Ce protocole décrit une technique d’ostéosynthèse utilisant un clou de verrouillage intramédullaire pour la fixation standardisée des ostéotomies du fémur, qui peut être utilisée pour analyser la cicatrisation osseuse normale et défectueuse chez la souris.
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Article de méthode
Un clou intramédullaire verrouillage pour Standardized Fixation de Fémur Ostéotomies pour l'analyse normale et défectueuse des os de guérison chez la souris
Dans cet article
Résumé
Résumé
modèles de guérison des os sont essentiels pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques pour le traitement des fractures cliniques. En outre, les modèles de souris sont de plus en plus couramment utilisé dans la recherche sur les traumatismes. Ils offrent un grand nombre de souches mutantes et des anticorps pour l'analyse des mécanismes moléculaires à l'origine du processus hautement différencié de la cicatrisation osseuse. Pour contrôler l'environnement biomécanique, techniques d'ostéosynthèse normalisées et bien caractérisés sont obligatoires chez la souris. Nous rapportons ici sur la conception et l'utilisation d'un clou intramédullaire pour stabiliser ostéotomies du fémur ouverts chez la souris. Le clou, en acier inoxydable de qualité médicale, offre une grande rigidité axiale et de rotation. L'implant permet en outre la création de défini, l'écart de ostéotomie constant tailles à partir de 0.00 mm à 2,00 mm. verrouillage de stabilisation des ongles des ostéotomies du fémur avec des tailles d'écart de 0,00 mm et 0,25 mm intramédullaire résultat dans la guérison osseuse adéquate par endochondral et ossificat endomembraneuseion. Stabilisation des ostéotomies du fémur avec une taille de l'écart de 2,00 mm correspond à la non-union atrophique. Ainsi, le verrouillage intramédullaire peut être utilisé dans les modèles de guérison et de non-guérison. Un autre avantage de l'utilisation de l'ongle par rapport à d'autres modèles de guérison de l'os ouvert est la possibilité de fixer de manière adéquate des substituts osseux et des échafauds afin d'étudier le processus d'intégration osseuse. Un inconvénient de l'utilisation du clou intramédullaire est la procédure chirurgicale plus invasive inhérente à toutes les procédures ouvertes par rapport aux modèles fermés. Un autre inconvénient peut être l'induction de certains dommages à la cavité intramédullaire, inhérentes à toutes les techniques de stabilisation intramédullaires par rapport aux procédés de stabilisation extramédullaire.
Introduction
La biologie de la guérison osseuse peut être étudiée in vitro en utilisant des cultures de cellules et de sphéroïde, mais il faut aussi in vivo , des approches utilisant des études animales. Bien que les expériences de grands animaux jouent encore un rôle important dans les essais précliniques, les essais de stade précoce des produits ou des hypothèses a changé au cours des 10 dernières années et est aujourd'hui souvent réalisée dans de petits modèles animaux 1. Ce commutateur a été réalisée pour plusieurs raisons. La production et l'entretien des souris et des rats sont moins chers comparés à des porcs et des moutons. En outre, les petits animaux ont plus courts temps de reproduction et des périodes de guérison normale plus courtes, les deux qui facilitent la performance des grandes séries d'expériences chroniques. Enfin, la disponibilité des animaux de gène ciblé et des anticorps spécifiques permet l'analyse des mécanismes moléculaires dans la cicatrisation osseuse. Cependant, alors que précédemment utilisé des techniques d'ostéosynthèse dans les modèles animaux plus gros pourraient se traduire par un minimum Variat ion de procédures similaires utilisés dans les soins aux patients en clinique humaine ou vétérinaire, le développement et l'application de techniques d'ostéosynthèse dans les petites dimensions des rats et des souris avéré être difficile.
Il est bien connu que l'environnement biomécanique influe considérablement sur l'os processus 2 guérison. Comme il est connu de la guérison des fractures chez les humains, les différences dans le résultat de la stabilisation de la fracture dans les modes distincts de guérison, y compris ossification dermique après fixation rigide et ossification endochondrale après fixation moins rigide avec micromouvements. Axiale complète ou d' instabilité de rotation peuvent retarder le processus de guérison ou peuvent entraîner des non-unions 3. En conséquence, nous estimons qu'il est nécessaire de développer des systèmes d'implants sophistiqués et des techniques d'ostéosynthèse chez les souris et les rats. De cette façon, les conditions biomécaniques peuvent être normalisées de manière appropriée, en garantissant des résultats valides lors de l'analyse du processus de guérison.
e_content "> Bien qu'un nombre considérable de techniques de stabilisation murins très sophistiquées ont été introduites au cours des dernières années, la technique la plus couramment utilisée est toujours la broche intramédullaire simple. L'inconvénient majeur de cette technique, cependant, est le manque de rotation et axiale stabilité 4. Afin d' améliorer la stabilité en rotation et axiale, une vis intramédullaire a été introduite pour stabiliser les fractures du fémur chez les souris 5. Cependant, la fixation de la vis ne peut pas être utilisé pour analyser la cicatrisation osseuse défectueuse en raison de la nécessité d' un contact et d'une compression entre les fragments osseux afin de maintenir la stabilité de rotation.Le clou intramédullaire de verrouillage offre axiale élevée et la stabilité de rotation par rapport à la simple broche et la vis intramédullaire 4. Une ostéotomie du fémur hautement reproductible, possible en raison du guide pour la scie de Gigli et la capacité de créer des tailles d'écart définies, permet l'analyse des deux bon normalee la guérison et de l' os défectueux guérison 6. En raison de l'insertion de goupilles de verrouillage, le verrouillage du clou intramédullaire garantit une taille d'espace constant au cours du processus de guérison entier, même en gardant son poids. Nous rapportons ici sur la conception et l'application de l'ongle intramédullaire de verrouillage, ainsi que sur ses avantages et ses inconvénients dans des études expérimentales sur la guérison de l'os normal et retardée.
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Protocole
Toutes les procédures ont été IACUC approuvé et suivi des directives institutionnelles (Landesamt für Verbraucherschutz, Zentralstelle Amtstierärztlicher Dienst, Saarbrücken, Allemagne). Analgésie et la prévention des infections devraient être en accord avec les lignes directrices respectives du pays et de l'institution où les expériences doivent être effectuées.
1. Préparation des implants et instruments chirurgicaux
- Sélectionnez une lame de scalpel (taille 15), de petits ciseaux de préparation, une pince fine, pinces à pansement, petites pinces, de calibre 24 (G) et 27 G aiguilles, un non-résorbable 5-0 suture, et un porte-aiguille de la boîte d'instruments de microchirurgie .
- Déballez le clou intramédullaire, les broches de verrouillage, le dispositif de visée spécial, le Gigli a vu, le modèle pour la scie de Gigli, le bit de centrage de forage (1 mm de diamètre), le foret (0,3 mm de diamètre) et la perceuse à main (Figure 2; voir la liste des matériaux).
NOTE: Le intramongles edullary (diamètre de 0,8 mm, 15,7 mm de longueur) est un clou de verrouillage intramédullaire en acier inoxydable de qualité médicale pour l'implantation rétrograde dans le fémur. Le clou comporte un filetage proximal (longueur 4 mm) et deux trous pour l'insertion des broches de verrouillage (diamètre 0,3 mm) pour obtenir une stabilité axiale et en rotation (figure 1). - Exposer les implants et les instruments chirurgicaux à une solution désinfectante (par exemple, 96% d' alcool) pendant 5 min ou stériliser (stérilisation à la vapeur, 130 ° C, 25 min). Après la désinfection ou la stérilisation, placer les instruments sur un tissu d'opération stérile. Positionner le tissu d'opération stérile directement adjacente à la petite table d'opération animale.
2. Les animaux, anesthésie et analgésie
- Choisissez la souche, l'âge et le sexe des souris comme nécessaires pour l'étude et la question à traiter.
NOTE: Pour cette étude de 12 à 14 semaines d'âge souris CD-1 mâles ont été utilisés. Pour ongles implantation, le poids corporel idéal des animaux est 25 - 35 g. - Anesthésier les souris avec une injection intrapéritonéale de 15 mg / kg de xylazine et de 75 mg / kg de kétamine. Confirmez le anesthetization par pincement de l'orteil. Appliquer un lubrifiant oculaire afin de protéger les yeux des animaux de sécher pendant l'anesthésie. Après l'induction de l'anesthésie, placer la souris sous une lampe chauffante pour maintenir constante la température du corps.
- Appliquer le tramadol chlorhydrate dans l'eau potable (2,5 mg / 100 ml) pour l'analgésie de 1 jour avant la chirurgie jusqu'au jour 3 après la chirurgie.
3. Procédure chirurgicale et ongles Implantation
- Avant la chirurgie, raser toute la jambe arrière droite et appliquer une crème dépilatoire. Après 5 min, enlever la crème et nettoyer la jambe avec de l'eau. Exposer les implants et les instruments chirurgicaux à une solution désinfectante (par exemple, 96% d' alcool) ou de les stériliser (stérilisation à la vapeur, 130 ° C, 25 min).
- Dans des conditions aseptiques, placez les mousoi dans la position couchée sur la petite table d'opération animale. Pliez le genou droit pour permettre une approche antérieure aux condyles du genou. Effectuer une incision de 5 mm parapatellaire interne au genou droit en utilisant la lame de scalpel.
- Soulevez le ligament patellaire avec les pince fine et mobiliser le ligament soigneusement avec la lame de scalpel. Ensuite, déplacer la rotule latéralement avec la lame de bistouri pour exposer l'échancrure intercondylienne du fémur.
- Ouvrez l'échancrure par forage jusqu'à ce que la cavité intramédullaire est atteinte.
- Commencer à percer avec un décalage 45º à l'axe du fémur en utilisant les 1 mm de centrage du foret. Lentement changer la direction du trépan de forage en cours de forage jusqu'à ce qu'il est parallèle à l'axe de l'os du fémur. Arrêtez le forage si la cavité intramédullaire est atteinte.
- Après l'ouverture de l'os au niveau de l'échancrure intercondylienne, à insérer l'aiguille 24 G dans la cavité médullaire sur toute la longueur du fémur. Ream l'intramecavité dullary du fémur manuellement à travers des mouvements de rotation de l'aiguille 24 G. Retirez l'aiguille 24 G et insérez le 27 aiguille G plus mince dans la cavité médullaire. Poussez l'aiguille vers l'avant pour perforer l'os cortical du fémur proximalement au grand trochanter.
- Retirez le G aiguille du fémur 27. Utilisation de la perceuse à main, l'implantation intramédullaire dans l'échancrure intercondylienne en rotation continue et une pression axiale jusqu'à ce que l'extrémité distale de l'ongle atteint le niveau des condyles.
NOTE: L'extrémité distale de l'ongle peut être identifié avec une petite marque. - Placer la souris dans la position latérale gauche. Effectuer une incision cutanée longitudinale en utilisant la lame de scalpel le long de la partie diaphysaire du fémur latéral de l'articulation du genou à l'articulation de la hanche afin d'exposer chirurgicalement la diaphyse du fémur.
- À l'aide de petits ciseaux de préparation, diviser le tableau de bord et les muscles se propager dans la direction de l'axe du fémur à partir du côté latéral.Répartir les muscles jusqu'à ce que la partie diaphysaire du fémur est exposé. Préserver le nerf sciatique.
- Préparer toute la circonférence du fémur en sapant l'os avec les pinces à pansement. Puis, rétracter les muscles en écartant les pinces à pansement et exposer le fémur.
- Monter le dispositif de visée à l'extrémité distale de l'ongle. Avancer l'appareil jusqu'à ce qu'il attache à la bride d'adaptation de l'ongle et tourner le dispositif de visée en position antérolatérale au fémur.
- Interverrouiller le clou avec une extrémité proximale et une goupille de verrouillage distale.
- Commencez avec la goupille de verrouillage proximale.
- Insérez le foret de centrage de forage (1 mm de diamètre) dans la perceuse à main. Fraiser l'os à la position du trou interverrouillage proximale.
REMARQUE: par lamage, une petite cavité est créée dans l'os cortical face sans percer à travers l'os. Cette cavité permet d'améliorer le centrage et le guidage du trépan de forage plus mince (0,3 mm de diamètre),utilisé plus tard. - Insérez le foret (de 0,3 mm de diamètre) dans la perceuse à main. Utilisation du dispositif de pointage, percer le trou à la fois le parement et l'os cortical évitée (bicortical). Insérez la première broche de verrouillage à travers le dispositif de visée. Le verrouillage entraînement à broche arbre cisaille dès que le couple d'enclenchement est atteinte.
- Répétez cette procédure pour la goupille de verrouillage distale.
- Effectuer l'ostéotomie diaphysaire.
- Fixez le guide de la scie au dispositif de visée sur le côté latéral entre les deux broches de verrouillage. Puis, vu l'os avec la scie de Gigli sous irrigation continue avec une solution saline. Après l'ostéotomie est terminée, couper la scie à une extrémité, près de l'os. Retirez soigneusement la scie pour éviter de causer des dommages aux tissus mous.
- Retirez le dispositif de visée et, avec les petites tenailles, un clip de l'arbre reste de l'ongle intramédullaire à la ligne marquée.
- Fermez les couches musculaires au latsite ral du fémur et d'effectuer la fermeture de la peau avec des sutures simples. Sur le site antérieur du genou, repositionner la rotule et fixer le tendon rotulien aux muscles avec une seule suture. Utilisez sutures simples pour fermer cette blessure aussi.
- Gardez les animaux sous la lampe de chaleur jusqu'à ce qu'ils récupèrent de l'anesthésie. Ne pas laisser les animaux sans surveillance jusqu'à ce qu'ils aient repris conscience suffisante pour maintenir décubitus ventral. Remettre les animaux dans des cages individuelles dans l'animalerie.
- Surveillez les animaux avec soin tous les jours. Maintenir l'analgésie postopératoire pendant les trois premiers jours. Continuer l'analgésie si, le 4 jour après la chirurgie, les animaux montrent encore des preuves de la douleur, comme indiqué par la vocalisation, l'agitation, le manque de mobilité, non marié, une posture anormale, et le manque d'intérêt normal dans un environnement. Terminate analgésie lorsque les animaux sont sans douleur.
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Résultats
Le temps global de l'intervention chirurgicale était d'environ 30 minutes de l'incision cutanée de fermeture de la plaie. En utilisant les implants chirurgicaux fournis, la chirurgie peut être effectuée sans une chaîne stéréo-microscope. Après l'opération, les animaux ont été surveillés quotidiennement. analgésie post-opératoire a été mis fin au bout de 3 jours, car aucun des animaux a montré des preuves de la douleur (vocalisation, l'agitation, le manque de mobilité,...
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Discussion
Les étapes les plus critiques de la technique chirurgicale sont le bon positionnement de l'ongle, le dispositif de visée, et les broches. Le clou doit être inséré complètement à l'indentation marqué à l'extrémité distale de l'ongle, en raison d' une saillie du clou dans l'articulation du genou au niveau des condyles peut limiter le mouvement du genou (figure 3 A). Par conséquent, la taille du fémur et, par conséquent, le poids corporel des animaux, doivent être considérés. Le chi...
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Déclarations de divulgation
Romano Matthys est un employé de RISystem AG, Davos, Suisse, qui produit les implants et les instruments spécifiques aux implants. Les autres auteurs n’ont aucun conflit d’intérêts.
Remerciements
Ce travail a été soutenu par RISystem AG, Davos, Suisse.
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| MouseNail | RISystem AG | 221,122 | |
| MouseDispositif de visée | RISystem AG | 221,201 | |
| Goupille d’emboîtement MouseNail | RISystem AG | 221,121 | |
| Mèche de centrage | RISystem AG | 592,205 | |
| Mèche | RISystem AG | 590,200 | |
| Gigli Scie à fil | RISystem AG | 590,100 | |
| Suture (5-0 Prolene) | Ethicon | 8614H | |
| Pince | Braun Aesculap AG & CoKG ; | BD520R | |
| Pince à pansement | Braun Aesculap AG & CoKG ; | BJ009R | |
| Ciseaux | Braun Aesculap AG & CoKG ; | BC100R | |
| Porte-aiguille | Braun Aesculap AG & CoKG ; | BM024R | |
| 24 Aiguille G | BD Mircolance 3 | 304100 | |
| Aiguille 27 G | Braun Melsungen AG | 9186182 | |
| Lame de bistouri taille 15 | Braun Aesculap AG & CoKG ; | ||
| Pinces | Knipex | 7932125 | |
| Radiateur de chauffage | Sanitas | 605.25 | |
| Crème dépilatoire | Asid bonz GmbH | NDXZ10 | |
| Lubrifiant pour les yeux | Bayer Vital GmbH | 2182442 | |
| Xylazine | Bayer Vital GmbH | 1320422 | |
| Ketamine | Serumwerke Bernburg | ||
| Tramadol | Grü ; nenthal GmbH | 2256241 | |
| Solution de désinfection (SoftaseptN) | Braun Melsungen AG | 8505018 | |
| souris CD-1 | Charles River | 22 |
Références
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Réimpressions et autorisations
