Ein Maus-Modell der orthopädischen Chirurgie, Postoperative kognitive Dysfunktion und Geweberegeneration zu studieren

Das übergeordnete Ziel dieser chirurgischen Methoden ist es, die Auswirkungen von Traumata auf Multiorgandysfunktionen zu beobachten, insbesondere wird die Parabiose verwendet, um eine junge und eine alte Maus zusammen zu anastomosieren, was zu einer gemeinsamen Blutversorgung führt. Eine der Mäuse in diesem Modell wird dann gebrochen, um die regenerativen Effekte und den Effekt auf die kognitive Funktion in Bezug auf das gemeinsame System der jungen und alten Maus zu beobachten. Diese Methoden können dazu beitragen, Schlüsselfragen im Zusammenhang mit der Immunologie, dem Altern, der Geweberegeneration und der kognitiven Funktion zu beantworten.

Der Hauptvorteil des orthopädischen Verfahrens ist die klinische Anwendbarkeit dieser Befunde auf häufige Komplikationen nach Operationen, zum Beispiel Delir und postoperative kognitive Dysfunktion. Halten Sie die Mäuse vor dem Experiment in einer klimatisierten Umgebung mit 12-stündigen Hell- und Dunkelzyklen und ordnungsgemäßem Zugang zu Standardfutter und Wasser. Halten Sie nicht mehr als fünf Wurfgeschwister pro Käfig und vermeiden Sie Bedingungen, die Kämpfe begünstigen könnten.

Verwenden Sie eine weibliche Maus im Alter von drei Monaten und eine alte Maus im Alter von 17 Monaten. Für die Parabiose akklimatisieren Sie zwei Mäuse mindestens zwei Wochen lang zusammen, bevor Sie operiert werden. Überprüfen Sie täglich den Körperzustand und das allgemeine Erscheinungsbild von Mäusen.

Um sich auf die Operation vorzubereiten, wiegen Sie die beiden Mäuse. Legen Sie die Mäuse nach der Vollnarkose in Rückenlage auf ein beheiztes Pad. Halten Sie schließlich das richtige Anästhesieniveau für jede Maus aufrecht.

Als nächstes rasieren Sie jede der beiden Mäuse entlang einer durchgehenden Linie vom Ellenbogen, der Flanke und dem Knie an der zu verbindenden Seite. Desinfizieren Sie mit Jod plus 70% Alkohol Hautpeeling in drei abwechselnden Zyklen zur Vorbereitung des Schnitts. Beginnen Sie mit der Verabreichung einer Analgesie nach der Einleitung und vor der chirurgischen Manipulation.

Injizieren Sie 0,25% Bupivacain an den Flanken kurz vor dem Öffnen. Verwenden Sie bei jeder Maus ein Skalpell, um einen Hautschnitt entlang der Flanke zu machen, der proximal zum Knie bis gerade proximal zum Ellbogen reicht, ohne die Muskeln unter der Haut zu stören. Verbinden Sie den Trizeps der Tiere mit zwei unterbrochenen Nähten.

Verbinden Sie dann die Körperwände entlang der Flanken mit einer durchgehenden Naht von sieben bis neun Durchgängen. Verbinden Sie dann den Quadrizeps des Tieres mit zwei unterbrochenen Nähten und schließen Sie die Haut der beiden Parabionten mit unterbrochenen Nähten. Unterbrechen Sie die Nähte mit der Maus in Bauchlage.

Lassen Sie die Mäuse in der Umgebungsluft erwachen. Halten Sie jedes Paar einzeln und achten Sie darauf, die Paare täglich zu überwachen, indem Sie zweimal wöchentlich eine Körperzustandsbewertung durchführen und die Paare zweimal wöchentlich wiegen. Planen Sie schließlich eine Erholungszeit von vier Wochen ein, um eine gemeinsame Durchblutung zwischen den Parabionten zu gewährleisten, wenn Sie eine Tibiafrakturoperation durchführen.

Rasieren Sie anschließend den medialen Aspekt der rechten hinteren Extremität der Maus, um den Operationsbereich freizulegen, und desinfizieren Sie sie mit Jod plus 70% Alkohol Hautpeeling über drei abwechselnde Zyklen. Beginnen Sie mit der Verabreichung einer Analgesie nach der Einleitung und vor der chirurgischen Manipulation. Injizieren Sie 0,25% Bupivacain an der Operationsstelle proximal des Knies kurz vor der Öffnung.

Halten Sie während des gesamten Eingriffs ein steriles Operationsfeld aufrecht, indem Sie autoklavierte Instrumente verwenden. Machen Sie mit einer Schere einen Schnitt proximal zum Knie entlang der medialen Seite der rechten Hintergliedmaße bis zum mittleren Schaft der Tibia bei der linken Maus. Legen Sie den Mittelschaft des Schienbeins frei und lokalisieren Sie die Diaphyse visuell.

Beugen Sie das Knie und visualisieren Sie das Tibiaplateau mit dem patellofemoralen Band als Orientierungspunkt. Visualisieren Sie die Patellasehne. Bohren Sie dann manuell mit einer 25-Gauge-Nadel und einer rollenden Bewegung des Fingers und des Daumens ein Loch in den Markkanal.

Führen Sie dann einen 0,38 Millimeter großen Edelstahlstift durch das Loch etwa 15 Millimeter in die Markhöhle ein, bis ein Widerstand zu spüren ist, und schneiden Sie das Fleisch mit dem Tibiaplateau mit einem Drahtschneider ein. Verwenden Sie dann eine Schere mit gerader Bindung, um den Tibia-Mittelschaft zu brechen. Beobachten Sie die Frakturstelle und das angrenzende Gewebe visuell, um die Stabilisierung der Frakturstelle zu überprüfen.

Verschließen Sie dann die Haut mit Hautklammern. Zum Schluss injizieren Sie jeder Maus einen Milliliter vorgewärmte normale Kochsalzlösung bei 37 Grad Celsius subkutan zum Flüssigkeitsersatz. Legen Sie die Mäuse auf beheizte Pads, um sich zu erholen, bevor Sie sie in einen sauberen Heimkäfig zurückbringen.

Untersuchen Sie Mäuse täglich auf Anzeichen von Lahmheit, Infektionen oder Blutungen. Röntgenaufnahmen der gebrochenen Tibia im Mittelschaft zeigten mehr Gewebeablagerungen in den Frakturschwielen junger Mäuse als in den Frakturschwielen älterer Mäuse. Darüber hinaus enthielten Frakturschwielen junger Mäuse mehr Knochen und weniger fibrotisches Gewebe als Frakturschwielen von gealterten Mäusen.

Eine Operation an Tibiafrakturen führte bei 20 Monate alten Mäusen im Vergleich zu vier Monate alten Mäusen zu einer stärkeren Neuroinflammation im Hippocampus. Darüber hinaus zeigen Mäuse nach einer Operation auch Beeinträchtigungen der hippocampusabhängigen Gedächtnisfunktion, z.B. durch die Bewertung des Verhaltens der Angstkonditionierung. Die Exposition gegenüber einer jugendlichen Durchblutung verbesserte die Knochenreparatur mit früherer Vereinigung, erhöhte Knochenablagerung und verringerte Fibrose.

Diese Verjüngung der Knochenregeneration erfolgte unabhängig von den endogenen Osteocalcin-positiven Osteoblasten, sondern stützte sich auf CD45-positive Zellen, die aus dem jungen Parabionten migrierten. Sobald die Parabiose-Technik gemeistert ist, kann sie innerhalb von 1-1/2 Stunden und das Tibiafrakturmodell innerhalb von 15 Minuten durchgeführt werden. Bei Bedarf können die beiden Verfahren auch unabhängig voneinander durchgeführt werden.

Während des Versuchs der Tibiafraktur ist es wichtig, ein sterilisiertes Operationsfeld aufrechtzuerhalten und die richtige Platzierung des Stifts und die richtige Osteotomie sicherzustellen. Denken Sie schließlich daran, die Mäuse während der gesamten Lebensdauer der Studie sorgfältig zu überwachen. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie das Parabiosemodell und die Tibiafrakturoperation durchführen.