Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Murin Flexor senskada och reparation kirurgi

Published: September 19, 2016 doi: 10.3791/54433

Summary

Flexorsenor i handen vanligen skadas, vilket leder till nedsatt handfunktion. Emellertid är det ärr-vävnadsläkningssvar inte väl karakteriserade. En murin modell av flexor tendon healing demonstreras här. Denna modell kan förbättra förståelsen av läkningsprocessen och utvärdera terapeutiska strategier för att förbättra läkningen.

Abstract

Senan ansluter skelettmuskel och ben, vilket underlättar förflyttning av nästan hela kroppen. I handen, flexorsenor (FTS) möjliggöra böjning av fingrarna och allmän handfunktion. Skador på FTS är vanliga, och tillfredsställande läkning ofta försämras på grund av överskott ärrvävnad och sammanväxningar mellan senan och omgivande vävnad. Men lite är känt om de molekylära och cellulära komponenter av FT reparation. För detta ändamål, en musmodell av FT reparation som rekapitulerar många aspekter av healing hos människor, inklusive nedsatt rörelseomfång och minskad mekaniska egenskaper, har utvecklats och beskrivits tidigare. Här en fördjupad demonstration av detta kirurgiska ingrepp tillhandahålls som omfattar tran och efterföljande reparation av flexor digitorum longus (FDL) senan i murina baktassen. Denna teknik kan användas för att genomföra härstamning analys av olika celltyper, bedöma effekterna av genen vinst eller förlust av funktion och att testa ef-kans av farmakologiska ingrepp i läkningsprocessen. Men det finns två huvudsakliga begränsningar denna modell: i) FDL senan i mittpartiet av den murina baktass, där tran och reparationer förekommer, inte är omgiven av en synovial slida. Därför denna modell inte tar hänsyn till det potentiella bidraget av höljet till ärrbildning processen. ii) För att skydda integriteten för reparationsstället, är FT frigöres vid myotendinous korsningen, minskar de mekaniska krafterna i senan, sannolikt bidrar till ökad ärrbildning. Isolering av tillräckligt många celler från granulationsvävnad av FT under läkningsprocessen för flödescytometrisk analys har visat sig vara en utmaning; cytologi centrifugering för att koncentrera dessa celler är en alternativ metod som används, och gör det möjligt för generering av cellpreparat som immunofluorescerande märkning kan utföras. Med denna metod blir kvantifiering av celler eller proteiner av intresse under FT läkning möjlig.

Introduction

Flexorsenor i handarbete i samförstånd med flexor musklerna i underarmen och digitala höljen för att möjliggöra böjning av siffrorna och gripa funktion i handen. Flexorsenor löper längs palmar aspekt av handen; denna relativt ytliga läge resulterar ofta i skador på flexorsenor under trauma handen. Senor läker genom en ärrvävnad svar snarare än regenerering av normal senvävnad 1. Även om detta ärrvävnad ger kontinuitet till senan är funktion dramatiskt minskade jämfört med friska senor. Senor-ärrvävnad kompositer kännetecknas av osäkra mekaniska egenskaper 1, vilket gör de reparerade senor mer benägna att brista. Dessutom ärrvävnad saknar organisationen av den nativa senkollagen fiberstrukturen, vilket resulterar i en ökning av senan storlek och bulk. Med tanke på de anatomiska begränsningar av senan-höljesenheten, även en blygsam ökning av senan storlek kan drastiskt rödUCE glidfunktion av senan, och därför siffran rörelseomfång och handfunktion.

Före 1960-talet skador på flexorsenor, särskilt de i zon II i handen, inte rutinmässigt repareras på grund av de allvarliga komplikationer i healing som uppstod med dessa reparationer 2. Detta område av handen var kallad "ingenmansland" 3. Emellertid har förbättringar i kirurgiska tekniker, sutur mönster och sjukgymnastik rehabilitering protokoll dramatiskt förbättrade resultat av flexor senor reparationer 2. Trots dessa framsteg, upp till 40% av reparationer resultera i tillräcklig vidhäftning bildning hindra handfunktion 4. Därför är en biologisk metod som krävs för att förbättra läkningen. Tyvärr, mycket lite är känt om senan läkningsprocessen på cellulär och molekylär nivå. Sålunda var målet att ta fram en murin modell som kan användas för att förbättra den grundläggande understanding av de cellulära och molekylära komponenter i flexor senan läka och ärrbildning svar, som ett sätt att identifiera nya terapeutiska mål för att förbättra läkningen.

Större djurmodeller har varit avgörande för att främja förståelsen av flexor senan läkningsprocessen. Hund och kanin studier har visat både den inre och yttre helande förmåga av flexorsenor 5,6, betydelsen av tidig kontrollerad passiv rörelse för att minimera ärrbildning i förhållande till immobilisering 7, liksom effekterna av olika sutur mönster på läkningsprocessen 8 , 9. Dessutom har hundmodell varit användbar vid testning translationella vävnadstekniska metoder för att förbättra läkningen 10. Det finns emellertid flera viktiga fördelar med att använda en murin modell i förhållande till en stor djurmodell, inklusive den relativa kostnaden, tillgängligheten av murina specifika reagens, och lättheten att generera den globala knock-outs eller vävnadsspecifika radering / överuttryck konstruktioner. Dessutom de funktionella likheterna mellan människor och möss med avseende på flexorsenor 11 indikerar potentiell användbarhet vid utveckling av en musmodell.

Utveckling av en musmodell av flexor senan transection och reparations härmar många aspekter av klinisk läkning, inklusive bildandet av rikliga ärrvävnad och osäkra mekaniska egenskaper. Den modell som beskrivs här är inte en sann rekapitulation av klinisk praktik på grund av transektion av den FDL vid myotendinous korsningen i syfte att skydda den reparationsstället. Vidare har den här modellen inte hänsyn till bidraget från synoviala täckceller att läkningssvaret, eftersom det inte finns någon synovial slida som täcker mittpartiet av senan där reparations inträffar. Trots dessa begränsningar, har den här modellen fördelen att generera rörelseomfång begränsande sammanväxningar, som ännu inte visats i musmodeller att fler closely approximera det kliniska scenariot. Denna modell har använts för att bedöma knock-out musmodeller 12,13, och för att testa olika farmakologiska metoder för att förbättra läkningen 14-17. Histologiska analyser av denna modell, med hjälp av immunohistokemi och in situ hybridisering, kan ge viktiga insikter i att lokaliseringen av viktiga gener och proteiner under läkning. Ger emellertid histologi endast en tvärsnittsvy rumslig analys och tillåter inte kvantifiering genom hela vävnaden. Flödescytometri representerar en mer kvantitativ metod, men bara ett mycket begränsat antal celler kan isoleras från den helande senvävnaden i musmodellen, och detta antal minskas ytterligare under fixering, permeabilization och tvättsteg. Tar detta in på kontot, flödescytometri blir en omöjlig strategi på grund av det antal djur som skulle krävas. En alternativ metod är nödvändig för att bevara de flesta av denna lilla cellpopulation föratt ytterligare karakterisera den läkande miljö. Den metod som används för att åstadkomma detta, som visas här, innefattar koncentration av de isolerade cellerna via cytologi centrifugering på en glasskiva, följt av immunocytokemi. I föreliggande studie EDU (5-etynyl-2'deoxyuridine, en tymidinanalog) införlivande och efterföljande märkning användes för att bestämma den relativa proliferativa tillståndet hos celler vid läkningsstället. kan appliceras denna metod för att testa effektiviteten av farmakologiska behandlingar på cellproliferation, gen knock-out eller överuttryck, eller för att identifiera och kvantifiera olika cellpopulationer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

University kommittén för djurs forskning vid University of Rochester godkänt alla djurförsök. Tio-12 veckor gamla C57BL / 6J-möss användes.

1. Beredning av djur för Flexor Tendon Surgery (~ 15 min)

  1. Autoklav kirurgiska instrument för att sterilisera, bära sterila handskar hela, och upprätthålla ett sterilt operationsområdet.
  2. Söva musen via intraperitoneal injektion (ip) med en volym av ketamin (80 mg / kg) och xylazin (10 mg / kg) motsvarande kroppsvikt. Bekräfta djup sedering via frånvaro av toe-nypa reflex.
  3. Administrera förebyggande analgesi (buprenorfin, 0,05-0,1 mg / kg) via subkutan injektion. Applicera oftalmologiska salva för att förhindra ögon torkar ut.
  4. Förbered operationsområdet genom att klippa pälsen på hela bakbenet. Sterilisera huden genom skrubbning i följd med povidonjod, följt av 70% etanol och återigen med povidonjod.

  1. Hitta flexor digitorum longus (FDL) senan, sett ytan i den mediala aspekten av vaden. Med hjälp av en skalpell, gör ett litet 0,5-1 cm snitt i huden med mikro-sax för att exponera senan.
  2. Använd pincett för att separera FDL senan från omgivande vävnad och spår det upp till myotendinous korsning. Skär senan vid denna korsning med fjäder sax för att släppa det, var noga med att undvika den bakre skenbensartären.
  3. Stäng huden med 5-0 nylon suturer.
    Obs: bör utföras FDL tran och reparation (steg 2,4) med hjälp av ett stereomikroskop.
  4. Gör en 3 mm snitt över posterolateral aspekt av baktassen med hjälp av fjäder mikro-sax. dra försiktigt den omgivande mjuka vävnaden och muskeln med pincett, och se till att minimera vävnadsskador, och identifiera FDL senan.
    1. höja försiktigt FDL senan och helt transekt den med miCRO-sax. Sutur ändarna av FDL senan tillsammans i en modifierad Kessler mönster med 8-0 suturer, undvika torkning av senan genom att periodiskt vätning den med saltlösning.
    2. Byt mjuk vävnad och muskler över senan, stäng sedan snitt med 5-0 nylon suturer.
  5. Placera möss på en bild varmare inställd på 37 ° C, för att upprätthålla kroppstemperaturen tills återhämtat sig från anestesi.
  6. Övervaka möss postoperativt för tecken på försämring eller infektion inklusive ökad vocalizing och ruggig päls. Injicera buprenorfin (50 ^ / mus) som smärtstillande medel var 12 timmar tills möss inte längre visar tecken på smärta eller ångest.
  7. Tillåt möss att läka under en period på 10 dagar efter operation innan det fortsätter till nästa steg.
    Obs: Celler kan skördas när som helst-punkt efter kirurgi. Här, är 10 dagar valdes för dessa representativa experiment med tanke på den relativt höga cellularitet av vävnaden vid denna tidpunkt.

3. Labeling cyklande celler (~ 10 min)

  1. Förbereda edu (5-etynyl-2'deoxyuridine) lösning (10 mg / ml i steril fosfatbuffrad saltlösning [PBS] + 1% Dimethyl Sulfoxide [DMSO] för att öka lösligheten).
  2. Injicera möss med 100 | j, l EDU (50 mg / kg) via ip-injektion 24 h innan de avlivades.

4. Harvest Celler för cytologi centrifugering (2,5 h ~ 30 min Hands-on Time)

  1. Förbereda 3 mg / ml kollagenas I i PBS.
  2. Avliva mus via kvävning med koldioxid vid en flödeshastighet av inte mer än 3 l / min, och utför cervikal dislokation som en sekundär åtgärd.
  3. Lokalisera reparerade senan med hjälp av steg 2,4 ovan, och isolera senvävnad genom att skära ca 2 mm på vardera sidan om skadestället med mikro-sax.
    1. Färs vävnad med skalpell i en petriskål med 1 ml av 3 mg / ml kollagenas, sedan passera blandningen genom en 18 G nål flera gånger för att bryta upp vävnaden. Samla in blandningen i en 1,5 ml centrifugrör. Smälta senvävnad under 1 timme vid 37 ° C med skakning.
    2. Spin vävnad ned (300 x g under 5 min), aspirera kollagenas, sedan återsuspendera celler / vävnad med 500 | il 3% bovint serumalbumin (BSA) i PBS genom att pipettera upp och ned flera gånger.
    3. Filter cellsuspensionen genom en 70 ìm cell sil för att avlägsna skräp och stora bitar av senor och ställ åt sidan i en 37 ° C inkubator.
    4. Placera senvävnad i ytterligare 1,5 ml centrifugrör, och uppdatera med en ml kollagenas lösning, pipettera upp och ner för att blanda.
    5. Inkubera vävnad ytterligare en timme vid 37 ° C med skakning.
    6. Spinn ner digererad senvävnad (300 x g under 5 min), därefter återsuspendera i 500 | il 3% BSA i PBS genom att pipettera upp och ned flera gånger.
    7. Filtrera cellsuspensionen genom en 70 ìm cell sil, kombinera med fjädring isolerad i 4.3.3, sedan räkna celler med en hemocytometer.
    8. Tvätta cellerna en gång med 3% BSA i PBS, sedan återsuspendera till 06/03x 10 4/100 | il.
  4. Bifoga en cytologi tratt till en positivt laddad bild och låsa in bildbäraren. Sätt hela apparaten i en cytologi centrifug och tillsätt 100 l cellsuspension till tratten. Centrifugera vid 300 xg under 5 min för att dispergera cellerna på objektglaset.

5. Immuncytokemi att upptäcka edu (2 tim, ~ 45 min Hands-on Time)

Obs! Alla inkubationssteg skall utföras i mörker för att begränsa fotoblekning av fluoroforer.

  1. Cirkel celler med en hydrofob barriär penna för att minimera lösning som krävs för att följa steg, sedan omedelbart fixa med 150 | il 3% paraformaldehyd i PBS i 15 min vid rumstemperatur (RT).
    1. Tvätta två gånger i 5 min med 150 | il 3% BSA i PBS.
    2. Permeabilisera celler med 0,5% Triton-X 100 i PBS 20 min vid RT.
    3. Upprepa tvättningen enligt avsnitt 5.1.1.
  2. Förbereda edu reaktions cocktAil enligt kit instruktioner högst 30 minuter före användning.
    1. Tillsätt 150 l cocktail till varje bild, inkubera 30 minuter vid RT.
    2. Upprepa tvättningen enligt avsnitt 5.1.1.
  3. Inkubera med 150 pl nukleär motfärg Hoechst33342 spädda 1: 2000 i PBS 30 min vid RT.
    1. Tvätta två gånger i 5 min med 150 ^ il 1 x PBS.
  4. Tillsätt 1-2 droppar anti-fade monteringsmedium till cellerna, sedan långsamt lägre täck att förhindra bubblor.
    1. Tillåta monteringsmedel för att härda över natten i mörker vid RT.
    2. Använd tydlig nagellack att täta täck till bilden.
  5. Bild glider på 40X förstoring med hjälp av en fluorescerande mikroskop utrustat med excitation / emissionsfilter som kan detektera DAPI (Hoeschst33342), och Texas Red (Alexa Fluor 594).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Flexor digitorum longus (FDL) muskler, som ligger i vaden, verkar för att böja siffrorna på musen baktass via flexor senan (skisserat i blått i figur 1A, och visat histologiskt i figur 2A), som löper proximalt från myotendinous korsning och slutar i de distala falangerna. I denna modell av flexor senan läka är FDL senan transected och repareras i mitten av foten, proximalt bifurkationen in siffrorna i baktass (röda pilar, Figur 1A). För att förhindra brott av reparation, vilket skulle utesluta experimentell analys är senan (och intilliggande muskel) skärs, eller släpps på myotendinous korsningen (gul pil i figur 1B, släpp som visas i figur 1C). Även om detta steg inte är representativ för den kliniska scenariot, är det viktigt att skydda reparationen genom att minska påfrestningen på skadestället. Figur 2Där en histologisk exempel på en brusten flexor senreparation, jämfört med en lyckad reparation visas i figur 2C. I det senare, granulationsvävnaden visar kraftigt ökad cellularitet i jämförelse med den oskadade senan (figur 2B), och denna cellpopulation kan sedan analyseras vidare via cytologi centrifugering på ett objektglas följt av immunocytokemi. Figur 3 skisserar den experimentella procedur som användes för att utvärdera det proliferativa tillståndet hos cellerna som samlats in från healing senor 10 dagar post-reparation via EDU inkorporering i nysyntetiserad DNA. Edu märkning visar därför endast de celler som aktivt prolifererade under 24 h perioden efter ENE pulsen i levande möss, såsom framgår av fig 4. En kvantitativ bedömning av proliferation i granulationsvävnaden av den läkande senan kan sedan bestämmas genom punkt-räkning av hela cellpreparatet. På detta sätt, en baslinje på proliferanson kan fastställas vid varje tidpunkt, och eventuella förändringar på grund av genetiska eller farmakologiska interventioner kan bedömas.

Figur 1
Figur 1 :. Murina baktass anatomi och Identifiering av Flexor digitorum Longus Tendon. Flexor digitorum longus (FDL) flexar siffrorna i musen baktassen och löper längs palmar aspekten av baktassen (FDL beskrivs i blått) där det förgrenar in siffrorna (röda pilar) (Figur 1A). Proximalt körs FDL senan genom böjd tunnel (svart pil), i vaden, slutar vid myotendinous korsningen (gul pil) (Figur 1B). Frisläppandet av senan vid myotendinous korsningen för att förhindra brott visas i figur 1C. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 2
Figur 2:. Representativa Histologiska Bilder av Un-skadade, normal läkning och Ruptured Flexor Tendon Reparationer anatomi FDL senan i den murina baktassen visas i figur 2A. Skala stapel representerar 1 mm. I figurerna 2B-D är senan förstoras på 8X att jämföra oskadade senvävnad (Figur 2B) till en intakt och brusten reparation (figurerna 2C och 2D, respektive). Hela baktassen prover fixerades i neutral buffrad formalin, inbäddades i paraffin, skars i till 3 | j, m sektioner och färgades med Alcian Blue / Hematoxylin / Orange G såsom tidigare beskrivits 13. Native senor beskrivs i blått, är sen- / granulationsvävnad komposit som beskrivs i grönt, och svarta pilar anger suturer. Skalstrecken representerar 200 nm. Pleasa klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 3
Figur 3: Experimentell procedur för att utföra edu Click-det kemi på cell Förberedelser På dag 10 efter operationen healing FDL senor dissekerades från mus baktassarna.. Senorna maldes därefter digererades under två timmar i kollagenas I för att dissociera cellerna. Cellsuspensionen silades för att avlägsna skräp, och ~ 6 x 10 4 celler spanns till ett monoskikt på positivt laddade objektglas med användning av en cytologi centrifug. Cellerna inringad med en hydrofob barriär penna och sedan fixeras omedelbart med paraformaldehyd. Efter permeabilisering med Triton X-100, behandlades cellerna med en edu detektions cocktail, och ett klick kemi reaktion bunden Alexa Fluor 594 till införlivad edu. Hoechst 33342 användes som en nukleär färgning och cellerna wer e analyseras på 10-40X med ett fluorescerande mikroskop. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 4
Figur 4:. Immunocytokemi Analys av Cykling EDU-märkta celler under Flexor Tendon Healing Healing FDL senor skördades från baktassarna hos möss 10 dagar efter operation och spjälkades med kollagenas för att erhålla en cellsuspension. Centrifugering användes för att skingra dessa celler i ett monolager på diabilder, följt av immunocytokemi bilden edu inkorporering. Figur 4A och Figur 4B är bilder tagna vid 10X och 40X av cellerna respektive följande immunocytokemisk analys. Kärn fläck Hoechst 33342 är blå, och celler som har inkorporerat edu är översållade med rött. Skalstrecken representerar 50 um.href = "https://www.jove.com/files/ftp_upload/54433/54433fig4large.jpg" target = "_ blank"> Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Det kirurgiska förfarandet för en murin modell av fullständig transektion och reparation av flexor digitorum longus senor presenteras i denna studie. Dessutom en ny tillämpning för att koncentrera små cellpopulationer med cytologi centrifug visas, vilket möjliggör kvantitativ immunocytokemisk analys av den cellulära miljön under flexor senan läka. Denna modell av flexor sena reparation visar ett reproducerbart läkningssvar, som kan användas för att bedöma förändringar i läkningsprocessen använder knockout modeller eller med farmakologisk intervention. Efter operation, börjar en inflammatorisk reaktion i 24 timmar, under vilken celler rekryteras till skadestället och en valk av fibrös vävnad börjar bildas. En proliferativ fas följer på omkring dag fyra, som omfattar kraftigt ökad cellularitet och riklig avsättning av oorganiserad extracellulär matrix vid reparationsstället, vilket leder till vidhäftningsbildning mellan 14-21 dagar. Vävnadsombildning contitäkter genom dag 35, vid vilken tidpunkt kontinuitet och organisation av flexor senan är återställd, och cellularitet minskar 18.

För närvarande finns det flera musmodeller av flexor senreparation utöver det som här presenteras. Tsubone et al., Har beskrivit en modell av flexor tendon healing 19 in vitro. Även om denna modell kan bedöma förändringar i genuttryck med tiden, kan det inte redogöra för rekrytering av yttre celler eller förändringar i det inflammatoriska / cytokin miljö som förekommer in vivo. In vivo har två modeller av partiell transektion utvecklats med antingen incisional eller excisional defekter 20,21. På senare tid, Wong et al., Kännetecknas en zon II modell av flexor senskada i en musmodell 22. Detta är en viktig utveckling, eftersom den tillåter bidrag synoviala mantel-härledda celler till läkningsprocessen skall fastställas. Men ingen kvantifierbar förändringar i segelflygning funktion har beskrivits med hjälp av denna modell. Varje modell har sina egna fördelar och begränsningar som måste beaktas, inklusive tekniska lätthet, klinisk relevans och anatomi. En huvud begränsning av den modell som beskrivs här är att läkningen senan kan brista före utvärdering, vilket gör den obrukbar för vidare analys. Skörda tillräckligt många celler görs omöjligt under dessa omständigheter, och varje histokemisk analys inte är genomförbar, eftersom en brusten sena inte följer standarden läkningsprocessen beskrivits ovan. Släppa FDL senan proximalt för att minska belastningen på den helande senan är därför ett viktigt steg för att förebygga, trots att det inte är kliniskt relevant. Genomföra operationen ensidigt också sänker hastigheten för brott. En annan begränsning är oförmågan att spåra bidraget från peri-tendinöst täckceller, som synovial manteln inte omger segmentet av FDL senan som är skadad i denna modell.

jove_content "> En viktig funktion av denna flexor sena reparation modell är att den tillåter utvärdering av cellerna på helande plats. Immunofluorescens / immunohistokemi (IHC) är en vanlig biologisk teknik som kan användas för att karakterisera dessa celler. Även om IHC är unikt lämpad för bestämning av rumslig information, är det till stor del en kvalitativ metod. Förändringar i vävnad eller cellkomposition hela djupet av vävnaden kan missas, och kvantifiering av populationer är svårt. Flödescytometri representerar en idealisk metod för att definiera, kvantifiera och eventuellt isolera cell populationer under läkning. Men isolering och matsmältningen av helande senvävnad från denna modell ger mycket låga cellantal för flödescytometrisk analys (1-2 x 10 5 i genomsnitt från varje mus), och fixering / permeabilization steg för detektion av intracellulära markörer minskar detta antal ytterligare. Använda cytologi centrifugering för att koncentrera de isolerade cellerna, följt av immunocytochemistry, ger ett sätt att karakterisera dessa små cellpopulationer. En betydande fördel med denna teknik är att det inte finns något behov av att samla prover tillsammans för att få tillräckligt med celler; därför varje mus representerar ett enskilt prov för analys. En viktig faktor för att generera dessa preparat cell är att upprätthålla konsekvens i vävnaden skördas för analys. Omgivande muskel och fascia kan fastna på granulationsvävnad och måste noggrant dissekeras bort. Eftersom denna metod innebär minimal bearbetning av cellerna före fixering på objektglas, behåller det en majoritet av isolerade celler för vidare analys. På detta sätt kan nästan hela populationen av celler som bildar vidhäftnings vävnaden vid reparationsstället kvantitativt utvärderas via immuncytokemi. I föreliggande studie, är EDU införlivande genom prolifererande celler användes för att visa tillämpningen av denna cytologi teknik har emellertid, kan den också användas för mer komplexa och djupgående karaktärisering of de heterogena cellpopulationer som är involverade i flexor senan läka. Framtida tillämpningar av denna teknik kan leda till mer ingående karakterisering av cellpopulationer är involverade i senläkning, eftersom den tillåter för bestämning samlokalisering av cellulära markörer i cellerna som är associerade med granulationsvävnad i läkande senan.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

Detta arbete har delvis stöd av American Society for Surgery av hand Pilot Award och NIH / NIAMS 1K01AR068386-01 (till AEL) och NIAMS / NIH P30AR061307.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Surgical preparation
C57BL/6J mice  Jackson Laboratories 000664
Ketamine Hospira NDC# 0409-2051-05
Xylazine Lloyd Inc. NDC# 61311-482-10
Buprenorphine Par Pharmaceutical Inc. NDC# 42023-179-10
0.9% sodium chloride irrigation Hospira NDC# 0409-6138-03 For preparation of ketamine/xylazine and buprenorphine solutions
1 ml syringe BD 309659
30 G needle BD 305106
Povidone-Iodine solution Aplicare 82-226
70% ethanol
Puralube vet opthalmic ointment Dechra Veterinary Products NDC# 17033-211-38
Name Company Catalog Number Comments
Surgical tools
Portable balance 200 g Ohaus SP202
Spring scissors Fine Science Tools 15124-12
Dumont #5 forceps Fine Science Tools 11251-30
Needle holders Fine Science Tools 91201-13
Micro spring scissors Fine Science Tools 15003-08
Micro needle holders Fine Science Tools 12061-02
5-0 nylon sutures Ethicon 668G
8-0 microsurgery nylon sutures Ethicon 2808G
Lab-Line histology slide warmer Barnstead International 26025
Name Company Catalog Number Comments
Cytospin method
Collagenase Type I, lyophilized Life Technologies  1700-017
Bovine Serum Albumin Cell Signaling Technologies 9998S
1x PBS Thermo Fisher 10010-023
Cytology funnels Fisher HealthCare 10-354
HistoBond+ microscope slides VWR 16005-110
Cytospin 2 centrifuge Shandon SH-CYTO2
Name Company Catalog Number Comments
Immunocytochemistry
Slide staining tray with black lid IHC World M920-2
Click-iT Plus EdU Imaging Kit Life Technologies  C10639 Includes EdU and  Hoeschst 33342
Immedge hydrophobic barrier pen Vector Laboratories H-4000
ProLong Diamond mounting medium Thermo Fisher P36970
Glass coverslips 24 x 50 mm #1.5
Clear nail polish

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Lin, T. Biomechanics of tendon inury and repair. J Biomech. 37, 865-877 (2004).
  2. Strickland, J. W. Development of flexor tendon surgery: twenty-five years of progress. J Hand Surg [Am]. 25, 214-235 (2000).
  3. Bunnell, S. Repair of tendons in the fingers and description of two new instruments. Surg Gynecol Obstet. 26, 103-110 (1918).
  4. Aydin, A., et al. Single-stage flexor tendoplasty in the treatment of flexor tendon injuries. Acta Orthop Traumatol Turc. 38, 54-59 (2004).
  5. Gelberman, R. H., Steinberg, D., Amiel, D., Akeson, W. Fibroblast chemotaxis after tendon repair. J Hand Surg Am. 16, 686-693 (1991).
  6. Lundborg, G., Rank, F. Experimental intrinsic healing of flexor tendons based upon synovial fluid nutrition. J Hand Surg Am. 3, 21-31 (1978).
  7. Aoki, M., Kubota, H., Pruitt, D. L., Manske, P. R. Biomechanical and histologic characteristics of canine flexor tendon repair using early postoperative mobilization. J Hand Surg Am. 22, 107-114 (1997).
  8. Kim, H. M., et al. Technical and biological modifications for enhanced flexor tendon repair. J Hand Surg Am. 35, 1031-1037 (2010).
  9. Aoki, M., Manske, P. R., Pruitt, D. L., Kubota, H., Larson, B. J. Work of flexion after flexor tendon repair according to the placement of sutures. Clin Orthop Relat Res. , 205-210 (1995).
  10. Zhao, C., et al. Award for Outstanding Orthopaedic Research: Engineering flexor tendon repair with lubricant, cells, and cytokines in a canine model. Clin Orthop Relat Res. 472, 2569-2578 (2014).
  11. Wong, J., Bennett, W., Ferguson, M. W., McGrouther, D. A. Microscopic and histological examination of the mouse hindpaw digit and flexor tendon arrangement with 3D reconstruction. J Anat. 209, 533-545 (2006).
  12. Katzel, E. B., et al. Impact of Smad3 loss of function on scarring and adhesion formation during tendon healing. J. Orthop. Res. 29, 684-693 (2011).
  13. Loiselle, A. E., et al. Bone marrow-derived matrix metalloproteinase-9 is associated with fibrous adhesion formation after murine flexor tendon injury. PloS one. 7, e40602 (2012).
  14. Lee, D. J., et al. Parathyroid hormone 1-34 enhances extracellular matrix deposition and organization during flexor tendon repair. J Orthop Res. 33, 17-24 (2015).
  15. Geary, M. B., et al. Systemic EP4 Inhibition Increases Adhesion Formation in a Murine Model of Flexor Tendon Repair. PloS one. 10, e0136351 (2015).
  16. Loiselle, A. E., et al. Development of antisense oligonucleotide (ASO) technology against Tgf-beta signaling to prevent scarring during flexor tendon repair. J Orthop Res. 33, 859-866 (2015).
  17. Orner, C. A., Geary, M. B., Hammert, W. C., O'Keefe, R. J., Loiselle, A. E. Low-dose and short-duration Matrix Metalloproteinase 9 Inhibition does not affect adhesion formation during murine flexor tendon healing. Plast Reconstr Surg. , (2016).
  18. Loiselle, A. E., et al. Remodeling of murine intrasynovial tendon adhesions following injury: MMP and neotendon gene expression. J Orthop Res. 27, 833-840 (2009).
  19. Tsubone, T., et al. Effect of TGF-beta inducible early gene deficiency on flexor tendon healing. J Orthop Res. 24, 569-575 (2006).
  20. Beason, D. P., Kuntz, A. F., Hsu, J. E., Miller, K. S., Soslowsky, L. J. Development and evaluation of multiple tendon injury models in the mouse. J Biomech. 45, 1550-1553 (2012).
  21. David, M. A., et al. Tendon repair is compromised in a high fat diet-induced mouse model of obesity and type 2 diabetes. PloS one. 9, e91234 (2014).
  22. Wong, J. K., et al. The cellular biology of flexor tendon adhesion formation: an old problem in a new paradigm. Am J Pathol. 175, 1938-1951 (2009).

Tags

Medicin senor mus ortopedi sammanväxningar ärrvävnad cytospin kirurgi
Murin Flexor senskada och reparation kirurgi
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Ackerman, J. E., Loiselle, A. E.More

Ackerman, J. E., Loiselle, A. E. Murine Flexor Tendon Injury and Repair Surgery. J. Vis. Exp. (115), e54433, doi:10.3791/54433 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter