Name: Ein Mausmodell Ablenkung Osteogenesis (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-11-14T12:45:00.000+00:00
Duration: 4 min 24 s
Description: Lernen Sie die Tibia-Distraktionsosteogenese bei Mäusen mit einem maßgefertigten Distraktor. Diese Methode ermöglicht eine detaillierte Analyse der Knochenregeneration und geweberegenerativer Heilungsmechanismen.

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Die Autoren danken Frau Makiko Kato für die Bereitstellung von Ermutigung, diese Studie abzuschließen. Wir danken auch die Division von Versuchstieren und Medical Research Engineering, Nagoya University Graduate School of Medicine, für die Unterbringung von Mäusen.

Alle Experimente wurden gemäß Protokollen durch die Animal Care and Use Committee unserer Institution genehmigt durchgeführt. Sterilisieren Sie alle Instrumente vor dem Eingriff.
1. Vorbereitung einer Form für die Erstellung von maßgeschneiderten Distraktor
<ol><li>Machen Sie zwei unvollständige Ringe (Außendurchmesser, 20 mm, Innendurchmesser 10 mm), die ein Teil der Distraktor, mit einem Blatt von Paraffinwachs (145 x 74 mm) mit einem Evans-Wachs-Carver sind.<ol>
<li>4 der gleichen Stücke zu machen. Mit einem Spatel Wachs mit einem Gasbrenner erhitzt. Stapeln Sie die vier Ringe für eine Dicke von 5 mm. bieten Raum für die Erweiterung Schraube und Nadel, 8 x 2 mm und 5 mm x 2 mm bzw. mit der Evans-Wachs-Carver (Abbildungen 1A, 1 b).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Betten Sie Wachsmodelle in das Silikon-Abdruckmaterial ein und erstellen Sie eine Form für die Harz-Ringe (Abbildung 1C).</li>
	<li>Nach dem Aushärten der Silikon-Abformmasse (ca. 5 min bei Raumtemperatur), entfernen Sie die Wachsmodelle.</li>
</ol>2. Herstellung von maßgeschneiderten Distraktor
<ol><li>Vaseline dünn und gleichmäßig auf die Silikonform anwenden. Mischen Sie 3 g Polymerisation dental Harz und gießen Sie sie sofort in die Silikonform. Set für 5 min bei Raumtemperatur (RT).</li>
	<li>Entfernen Sie die polymerisierten Harz-Ring aus der Form und Polieren Sie es mit einem Hartmetall-Bar und eine zahnärztliche Mikromotor, den Grat (ca. 1 min) zu entfernen. Zwei Kunststoff-Ringe sind für jedes maßgeschneiderte Distraktor erforderlich.<ol>
<li>Wiederholen Sie den Vorgang, um die erforderliche Anzahl von Harz Ringe (Abbildung 1D) erstellen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Lassen Sie einen Abstand von ca. 2 mm zu beheben die Harz-Ringe mit Dienstprogramm Wachs und die Außenseite der Erweiterung Schraube komplett mit transparentem Harz zu sichern. Legen Sie das Harz für 5 min bei RT Bei der Polymerisation abgeschlossen ist, entfernen Sie den Ausbau Schraube Knopf (Abbildung 1E).</li>
</ol>3. chirurgische Protokoll
<ol><li>Verwenden Sie 8 Wochen alte männliche Mäuse.</li>
	<li>Anästhesie mit einer intraperitonealen Injektion von Medetomidine Hydrochlorid bei 0,3 mg/g, Midazolam bei 4 mg/kg und Butorphanol Tartrat bei 5 mg/kg Körpergewicht zu induzieren.<ol>
<li>Rasieren Sie sorgfältig und desinfizieren Sie den OP-Bereich mit 10 % Jod-Lösung und dann verwalten Sie 0,5 % Lidocain Hydrochlorid in der rechten unteren Extremität zu.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Machen Sie einen längs-Hautschnitt (ca. 15 mm in der Länge) am rechten Bein mit einem Skalpell Nr. 15 zu senken. Unverblümt trennen Sie die darunter liegenden Muskeln, kümmert sich nicht um alle von der Knochenhaut zu entfernen. Ansatz von außen, das Wadenbein (Fibula) leicht zu erreichen. Durchschneiden Sie das Wadenbein (Fibula) mit einer Schere.</li>
	<li>Greifen Sie den Knöchel mit schmalen dünnen sterilen Pinzette und verwenden Sie eine sterilen 27 G Nadel ein Loch in den Knochen ca. 5 mm von der Ferse zu. Die Nadel sollte die Haut, Knochen und Haut in dieser Reihenfolge eindringen. Wenn die Nadel dringt, die Spitze und die Wurzel mit einer Nipper geschnitten, so dass die Nadel ist ca. 15 mm.<ol>
<li>Ein weiteres Loch in der gleichen Weise, ca. 2 – 3 mm proximal zu machen. Halten Sie um den Knöchel und passieren Sie zwei 25 G Nadeln unter dem Knie auf die gleiche Weise. Nachdem die Nadeln zu durchdringen, schneiden Sie die Spitzen und Wurzeln mit einem Nipper (Abbildung 1F).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Der maßgeschneiderte Distraktor zu platzieren, so dass es parallel zur Richtung Erweiterung. Befestigen Sie die Nadeln und das Gerät mit genügend Polymerisation dental Harz, die Rillen des Geräts zu füllen. Warten auf die Polymerisation in Anspruch (ca. 5 min) (Abbildung 1G).</li>
	<li>Achten Sie darauf, dass Sie nicht das umliegende Gewebe zu schädigen. Schneiden Sie die Mitte der Diaphyse der Tibia mit einer sehr dünnen Trennscheibe beim Anwenden einer Salzlösung (1 – 2 mL).</li>
	<li>Schließen Sie die Wunde mit einer 4: 0-Nylon-Naht.</li>
	<li>Geben Sie subkutane Injektionen von Buprenorphin (0,1 mg/kg) für Analgesie unmittelbar nach Operation. Buprenorphin alle 12 Std. durch postoperativen Tag 7 und nach Bedarf danach weiter.</li>
</ol>4. Ablenkung Protokoll
Hinweis: Es gibt verschiedene Berichte über die Latenz-Zeit und Ablenkung Rate, aber hier repräsentative Protokolle werden gezeigt.
<ol><li>Starten Sie nach einer Latenzzeit von 5 Tagen Ablenkung mit einer Rate von 0,2 mm/12 h. Verwenden Sie für die Erweiterung die Pin auf die rasche Expansion-Schraube befestigt. Bewegen Sie den Stift in Richtung der gelbe Pfeil an die Erweiterung-Schraube (Bild 1E) befestigt.</li>
	<li>Narkose ist nicht erforderlich, beim Ausfahren. Halten Sie das Heck mit den kleinen Finger und Handfläche und fixieren Sie das Extensionsgerät mit Zeigefinger und Daumen.</li>
	<li>Erweiterung (0,2 mm für 1/4 Umdrehung) durchführen. Verlängerung für 8 Tage, insgesamt 3,2 mm Abstand führt weiter.</li>
</ol>5. Analyse
<ol><li>Röntgen-Analyse: nach Abschluss der Erweiterung, evaluieren Knochenregeneration mit der Computertomographie unter Vollnarkose mit 2,0 % Isofluran. Hinweis: Wenn in Bezug auf die Position des Geräts Erweiterung Sorgfalt ist es möglich, es auch mit dem Gerät verbunden mit einfachen Röntgen zu bewerten.</li>
	<li>Histologische Analyse: Entfernen Sie das Gerät vorsichtig um keine Bruchstelle Ablenkung während der Probenahme zu verursachen. Befestigen Sie die Probe in 10 % neutral gepuffertem Formalin für 24 h bei Raumtemperatur. Entkalken Sie mit Morse Lösung (10 % Natriumcitrat, 20 % Ameisensäure) über Nacht bei 4 ° C.</li>
</ol>

<ol><li>Watson, J. T. <a target="_blank" href="https://journals.lww.com/jaaos/Fulltext/2006/00001/Distraction_Osteogenesis.37.aspx">Distraction osteogenesis.</a> The Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons. 14, 168-174 (2006).</li>
<li>Ilizarov, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+tension-stress+effect+on+the+genesis+and+growth+of+tissues%3A+Part+II.+The+influence+of+the+rate+and+frequency+of+distraction%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Orthopaedics+and+Related+Research%22%5BJournal%5D)">The tension-stress effect on the genesis and growth of tissues: Part II. The influence of the rate and frequency of distraction.</a> Clinical Orthopaedics and Related Research. 239, 263-285 (1989).</li>
<li>Wan, C., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18184809">Activation of the hypoxia-inducible factor-1 alpha pathway accelerates bone regeneration.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (2), 686-691 (2008).</li>
<li>Fujio, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stromal+cell-derived+factor-1+enhances+distraction+osteogenesis-mediated+skeletal+tissue+regeneration+through+the+recruitment+of+endothelial+precursors%5BTitle%5D)+AND+%22Bone%22%5BJournal%5D)">Stromal cell-derived factor-1 enhances distraction osteogenesis-mediated skeletal tissue regeneration through the recruitment of endothelial precursors.</a> Bone. 49 (4), 693-700 (2011).</li>
<li>Tong, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Focal+adhesion+kinase+expression+during+mandibular+distraction+osteogenesis%3A+evidence+for+mechanotransduction%5BTitle%5D)+AND+%22Plastic+and+reconstructive+surgery%22%5BJournal%5D)">Focal adhesion kinase expression during mandibular distraction osteogenesis: evidence for mechanotransduction.</a> Plastic and reconstructive surgery. 111 (1), 211-222 (2003).</li>
<li>Rhee, S. T., El-Bassiony, L., Buchman, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extracellular+signal-+related+kinase+and+bone+morphogenetic+protein+expression+during+distraction+osteogenesis+of+the+mandible%3A+in+vivo+evidence+of+mechanotransduction+mechanism+for+differentiation+and+osteogenesis+by+mesenchymal+precursor+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Plastic+and+reconstructive+surgery%22%5BJournal%5D)">Extracellular signal- related kinase and bone morphogenetic protein expression during distraction osteogenesis of the mandible: in vivo evidence of mechanotransduction mechanism for differentiation and osteogenesis by mesenchymal precursor cells.</a> Plastic and reconstructive surgery. 117 (7), 2243-2249 (2006).</li>
<li>Isefuku, S., Joyner, C. J., Simpson, A. H. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11062353">A murine model of distraction osteogenesis.</a> Bone. 27 (5), 661-665 (2000).</li>
<li>Tay, B. K., Le, A. X., Gould, S. E., Helms, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Histochemical+and+molecular+analyses+of+distraction+osteogenesis+in+a+mouse+model%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+Research%22%5BJournal%5D)">Histochemical and molecular analyses of distraction osteogenesis in a mouse model.</a> Journal of Orthopaedic Research. 16 (5), 636-642 (1998).</li>
<li>Carvalho, R. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+angiogenesis+in+a+murine+tibial+model+of+distraction+osteogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Bone%22%5BJournal%5D)">The role of angiogenesis in a murine tibial model of distraction osteogenesis.</a> Bone. 34 (5), 849-861 (2004).</li>
<li>Osawa, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activated+FGFR3+promotes+bone+formation+via+accelerating+endochondral+ossification+in+mouse+model+of+distraction+osteogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Bone%22%5BJournal%5D)">Activated FGFR3 promotes bone formation via accelerating endochondral ossification in mouse model of distraction osteogenesis.</a> Bone. 105, 42-49 (2017).</li>
</ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Wenn ein großes Tier als ein experimentelles Modell verwendet wird, eine fertige Extensionsgerät kann verwendet werden, und es ist einfach zu erhalten gute Fixierung und bewerten die Erweiterung Operation selbst und die Erweiterung. Wenn eine Maus als ein experimentelles Modell verwendet wird, ist es jedoch notwendig, einige oder alle Geräte zu entwickeln. Isefuku Et Al. und Tay Et Al. das Gerät aus und erstellt ein Maus-Modell7,8. Carvahjo ...

Ablenkung Osteogenesis (DO) ist eine etablierte Behandlungsmethode für eine Vielzahl von Skeletterkrankungen wie Gliedmaßen Länge Abweichungen, Knochendefekte und Gliedmaßen Missbildungen1. Diese einzigartige Behandlungsstrategie basiert auf der "Spannung Prinzip" von Ilizarov vorgeschlagen. Diese Methode erfordert mehrere Tage für Latenz, mehrere Wochen für aktive Ablenkung und mehrere Monate für die Konsolidierung, bis der Reifen Knochen gebildeten2ist.
Die hypoxischen Gegebenheiten durch Blockade der Blut fließen3,4 und mechanische Stimulation5,6 sind besonders wichtig bei der Heilung zu tun. Hypoxie-induzierte Angiogenese trägt Sauerstoff, Nährstoffen, lösliche Faktoren und Zellen für die Reparatur von Gewebe lokal über die Blutbahn notwendig. Mechanische Stimulation durch Erweiterung Betrieb führt biologische Reaktionen wie Differenzierung von mesenchymalen Stammzellen, Knochenbildung, Verkalkung und Umbau. Serielle Behandlung ermöglicht die Bildung von nicht nur harte Gewebe, sondern auch Weichteile, wie Nerven, Muskeln, Blutgefäße und Hautgewebe, ohne die Notwendigkeit für Stammzelltransplantationen. Daher gilt eine-Modell als ein hervorragendes Modell für die Regeneration von verschiedenen Geweben zu analysieren.
Kaninchen und Hunde sind die am häufigsten verwendeten Tiere in der Grundlagenforschung für DO; Allerdings gibt es einige Analysetools für diese Tiere. Die Verwendung von einem Mausmodell ermöglicht eine genauere Analyse. Es eignet sich besonders für Experimente mit Knockout-Mäusen. Allerdings sollte bei der Verwendung einer Maus als ein Versuchstier eine Extensionsgerät erstellt werden. Hier entwickelt präsentieren wir Ihnen eine Maus Tibia kann Modellieren mit eine maßgeschneiderte Distraktor erstellt mit einem Dentallabor Werkzeug und Technik, die in einer früheren Studie verwendet wurde.

<table><tbody><tr><td>Paraffinwachs</td><td>YAMAHACHI DENTAL MFG. CO.</td><td>-</td><td>Zur Vorbereitung eine Form für Harzringe</td></tr><tr><td>Labocone Kitt</td><td>GC</td> <td>Corporation-Zur</td> <td>Vorbereitung eine Form für Harzringe</td></tr><tr><td>Utility Wax</td><td>GC</td> <td>Corporation-Zur</td> <td>Vorbereitung eine Form für Harzringe</td></tr><tr><td>Expansionsschraube</td><td>Ortho Dentaurum</td><td>600-301-30</td><td>Komponente eines maßgeschneiderten Distraktors</td></tr><tr><td>Unifast III</td><td>GC Corporation</td><td>-</td><td>Sofortpolymerisationsharz Bestandteil des maßgefertigten Distraktors</td></tr><tr><td>Ortho Crystal</td><td>NISSIN-Transparentes</td><td></td> <td>Harz Bestandteil des maßgefertigten Distraktors</td></tr><tr><td>25 G Nadel</td><td>TERUMO</td><td>NN-2516R</td><td>Für maßgefertigten Distraktor</td></tr><tr><td>27 G Nadel</td><td>TERUMO</td><td>NN-2719S</td><td>Für maßgefertigten Distraktor</td></tr><tr><td>ICR Maus</td><td>Chubu Kagaku Shizai</td> <td>Corporation-Experimental</td><td> </td></tr><tr><td>Tier Somnopentyl</td><td>Kyoritsu Seiyaku-Pentobarbital</td><td></td> <td>Natriumsalz</td></tr><tr><td>Isofluran</td><td>FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation</td><td>099-06571</td><td>Isofluran Inhalationslösung</td></tr></tbody></table>

ein mausmodell ablenkung osteogenesis

A Mouse Distraction Osteogenesis Model

Ablenkung Osteogenesis (DO) ist ein chirurgisches Verfahren, das Skelett Geweberegeneration ohne Stammzelltransplantation beinhaltet. Eine-Modell besteht aus den folgenden drei Phasen: die Phase der Latenz nach Osteotomie und Vermittlung von externen Distraktor; die Ablenkung-Phase, wobei die getrennten Knochenenden allmählich und kontinuierlich abgelenkt werden; und die Konsolidierungsphase. Dieses maßgeschneiderte Distraktor verwendet für DO besteht aus zwei unvollständige Acrylharz Ringen und einer Erweiterung-Schraube. Der Prozess wurde von einer Form mit Silikon Abformmasse und dann erstellen maßgeschneiderte Distraktor initiiert. Dental, Harz wurde in die Schalung gemacht der Abformmasse Silikon gegossen, und es durfte polymerisieren um die unvollständige Harz Ringe für die maßgeschneiderte Distraktor erforderlich zu erstellen. Diese Ringe wurden mit einer Erweiterung-Schraube mit transparentem Harz befestigt. Der maßgeschneiderte Distraktor erstellt über diesen Ansatz hing an der Tibia von Mäusen. Die Tibia war an der Vorrichtung mit einem Paar von 25 G Nadeln proximal, ein paar 27 G Nadeln nach distal, befestigt und Acrylharz. Nach einer Latenzzeit von 5 Tagen leitete Ablenkung mit einer Rate von 0,2 mm/12 h. Für 8 Tage, wodurch insgesamt 3,2 mm Abstand der Verlängerung setzte. Die Mäuse wurden 4 Wochen nach Ablenkung geopfert. Knochenbildung in der Ablenkung Lücke war mit Röntgen und Histologie bestätigt.

Abbildungen 1A und 1 b präsentieren unvollständige Ringe (äußeren Durchmesser, 20 mm, innere Durchmesser, 10 mm, 5 mm Dicke) mit Paraffinwachs. Zwei Wachsmodelle in Silikon Abformmasse eingebettet waren, und eine Form für die Harz-Ringe (Abbildung 1C) gegründet. Polymerisierten Harz wurde sofort in dieser Form gegossen wurden, und Harz Ringe (Abbildung 1D). Eine ...

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

Distraction osteogenesis (DO) is a surgical procedure that involves skeletal tissue regeneration without cell transplantation. A DO model consists of the ...

Diese Methode kann helfen, wichtige Fragen im Hart- und Weichteilregenerationsbereich zu beantworten. Der Hauptvorteil dieser Technik ist, dass der Einsatz einer Maus eine detaillierte Analyse der Knochenregeneration ermöglicht. Beginnen Sie mit einer voll anästhesierten erwachsenen Maus.Rasieren und desinfizieren Sie den Operationsbereich sorgfältig mit 10% Jodlösung. Dann verabreichen Sie 0,5%Lidocainhydrochlorid an der rechten unteren Extremität. Dann, nach einem 15-Millimeter-Längshautschnitt am rechten Unterschenkel mit einer Zahl 15 Skalpell, stumpf trennen die zugrunde liegenden Muskeln, achten Sie darauf, nicht alle Periost zu entfernen.Dann schneiden Sie die Fibel mit der Schere. Greifen Sie den Knöchel mit schmalen, dünnen Zangen, und verwenden Sie eine 27-Spur-Nadel, um ein Loch in den Knochen zu machen, etwa fünf Millimeter von der Ferse entfernt. Die Nadel sollte in dieser Reihenfolge in die Haut, den Knochen und die Haut eindringen.Wenn die Nadel vollständig eindringt, schneiden Sie die Spitze und Wurzel mit einem Nipper, so dass die Nadel etwa 15 Millimeter beträgt. Machen Sie ein weiteres Loch auf die gleiche Weise, etwa zwei bis drei Millimeter proximal. Halten Sie als nächstes den Knöchel um, und übergeben Sie eine 25-Spur-Nadel unter dem Knie in der gleichen Weise.Nachdem die Nadel eindringt, schneiden Sie die Spitze und Wurzel mit einem Nipper. Machen Sie ein weiteres Loch auf die gleiche Weise, etwa zwei bis drei Millimeter distal. Platzieren Sie den benutzerdefinierten Ablens so, dass er parallel zur Verlängerungsrichtung verläuft.Befestigen Sie die Nadeln und das Gerät mit genügend Polymerisations-Zahnharz, um die Rillen des Geräts zu füllen. Warten Sie, bis die Polymerisation abgeschlossen ist, was etwa fünf Minuten dauern sollte. Dann, während sehr vorsichtig, um nicht die umgebenden Gewebe zu beschädigen, schneiden Sie die Mitte der Tibia-Diaphyse mit einer sehr dünnen Schneidscheibe, während Sie eine Saline-Lösung auftragen.Schließen Sie die Wunde mit einer 4-0 Nylon Naht. Geben Sie subkutane Injektionen von Buprenorphin für Analgesie unmittelbar nach der Operation. Es gibt verschiedene Berichte über die Latenzzeit und Ablenkungsrate, aber hier werden repräsentative Protokolle angezeigt.Nach einer Latenzzeit von fünf Tagen, beginnen Sie die Ablenkung Verfahren. Für die Verlängerung verwenden Sie den Stift, der an der Schnelldehnungsschraube befestigt ist. Bewegen Sie den Stift in Richtung des gelben Pfeils, der an der Verlängerungsschraube befestigt ist.Halten Sie den Schwanz mit dem kleinen Finger und der Handfläche, und fixieren Sie das Verlängerungsgerät mit Zeigefinger und Daumen. Führen Sie die Verlängerung durch Bewegen des Stifts in Richtung des gelben Pfeils 0,2 Millimeter für eine Vierteldrehung. Verlängern Sie sich mit einer Geschwindigkeit von 0,2 Millimetern alle 12 Stunden für acht Tage, was zu einer Gesamtlücke von 3,2 Millimetern führt.Dieses Bild zeigt typische Radiographie-Befunde vier Wochen nach Ablenkung im Modell. Neu geformte Knochen sind an der Ablenkungsstelle zu sehen. Hematoxylin und Eosin Färbung Ergebnisse sind hier zu sehen.Eine neu gebildete Knochenbrücke wurde beobachtet, und der neu gebildete Knochen konnte leicht vom einheimischen Knochen unterschieden werden. Wir präsentierten ein Maus-Tibial-DO-Modell, das mit einem maßgeschneiderten Ablens entwickelt wurde. Die Verwendung eines Maus-DO-Modells ermöglicht eine detailliertere Analyse.Es eignet sich besonders für Experimente mit Knockout-Mäusen.

Research

Forschung

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