Name: Erstellen Starr stabilisierte Frakturen zur Beurteilung intramembranöse Ossifikation, Distraktionsosteogenese, oder Heilung von kritischer Größe Mängel (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-04-11T12:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 35 s
Description: Lernen Sie die Erstellung stabilisierter Frakturen zur Analyse von Knochenheilung, Distraktionsosteogenese und Segmentdefekten bei Mäusen. Diese Methode ermöglicht Röntgen- und histologische Untersuchungen.

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Diese Arbeit wurde von R01-AR053645 aus NIAMS finanziert.

Alle Arbeiten wurden von der UCSF Institutional Animal Care und Use Committee genehmigt und entsprechen den nationalen Richtlinien. 1. Vorbereitung der Fixatoren vor der Operation <ol><li> Vor dem Erstellen stabilisierte Fraktur, braucht man, um das benutzerdefinierte Design-Fixateur externe Gerät zusammenzubauen. Dem individuell gestalteten externe Fixation Rahmen bestand aus zwei Aluminium-Ringe von drei Edelstahl-# 0/56 Gewindestangen, 8 # 2/56 Sechskantmuttern und 17 passende Befestigungsschrauben (Small Part Inc., Miami Lakes, FL 3) stabilisiert. </li><li> Zwei Aluminium-Ringe sind pro Fraktur benötigt. Um einen Ring montieren 4 # 2/56 Sechskantmuttern (kleiner Teil Inc., Miami Lakes, FL) und passende Schrauben in die entsprechenden Löcher, sollten sie bleiben locker. Dies wird der proximale Ring sein. An dem distalen Ring montieren 3 Schrauben und Muttern, nicht erneut nicht voll anziehen. </li></ol> 2. Anästhesie-, Bruch der Schöpfung, und Fixateur <ol><li> Mäuse (Alter, Geschlecht, Körper undGew. werden von den Kunden bestimmt) werden anästhesiert durch intraperitoneale Injektion von Ketamin 50mg/ml, 0,5 mg / ml Medetomidin (0,03 ml / Maus). </li><li> Bewerben Auge Schmiermittel für die Augen der Mäuse und setzen Sie ein Stück Klebeband über ihren Kopf, ihre Augen während des Verfahrens zu schützen. </li><li> Das Tier wird auf einem Heizkissen für den Rest des Verfahrens platziert. </li><li> Transfix die proximale und distale Metaphyse der linken Tibia mit vier 0,25 mm sterilen Insekten Stifte (Korrosionsschutzbinde: Fine Science Tools, Foster City, CA) durch Anbringen der Stifte zu einem Dremel-Werkzeug und Bohren sie durch den Knochen. </li><li> Pins sind senkrecht zu der Längsachse der Tibia, und 90 ° zueinander. Mindestens 10 mm zwischen dem proximalen und distalen Stiften. </li><li> Positionieren Sie den ersten Ring über den proximalen Stifte mit den Muttern nach innen, in Richtung der Pins. Sichern Sie die Stifte in den Ring hält das Schienbein zentral innerhalb der Alu-Ring positioniert. </li><li> Positionieren Sie den zweiten Ring unterhalb des diStal Stifte und sichern Sie die Stifte in den Ring mit den Sechskantmuttern wie zuvor. Fügen Sie die vierte Mutter-Bolzen Kombination mit dem distalen Fixateur. </li><li> Erstellen Sie die Querfraktur durch Drei-Punkt-Biegung mit einer entsprechenden Vorrichtung. Wir nutzen das System der Schwerkraft Bonnarens und Einhorn 4. Zeigen Sie mit der posterolateralen Oberfläche des Schienbeins in den Blöcken, heben Sie das Gewicht auf eine vorgegebene Höhe entlang der Fallarm-and-Drop das Gewicht, so dass es Kontakte die anterolaterale Seite des Schienbeins, um den stumpfen Bruch zu erzeugen. Die Höhe wird das Gewicht von Bedürfnissen sank um für jeden Stamm der Maus, um einen einzigen Bruch des Schienbeins ausschließlich gewährleisten ermittelt werden. </li><li> Fraktur wird durch Röntgenstrukturanalyse bestätigt. </li><li> Nach der Bestätigung der Fraktur, sind drei Edelstahl # 0/56 Gewindestangen an den Ringen befestigt. Ausgehend von dem distalen Ende nach der Stange und Einfädeln einer Mutter auf dem distalen Ring, um die Stange zu sichern. Dann legen Sie eine andere Mutter auf der Stange, wird der proximale Ring an der Oberseite des n sitzenut. Stellen Sie sicher, dass die beiden Ringe in gleichen Abständen stattfinden wird und nicht belasten die Stifte. Sichern Sie den proximalen Ring an den Stäben mit einer dritten Mutter. </li><li> Subkutane Injektion von Buprenorphin (1,0 mg / kg) für die Analgesie werden sofort nach der Operation und die Tiere für Schmerz und Buprenorphin gegebenen überwacht nach Bedarf. </li><li> Anästhesie wird durch die Gabe von Atipamezol umgekehrt, und Tiere werden überwacht, bis sie reagieren und ambulating sind. </li></ol> 3. Distraktionsosteogenese (siehe auch: 12,13) Um dieses Verfahren zu ändern, um Platz für Distraktionsosteogenese ist unkompliziert. Die Ringe werden in ihrer Position durch Gewindestangen gehalten, und durch Drehen der Muttern, mit denen die Stäbe an Ort und Stelle können die Ringe auseinander bewegt werden. <ol><li> Latenz: Für Standard-Distraktionsosteogenese mit diesem Modell die Fixateure werden auf der Tibia platziert und allein für eine Latenzzeit von 5 Tage Zeit. </li><li> Ablenkung: Ablenkung osteogenesis kann durch Drehen der Muttern an den Stabilisierungsstangen ¼ Umdrehung (0,25 mm) jeden Tag 7 Tage durchgeführt werden. </li><li> Reifung: knöcherne Überbrückung wird durch 10 Tage lang beobachtet und vollständige Konsolidierung wird durch 27 Tage nach Abschluss der Ablenkung beobachtet. </li></ol> 4. Schaffung einer kritischen Sized Defect Um eine kritische Größe Defekt verursachen die Fixateur externe werden angewendet, wie zuvor mit den folgenden Modifikationen. <ol><li> Vor Beginn des Verfahrens wird die Haut mit 70% Ethanol gereinigt. </li><li> Die Fixateure sind komplett vor dem Erstellen der Defekt appliziert. </li><li> Die Maus wird dann unter dem Präpariermikroskop Ort, um die mediale Tibia zu visualisieren, und einen Einschnitt (5-7 mm) mit einem # 10 Klinge auf einem Skalpell. </li><li> Der Muskel wird durchtrennt und sanft getrennt, um die Mitte der Diaphyse der Tibia freizulegen. </li><li> Ein 3 mm Segment des Knochens wird dann ab Mitte der Diaphyse mit einer Schere entfernt. Mit ter Punkt der Schere wird der Knochen langsam weg und schnitt Knochenfragmente werden mit einer Pinzette bei Bedarf entfernt werden. Es sollte mit den Spitzen der Schere getroffen werden, um zu vermeiden Verschieben der Tibia mit einer großen mechanischen Kraft. </li><li> Untersuchen die chirurgische Stelle um sicherzustellen, dass keine Knochenfragmente, da diese die Heilung zu fördern könnte. </li><li> Ersetzen Sie die Muskeln rund um die abgestumpften Enden des Schienbeins. </li><li> Schließen Sie den Schnitt auf der Haut mit 2-3 Fäden von 6-0 Polyamin Monofilament. </li><li> Die Betäubung wird umgekehrt und die Tiere überwacht Schmerzen und gegebenen Analgetika, wie zuvor beschrieben. </li></ol> 5. Repräsentative Ergebnisse Wenn sie richtig angewendet wird, bieten die Fixateur externe steifer Stabilität des geschlossenen Tibiafraktur mit ausgezeichneten Reduktion (Abb. 1, 2). In einigen Fällen nicht ausreichend Reduktion (offensichtlich ein großer Spalt zwischen Knochenenden oder mehrere Brüche auftreten (Abb. 3 (Abb. 4). Im Gegensatz dazu, wenn der Bruch nicht stabilisiert ist eine große Knorpel Kallus wird in den Spalt der Fraktur (5) gebildet ist, und dies wird durch Knochen durch das Verfahren nach intramembranöse Ossifikation ersetzt. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/3552/3552fig1.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Abbildung 1"> 1. Röntgenaufnahmen, welches eine externe Fixiervorrichtung verwendet, um Tibiafraktur stabilisieren. Röntgenbild nach der Fraktur zeigen einen gut ausgerichteten Knochensegmenten (Pfeilspitze) übernommen. <img alt="Abbildung 2" src="/files/ftp_upload/3552/3552fig2.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Abbildung 2"> 2. Bild von einer Maus nach dem Fixateur angewendet wurde. <img alt="Abbildung 3" src="/files/ftp_upload/3552/3552fig3.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Abbildung 3"> Abbildung 3. Röntgenaufnahme nach f genommenracture zeigt falsch ausgerichtet und fragmentierten Knochen Segmente (Pfeilspitze). <img alt="Abbildung 4" src="/files/ftp_upload/3552/3552fig4.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Abbildung 4"> Abbildung 4. Stabilisierte Fraktur heilt über intramembranöse Ossifikation. Trichromfärbung von stabilisierten Fraktur zeigt einige neue Knochen (b) bei Fraktur. Maßstab = 500 um. <img alt="Abbildung 5" src="/files/ftp_upload/3552/3552fig5.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Abbildung 5"> Abbildung 5. Non-stabilisierte Fraktur heilt über enchondralen Ossifikation. Trichromfärbung von nicht stabilisierten Fraktur zeigt Knorpel (c) und Knochen (b) bei Fraktur. Maßstab = 500 um.

<ol><li>Ilizarov, G. A., Lediaev, V. I., Shitin, V. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+course+of+compact+bone+reparative+regeneration+in+distraction+osteosynthesis+under+different+conditions+of+bone+fragment+fixation+%28experimental+study%29%5BTitle%5D)+AND+%22Eksperimentalnaia+Khirurgiia+i+Anesteziologiia%22%5BJournal%5D)">The course of compact bone reparative regeneration in distraction osteosynthesis under different conditions of bone fragment fixation (experimental study).</a> Eksperimentalnaia Khirurgiia i Anesteziologiia. 14, 3-12 (1969).</li>
<li>Ilizarov, G. A., Deviatov, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surgical+elongation+of+the+leg%5BTitle%5D)+AND+%22Ortopediia+Travmatologiia+i+Protezirovanie%22%5BJournal%5D)">Surgical elongation of the leg.</a> Ortopediia Travmatologiia i Protezirovanie. 32, (1971).</li>
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<li>Lu, C., Miclau, T., Hu, D., Marcucio, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ischemia+leads+to+delayed+union+during+fracture+healing%3A+a+mouse+model%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Orthop.+Res%22%5BJournal%5D)">Ischemia leads to delayed union during fracture healing: a mouse model.</a> J. Orthop. Res. 25, 51-61 (2007).</li>
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<li>Choi, P., Ogilvie, C., Thompson, Z., Miclau, T., Helms, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellular+and+molecular+characterization+of+a+murine+non-union+model%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Orthop.+Res%22%5BJournal%5D)">Cellular and molecular characterization of a murine non-union model.</a> J. Orthop. Res. 22, 1100-1107 (2004).</li>
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</ol>

Wir haben nichts zu offenbaren.

Bones von zwei unterschiedlichen Modalitäten je nach mechanischer Stabilität (: 14 bewertet in) zu heilen. Wenn links instabil einen großen Knorpel-Vorlage Formen im Frakturspalt, die durch Knochen ersetzt wird, um die beiden Enden des gebrochenen Knochens zu überbrücken. Proximal und distal der Pause bildet der Knochen direkt durch intramembranöse Ossifikation im Periost und Endost. Im Gegensatz dazu tritt bei stabilen Frakturen Heilung ausschließlich über intramembranöse Ossifikation 3. Allerding...

<table border="1"><tbody><tr><td> Name des Reagenzes </td><td> Firma </td><td> Katalog-Nummer </td><td> Kommentare </td></tr><tr><td> 0,25 mm Pin Insekt </td><td> Fine Science Tools </td><td> 26000-25 </td><td> Verdunkelten eloxiert Stahl, 0,25 mm Stangendurchmesser, 4cm Länge </td></tr><tr><td> Edelstahl-Sechskantmutter </td><td> Kleinteile </td><td> # 2-56 </td><td> 1/8 &quot;Länge, 56 Fäden pro Zoll </td></tr><tr><td> Edelstahl-Sechskantmutter </td><td> Kleinteile </td><td> # 0-80 </td><td> 1/8 &quot;lang, 80 Fäden pro Zoll </td></tr><tr><td> Stainless Steel Maschinenschraube </td><td> Kleinteile </td><td> # 0-80 </td><td> 1/8 &quot;lang, 80 Fäden pro Zoll </td></tr><tr><td> Edelstahl-Maschinen-Schnitt Gewindestange </td><td> Kleinteile </td><td> # 0-80 </td><td> 6 &quot;Länge, 80 Fäden pro Zoll </td></tr><tr><td> 18-8 Stainless Steel Head Machine ScREW </td><td> McMaster-Carr </td><td></td><td> 2-56 Gewinde, 3/6 &quot;Länge </td></tr><tr><td> Externe Befestigungsvorrichtung </td><td> Maschinenhalle </td><td> Kundenspezifische </td><td></td></tr></tbody></table>

erstellen starr stabilisierte frakturen zur beurteilung intramembranöse ossifikation, distraktionsosteogenese, oder heilung von kritischer größe mängel

Creating Rigidly Stabilized Fractures for Assessing Intramembranous Ossification, Distraction Osteogenesis, or Healing of Critical Sized Defects

Beurteilung Modi Skelettreparatur notwendig für die Entwicklung von Therapien, um klinisch verwendet werden, um Frakturen. Mechanische Stabilität spielt eine große Rolle bei der Heilung von Knochenverletzungen. Im schlimmsten Fall mechanische Instabilität kann zu verzögerten oder nicht gewerkschaftlich beim Menschen führen. Allerdings kann auch Bewegung regen den Heilungsprozess. Bei Frakturen, die Bewegung Knorpel Formen haben, um die Fraktur Knochenenden zu stabilisieren, und dies Knorpel allmählich durch Knochen durch Rekapitulation des Entwicklungsprozesses von enchondralen Ossifikation ersetzt. Im Gegensatz dazu, wenn ein Knochenbruch starr stabilisiert ist Knochen bildet direkt über intramembranöse Ossifikation. Klinisch sowohl enchondralen und intramembranöse Ossifikation gleichzeitig auftreten. Um effektiv zu replizieren diese Verfahren Ermittler mit einer Nadel in die Markhöhle des gebrochenen Knochens durch Bonnarens 4 beschrieben. Diese experimentelle Methode bietet eine hervorragende seitliche Stabilität und ermöglicht RotatioNAL Instabilität zu bestehen. Allerdings kann unser Verständnis der Mechanismen, die diese beiden unterschiedlichen Prozesse regulieren auch experimentell durch Isolieren jeder dieser Prozesse verbessert werden. Wir haben eine Stabilisierung Protokoll, das Rotations-und seitlichen Stabilisierung liefert entwickelt. In diesem Modell ist intramembranöse Ossifikation die einzige Art der Heilung, die beobachtet wird, und Heilung Parameter können zwischen verschiedenen Stämmen von Mäusen 5-7, nach dem Aufbringen von bioaktiven Molekülen 8,9, nach der Änderung physiologische Parameter der Heilung 10 verglichen werden, nach der Änderung der Menge oder der Zeitpunkt der Stabilisierung 11 nach Distraktionsosteogenese 12, nach der Erzeugung eines nicht-Einheit 13, oder nach dem Erstellen einer kritischen Größe Defekt. Hier zeigen wir, wie man die modifizierte Ilizarov Fixateur für das Studium Tibia Frakturheilung und Distraktionsosteogenese bei Mäusen anzuwenden.

Dieser Artikel beschreibt ein Verfahren zur Stabilisierung von Frakturen langer Röhrenknochen, die über die Anwendung der modifizierten Ilizarov Fixateur externe beruht<sup&gt; 3.1</sup&gt;. Nach Anwendung der Fixateur und Schaffung des Knochen-Verletzungen, Heilung beurteilt werden kann, können Distraktionsosteogenese durchgeführt werden, oder nicht gewerkschaftlich oder kritische Größe Defekt kann erstellt und verwendet werden, um therapeutische Interventionen zu studieren.

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

Die Beurteilung der Arten der skelettalen Heilung ist entscheidend für die Entwicklung von Therapien, die klinisch zur Behandlung von Frakturen eingesetzt werden sollen. Die mechanische Stabilität spielt eine große Rolle ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, eine extern fixierte Tibia herzustellen, die zur Analyse der stabilisierten Frakturheilung, Distraktion, Osteogenese und Heilung eines segmentalen Defekts verwendet werden kann. Zunächst werden die Ringe des Fixateurs positioniert und durch Einführen steriler Insektenstifte in den proximalen und distalen Teil der Tibia fixiert, wobei die Ringe anschließend an den sterilen Insektenstiften befestigt werden. Danach wird eine Fraktur oder Osteotomie in der mittleren Diaphyse der Tibia erzeugt. Im letzten Schritt des Verfahrens wird die dritte Gewindestange eingesetzt, um die proximalen und distalen Ringe vollständig zu stabilisieren.Schließlich können Ergebnisse erzielt werden, die Mechanismen der Knochenheilung, Distraktion, Osteogenese und Knochenintegration durch röntgenologische, histologische und molekulare Analysen aufzeigen. Die Demonstration des Verfahrens erfolgt durch die leitenden Wissenschaftlerin Dr. Diane, Y. Yuu sowie die Postdoktorandin Dr. Chelsea Baney vom Orthopedic Trauma Institute des Labors für Skelettregeneration an der University of California San Francisco, San Francisco General Hospital. Beginnen Sie mit

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Research

Forschung

JoVE Journal

Medicine

Medizin

Eine Einschränkung der präklinischen Forschung auf dem Gebiet der Knochenreparatur ist der Mangel an experimenteller Kontrolle über die lokale mechanische Umgebung innerhalb einer heilenden Knochenläsion. Wir berichten über die Entwicklung und Verwendung eines externen Fixateurs für die Knochenreparatur mit der Möglichkeit, die Steifigkeit des Fixatators in vivo zu verändern.

Einstellbare Steifheit, Fixateur externe für die Ratte Femurosteotomie und segmentale Knochendefekt Modelle

Obwohl Mausmodelle unschätzbare Werkzeuge für die Knochengewebezüchtung sind, sind Modelle von Defekten langer Knochen spärlich. Dies erforderte die Entwicklung des vorliegenden Protokolls, das eine Verriegelungsplatte mit vier Schrauben und einer speziellen Vorrichtung verwendet, um einen reproduzierbaren, femoralen Defekt kritischer Größe mit geringer Morbidität durchzuführen und zu stabilisieren.

Einrichtung eines segmentalen Femoral Critical-size Defektmodell in Mäusen durch Plattenosteosynthese Stabilisierte

Dieses Protokoll beschreibt eine Osteosynthesetechnik, die einen intramedullären Verriegelungsnagel zur standardisierten Fixierung von Femurosteotomien verwendet, die zur Analyse der normalen und defekten Knochenheilung bei Mäusen verwendet werden kann.

Eine intramedulläre Verriegelungsnagel für Standardisierte Fixierung von Femur Osteotomien zur Analyse von normalen und Defekte Knochenheilung bei Mäusen

Diese Studie beschreibt eine reproduzierbare und ausführliche Protokoll mit einem neu entwickelten Fixateur externe für Ablenkung Osteogenesis (tun) in einer femoralen Ratte Modell welche Genehmigungen physiologische Belastung durch das Tier nach der Entfernung der Fixateur externe.

Eine effiziente und reproduzierbare Protokoll für Ablenkung Osteogenesis in einem Rattenmodell führt zu einer funktionalen regenerierten Femur

Dieses Protokoll beschreibt eine minimal-invasive Osteosynthese-Technik mit einem intramedullären Schraube für standardisierte Stabilisierung des Femur-Frakturen, die zum Analysieren der Endochondral Knochenheilung bei Mäusen.

Eine Minimal-Invasive Modell Endochondral Frakturheilung bei Mäusen unter standardisierten Bedingungen biomechanische Analyse

Wir präsentieren eine tibiale Ablenkung Osteogenesis Mausmodell mit einem maßgeschneiderten Distraktor entwickelt. Die Verwendung einer Maus als ein Analyseziel ist vorteilhaft für die Förderung der Forschung.

Ein Mausmodell Ablenkung Osteogenesis

Das Ziel des Protokolls ist die Fraktur Generation Parameter, um konsistente Frakturen führen zu optimieren. Dieses Protokoll entfallen die Variationen in Größe und Morphologie, die zwischen den Tieren bestehen können. Darüber hinaus ist eine kostengünstige, verstellbare Fraktur Apparat beschrieben.

Fraktur Apparat Design und Protokoll-Optimierung für geschlossen-stabilisierten Frakturen bei Nagern

In Vivo Säugetier-Modelle der kritischen Größe Knochendefekte sind essentiell für Forscher heilenden Mechanismen und orthopädische Therapien. Hier stellen wir ein Protokoll für die Erstellung von reproduzierbaren, segmentale, femoralen Mängel bei Ratten mit Fixateur externe stabilisiert.

Eine zuverlässige und reproduzierbare kritische Größe segmentale femoralen defekt-Modell bei Ratten mit einer benutzerdefinierten Fixateur externe stabilisiert

Hier stellen wir ein Protokoll zur Erzeugung eines Box-Cavity-Defekts in Femurdiaphysegewebe von Ratten vor. Dieses Modell kann die Leistung von Biomaterialien unter biomechanischer Belastung bewerten und Mechanismen der Knochenregeneration im Zusammenhang mit der intramembranösen Osteogenese untersuchen.

Erstellung eines Modells eines Box-Cavity-Defekts im kortikalen Knochen von Femora der Ratte

Das murine Knochenmarkverletzungsmodell ist ein nützliches Werkzeug zur Untersuchung der postnatalen Osteogenese durch intramembranöse Ossifikation. Dieses vereinfachte chirurgische Protokoll beschreibt das Verfahren der Knochenmarkablation zur nachgelagerten Beurteilung der Knochenneubildung und der zellulären Reaktionen nach einer Verletzung.

Verbesserte Methodik zur Untersuchung der postnatalen Osteogenese durch intramembranöse Ossifikation in einem murinen Knochenmarkverletzungsmodell

Die Studie kombiniert innovativ Nähte und Titannadeln für eine stabile innere Fixation in einem Rattenradialbruchmodell. Die Bruchheilung wurde mittels Mikrocomputertomographie (Mikro-CT) untersucht, und primäre Neuronen des dorsalen Wurzelganglions (DRG) wurden isoliert und für weitere Untersuchungen kultiviert.

Entwicklung eines neuartigen internen Fixationsmodells für Rattenradialfrakturen: Bruchheilungsbewertung und Isolierung des dorsalen Wurzelganglions

Lernen Sie die Erstellung stabilisierter Frakturen zur Analyse von Knochenheilung, Distraktionsosteogenese und Segmentdefekten bei Mäusen. Diese Methode ermöglicht Röntgen- und histologische Untersuchungen.

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