פרוטוקול זה מתאר טכניקת אוסטאוסינתזה המשתמשת במסמר נעילה תוך-מדולרי לקיבוע סטנדרטי של אוסטאוטומיה של עצם הירך, שניתן להשתמש בה כדי לנתח ריפוי עצם תקין ופגום בעכברים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מסמר נעילת intramedullary עבור קיבוע סטנדרטי של Osteotomies עצם הירך כדי לנתח רגיל ופגום עצם ריפוי עכברים
במאמר זה
סיכום
תקציר
מודלי ריפוי עצם חיוניים לפיתוח אסטרטגיות טיפוליות חדשות לטיפול שבר קליני. יתר על כן, בעכברי מודל הופך להיות יותר נפוץ במחקר טראומה. הם מציעים מספר רב של זנים מוטנטים ונוגדנים לניתוח של המנגנונים המולקולריים מאחורי התהליך המובחן מאוד של ריפוי עצם. כדי לשלוט בסביבה ביומכנית, סטנדרטיות היטב מאופיינות טכניקות osteosynthesis הן חובה בעכברים. כאן אנו מדווחים על עיצוב ושימוש מסמר intramedullary לייצב osteotomies הירך פתוח בעכברים. המסמר, עשוי נירוסטה רפואית כיתה, מספק צירי גבוהות וקשיחות סיבוב. השתל נוסף מאפשר היצירה מוגדרת, פער osteotomy קבוע בגדלים מ 0.00 מ"מימ עד 2.00 מ"מ. Intramedullary נעילת ייצוב ציפורן של osteotomies ירך עם גדלי פער של 0.00 מ"מ ו -0.25 מ"מ לגרום ריפוי עצם נאות דרך endochondral ו ossificat intramembranousיוֹן. ייצוב osteotomies ירך עם גודל פער של 2.00 תוצאות מ"מימ שאינם Union מכולה. לפיכך, את מסמר נעילת intramedullary ניתן להשתמש במודלי ריפוי שאינו נרפא. יתרון נוסף של השימוש של הציפורן בהשוואה לדגמי ריפוי עצם פתוח אחרים הוא האפשרות לתקן תחליפי עצם מספק ופיגומים כדי ללמוד את תהליך האינטגרציה גרמית. חסרון של השימוש של ציפורן intramedullary הוא ההליך כירורגי יותר פולשנית, טבוע בכל ההליכים הפתוחים בהשוואה לדגמים סגורים. חסרון נוסף עשוי להיות האינדוקציה של ניזק מסוים אל חלל intramedullary, טבועה בכל טכניקות ייצוב intramedullary בהשוואה להליכי ייצוב extramedullary.
מבוא
הביולוגיה של ריפוי עצם עשויה להיחקר במבחנה באמצעות תרביות תאים אליפטית, אבל זה גם דורש in vivo גישות באמצעות ניסויים בבעלי חיים. בעוד ניסויים בקנה חיים עדיין לשחק תפקיד חשוב בניסויים פרה-קליניים, בדיקות בשלב מוקדמות של מוצרים או השערות השתנו במהלך 10 השנים האחרונות והוא כיום לעתים קרובות שנערכו במודלים של בעלי חיים קטנים 1. בורר זה בוצע מכמה סיבות. ייצור ותחזוקה של עכברים וחולדות הם זול יותר לעומת חזירים וכבשים. בנוסף, חיות קטנות יש פעמי רבייה קצרות תקופות ריפוי טבעיות קצרות, אשר שניהם להקל על הביצוע של סדרות גדולות של ניסויים כרוניים. לבסוף, את הזמינות של חיות-ממוקד גני נוגדנים ספציפיים מאפשרת הניתוח של מנגנונים מולקולריים בריפוי עצם. עם זאת, בעוד טכניקות השתמש בעבר osteosynthesis במודלים של בעלי החיים הגדולים יותר יכול להיות מתורגם עם variat המינימאלי יון מנהלים דומים המשמשים לטיפול בחולים קליני בבני אדם או רפואת וטרינרית, הפיתוח והיישום של טכניקות osteosynthesis בחולדות הקטנות בגודל והעכברים התברר להיות מאתגר.
העובדה ידועה היא כי הסביבה ביומכנית משפיעה בצורה משמעותית על עצם תהליך ריפוי 2. כידוע מריפוי שבר בבני אדם, הבדלים תוצאה ייצוב לשבר מצבים שונים של ריפוי, כולל התאבנות intramembranous לאחר קיבוע נוקשה התאבנות endochondral לאחר קיבוע נוקשה פחות עם micromovements. צירי מלא או חוסר יציבות סיבוב עשוי לעכב את תהליך הריפוי או עלול לגרום לאי-איגודי 3. בהתאם לכך, אנו חשים כי יש צורך לפתח מערכות שתלים מתוחכמות וטכניקות osteosynthesis בעכברים וחולדות. בדרך זו, תנאי ביומכנית ניתן טופלו כראוי, המבטיחים תוצאות תקפות כאשר מנתחים את תהליך הריפוי.
e_content "> למרות מספר לא מבוטלים של טכניקות ייצוב murine מתוחכמות הוכנסו במהלך השנים האחרונות, את הטכניקה הנפוצה ביותר היא עדיין את סיכת intramedullary הפשוטה. החסרון העיקרי של שיטה זו, לעומת זאת, היא חוסר סיבוב צירי יציבות 4. כדי לשפר את יציבות סיבוב צירית, בורג intramedullary הוצג לייצב שברים בעצם ירך בעכברים 5. עם זאת, קיבעון הבורג לא יכול לשמש לאבחון ריפוי עצם-פגום בשל צורך בקשר והדחיסה בין שברי העצמות ב כדי לשמור על יציבות סיבוב.Intramedullary נעילה מסמר מציע צירי גבוהות ויציבות סיבוב בהשוואה לפין פשוט את בורג intramedullary 4. Osteotomy ירך מאוד לשחזור, אפשרי בגלל המדריך עבור ג'יגלי רואה והיכולת ליצור גדלי פער מוגדרים, מאפשרת הניתוח של שני bon הנורמליריפוי עצם פגום דואר ריפוי 6. בשל החדרת סיכות השלובות, intramedullary נעילה מסמר מבטיח גודל פער קבוע במהלך תהליך הריפוי כולו, אפילו תוך נשיאת משקל מלא. כאן אנו מדווחים על העיצוב והיישום של ציפורן נעילת intramedullary, כמו גם על היתרונות והחסרונות שלה ב מחקרי ניסויים על ריפוי עצם תקין ועכב.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
כל הנהלים היו IACUC שאושרו בעקבות הנחיות מוסדיים (Landesamt für Verbraucherschutz, Zentralstelle Amtstierärztlicher Dienst, זארבריקן, גרמניה). שיכוך כאבים ומניעת זיהום צריכים להיות בהסכמה עם ההנחיות בהתאמה של המדינה במוסד שבו הניסויים יבוצעו.
1. הכנת שתלים כלי כירורגי
- בחר להב סכין מנתחים (גודל 15), מספרי הכנה קטנים, מלקחיים בסדר, מלקחי הלבשה, מצבטיים קטנים, 24 מד (G) ו -27 מחטי G, תפר 5-0 שאינם resorbable, ואת בעל מחט מתיבת מכשיר מייקרו .
- לפרוק את מסמר intramedullary, הפינים השלובים, מכשיר המכוון המיוחד, ג'יגלי רואה, את התבנית עבור ג'יגלי רואה, מקדח מרכוז (1 מ"מ קוטר), המקדח (בקוטר 0.3 מ"מ), ואת מקדח היד (איור 2; לראות רשימה של חומרים).
הערה: intramמסמר edullary (0.8 מ"מ קוטר, 15.7 מ"מ אורך) הוא מסמר נעילת intramedullary נירוסטה רפואית כיתה להשתלה מדרדרת לתוך עצם הירך. המסמר יש חוט הפרוקסימלית (אורך 4 מ"מ) ושני חורים עבור החדרת הסיכות השלובות (0.3 מ"מ קוטר) על מנת להשיג יציבות צירית סיבוב (איור 1). - לחשוף את השתלים וכל מכשירי הניתוח לפתרון וחיטוי (למשל, 96% אלכוהול) במשך 5 דקות או לעקר אותם (חיטוי באמצעות קיטור, 130 ° C, 25 דקות). לאחר חיטוי או עיקור, למקם את המכשירים על מטלית מבצע סטרילי. מקם את המטלית מבצע סטרילי ישירות בסמוך לשולחן פעולה חיה קטנה.
2. בעלי חיים, הרדמה, ואת שיכוך כאבים
- בחר את המתח, גיל ומין של עכברים לפי הצורך לחקר והשאלה להיות מטופל.
הערה: לצורך המחקר 12 ל CD-1 זכר 14 שבועות בן עכברים שימשו. לקבלת מסמר implantation, משקל הגוף האידיאלי של החיות הוא 25 - 35 גרם. - להרדים את העכברים עם זריקה intraperitoneal של 15 מ"ג / ק"ג ו xylazine קטמין 75 מ"ג / ק"ג. אשר את ההרדמה על ידי צביטת בוהן. החל סיכה עין כדי להגן על העיניים של בעלי החיים מהתייבשות במהלך ההרדמה. לאחר אינדוקציה של הרדמה, במקום את העכבר תחת מנורת חום כדי לשמור על טמפרטורה קבועה בגוף.
- החל tramadol-hydrochloride במי השתייה (2.5 מ"ג / 100 מ"ל) על כאבים מהיום 1 לפני הניתוח עד יום 3 לאחר הניתוח.
3. הליך כירורגי השרשת נייל
- לפני הניתוח, לגלח את רגלו הימנית האחורית כולו להחיל קרם מקריח. לאחר 5 דקות, להסיר את הקרם ולנקות את הרגל במים. לחשוף את השתלים וכל מכשירי הניתוח לפתרון וחיטוי (למשל, 96% אלכוהול) או לעקר אותם (חיטוי באמצעות קיטור, 130 ° C, 25 דקות).
- בתנאים aseptic, למקם את mouse במצב שכיבה על שולחן פעולת חיה הקטן. לכופף את הברך הימנית כדי לאפשר גישה קדמית condyles של הברך. בצע חתך parapatellar המדיאלי 5 מ"מ על ברך ימין באמצעות להב סכין המנתחים.
- הרם את רצועת הפיקה עם המלקחיים בסדר לגייס את הרצועה בזהירות עם להב סכין המנתחים. לאחר מכן, להעביר את פיקת הברך רוחבית עם להב סכין המנתחים לחשוף את חריץ intercondylar של עצם הירך.
- פתח את החריץ intercondylar ידי קידוח עד חלל intramedullary הוא הגיע.
- התחל קידוח עם 45 º לקזז לציר הירך באמצעות 1 מ"מ מרכוז המקדח. לאט לשנות את הכיוון של המקדח במהלך קידוח עד מקביל לציר העצם של הירך. עצור קידוח אם חלל intramedullary הוא הגיע.
- לאחר פתיחת העצם לעבר חריץ intercondylar, הכנס 24 מחט G לתוך חלל intramedullary מעל לכל האורך של עצם הירך. לקדד intrameחלל dullary של עצם הירך באופן ידני באמצעות בתנועות סיבוביות של 24 מחט G. הסר את המחט 24 G ו להכניס את המחט 27 G רזה לתוך חלל intramedullary. לדחוף את המחט קדימה כדי לחורר את העצם הקורטיקלית של הירך proximally בבית trochanter יותר.
- הסר את המחט 27 G מן הירך. באמצעות מקדח היד, להשתיל את מסמר intramedullary דרך חריץ intercondylar תחת סיבוב רציף לחץ צירי עד הקצה הדיסטלי של הציפורן מגיע לרמה של condyles.
הערה: הקצה הדיסטלי של הציפורן ניתן לזהות עם סימן קטן. - מניחים את העכבר במצב לרוחב שמאל. בצע חתך בעור אורך באמצעות להב סכין המנתחים לאורך חלק diaphyseal של עצם הירך לרוחב מן מפרק הברך למפרק הירך כדי ניתוח על מנת לחשוף את midshaft של עצם הירך.
- בעזרת מספרי הכנה קטנים, לפצל את fascia ולהפיץ את השרירים בכיוון של ציר הירך מהצד לרוחב.מורח את השרירים עד חלק diaphyseal של עצם הירך חשוף. לשמר את גיד הנשה.
- הכן את ההיקף השלם של עצם הירך באמצעות ערעור העצם עם מלקחי ההלבשה. ואז, לחזור בו השרירים על ידי הפצת מלקחי ההלבשה ולחשוף את עצם הירך.
- הר המכשיר המכוון אל הקצה הדיסטלי של הציפורן. לקדם את המכשיר עד שהוא מייחס מקורב המתאם של הציפורן ולהפוך את המכשיר המכוון בעמדת anterolateral אל הירך.
- משתלבים הציפורן עם הפרוקסימלי וסיכת שלובים דיסטלי.
- התחל עם סיכה שלובים הפרוקסימלי.
- הכנס את קצת המרכוז לקדוח (1 מ"מ קוטר) לתוך מקדח יד. Countersink העצם במיקום חור שלובים הפרוקסימלי.
הערה: כברירת countersinking, חלל קטן נוצר עצם קורטיקלית מול ללא קידוח דרך העצם. חלל זה מאפשר מרכוז משופר מנחה של המקדח הרזה (0.3 מ"מ קוטר),שימוש בשלב מאוחר יותר. - הכנס את המקדח (0.3 מ"מ קוטר) לתוך מקדח יד. שימוש במכשיר מכוון, לקדוח חור דרך הן וציפוי ואת העצם הקורטיקלית נמנע (bicortical). הכנס את הסיכה שלובים הראשון דרך המכשיר מכוון. המזמרה הפירית כונן סיכה שלובי off בהקדם המומנט שהלובים מושג.
- חזור על הליך זה עבור פיני שלובי דיסטלי.
- בצעו את osteotomy diaphyseal.
- צרף המדריך המסור המכשיר המכוון בצד לרוחב בין שני הפינים השלובים. לאחר מכן, ראה את העצם עם ג'יגלי רואה תחת השקיה רציפה עם מי מלח. לאחר osteotomy הושלמה, לחתוך את המסור בקצה אחד, סמוך לעצם. הסר את המסור בזהירות כדי למנוע גרימת נזק לרקמות הרכות.
- הסר את ההתקן המכוון ו, עם המלקחיים הקטנים, קליפ את הפיר הנותר של ציפורן intramedullary בשורת הניכרת.
- סגור את השכבות השרירות על latאתר eral של עצם הירך ולבצע סגירת העור עם תפרים יחידים. באתר הקדמי של הברך, למקם מחדש את פיקת הברך ולתקן את גיד פיקת הברך לשרירים עם תפר אחד. השתמש תפרים יחידים לסגור את הפצע הזה גם כן.
- שמור את החיות תחת מנורת חום עד שהם להתאושש מן ההרדמה. אל תשאיר את החיות ללא השגחה עד שהם להכרתו מספיק כדי לשמור שכיבה הגחון. להחזיר את החיות בכלובים יחידים במתקן החיה.
- צג החיות בזהירות כל יום. לשמור על שיכוך כאבים לאחר הניתוח במהלך שלושת הימים הראשונים. המשך שיכוך כאבים אם, ביום 4 לאחר ניתוח, החיות עדיין מעידות כאב, כפי שצוין על ידי ניקוד, חוסר מנוחה, חוסר הניידות, אי חתן, יציבה לא תקינה, וחוסר העניין נורמלי בסביבה. לסיים שיכוך כאבים כאשר בעלי החיים הם כאב חינם.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
השעה כוללת על ההליך כירורגי הייתה כ -30 דקות מן החתך בעור לפצוע סגר. באמצעות שתלים כירורגיים הניתנים, הניתוח יכול להתבצע ללא מיקרוסקופ סטריאו. לאחר ניתוח, החיות נוטר יומי. שיכוך כאבים שלאחר הניתוח הופסק לאחר 3 ימים כי אף אחד החיות הראו עדות של כאב (ניקוד, חוסר מנוחה, חוסר ניידות, אי החתן, יציבה לא תקינה, או חוסר עניין נורמלי בסביבה) לאחר פרק זמן זה. החיות הראו נושאת משקל נורמלי בתוך 2 ימים לאחר הניתוח. זיהום פצע או שברים משניים לא נצפו במהלך תקופת ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
השלבים הקריטיים ביותר של הטכניקה הניתוחית הם את המיקום הנכון של הציפורן, המכשיר המכוון, ואת הסיכות. המסמר צריך להיות מוכנס לחלוטין הכניסה ניכרה בקצה הדיסטלי של הציפורן, כי בליטה של הציפורן לתוך מפרק הברך ברמה של condyles יכולה להגביל את חופש התנועה של הברך (איור 3). לכן, בגודל של עצם הירך, ולפיכך משקל הגוף של בעלי החיים, יש לקחת בחשבון. המנתח צריך גם לשים לב במיוחד למיקום הסופי של המכשיר מכוון הצמדת אוגן מעברים של הציפורן. פעולה זו מבטיחה כי osteotomy הוא תמיד במצ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
רומנו מתיס הוא עובד של RISystem AG, דאבוס, שוויץ, המייצרת את השתלים והמכשירים הספציפיים לשתלים. לכותבים האחרים אין ניגודי אינטרסים.
תודות
עבודה זו נתמכה על ידי RISystem AG, בדאבוס, שוויץ.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| MouseNail | RISystem AG | 221,122 | |
| Mouseמכשיר לכיוון ציפורניים | RISystem AG | 221,201 | |
| עכברסיכה משתלבת ציפורניים | RISystem AG | 221,121 | |
| סיבית מרכוז | RISystem AG | 592,205 | |
| מקדח | RISystem AG | 590,200 | |
| Gigli מסור תיל | RISystem AG | 590,100 | |
| תפרים (5-0 פרולן) | Ethicon | 8614H | |
| מלקחיים | בראון Aesculap AG & CoKG | BD520R | |
| מלקחיים לבישה | בראון Aesculap AG & CoKG | BJ009R | |
| מספריים | Braun Aesculap AG & CoKG | BC100R | |
| Braun Aesculap AG & CoKG | BM024R | ||
| 24 גרם מחט | BD Mircolance 3 | 304100 | |
| 27 G מחט | Braun Melsungen AG | 9186182 | |
| להב אזמל גודל 15 | Braun Aesculap AG & CoKG | ||
| מלקחיים | Knipex | 7932125 | |
| חום רדיאטור | Sanitas | 605.25 | |
| קרם אפילציה | Asid bonz GmbH | NDXZ10 | |
| חומר סיכה לעיניים | Bayer Vital GmbH | 2182442 | |
| קסילזין | Bayer Vital GmbH | 1320422 | |
| קטמין | Serumwerke ברנבורג | ||
| Tramadol | Grü nenthal GmbH | תמיסת | |
| (SoftaseptN) | Braun Melsungen AG | 8505018 | |
| עכברי CD-1 | צ'ארלס ריבר | 22 |
מקורות
- Histing, T., et al. Small animal bone healing models: standards, tips, and pitfalls results of a consensus meeting. Bone. 49 (4), 591-599 (2011).
- Claes, L., Augat, P., Suger, G., Wilke, H. J. Influence of size and stability of the osteotomy gap on the success of fracture healing. J Orthop Res. 15 (4), 577-584 (1997).
- Histing, T., et al. Characterization of the healing process in non-stabilized and stabilized femur fractures in mice. Arch Orthop Trauma Surg. 136 (2), 203-211 (2016).
- Histing, T., et al. Ex vivo analysis of rotational stiffness of different osteosynthesis techniques in mouse femur fracture. J Orthop Res. 27 (9), 1152-1156 (2009).
- Holstein, J. H., et al. Development of a stable closed femoral fracture model in mice. J Surg Res. 153 (1), 71-75 (2009).
- Garcia, P., et al. The LockingMouseNail-a new implant for standardized stable osteosynthesis in mice. J Surg Res. 169 (2), 220-226 (2011).
- Cheung, K. M., Kaluarachi, K., Andrew, G., Lu, W., Chan, D., Cheah, K. S. An externally fixed femoral fracture model for mice. J Orthop Res. 21 (4), 685-690 (2003).
- Garcia, P., et al. A new technique for internal fixation of femoral fractures in mice: impact of stability on fracture healing. J Biomech. 41 (8), 1689-1696 (2008).
- Histing, T., et al. An internal locking plate to study intramembranous bone healing in a mouse femur fracture model. J Orthop Res. 28 (3), 397-402 (2010).
- Thompson, Z., Miclau, T., Hu, D., Helms, J. A. A model for intramembranous ossification during fracture healing. J Orthop Res. 20 (5), 1091-1098 (2002).
- Hiltunen, A., Vuorio, E., Aro, H. T. A standardized experimental fracture in the mouse tibia. J Orthop Res. 11 (2), 305-312 (1993).
- Manigrasso, M. B., O'Connor, J. P. Characterization of a closed femur fracture model in mice. J Orthop Trauma. 18 (10), 687-695 (2004).
- Lovati, A. B., et al. Diabetic mouse model of orthopaedic implant-related Staphylococcus aureus infection. PLoS One. 8 (6), e67628(2013).
- Slade Shantz, J. A., Yu, Y. Y., Andres, W., Miclau, T. 3rd, Marcucio, R. Modulation of macrophage activity during fracture repair has differential effects in young adult and elderly mice. J Orthop Trauma. 28, 10-14 (2014).
- Claes, L. E., et al. Effects of mechanical factors on the fracture healing process. Clin Orthop Relat Res. 355 (Suppl), 132-147 (1998).
- Gröngröft, I., et al. Fixation compliance in a mouse osteotomy model induces two different processes of bone healing but does not lead to delayed union. J Biomech. 18 (13), 2089-2096 (2009).
- Glatt, V., Matthys, R. Adjustable stiffness, external fixator for the rat femur osteotomy and segmental bone defect models. J Vis Exp. (9), e51558(2014).
- Manassero, M., et al. A novel murine femoral segmental critical-sized defect model stabilized by plate osteosynthesis for bone tissue engineering purposes. Tissue Eng Part C Methods. 19 (4), 271-280 (2013).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
