展。
该方法有助于解答硬组织与软组织再生领域的关键问题。此技术的主要优势在于，使用小鼠可对骨再生过程进行详细分析。实验起始需采用完全麻醉的成年小鼠。
用10%碘溶液仔细剃净并消毒手术区域。然后，在右下肢注射0.5%盐酸利多卡因。接着，使用15号手术刀在右小腿做一处15毫米的纵向皮肤切口，钝性分离皮下肌肉组织，注意不要完全去除骨膜。
然后，用剪刀切断腓骨。用细窄的镊子夹住踝关节，并用27号针头在距足跟约5毫米处的骨头上钻孔。针头应依次穿透皮肤、骨组织和皮肤。
当针完全穿透后，用镊子剪去针尖和根部，使针长约15毫米。以相同方法在近端约2至3毫米处再打一个孔。接着，握住踝部周围，以相同方式将一支25号针头从膝下穿过。
针头穿入后，用镊子剪断尖端和根部。以相同方法，在远端约两到三毫米处再打一个孔。将定制的牵开器放置成与延伸方向平行。
使用足量的聚合牙科树脂固定针和装置，以填满装置的沟槽。等待聚合完成，大约需要五分钟。然后，在非常小心以免损伤周围组织的前提下，使用极薄的切割片切割胫骨骨干的中段，同时应用生理盐水溶液。
使用4-0尼龙缝线关闭伤口。术后立即皮下注射布托啡诺以镇痛。关于潜伏期和牵张速率已有多种报道，但此处展示的是代表性方案。
经过五天的潜伏期后，开始进行牵张操作。牵张时，使用附着在快速扩展螺钉上的销钉，沿附着于扩展螺钉的黄色箭头方向移动该销钉。
用小指和手掌固定尾巴，用食指和拇指固定延长装置。沿黄色箭头方向移动针，每四分之一圈推进 0.2 毫米以实现延长。每 12 小时延长 0.2 毫米，持续 8 天，最终形成 3.2 毫米的总间隙。
此图像显示了模型在牵张后四周的典型放射影像学表现。在牵张部位可见新形成的骨组织。此处显示了苏木精和伊红染色结果。
观察到新形成的骨桥，新生骨可轻易与原生骨区分开来。我们介绍了一种使用自制牵张器建立的小鼠胫骨牵张成骨模型。小鼠牵张成骨模型的应用有助于进行更详细的分析。
它特别适用于使用基因敲除小鼠的实验。
查看完整文字稿并访问数千部科学视频
概述
本文介绍了一种使用定制牵张器建立的小鼠胫骨牵张成骨模型。该方法可对骨再生过程进行详细分析，对于理解硬组织和软组织再生具有重要意义。
关键研究组成部分
科学领域
- 骨再生
- 组织工程
- 小鼠模型
背景
- 牵张成骨是一种用于再生骨骼的外科手术过程。
- 小鼠模型为研究生物学过程提供了可控的环境。
- 理解骨骼再生机制有助于推动治疗策略的发展。
- 该模型有助于解答组织再生领域的关键科学问题。
研究目的
- 建立一种可靠的小鼠模型，用于研究牵张成骨过程。
- 详细分析骨再生的过程。
- 深入理解硬组织与软组织的愈合机制。
使用的方法
- 使用定制的胫骨牵张器进行牵张。
- 麻醉及局部麻醉药的给药。
- 手术切口及肌肉分离技术。
- 术后骨再生的监测。
主要结果
- 胫骨牵张模型的成功建立。
- 对骨再生过程的详细观察。
- 对参与愈合的生物学机制的深入理解。
- 在临床骨修复治疗中的潜在应用价值。
结论
- 小鼠胫骨牵张模型在研究骨再生方面具有良好的效果。
- 该模型有助于推动组织工程领域的进展。
- 未来的研究可在此发现的基础上进一步优化治疗策略。
常见问题
行业重要性概述
小鼠牵张成骨（DO）模型可实现对骨再生动态过程的详细定量分析，有助于骨骼组织工程中的早期靶点验证。该模型提供了一种可重复的体内平台，用于研究再生机制并评估基因或药物干预效果，直接为骨修复治疗策略的临床前决策和项目筛选提供依据。
生物制药研发中的战略应用
早期发现与靶点验证
- 可在受控的体内环境中实现对骨再生通路的机制性探究。
- 支持利用基因敲除小鼠品系对遗传靶点进行功能验证。
- 通过提供再生能力的直接证据，促进生物学层面的风险评估。
- 提高对骨骼组织修复候选靶点的预测可靠性。
筛选与检测方法开发
- 建立经过验证且可重复的模型，用于评估骨形成效果。
- 提供定量的放射影像学和组织学检测结果，以实现检测方法的标准化。
- 支持对候选分子或干预措施在骨再生效能方面的筛选。
- 可在多种遗传背景或治疗组中重复使用该平台。
转化与临床前研究
- 与骨愈合和组织再生相关的疾病机制相一致。
- 支持从发现到再生策略临床前验证的全过程连续性研究。
- 基于体内有效性支持对骨修复候选物进行风险调整后的推进。
- 通过组织学和影像学终点促进转化生物标志物的开发。
流程与工作流整合
该小鼠DO模型适用于从早期发现到临床前验证的连续研究过程，可用于对再生干预措施和基因靶点进行基于假设的测试。
- 发现生物学：支持骨再生领域中的假设验证和通路解析。
- 筛选：提供标准化、定量的输出结果，用于比较不同实验条件。
- 分析：提供放射学和组织学测量数据，用于评估骨形成情况。
- 转化研究：将发现阶段的研究成果与适用于人类骨修复的临床前模型相衔接。
- 企业级复用：提供可重复使用的体内平台，可适应多种遗传学和药理学研究。
运营与企业影响
- 科学价值：提高骨再生研究中预测的可信度，减少机制上的模糊性。
- 操作价值：提供标准化、可重复且可扩展的体内实验流程。
- 战略价值：支持对骨修复项目做出基于科学依据的推进或终止决策，实现资本高效推进。
- 组合影响：支持对再生医学资产进行风险调整后的优先级排序。
实施注意事项
- 需要具备小型动物外科手术及术后护理的专业知识。
- 需要具备影像学和组织学分析设施的使用权限。
- 要求各研究团队在手术和分析方案上进行严格统一的标准化操作。
- 可适用于多种遗传背景，用于机制研究。
- 局限性包括模型特异性的手术复杂性以及动物福利方面的考虑。
