Destabilisierung des medialen Meniskus- und Knorpelkratzmurinmodells der beschleunigten Arthrose

Diese Methode modelliert viele Aspekte der posttraumatischen Osteoarthritis beim Menschen und ermöglicht es uns, die Krankheit und die Auswirkungen möglicher Therapien in kürzerer Zeit zu untersuchen. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass die Mäuse kurzfristig, nur zwei Wochen nach dem Eingriff, eine konsistente, messbare Osteophytenbildung sowie Belastungsänderungen im betroffenen Bein zeigten, die auf Schmerzen hindeuten. Wir empfehlen die Verwendung dieses Modells der Untersuchung der Osteophytenbildung und endochondralen Ossifikation sowie verletzungsbedingter Schmerzen.

Die Identifizierung und das Schneiden des medialen Meniskotibialbandes kann eine Herausforderung sein, daher empfehlen wir, dies an Kadavern zu üben, bis Sie sicher sind. Lynette Dunning, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Centre for Musculoskeletal Science, hilft bei der Demonstration des Verfahrens. Bestimmen Sie zunächst einen sterilen Raum für die Durchführung der Operation, um sicherzustellen, dass alle Oberflächen steril sind.

Sterile Instrumente arrangieren und auf sterile Vorhänge legen. Wiegen Sie dann die Maus. Schneiden Sie das Fell der betäubten Maus über das Knie, die Vorder- und Seitenseiten vom mittleren Schienbein bis zur Mitte des Oberschenkels mit kleinen Haarschneidemaschinen ab.

Desinfizieren Sie die Haut, indem Sie antibakterielle Hautreiniger auf rasierte, exponierte Haut auftragen. Bei Analgesie 0,05 Milligramm pro Kilogramm Buprenorphin subkutan verabreichen. Legen Sie die Maus auf die dorsale Seite, lassen Sie das Knie, auf dem sie operiert werden soll, nach oben, und legen Sie die Nase der Maus in die Düse, die mit dem Anästhesiegerät verbunden ist.

Bedecken Sie die Maus mit einem sterilen Vorhang mit einer kleinen Schlüssellochöffnung. Positionieren Sie das zu operierende Bein mit fixiertem Knie in einem Winkel von weniger als 90 Grad, wobei das Patellaband nach oben zeigt und der Fuß mit chirurgischem Klebeband immobilisiert ist. Stellen Sie das Mikroskop so ein, dass es sich auf das Patellaband konzentriert.

Kneifen Sie die Haut des Knies auf der seitlichen Seite mit einer gezackten Pinzette. Machen Sie einen kleinen Schnitt parallel zur distalen Patellasehne mit einer chirurgischen Schere. Führen Sie die Schere ein und erweitern Sie den Schnitt auf ca. 10 Millimeter.

Bewegen Sie die Haut auf die mediale Seite und legen Sie das Patellaband und das proximale Tibiaplateau frei. Machen Sie mit einer Klinge der Nummer 11 einen Schnitt von oben nach unten entlang der medialen Seite des Patellabandes. Wenn Sie die Unterseite des Patellabandes erreichen, drehen Sie die Klinge um 90 Grad und verlängern Sie den Schnitt vom Patellaband weg zur medialen Seite, um Zugang zur Gelenkkapsel zu erhalten.

Kneifen Sie das Patellaband mit einer stumpfen Pinzette ein und drehen Sie das Handgelenk, um das Patellaband zur lateralen Seite zu bewegen, gerade genug, um das IFP freizulegen. Während Sie das Patellaband immer noch leicht halten, kneifen Sie das IFP mit einer Mikropinzette zusammen, um es anzuheben und leicht nach oben zu bewegen. Wenn es eine Blutung gibt, üben Sie Druck mit einem Wattestäbchen aus.

Identifizieren Sie die MMTL des medialen Meniskus, die das Hirnhorn des medialen Meniskus am vorderen Tibiaplateau verankert. Durchtrennen Sie die MMTL vorsichtig mit einer kleinen, zwei Millimeter langen Blattfederschere, wobei der mediale Meniskus und andere Bänder intakt bleiben. Markieren Sie mit einem drei Millimeter großen mikrochirurgischen Messer drei gleichmäßig verteilte Vertiefungen am Tibiagelenkknorpel in Richtung vom hinteren zum vorderen Teil.

Verschließen Sie die Haut mit zwei oder drei kleinen, sieben Millimeter langen Metallclips mit Wundverschluss. Entfernen Sie Metallclips fünf bis sieben Tage nach der Operation. Bewerten Sie dann Schmerzen oder Gang zu jedem Zeitpunkt während der Studie.

Quantifizieren Sie verkalktes Gewebe durch Analyse der Mikro-CT-Scans der Kniegelenke. Um subchondrale Knochensklerose zu analysieren, wählen Sie eine VOI in der Mitte der medialen Tibiaplateaubelastung. Bestimmen Sie dann die subchondrale Knochendichte und Mikroarchitektur, indem Sie eine Region von Interesse auswählen, die die trabekuläre Struktur mit der Tibiaepiphyse, der subchondralen Platte oder dem gesamten subchondralen Knochen in der zweidimensionalen koronalen Ansicht des Stapels mit einer CT-Analysesoftware abgrenzt.

Identifizieren Sie Osteophyten in den rekonstruierten, dreidimensionalen Bildstapeln mit der CTVol-Software. Bewerten Sie Knorpelschäden und Synovitis gemäß dem OARSI-Knorpelschadenswert 19 und dem Synovitis-Score 20 an paraffineingebetteten Fünf-Mikrometer-Abschnitten. Es gab keine signifikanten Veränderungen der hinteren Beinbelastung im DMM-Modell innerhalb von acht Wochen nach der Induktion, während DCS-Mäuse das kontralaterale oder Kontrollbein signifikant zwei Wochen nach der Intervention bevorzugten.

Das Verhältnis zwischen dem kontralateralen und dem ipsilateralen Bein zeigte, dass beide Modelle vier Wochen nach der Induktion eine erhöhte Knochendichte im subchondralen Knochenbelastungsbereich der betroffenen Extremität aufwiesen. Das Auftreten von Osteophyten war bei den DCS-Mäusen ausgeprägter, mit einer signifikanten Zunahme der Anzahl und des Volumens im Vergleich zum DMM-Modell zwei Wochen nach der Intervention. DCS zeigt erhöhte Knorpelschäden in den medialen Tibia- und Femurkompartimenten und Synovitis vier Wochen nach der Induktion.

Schäden sollten auf die Strukturen beschränkt sein, die wir absichtlich beeinflussen möchten, daher ist besondere Sorgfalt erforderlich, um alle anderen Strukturen intakt zu halten und die Freilegung des Knorpels zu minimieren. Die Modifikation um absichtliche Knorpelkratzer ermöglicht es uns, Arthrose mit einem Fokus auf Osteophytogenese, frühe Arthrose oder Verletzungsschmerzen und die Auswirkungen von Knorpelschäden auf das gesamte Gelenk zu untersuchen.