Ein reproduzierbares Knorpelimpaktmodell zur Erzeugung einer posttraumatischen Arthrose beim Kaninchen

Julian Dilley; Hessam Noori-Dokht; Abhijit Seetharam; Margaret Bello; Aaron Nanavaty; Roman M. Natoli; Todd McKinley; Zachary Bault; Diane Wagner; Uma Sankar

doi:10.3791/64450

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Methodenartikel

Ein reproduzierbares Knorpelimpaktmodell zur Erzeugung einer posttraumatischen Arthrose beim Kaninchen

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DOI:

10.3791/64450

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21. November 2023

Julian Dilley^*¹^,²^,³ , Hessam Noori-Dokht^*³^,⁴^,⁶ , Abhijit Seetharam¹ , Margaret Bello¹^,³ , Aaron Nanavaty¹^,³ , Roman M. Natoli²^,³ , Todd McKinley¹^,²^,³ , Zachary Bault⁵ , Diane Wagner²^,³^,⁶ , Uma Sankar¹^,³

¹Department of Anatomy, Cell Biology and Physiology, Indiana University School of Medicine, ²Department of Orthopaedic Surgery, Indiana University School of Medicine, ³Indiana Center for Musculoskeletal Health, Indiana University School of Medicine, ⁴School of Mechanical Engineering, Purdue University, ⁵Large Animal Resource Center, Indiana University School of Medicine, ⁶Department of Mechanical and Energy Engineering, Indiana University-Purdue University Indianapolis

^* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Das offene mediale femorale Kondylus-Impaktmodell bei Kaninchen ist zuverlässig für die Untersuchung der posttraumatischen Osteoarthritis (PTOA) und neuer therapeutischer Strategien zur Eindämmung der PTOA-Progression. Dieses Protokoll erzeugt einen isolierten Knorpeldefekt des hinteren medialen Femurkondylus bei Kaninchen unter Verwendung eines schlittenbasierten Fallturms mit einem Impaktorkopf.

Zusammenfassung

Posttraumatische Osteoarthritis (PTOA) ist für 12 % aller Arthrosefälle in den Vereinigten Staaten verantwortlich. Die PTOA kann durch ein einzelnes traumatisches Ereignis ausgelöst werden, z. B. durch eine starke Belastung des Gelenkknorpels, oder durch eine Gelenkinstabilität, wie sie bei einer Ruptur des vorderen Kreuzbandes auftritt. Derzeit gibt es keine wirksamen Therapeutika zur Vorbeugung von PTOA. Die Entwicklung eines zuverlässigen Tiermodells für PTOA ist notwendig, um die Mechanismen, durch die Knorpelschäden ablaufen, besser zu verstehen und neue Behandlungsstrategien zu untersuchen, um das Fortschreiten der PTOA zu lindern oder zu verhindern. Dieses Protokoll beschreibt ein offenes, auf einem Fallturm basierendes Stoßmodell für den Femurkondylus von Kaninchen, um Knorpelschäden zu induzieren. Dieses Modell lieferte Spitzenlasten von 579,1 ± 71,1 N und Spitzenspannungen von 81,9 ± 10,1 MPa bei einer Time-to-Peak-Last von 2,4 ± 0,5 ms. Gelenkknorpel von impaktierten medialen Femurkondylen (MFCs) wiesen höhere Raten an apoptotischen Zellen (p = 0,0058) auf und besaßen höhere Osteoarthritis Research Society International (OARSI)-Werte von 3,38 ± 1,43 im Vergleich zu den nicht impaktierten kontralateralen MFCs (0,56 ± 0,42) und anderen Knorpeloberflächen des retinierten Knies (p < 0,0001). Es wurden keine Unterschiede in den OARSI-Scores zwischen den nicht impaktierten Gelenkflächen festgestellt (p > 0,05).

Einleitung

Posttraumatische Osteoarthritis (PTOA) ist weltweit eine der Hauptursachen für Behinderungen und macht 12 % bis 16 % der symptomatischen Osteoarthritis (OA⁾ aus1. Der derzeitige Goldstandard für die Behandlung von Arthrose im Endstadium ist die totale Knie- und Hüftendoprothetik² oder die Arthrodese, wie im Fall der tibiotalaren oder subtalaren Arthritis im Endstadium. Obwohl die Endoprothetik weitgehend erfolgreich ist, kann sie kostspielige und krankhafte Komplikationen mit sich bringen³. Darüber hinaus ist eine Endoprothetik bei Patienten unter 50 Jahren weniger wünschenswert, da die Überlebens....