Erstellen Starr stabilisierte Frakturen zur Beurteilung intramembranöse Ossifikation, Distraktionsosteogenese, oder Heilung von kritischer Größe Mängel

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, eine extern fixierte Tibia zu schaffen, die für die Analyse der stabilisierten Frakturheilung, der Distraktion, der Osteogenese und der Heilung eines segmentalen Lückendefekts verwendet werden kann. Zuerst werden die Ringe des Fixateurs positioniert und an Ort und Stelle gehalten, indem sterile Insektenstifte in den proximalen und distalen Teil der Tibia eingeführt und dann die Ringe an den sterilen Insektenstiften befestigt werden. Als nächstes wird eine Fraktur oder Osteotomie in der mittleren Diaphyse der Tibia angelegt. Im letzten Schritt des Eingriffs wird die dritte Gewindestange eingeführt, um die proximalen und distalen Ringe vollständig zu stabilisieren.

Letztendlich können Ergebnisse erzielt werden, die durch histologische und molekulare Röntgenanalysen Mechanismen der Frakturheilung, der Distraktion, der Osteogenese und der Knochentransplantation aufzeigen. Das Verfahren wird von den leitenden Forschern Dr. Diane sowie Y Yuu und der Postdoktorandin Dr. Chelsea Baney von der University of California San Francisco, San Francisco General Hospital, demonstriert. Labor für Skelettregeneration des Orthopädischen Unfallinstituts Beginnen Sie mit der Montage des individuell entwickelten externen Fixationsgeräts.

Die Befestigungsrahmen bestehen aus zwei Aluminiumringen, die durch drei Gewindestangen aus Edelstahl, acht Sechskantmuttern und 17 passende Schrauben stabilisiert werden. Pro Bruch werden zwei Aluminiumringe benötigt, damit der proximale Ring vier Sechskantmuttern und passende Schrauben locker in die entsprechenden Löcher einschrauben kann. Um den distalen Ring wieder mit vier Schrauben und Muttern zu verschrauben, ohne ihn vollständig festzuziehen, setzen Sie dann zwei der langen Gewindestangen, die den Fixateur am distalen Ring stabilisieren, in die Löcher bei 12 und sechs Uhr ein und befestigen Sie ihn mit zwei Sechskantmuttern.

Betäuben Sie eine Maus des gewünschten Alters beim Sex durch eine intraperitoneale Injektion von Ketamin und meine. Und bestätigen Sie die vollständige Anästhesie mit einem Zehenkneiftest. Tragen Sie nach dem Entfernen der Haare und dem Waschen mit einem Antiseptikum Augenschmiermittel auf und legen Sie die Maus für den Rest des Eingriffs auf ein Heizkissen.

Platzieren Sie den proximalen Ring mit den Muttern distal auf dem Bein und bewegen Sie den Ring über das Kniegelenk. Fixieren Sie die proximale und distale Metaphyse des linken Schienbeins mit vier sterilen Insektenstiften von 0,25 Millimetern, indem Sie die Stifte an einem Bohrer befestigen und durch den Knochen bohren. Richten Sie die Stifte senkrecht zur Längsachse der Tibia und in einem Winkel von 90 Grad zueinander aus, wobei Sie mindestens 10 Millimeter zwischen den proximalen und distalen Stiften lassen.

Befestigen Sie die Stifte am proximalen Ring und halten Sie das Schienbein mittig im Aluminiumring positioniert. Positionieren Sie den zweiten Ring unterhalb der distalen Stifte. Befestigen Sie die beiden Stäbe am proximalen Ring und befestigen Sie dann die Stifte mit den Sechskantmuttern am Ring.

Erzeugen Sie wie zuvor den Querbruch durch Dreipunktbiegung mit einer entsprechenden Vorrichtung. Legen Sie die postalische Seitenfläche der Tibia über die Blöcke. Heben Sie das Gewicht entlang des Fallarms auf eine vorgegebene Höhe an und lassen Sie das Gewicht so fallen, dass es den anterolateralen Aspekt der Tibia berührt.

Um die stumpfe Fraktur zu erzeugen, bestätigen Sie die Fraktur durch Röntgen. Befestigen Sie als nächstes die letzte Gewindestange aus Edelstahl an den Ringen, beginnend vom distalen Ende. Setzen Sie den Stab ein und fädeln Sie eine Mutter auf den distalen Ring, um den Stab zu sichern.

Setzen Sie dann eine weitere Mutter auf den Stab, so dass der proximale Ring oben positioniert ist. Achten Sie darauf, dass die beiden Ringe in gleichen Abständen gehalten werden und die Stifte nicht belasten. Befestigen Sie den proximalen Ring mit einer dritten Mutter an den Stäben.

Fügen Sie aamaz all zur Umkehranästhesie und Buprenorphin zur Analgesie hinzu und überwachen Sie die Tiere, bis sie ansprechbar und ambulant sind. Verabreichen Sie dann subkutane Injektionen von Buprenorphin zur Analgesie und erneut vier Stunden später zur Standard-Distraktionsosteogenese. Platzieren Sie bei diesem Modell die Fixateure auf der Tibia, erzeugen Sie eine Fraktur und lassen Sie sie für eine Latenzzeit von fünf Tagen in Ruhe.

Führen Sie nach fünf Tagen die Distraktionsosteogenese durch, indem Sie die Muttern an den Stabilisierungsstäben drehen. Sieben Tage lang jeden Tag eine Vierteldrehung. Die Tiere werden postoperativ engmaschig auf die Notwendigkeit einer zusätzlichen Analgesie überwacht.

Die knöcherne Überbrückung wird nach 10 Tagen beobachtet, und die vollständige Konsolidierung wird 27 Tage nach Abschluss der Distraktion beobachtet. Nach der Verabreichung der Anästhesie, der Entfernung der Haare mit einem Enthaarungsmittel und der Reinigung der Haut mit einem Antiseptikum tragen Sie die Fixateure wie zuvor beschrieben auf. Legen Sie die Maus unter das Präpariermikroskop, um die mediale Tibia sichtbar zu machen, und machen Sie dann einen fünf bis sieben Millimeter großen Schnitt mit einer Klinge der Nummer 10 auf einem Skalpell.

Durchtrennen und trennen Sie den Muskel vorsichtig, um die mittlere Diaphyse der Tibia freizulegen. Schneiden Sie mit der Spitze einer Schere langsam ein drei Millimeter langes Segment der Tibia ab und achten Sie darauf, den Knochen nicht mit einer großen mechanischen Kraft zu verschieben. Entfernen Sie dann alle verbleibenden Knochenfragmente mit einer Pinzette.

Nachdem Sie die Operationsstelle auf Knochenfragmente untersucht haben, ersetzen Sie den Muskel um die abgestumpften Enden der Tibia. Verschließen Sie den Schnitt auf der Haut mit zwei bis drei Nähten aus 6.0 Polymonofil und führen Sie dann den dritten Stab ein, um den externen Fixateur zu stabilisieren. Wie bereits gezeigt, verabreichen Sie bei der Umkehranästhesie Analgetika und überwachen Sie die Tiere weiterhin auf Schmerzen.

Wie zuvor beschrieben, bieten die externen Fixateure bei richtiger Anwendung eine hochsteife Stabilität der geschlossenen Tibiafraktur mit ausgezeichneter Reduktion, wie in dieser Röntgenaufnahme gezeigt, die nach der Fraktur aufgenommen wurde, wobei die gut ausgerichteten Knochensegmente, die durch die mit dieser Methode stabilisierten Pfeilkopffrakturen angezeigt werden, hauptsächlich durch intramembranöse Ossifikation heilen, hier unter Verwendung der Trichromfärbung gezeigt, zeigt die stabilisierte Fraktur etwas neuen Knochen an der Frakturstelle. Wird die Fraktur dagegen nicht stabilisiert, bildet sich im Frakturspalt ein großer Knorpelkallus, der durch den Prozess der endochondralen Ossifikation nach seiner Entwicklung durch Knochen ersetzt wird. Diese Technik ebnete Forschern auf dem Gebiet der Orthopädie den Weg, um Mechanismen einer stabilen Frakturheilung bei Mäusen zu erforschen.