Name: Création fractures Rigidement stabilisées pour lévaluation de lossification intramembranaires, ostéogenèse par distraction, ou de guérison des défauts critiques Sized (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-04-11T12:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 35 s
Description: Apprenez à créer des fractures stabilisées rigides pour étudier l'ossification intramembranaire, l'ostéogenèse par distraction et la guérison des défauts osseux critiques chez la souris.

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Ce travail a été financé par R01-AR053645 de NIAMS.

Toutes les procédures ont été approuvées par le soin des animaux UCSF institutionnel et l'utilisation Comité et se conformer aux directives nationales. 1. Préparation de fixateurs avant la chirurgie <ol><li> Avant de créer une fracture stabilisée, il faut assembler le dispositif sur mesure de conception de fixation externe. Les cadres de fixation sur mesure conçus externes se composait de deux anneaux d'aluminium stabilisés par trois en acier inoxydable # 0/56 tiges filetées, 8 # 2/56 écrous hexagonaux, boulons et 17 correspondants (Partie Petit Inc, Miami Lakes, Floride 3). </li><li> Deux anneaux en aluminium sont nécessaires par fracture. Pour assembler une bague 4 # 2/56 écrous hexagonaux (Partie petite Inc, Miami Lakes, Floride) et des boulons correspondants dans les trous appropriés, ceux-ci devraient rester lâche. Ce sera l'anneau proximal. Pour l'anneau distal assembler 3 écrous et boulons, encore une fois ne pas serrer à fond. </li></ol> 2. Anesthésie, fracture de création, et fixateur demande <ol><li> Souris (âge, sexe, et le corpspoids sont déterminés par l'utilisateur) sont anesthésiés par injection intrapéritonéale de kétamine 50mg/ml, 0,5 mg / ml médétomidine (0,03 ml / souris). </li><li> Appliquer du lubrifiant oeil aux yeux des souris et placez un morceau de ruban adhésif sur leur tête pour protéger leurs yeux lors de la procédure. </li><li> L'animal est placé sur un bloc de chauffage pour le reste de la procédure. </li><li> Transfix les métaphyses proximales et distales du tibia gauche en utilisant quatre broches 0,25 mm insecte stérile (Anticorro: Outil belle science, Foster City, CA) en attachant les chevilles à un outil de Dremel et les percer à travers l'os. </li><li> Repères sont orientés perpendiculairement à l'axe long du tibia, et 90 ° par rapport à l'autre. Au moins 10 mm entre les repères de proximale et distale. </li><li> Placez le premier anneau au-dessus des broches proximales avec les écrous vers l'intérieur, vers les broches. Fixer les broches à l'anneau de maintien du tibia en position centrale au sein de l'anneau en aluminium. </li><li> Placez le second anneau en dessous de la dibroches Stal et sécuriser les broches à l'anneau à l'aide des écrous hexagonaux comme avant. Ajouter le quatrième écrou-boulon combinaison de la partie distale du fixateur. </li><li> Créer la fracture transversale par flexion trois points avec un dispositif approprié. Nous utilisons le système de gravité de Bonnarens et Einhorn 4. Reste la surface postéro-du tibia à travers les blocs, augmenter le poids à une hauteur prédéterminée le long du bras de chute et laisser tomber le poids de telle sorte qu'il en contact avec la face antéro-externe du tibia pour produire la fracture brutale. La hauteur du poids est passé de besoins doit être déterminée pour chaque souche de souris pour assurer une seule fracture du tibia exclusivement. </li><li> Fracture est confirmée par X-ray. </li><li> Après confirmation de la fracture, trois acier inoxydable # 0/56 tiges filetées sont fixés aux anneaux. À partir de l'extrémité distale de la tige et insérer enfiler un écrou sur la bague distale pour bloquer la tige. Ensuite, mettez une autre écrou sur la tige, l'anneau proximal va s'asseoir sur le dessus de ce nut. Veiller à ce que les deux anneaux se tiendra à égale distance et ne sont pas forcer les broches. Fixez l'anneau proximal aux tiges avec un écrou tiers. </li><li> Injections sous-cutanées de la buprénorphine (1,0 mg / kg) pour l'analgésie sont donnés immédiatement après la chirurgie et les animaux sont surveillés pour la douleur et la buprénorphine donnée au besoin. </li><li> L'anesthésie est renversée par l'administration atipamézole, et les animaux sont surveillés jusqu'à ce qu'ils soient adaptés et ambulante. </li></ol> 3. Ostéogenèse par distraction (voir aussi: 12,13) Pour modifier cette procédure pour accueillir la distraction osseuse est simple. Les anneaux sont maintenus en position par des tiges filetées, et en faisant tourner les écrous de maintien des crayons à la place des anneaux peuvent être écartés. <ol><li> Latence: Pour la distraction norme ostéogenèse utilisant ce modèle, les fixateurs sont placés sur le tibia et le laissé seul pendant une période de latence de 5 jours. </li><li> Distraction: osteog distractionenesis peut être effectué en tournant les écrous sur les tiges de stabilisation tour ¼ (0,25 mm) tous les 7 jours jours. </li><li> Elevage: Bony pontage est observé par 10 jours et la consolidation complète est observée par 27 jours après la fin de la distraction. </li></ol> 4. Création d'un défaut critique entreprises Pour créer un défaut critique de taille des fixateurs externes sont appliquées comme décrit précédemment avec les modifications suivantes. <ol><li> Avant de commencer la procédure de la peau est nettoyée avec de l'éthanol 70%. </li><li> Les fixateurs sont appliqués complètement avant de créer le défaut. </li><li> La souris est ensuite placer sous la loupe binoculaire pour visualiser le tibia médial, et une incision (5-7 mm) est réalisé avec une lame # 10 sur un scalpel. </li><li> Le muscle est sectionné et délicatement séparés pour exposer la mi-diaphyse du tibia. </li><li> Un segment de 3 mm de l'os est ensuite retiré de la paire de ciseaux à mi-diaphyse à l'aide. Utilisation de til pointe des ciseaux, l'os est lentement ciselée loin et fragments d'os sont enlevés avec une pince si nécessaire. Des précautions doivent être prises avec les conseils des ciseaux pour éviter de déplacer le tibia avec une grande force mécanique. </li><li> Examiner le site chirurgical pour assurer qu'il n'y a pas de fragments d'os, comme ceux-ci pourraient favoriser la guérison. </li><li> Remplacer le muscle autour des extrémités émoussées du tibia. </li><li> Fermer l'incision sur la peau avec 2-3 points de suture de 6-0 monofilament polyamine. </li><li> L'anesthésie est inversée et les animaux sont suivis pour la douleur et des analgésiques donnée comme décrit précédemment. </li></ol> 5. Les résultats représentatifs Lorsqu'il est correctement appliqué, les fixateurs externes fournissent une plus grande stabilité rigide de la fracture fermée du tibia avec une excellente réduction (fig. 1, 2). Toutefois, dans certains cas, une réduction insuffisante (une lacune évidente et importante entre les extrémités osseuses ou des fractures multiples se produisent (Fig. 3 (Fig. 4). En revanche, si la fracture n'est pas stabilisé un cal cartilage grande est formée dans le fossé fracture (Fig. 5), et il est remplacé par de l'os à travers le processus d'ossification membraneuse. <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/3552/3552fig1.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Figure 1"> Figure 1. Radiographies illustrant un dispositif de fixation externe pour stabiliser une fracture du tibia. Radiographie prise après une fracture de montrer quelques segments d'os bien alignées (tête de flèche). <img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/3552/3552fig2.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Figure 2"> Figure 2. Image d'une souris après le fixateur a été appliquée. <img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/3552/3552fig3.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Figure 3"> Figure 3. Radiographie prise après fracture montre segments osseux mal alignées et fragmentée (tête de flèche). <img alt="Figure 4" src="/files/ftp_upload/3552/3552fig4.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Figure 4"> Figure 4. Fracture guérit stabilisé par l'intermédiaire d'ossification membraneuse. Coloration trichrome de fracture stabilisée montre un peu d'os nouveau (b) au site de la fracture. Échelle = 500 um. <img alt="Figure 5" src="/files/ftp_upload/3552/3552fig5.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Figure 5"> Figure 5. Non-stabilisé fracture guérit par l'intermédiaire d'ossification endochondrale. Coloration trichrome de fracture non stabilisée montre cartilage (c) et de l'os (b) au site de fracture. Échelle = 500 um.

<ol><li>Ilizarov, G. A., Lediaev, V. I., Shitin, V. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+course+of+compact+bone+reparative+regeneration+in+distraction+osteosynthesis+under+different+conditions+of+bone+fragment+fixation+%28experimental+study%29%5BTitle%5D)+AND+%22Eksperimentalnaia+Khirurgiia+i+Anesteziologiia%22%5BJournal%5D)">The course of compact bone reparative regeneration in distraction osteosynthesis under different conditions of bone fragment fixation (experimental study).</a> Eksperimentalnaia Khirurgiia i Anesteziologiia. 14, 3-12 (1969).</li>
<li>Ilizarov, G. A., Deviatov, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surgical+elongation+of+the+leg%5BTitle%5D)+AND+%22Ortopediia+Travmatologiia+i+Protezirovanie%22%5BJournal%5D)">Surgical elongation of the leg.</a> Ortopediia Travmatologiia i Protezirovanie. 32, (1971).</li>
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<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, 636-642 (1998).</li>
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</ol>

Nous n&#39;avons rien à communiquer.

Bones guérir par deux modalités différentes en fonction de la stabilité mécanique (revue dans: 14). Quand on le laisse quelques grandes formes instables modèle du cartilage dans l&#39;espace de fracture qui est remplacé par de l&#39;os pour combler les deux extrémités de l&#39;os cassé. Proximale et distale à la pause, l&#39;os forme directement par l&#39;ossification intramembranaire dans le périoste et endoste. En revanche, dans la guérison des fractures stables se fait exclusivement par l&#39;intermédiaire...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nom du réactif </td><td> Entreprise </td><td> Numéro de catalogue </td><td> Commentaires </td></tr><tr><td> Broches insectes 0.25mm </td><td> Outil belle science </td><td> 26000-25 </td><td> Noirci acier anodisé, 0,25 mm diamètre de la tige, la longueur 4cm </td></tr><tr><td> Écrou acier inoxydable </td><td> Petites pièces </td><td> # 2-56 </td><td> 1/8 &quot;de long, 56 filets au pouce </td></tr><tr><td> Écrou acier inoxydable </td><td> Petites pièces </td><td> # 0-80 </td><td> 1/8 &quot;de long, 80 fils par pouce </td></tr><tr><td> Stainless Screw machine en acier </td><td> Petites pièces </td><td> # 0-80 </td><td> 1/8 &quot;de long, 80 fils par pouce </td></tr><tr><td> Machine en acier inoxydable Couper tige filetée </td><td> Petites pièces </td><td> # 0-80 </td><td> 6 &quot;de longueur, 80 fils par pouce </td></tr><tr><td> En acier inoxydable 18-8 Machine Head Screw </td><td> McMaster-Carr </td><td></td><td> 2-56 Threads, 3/6 &quot;de longueur </td></tr><tr><td> Dispositif de fixation externe </td><td> Atelier d&#39;usinage </td><td> Spécialement conçu </td><td></td></tr></tbody></table>

création fractures rigidement stabilisées pour l&#39;évaluation de l&#39;ossification intramembranaires, ostéogenèse par distraction, ou de guérison des défauts critiques sized

Creating Rigidly Stabilized Fractures for Assessing Intramembranous Ossification, Distraction Osteogenesis, or Healing of Critical Sized Defects

Évaluation des modes de réparation du squelette est essentielle pour le développement de thérapies à être utilisés en clinique pour traiter les fractures. La stabilité mécanique joue un rôle important dans la guérison des lésions osseuses. Dans le pire des cas une instabilité mécanique peut conduire à des êtres humains en retard ou non-union en. Cependant, le mouvement peut aussi stimuler le processus de guérison. Dans les fractures qui ont des formes de mouvement du cartilage pour stabiliser les extrémités osseuses fractures, et ce cartilage est progressivement remplacé par de l&#39;os à travers la récapitulation du processus de développement de l&#39;ossification endochondrale. En revanche, si une fracture de l&#39;os est rigidement stabilisée os forme directement via l&#39;ossification membraneuse. Cliniquement, à la fois l&#39;ossification endochondrale et membraneuse se produisent simultanément. Pour bien répliquer ces enquêteurs processus insérer une broche dans le canal médullaire de l&#39;os fracturé, comme décrit par Bonnarens 4. Cette méthode expérimentale fournit une excellente stabilité latérale tout en permettant rotatiol&#39;instabilité interne de persister. Cependant, notre compréhension des mécanismes qui régulent ces deux processus distincts peuvent également être renforcée par expérimentalement isoler chacun de ces processus. Nous avons développé un protocole de stabilisation qui assure la stabilisation de rotation et latérale. Dans ce modèle, l&#39;ossification intramembranaire est le seul mode de guérison que l&#39;on observe, et les paramètres de guérison peuvent être comparés entre les différentes souches de souris génétiquement modifiées 5-7, après l&#39;application de molécules bioactives 8,9, après avoir changé les paramètres physiologiques de guérison 10, après la modification de la quantité ou le temps de stabilisation 11, après ostéogenèse en distraction 12, après création d&#39;une non-consolidation 13, ou après la création d&#39;un défaut critique taille. Ici, nous illustrons comment appliquer les fixateurs Ilizarov modifiées pour l&#39;étude de la guérison des fractures du tibia et la distraction osseuse chez la souris.

Cet article décrit une méthode pour stabiliser les fractures des os longs qui est basé sur l&#39;application de fixateurs externes modifiés Ilizarov<sup&gt; 1-3</sup&gt;. Après l&#39;application des fixateurs et la création de la lésion osseuse, la guérison peut être évaluée, la distraction osseuse peut être effectué, ou non-union ou critiques défaut de taille peut être créé et utilisé pour étudier les interventions thérapeutiques.

Création fractures Rigidement stabilisées pour l&#39;évaluation de l&#39;ossification intramembranaires, ostéogenèse par distraction, ou de guérison des défauts critiques Sized

L'évaluation des modes de réparation squelettique est essentielle pour le développement de thérapies destinées à être utilisées en clinique pour le traitement des fractures. La stabilité mécanique joue un rôle important...

L'objectif général de cette procédure est de créer une tibie fixée externe qui peut être utilisée pour analyser la cicatrisation d'une fracture stabilisée, la distraction, l'ostéogenèse et la cicatrisation d'un défaut segmentaire. Tout d'abord, les bagues du fixateur sont positionnées et maintenues en place en insérant des broches stériles pour insectes dans la portion proximale et distale du tibia, puis en fixant les bagues aux broches stériles pour insectes. Ensuite, une fracture ou une ostéotomie est créée au niveau de la diaphyse médiane du tibia. Dans la dernière étape de la procédure, la troisième tige filetée est insérée afin de stabiliser complètement les bagues proximale et distale.En fin de compte, des résultats peuvent être obtenus afin de montrer les mécanismes de cicatrisation des fractures, de distraction, d'ostéogenèse et de greffe osseuse par des analyses histologiques, moléculaires et radiographiques. La procédure sera démontrée par les chercheurs seniors, le Dr. Diane, Y. Yuu, et la chercheuse postdoctorale, le Dr. Chelsea Baney, de l'Université de Californie à San Francisco, Hôpital général de San Francisco. Dans le laboratoire de régénération squelettique de l'I

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Une des contraintes de la recherche préclinique dans le domaine de la réparation osseuse est l’absence de contrôle expérimental sur l’environnement mécanique local au sein d’une lésion osseuse en voie de guérison. Nous rapportons la conception et l’utilisation d’un fixateur externe pour la réparation osseuse avec la possibilité de modifier la rigidité du fixateur in vivo.

Rigidité réglable, fixateur externe pour les modèles Rat fémur ostéotomie segmentaire et défauts osseux

Bien que les modèles murins soient des outils inestimables pour l’ingénierie des tissus osseux, les modèles de défauts osseux longs sont rares. Ce besoin a motivé le développement du protocole actuel qui utilise une plaque de verrouillage avec quatre vis et un gabarit dédié pour réaliser et stabiliser un défaut reproductible, fémoral, de taille critique avec une faible morbidité.

Mise en place d&#39;un segmentaire fémoral Critical-size Defect modèle chez la souris Stabilisé par Plate ostéosynthèse

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.

Un clou intramédullaire verrouillage pour Standardized Fixation de Fémur Ostéotomies pour l&#39;analyse normale et défectueuse des os de guérison chez la souris

Cette étude décrit un protocole reproductible et détaillé à l’aide un fixateur externe nouvellement mis au point pour l’ostéogenèse distraction (DO), chez un rat fémorale, modèle qui autorise physiologiques supportant le poids de l’animal après l’ablation du fixateur externe.

Un protocole efficace et reproductible pour Distraction ostéogénèse dans un modèle de Rat conduisant à un fémur régénéré fonctionnel

Ce protocole décrit une technique d’ostéosynthèse mini-invasive utilisant une vis intramédullaire pour stabilisation normalisée des fractures du fémur, qui peut être utilisé pour analyser des os endochondral guérison chez les souris.

Un modèle mini-Invasive pour analyser Endochondral Fracture de guérison chez des souris dans des Conditions biomécaniques

Nous présentons un souris tibial distraction ostéogénèse modèle développé à l’aide d’un distracteur sur mesure. L’utilisation d’une souris comme une cible d’analyse est avantageuse pour faire avancer la recherche.

Un modèle murin d’ostéogenèse Distraction

L’objectif du protocole est d’optimiser les paramètres de génération de fracture pour produire des fractures cohérentes. Ce protocole représente les variations de la taille de l’os et de la morphologie qui peut-être exister entre les animaux. En outre, un appareil de fracture économique, réglable est décrite.

Fracture appareil Design et optimisation de protocoles pour les Fractures fermées-stabilisé chez les rongeurs

Modèles de mammifères in vivo des défauts osseux taille critique sont indispensables pour les chercheurs qui étudient les mécanismes de guérison et de traitements orthopédiques. Ici, nous introduisons un protocole pour la création de défauts reproductibles, segmentaires, fémorales chez les rats stabilisés à l’aide de fixation externe.

Un modèle fiable et reproductible taille critique segmentaire fémorale défaut chez les Rats stabilisé avec un fixateur externe personnalisée

Ici, nous présentons un protocole pour la création d’un défaut de cavité en boîte dans le tissu de diaphyse fémorale du rat. Ce modèle permet d’évaluer les performances des biomatériaux sous stress biomécanique et d’explorer les mécanismes de régénération osseuse liés à l’ostéogenèse intramembraneuse.

Création d’un modèle de défaut de cavité en boîte dans l’os cortical du fémora de rat

Le modèle de lésion de la moelle osseuse murine est un outil utile pour étudier l’ostéogenèse postnatale par ossification intramembraneuse. Ce protocole chirurgical simplifié décrit la procédure d’ablation de la moelle osseuse pour l’évaluation en aval de la formation de nouveaux os et des réponses cellulaires après une blessure.

Méthodologie améliorée pour l’étude de l’ostéogenèse postnatale par ossification intramembraneuse dans un modèle de lésion de la moelle osseuse murine

L’étude combine de manière innovante des points de suture et des aiguilles en titane pour une fixation interne stable dans un modèle de fracture radiale chez le rat. La cicatrisation des fractures a été évaluée par micro-tomodensitométrie (micro-CT), et les neurones du ganglion primaire de la racine dorsale (DRG) ont été isolés et cultivés pour des investigations complémentaires.

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Apprenez à créer des fractures stabilisées rigides pour étudier l'ossification intramembranaire, l'ostéogenèse par distraction et la guérison des défauts osseux critiques chez la souris.

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