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Artículo de método

En Vivo Evaluación del desarrollo del callo de fractura durante la cicatrización ósea en ratones usando un dispositivo de osteosíntesis de MRI-compatible para el fémur de ratón

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DOI:

10.3791/56679

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14 de noviembre de 2017

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* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

La evaluación del desarrollo de tejido en el callo de fractura durante la cura de hueso endocondral es esencial para monitorear el proceso de curación. Aquí, Divulgamos el uso de una resonancia magnética (MRI)-compatible con fijador externo para fémur de ratón para permitir MRI las exploraciones durante la regeneración ósea en los ratones.

Resumen

Curación de fractura endocondral es un proceso complejo que involucra el desarrollo de tejido fibroso, cartilaginoso y óseo en el callo de fractura. La cantidad de los diferentes tejidos en el callo proporciona información importante sobre la fractura cura progreso. Disponible en vivo técnicas longitudinalmente, controlar el desarrollo de tejido de callo en estudios preclínicos de la curación de fractura con pequeños animales incluyen radiografía digital y la proyección de imagen de µCT. Sin embargo, ambas técnicas sólo son capaces de distinguir entre el tejido mineralizado y no mineralizado. Por lo tanto, es imposible diferenciar cartílago de tejido fibroso. En cambio, la proyección de imagen de resonancia magnética (RM) visualiza estructuras anatómicas basadas en su contenido en agua y por lo tanto, podrían ser capaces de identificar de forma no invasiva suave del tejido y del cartílago en el callo de fractura. Aquí, Divulgamos el uso de un fijador externo de MRI-compatible para el fémur de ratón para permitir las exploraciones de MRI durante la regeneración ósea en los ratones. Los experimentos demostraron que el fijador y un dispositivo de montaje a medida permiten IRM repetitivas, permitiendo análisis longitudinal del desarrollo de tejido de callo de fractura.

Introducción

Curación de fractura secundaria es la forma más común de cicatrización ósea. Es un proceso complejo que mímico aspectos específicos de ontogenic endocondral osificación1,2,3. El hematoma de fractura temprana consiste en predominante de las células inmunes, granulación y tejido fibroso. Tensión de oxígeno baja alta tensiones biomecánicas dificultan la diferenciación de osteoblastos en el boquete de la fractura, y promoción la diferenciación de células progenitoras en condrocitos4,5,6.....

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Protocolo

animal todos los experimentos cumplen con normas internacionales para el cuidado y uso de animales de laboratorio y fueron aprobados por la autoridad regulatoria regional (no. 1250, competente Tübingen, Alemania). Todos los ratones fueron mantenidos en grupos de dos a cinco animales por jaula en una luz 14-h, 10 h oscuro del ritmo circadiano con agua y comida proporcionados ad libitum.

1. preparación del Material quirúrgico y tratamiento previo de los ratones

  1. esterilizar todo quirúrgico material. Utilizar una temperatura de esterilización en autoclave de 120-135 ° C por 20-30 min de duración de la esterilización.
  2. ....

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Resultados

En primer lugar, el éxito del procedimiento quirúrgico se puede confirmar por el análisis de las exploraciones de MRI (ver ejemplo en figura 2). Todos los cuatro pines deben ser situados en el centro del eje femoral. El tamaño de la brecha de la osteotomía debe ser entre 0.3-0.5 mm. Si el tamaño de la brecha de osteotomía varía mucho de estos valores, el ratón debe excluirse del análisis posterior.

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Discusión

Modificaciones y resolución de problemas:

El objetivo principal de este estudio era describir un protocolo para el uso de un fijador externo de MRI-compatible para la osteotomía del fémur en el ratón con la capacidad para monitorear el desarrollo de tejido de callo longitudinalmente durante el proceso de curación de fractura endocondral. El diseño de un dispositivo de montaje a la medida para la inserción del fijador externo garantiza una posición estandarizada durante los aná.......

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Divulgaciones

El autor Romano Matthys es un empleado de RISystem AG Davos, Suiza, que produce los implantes e implantar instrumentos específicos utilizados en este artículo. Otros autores tienen intereses financieros que compiten.

Agradecimientos

Agradecemos Sevil Essig, Stefanie Schroth, Verena Fischer, Katja Prystaz, Yvonne Hägele y Anne Subgang excelente soporte técnico. También agradecemos a la Fundación alemana de investigación (CRC1149, INST40/499-1) y la Alemania AO Trauma Fundación para la financiación de este estudio.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
tubo de anestesiaFMI, Seeheim, AlemaniaZUA-82-ANA-TUB-Máquina de anestesia para ratones
 FMI, Seeheim, AlemaniaZUA-82-GME-MA
Pinzas arteriales Aesculap, Tuttlingen, AlemaniaBH104R
AutoclaveSystec, Wettenberg, AlemaniaDX-150
Embalaje de autoclaveStericlin, Feuchtwangen, Alemania2301-04/06/10/12/16
Avizo softwareFEI, Burlington, EE. UU.-Versión 8.0.1
BioSpec 117/16 sistema de imágenes por resonancia magnéticaBruker Biospin, Ettlingen, Alemania117/16
Pinza Bulldog Aesculap, Tuttlingen, AlemaniaBH 021R
Bisturí de acero al carbono n.º 11/15Aesculap, Tuttlingen, AlemaniaBA211/215
Pasador de montaje cerámico 0,45 mm RISystem, Davos, SuizaHS691490
Clindamicina (300 mg / 2ml)Ratiopharm, Ulm,Alemania-Pinza de
vendaje 115 mm Aesculap, Tuttlingen, AlemaniaBD210R
Pinza de vendaje 130 mm Aesculap, Tuttlingen, AlemaniaBD025R
Broca recubierta de 0,45 mm RISystem, Davos, SuizaHS820420
Portaagujas Durogrip 125 mm Aesculap, Tuttlingen, AlemaniaBM024R
Foliodrape Hartmann, Heidenheim, Alemania2513026
FrekadermFresenius, Bad Homburg, Alemania4928211
Gigli vio 0,44 mm RISystem, Davos, SuizaRIS.590.110.25
Taladro manualRISystem, Davos, SuizaRIS.390.130-01
Placa calefactora FMI, Seeheim, AlemaniaIOW-3704
Guantes Hygonorm Hygi, Telgte, Alemania2706
IsofluranoAbbot, Londres, Reino UnidoForene
Micro pinzas 155 mm Aesculap, Tuttlingen, AlemaniaBD343R
Micro tijeras 120 mm Aesculap, Tuttlingen, AlemaniaFD013R
Ratón FixEx L 0.7 mm RISystem, Davos, SuizaRIS.611.300-10
Estuche de agujas para taladros Aesculap, Tuttlingen, AlemaniaBL911R
PortaagujasAesculap, Tuttlingen, AlemaniaBB078R
OcteniseptSchü lke, Norderstedt, Alemania121403
Osirix softwarePixmeo SARL, Bernex,Suiza-Versión4.0
Oxígeno, grado médicoMTI, Ulm,Alemania-Resolon
5/0Resorba, Nü rnberg, Alemania88143
Solución salina 0.9%Braun, Melsungen, Alemania3570350
Mango de bisturí 125 mmAesculap, Tuttlingen, AlemaniaBB073R
Tijeras 150 mm Aesculap, Tuttlingen, AlemaniaBC006R
Sellador para embalaje de autoclave Hawo GmbH, Obrigheim, AlemaniaHM500
Sterican 27 G Braun, Melsungen, Alemania4657705
Cuchillas quirúrgicas estériles n.º 11/15 Aesculap, Tuttlingen, AlemaniaBB511/515
Guantes quirúrgicos Hartmann, Heidenheim, AlemaniaPeha-micron 9425712
Lámpara quirúrgica Maquet SA, Ardon, FranciaBlue line 80
Jeringas 5 ml Braun, Melsungen, AlemaniaInjekt 4606051V
Pinza de tejido 80 mm Aesculap, Tuttlingen, AlemaniaOC091R
Tramadol 25 mg/lGrü nenthal, Aquisgrán, Alemania100mg/ml
Vasofix Safety Braun, Melsungen, Alemania4268113S-01
Vicryl 5-0 Ethicon, Norderstedt, AlemaniaV30371
Ungüento ocular visdisico Bausch & Lomb, Berlín, Alemania3099559

Referencias

  1. Claes, L., Recknagel, S., Ignatius, A. Fracture healing under healthy and inflammatory conditions. Nat Rev Rheumatol. 8 (3), 133-143 (2012).
  2. Einhorn, T. A. The cell and molecular biology of fracture healing. Clin Orthop Relat Res. (355), Suppl S7-S21 (1998).
  3. Einhorn, T. A....

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