Name: Estabilización de una osteotomía de fémur con fijación en placa en Ambystoma mexicanum (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-04-12T14:20:00.000+00:00
Duration: 5 min 45 s
Description: Aprende a estabilizar osteotomías femorales con fijación en placa en Ambystoma mexicanum. Este protocolo permite estudiar la regeneración ósea y comparar procesos de curación con especies menos regenerativas.

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<meta charset="utf8"></head><body>Uso de la fijación de placas para estudiar la cicatrización ósea y la regeneración de extremidades en ajolotes

<ol><li>Amamoto, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adult+axolotls+can+regenerate+original+neuronal+diversity+in+response+to+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Elife%22%5BJournal%5D)">Adult axolotls can regenerate original neuronal diversity in response to brain injury.</a> Elife. 5, 13998(2016).</li>
<li>Butler, E. G., Ward, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reconstitution+of+the+spinal+cord+following+ablation+in+urodele+larvae%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Zool%22%5BJournal%5D)">Reconstitution of the spinal cord following ablation in urodele larvae.</a> J Exp Zool. 160 (1), 47-65 (1965).</li>
<li>Echeverri, K., Tanaka, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ectoderm+to+mesoderm+lineage+switching+during+axolotl+tail+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Ectoderm to mesoderm lineage switching during axolotl tail regeneration.</a> Science. 298 (5600), 1993-1996 (2002).</li>
<li>Vargas-Gonzalez, A., Prado-Zayago, E., Leon-Olea, M., Guarner-Lans, V., Cano-Martinez, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Myocardial+regeneration+in+Ambystoma+mexicanum+after+surgical+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Arch+Cardiol+Mex%22%5BJournal%5D)">Myocardial regeneration in Ambystoma mexicanum after surgical injury.</a> Arch Cardiol Mex. 75 (3), S321-S329 (2005).</li>
<li>Vieira, W. A., Wells, K. M., McCusker, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advancements+to+the+axolotl+model+for+regeneration+and+aging%5BTitle%5D)+AND+%22Gerontology%22%5BJournal%5D)">Advancements to the axolotl model for regeneration and aging.</a> Gerontology. 66 (3), 212-222 (2020).</li>
<li>Song, F., Li, B., Stocum, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amphibians+as+research+models+for+regenerative+medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Organogenesis%22%5BJournal%5D)">Amphibians as research models for regenerative medicine.</a> Organogenesis. 6 (3), 141-150 (2010).</li>
<li>McCusker, C., Bryant, S. V., Gardiner, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+axolotl+limb+blastema%3A+Cellular+and+molecular+mechanisms+driving+blastema+formation+and+limb+regeneration+in+tetrapods%5BTitle%5D)+AND+%22Regeneration+%28Oxf%29%22%5BJournal%5D)">The axolotl limb blastema: Cellular and molecular mechanisms driving blastema formation and limb regeneration in tetrapods.</a> Regeneration (Oxf). 2 (2), 54-71 (2015).</li>
<li>Einhorn, T. A., Gerstenfeld, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fracture+healing%3A+Mechanisms+and+interventions%29%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Rheumatol%22%5BJournal%5D)">Fracture healing: Mechanisms and interventions).</a> Nat Rev Rheumatol. 11 (1), 45-54 (2015).</li>
<li>Polikarpova, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+specialist+in+regeneration-the+Axolotl-a+suitable+model+to+study+bone+healing%5BTitle%5D)+AND+%22NPJ+Regen+Med%22%5BJournal%5D)">The specialist in regeneration-the Axolotl-a suitable model to study bone healing.</a> NPJ Regen Med. 7 (1), 35(2022).</li>
<li>Chen, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+axolotl+fibula+as+a+model+for+the+induction+of+regeneration+across+large+segment+defects+in+long+bones+of+the+extremities%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">The axolotl fibula as a model for the induction of regeneration across large segment defects in long bones of the extremities.</a> PLoS One. 10 (6), e0130819(2015).</li>
<li>Cosden-Decker, R. S., Bickett, M. M., Lattermann, C., MacLeod, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+and+functional+analysis+of+intra-articular+interzone+tissue+in+axolotl+salamanders%5BTitle%5D)+AND+%22Osteoarthritis+Cartilage%22%5BJournal%5D)">Structural and functional analysis of intra-articular interzone tissue in axolotl salamanders.</a> Osteoarthritis Cartilage. 20 (11), 1347-1356 (2012).</li>
<li>Williams, J. N., Li, Y., Valiya Kambrath, A., Sankar, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+generation+of+closed+femoral+fractures+in+mice%3A+A+model+to+study+bone+healing%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">The generation of closed femoral fractures in mice: A model to study bone healing.</a> J Vis Exp. (138), e58122(2018).</li>
<li>Cheung, K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+externally+fixed+femoral+fracture+model+for+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Orthop+Res%22%5BJournal%5D)">An externally fixed femoral fracture model for mice.</a> J Orthop Res. 21 (4), 685-690 (2003).</li>
<li>Jiang, S., Knapstein, P., Donat, A., Tsitsilonis, S., Keller, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+optimized+protocol+for+a+standardized%2C+femoral+osteotomy+model+to+study+fracture+healing+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22STAR+Protoc%22%5BJournal%5D)">An optimized protocol for a standardized, femoral osteotomy model to study fracture healing in mice.</a> STAR Protoc. 2 (3), 100798(2021).</li>
<li>Matthys, R., Perren, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Internal+fixator+for+use+in+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Injury%22%5BJournal%5D)">Internal fixator for use in the mouse.</a> Injury. 40, Suppl 4 S103-S109 (2009).</li>
<li>Manassero, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Establishment+of+a+segmental+femoral+critical-size+defect+model+in+mice+stabilized+by+plate+osteosynthesis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Establishment of a segmental femoral critical-size defect model in mice stabilized by plate osteosynthesis.</a> J Vis Exp. (116), e52940(2016).</li>
<li>Gunderson, Z. J., Campbell, Z. R., McKinley, T. O., Natoli, R. M., Kacena, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comprehensive+review+of+mouse+diaphyseal+femur+fracture+models%5BTitle%5D)+AND+%22Injury%22%5BJournal%5D)">A comprehensive review of mouse diaphyseal femur fracture models.</a> Injury. 51 (7), 1439-1447 (2020).</li>
<li>Riquelme-Guzman, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Postembryonic+development+and+aging+of+the+appendicular+skeleton+in+Ambystoma+mexicanum%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Dyn%22%5BJournal%5D)">Postembryonic development and aging of the appendicular skeleton in Ambystoma mexicanum.</a> Dev Dyn. 251 (6), 1015-1034 (2022).</li>
<li>Gentz, E. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Medicine+and+surgery+of+amphibians%5BTitle%5D)+AND+%22ILAR+J%22%5BJournal%5D)">Medicine and surgery of amphibians.</a> ILAR J. 48 (3), 255-259 (2007).</li>
<li>Lang, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collagen+I-based+scaffolds+negatively+impact+fracture+healing+in+a+mouse-osteotomy-model+although+used+routinely+in+research+and+clinical+application%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomater%22%5BJournal%5D)">Collagen I-based scaffolds negatively impact fracture healing in a mouse-osteotomy-model although used routinely in research and clinical application.</a> Acta Biomater. 86, 171-184 (2019).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Sierra de hilo Gigly de 0,66 mm&nbsp;</td><td>RISystem</td><td>RIS.590.120</td><td></td></tr><tr><td>7.0 Sutura de optileno&nbsp;</td><td>Braun</td><td>C3090538</td><td></td></tr><tr><td>Benzocaína&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>E1501</td><td>diluido a 0,03%&nbsp; antes de usar</td></tr><tr><td>Butorfanol (Butomidor 10 mg/mL)</td><td>Richter Pharma AG-diluido</td><td></td> <td>a 0,5 mg/L&nbsp; antes de usar</td></tr><tr><td>Broca 0.30 mm</td><td>RISystem</td><td>RIS.590.200</td><td></td></tr><tr><td>Pinzas Dumont #5 - Estándar/Inox</td><td>Fine Science Tools</td><td>11251-20</td><td></td></tr><tr><td>Taladro manual</td><td>RISystem</td><td>RIS.390.130</td><td>mejor tener al menos 3 piezas</td></tr><tr><td>Analizador de datos Micro CT</td><td>Bruker, Billerica, MA, EE. UU</td>. <td>SkyScan NRecon software</td><td></td></tr><tr><td>Micro CT escáner de muestras</td><td>Bruker, Billerica, MA, EE. UU</td><td>. SkyScan 1172&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Pinza de iris Moria MC31b - lisa, curvada, 10 cm</td><td>Fine Science Tools</td><td>11373-12FST</td><td>2 piezas</td></tr><tr><td>MouseFix Drill-& Guía de sierra 1,75 mm, rígida</td><td>RISystem</td><td>RIS.301.102</td><td></td></tr><tr><td>Placa MouseFix de 4 orificios, rígida</td><td>RISystem</td><td>RIS.401.110</td><td></td></tr><tr><td>Tornillo MouseFix, L =2,00 mm</td><td>RISystem</td><td>RIS.401.100</td><td>need 4 por hueso</td></tr><tr><td>Pinzas de patrón estrecho</td><td>VWR</td><td>FSCI11002-12</td><td></td></tr><tr><td>penicilina/estreptomicina</td><td>Gibco</td><td>15140-122</td><td></td></tr><tr><td>Pinzas de anillo</td><td>Fine Science Tools</td><td>11103-09</td><td></td></tr><tr><td>bisturí #15</td><td>B Braun, Thermo Fischer Scientific 5518032</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Llave de caja cuadrada 0,50 mm</td><td>RISystem</td><td>RIS.590.111</td><td></td></tr><tr><td>Cera ósea estéril, 2,5 g</td><td>Ethicon, Johnson & Johnson</td><td>W810</td><td></td></tr><tr><td>Student Tijeras Finas - Recta/11,5 cm</td><td>Herramientas de Ciencias Finas</td><td>91460-11</td><td></td></tr></tbody></table>

estabilización de una osteotomía de fémur con fijación en placa en ambystoma mexicanum

Stabilizing a Femur Osteotomy with a Plate Fixation in Ambystoma mexicanum

El procedimiento quirúrgico descrito aquí (Figura 1) dura entre 20 min y 30 min y requiere un cirujano y un asistente. Opcionalmente, utilice un microscopio de disección binocular o un sistema de lupa.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66648/66648fig01.jpg"> Figura 1: Esquemas del procedimiento quirúrgico y la configuración experimental. (A) El fémur queda expuesto por disección de la piel y alejando los músculos del campo quirúrgico. (B) Una placa de titanio está alineada con el fémur. (C) El1er orificio interior se crea con un taladro manual. (D) Se coloca un tornillo en el1er orificio. (E) La guía de la sierra y el taladro se inserta y se fija al mango del 1ertornillo. (F) El resto de los tornillos se fijan en el orden indicado. (G) La sierra y la guía del taladro se retiran con cuidado, y los mangos de los tornillos se rompen al girar el destornillador debido a la mayor rigidez del hueso en comparación con el cuello del tornillo. (H) La lámina de seguridad y la sierra Gigly se colocan debajo del hueso. (I) La osteotomía se realiza bajo irrigación constante del sitio de corte. (J) Las cabezas de los tornillos se cubren con cera de abeja de hueso estéril antes de reemplazar el músculo y cerrar la piel con puntos de sutura. (D,E,F): los números indican la secuencia en la que se perforan los agujeros y se colocan los tornillos. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66648/66648fig01large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
Se debe prestar especial atención a los pasos de alineación de la placa al hueso y a la fijación de la placa (Figura 2). La variación en la edad del ajolote conduce a ligeras diferencias en el tamaño, la forma y el grado de osificación del fémur. Por lo tanto, en algunos casos, era difícil encontrar una buena posición de la placa para garantizar suficiente espacio para la fijación de tornillos. En total, se observó un fallo de fijación en el 23,5% de los animales, lo que podría ser el resultado de huesos más estrechos o menos osificados en los animales más jóvenes (Figura 3). El fracaso de la fijación resultó en una desalineación del hueso osteotomizado. Esto era detectable por la presencia de tornillos desprendidos, desplazamiento de los fragmentos óseos con desalineación del eje óseo de &gt;20° o un desplazamiento lateral pronunciado. Mientras que el primero se puede observar al recolectar las muestras, los otros pueden no ser obvios hasta que se realiza el análisis de microCT. Mientras que en las extremidades correctamente alineadas, el tejido de granulación se localizó en el espacio de la fractura 3 semanas después de la cirugía, en las muestras desalineadas, parecía mucho más grande, posiblemente en un intento de estabilizar el hueso.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66648/66648fig02.jpg"> Figura 2: Resumen del procedimiento quirúrgico y del animal resultante con osteotomía de la extremidad posterior izquierda. (A) Se muestran los pasos principales de la cirugía: exposición del fémur, alineación correcta de la placa de titanio, uso de una guía de sierra para crear agujeros en el hueso con un taladro manual y aplicación de los tornillos, uso de película protectora y guía de sierra (flecha amarilla) para la osteotomía, Fractura de fémur de 0,7 mm (flecha blanca), cubriendo las cabezas de los tornillos con cera de abeja ósea estéril (flecha morada) y el resultado final con la extremidad cerrada. (B) Animal después de la cirugía. La flecha indica la extremidad posterior izquierda, donde se realizó la cirugía de osteotomía. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66648/66648fig02large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
El uso de cera de abeja ósea estéril antes de la sutura de la piel (Figura 2) redujo la reapertura postoperatoria de la piel por encima de la placa de fijación. La extremidad permaneció funcional y pudo usarse para pararse y caminar poco después de que se retiró la anestesia.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66648/66648fig03.jpg"> Figura 3: Resultados representativos de la osteotomía fijada en placa de ajolote. (A) Exploraciones por microtomografía computarizada de fémures intactos y fracturados. Observe un espacio en el hueso 3 semanas después de la fractura. El 23,5% de las extremidades mostraron una fijación fallida, lo que resultó en una desalineación ósea. En las muestras fijadas, se forma un callo duro a los 6-9 meses después de la fractura. (B) Tinción de Safranina O/Verde Claro de fémures intactos y fracturados. Observe un espacio con tejido de granulación en el hueso 3 semanas después de la fractura. A los 6 meses después de la fractura, el callo duro está formado por hueso y cartílago tejidos. Barras de escala: 1 mm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66648/66648fig03large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
La microtomografía computarizada y el análisis histológico (tinción con safranina O/verde claro) permitieron visualizar la posición de los fragmentos óseos y el tamaño del espacio de fractura, así como el estado de cicatrización del hueso. Los datos de MicroCT se adquirieron con una resolución nominal de 10,05 μm en un escáner de muestras disponible en el mercado y se analizaron utilizando un software compatible (véase la Tabla de Materiales) como se describe en Polikarpova et al.9. A diferencia de los mamíferos, donde la fractura del mismo tamaño (0,7 mm) se cierra con callo cartilaginoso y óseo 3-5 semanas después de la cirugía, no se observó callo 3 semanas después de la cirugía en el ajolote. Típicamente, el callo cartilaginoso era visible a los 3 meses después de la cirugía9, y el callo óseo osificado a los 6 meses después de la cirugía (Figura 3).

Estabilización de una osteotomía de fémur con fijación en placa en Ambystoma mexicanum

The axolotl (Ambystoma mexicanum) is a promising model organism for regenerative medicine due to its remarkable ability to regenerate lost or damaged ...

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Research

Investigación

JoVE Journal

Biology

Biología

Este artículo describe un método para estabilizar fracturas de huesos largos que se basa en la aplicación de modificados Ilizarov fijadores...

Creación de fracturas rígidamente estabilizados para la evaluación de osificación intramembranosa, la distracción osteogénica, o la curación de los defectos críticos de tamaño

Una limitación de la investigación preclínica en el campo de la reparación ósea es la falta de control experimental sobre el entorno mecánico local dentro de una lesión ósea en curación. Presentamos el diseño y uso de un fijador externo para la reparación ósea con la capacidad de cambiar la rigidez del fijador in vivo.

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Establecimiento de un defecto segmentario Modelo femoral de tamaño crítico en ratones estabilizado por osteosíntesis Plate

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Un protocolo eficiente y Reproducible para la osteogénesis de la distracción en un modelo de rata a un fémur regenerado funcional

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En este trabajo se presenta un protocolo para acceder a la guía de clavado femoral intramedular en pacientes obesos mediante un punzón de diseño propio. El uso del nuevo punzón con un posicionador distal para la inserción y apertura del hueso puede aumentar la eficiencia en la inserción de la guía y reducir la dificultad de la cirugía.

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Aprende a estabilizar osteotomías femorales con fijación en placa en Ambystoma mexicanum. Este protocolo permite estudiar la regeneración ósea y comparar procesos de curación con especies menos regenerativas.

Estabilización de una osteotomía de fémur con fijación en placa en Ambystoma mexicanum

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