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

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'Institut de traumatologie orthopédique, commencez par assembler le dispositif de fixation externe sur mesure.

Les cadres de fixation sont constitués de deux anneaux en aluminium stabilisés par trois tiges filetées en acier inoxydable, huit écrous hexagonaux et 17 boulons correspondants. Deux anneaux en aluminium sont nécessaires par fracture afin de permettre au premier anneau de fixer légèrement quatre écrous hexagonaux et les boulons correspondants dans les trous appropriés. Pour réaliser l'anneau distal, vissez à nouveau quatre écrous et boulons sans serrer complètement, puis insérez deux des longues tiges filetées qui stabiliseront le fixateur dans les trous situés à 12 et 6 heures sur l'anneau distal, et fixez-les à l’aide de deux écrous hexagonaux.

Anesthésiez une souris de l'âge et du sexe souhaités par une injection intrapéritonéale de kétamine et de xylazine. Confirmez l'anesthésie complète à l'aide d'un test de pincement de l'orteil. Après avoir retiré les poils et effectué un lavage avec un antiseptique, appliquez un lubrifiant oculaire, puis placez la souris sur un tapis chauffant pour la durée restante de la procédure.

Placer l'anneau proximal sur la patte avec les écrous orientés vers l'extrémité distale et déplacer l'anneau au-dessus de l'articulation du genou. Fixer les métaphyses proximale et distale du tibia gauche à l'aide de quatre broches stériles pour insectes de 0,25 millimètre en fixant les broches à une perceuse et en les enfonçant à travers l'os. Orienter les broches perpendiculairement à l'axe longitudinal du tibia et à 90 degrés les unes par rapport aux autres, en laissant au moins 10 millimètres entre les broches proximale et distale.

Fixez les broches à l'anneau proximal, en maintenant le tibia positionné au centre de l'anneau en aluminium. Placez le deuxième anneau sous les broches distales. Fixez les deux tiges à l'anneau proximal, puis fixez les broches à l'anneau à l'aide des écrous hexagonaux.

Comme précédemment, créez la fracture transversale par flexion à trois points à l’aide d’un dispositif approprié. Placez la surface postéro-latérale du tibia en appui sur les blocs. Élevez le poids à une hauteur prédéterminée le long du bras de chute, puis lâchez-le afin qu’il frappe la face antéro-latérale du tibia.

Pour produire une fracture transversale, confirmez la fracture par radiographie. Ensuite, fixez la dernière tige filetée en acier inoxydable aux anneaux en partant de l'extrémité distale. Insérez la tige et vissez un écrou sur l'anneau distal pour fixer la tige.

Ensuite, placez un autre écrou sur la tige afin que l'anneau proximal soit positionné au-dessus. Veillez à ce que les deux anneaux soient maintenus à des distances égales et à ce qu'ils n'exercent aucune contrainte sur les broches. Fixez l'anneau proximal aux tiges à l'aide d'un troisième écrou.

Ajouter de l'aamaz à tous pour inverser l'anesthésie et de la buprénorphine pour l'analgésie, puis surveiller les animaux jusqu'à ce qu'ils soient réactifs et capables de se déplacer. Ensuite, administrer des injections sous-cutanées de buprénorphine pour l'analgésie, puis à nouveau quatre heures plus tard, conformément au protocole standard de distraction ostéogénique. À l'aide de ce modèle, placer les fixateurs sur le tibia, créer une fracture et laisser reposer pendant une période de latence de cinq jours.

Après cinq jours, réalisez l'ostéogenèse par distraction en tournant les écrous situés sur les tiges de stabilisation. Effectuez un quart de tour par jour pendant sept jours. Les animaux sont surveillés attentivement en postopératoire afin d'évaluer le besoin d'une analgésie supplémentaire.

Un pont osseux est observé au bout de 10 jours, et une consolidation complète est observée au bout de 27 jours après la fin de la distraction. Après administration d'une anesthésie, épilation à l'aide d'un produit dépilatoire et nettoyage de la peau avec un antiseptique, appliquer les fixateurs comme décrit précédemment. Placer la souris sous un microscope stéréoscopique afin de visualiser la partie médiale du tibia, puis pratiquer une incision de cinq à sept millimètres à l'aide d'une lame n°10 montée sur un bistouri.

Sectionnez délicatement et séparez le muscle pour exposer la diaphyse médiane du tibia. À l’aide de la pointe d’une paire de ciseaux, découpez lentement un segment de trois millimètres de tibia en prenant soin de ne pas déplacer l’os avec une force mécanique excessive. Ensuite, retirez tous les fragments osseux résiduels à l’aide de pinces.

Après avoir examiné le site chirurgical à la recherche de fragments osseux, remettre le muscle autour des extrémités émoussées du tibia. Fermer l'incision cutanée avec deux à trois points de suture en polyfilament 6,0, puis insérer la troisième tige afin de stabiliser le fixateur externe. Comme indiqué précédemment, inverser l'anesthésie, administrer des analgésiques et continuer à surveiller les animaux en cas de douleur.

Comme décrit précédemment, lorsqu'ils sont correctement appliqués, les fixateurs externes assurent une stabilité très rigide de la fracture fermée du tibia, avec une excellente réduction, comme le montre ce cliché radiographique réalisé après la fracture, où les segments osseux bien alignés sont indiqués par les flèches. Les fractures stabilisées par cette méthode guérissent principalement par ossification intramembraneuse. Grâce à une coloration trichrome, on observe sur cette image la présence d'un nouvel os au niveau du site de fracture. En revanche, si la fracture n'est pas stabilisée, un important cal cartilagineux se forme dans l'espace fracturaire, puis est progressivement remplacé par de l'os par le processus d'ossification endochondrale après son développement. Cette technique a permis aux chercheurs dans le domaine de l'orthopédie d'explorer les mécanismes de cicatrisation des fractures stables chez la souris.