פרוטוקול זה מתאר שיטה osteosynthesis פולשנית באמצעות בורג אורתופדיים עבור מתוקננת ייצוב הירך שברים, אשר ניתן להשתמש כדי לנתח את עצם endochondral ריפוי בעכברים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מודל פולשנית לניתוח שבר Endochondral ריפוי בעכברים בתנאים מתוקננים ביו-מכני
במאמר זה
סיכום
תקציר
מודלים ריפוי עצם נחוצים לנתח על מנגנוני ריפוי כדי לשפר את הטיפול הקליני שבר שבר מורכב. במהלך העשור האחרון, שימוש מוגבר של העכבר מודלים במחקר אורטופדי צוין, סביר להניח כי העכבר הדגמים מציעים מספר רב של זנים מהונדס גנטית, נוגדנים מיוחדים לניתוח של המנגנונים המולקולריים של ריפוי השבר. כדי לקבוע את התנאים ביו-מכני, טכניקות osteosynthesis מאופיין היטב הינם שדות חובה, גם בעכברים. כאן, אנו מדווחים על העיצוב ועל השימוש עצם סגור ריפוי דגם לייצב את עצם הירך שברים בעכברים. הבורג אורתופדיים, עשוי פלדת אל-חלד באיכות רפואית, מספק דרך שבר דחיסה של יציבות צירית, כשעוצמת בהשוואה הפינים בעיקר בשימוש לשדי פשוטה, אשר מראים חוסר יציבות צירית, כשעוצמת מלאה. היציבות מושגת על-ידי הבורג לשדי מאפשר הניתוח של ריפוי endochondral. כמות גדולה של רקמות קסם, קיבל לאחר ייצוב עם הבורג, מציע תנאים אידיאליים כדי לקצור רקמות עבור ניתוחים הביוכימי והמולקולרי. יתרון נוסף של השימוש של הבורג היא העובדה כי הבורג יכול להיות מוכנס לתוך עצם הירך עם טכניקה פולשנית ללא גרימת נזק לרקמות רכות. לסיכום, הבורג הוא שתל ייחודי שיכול אידיאלי לשמש שבר סגור ריפוי מודלים מציע תנאים biomechanical סטנדרטית.
מבוא
לימודי ריפוי עצם עכברים הם ביקוש גדול בשל קשת רחבה של נוגדנים ובעלי מהונדס גנטית. עובדות אלה מאפשרים ללמוד את המנגנונים המולקולריים של העצם ריפוי1. בשנים האחרונות, פיתחו עצם שונה ריפוי מודלים עבור עכברים היו2. מודלים אלה ניתן לחלק מודלים פתוח, אשר העצם הוא osteotomized באמצעות גישה כירורגית לרוחב פתוח, סגור דגמים, שבו העצם. היא סדוקה המבוססת על מודל שבר לראשונה על ידי Bonnares ו איינהורן3. בעזרת טכניקה זו, שבר רוחבי מתוקננת יכול להיות מיוצר על ידי מכשיר כיפוף 3 נקודות, שתלים אורתופדיים יכול להיות מוכנס דרך חתך קטן parapatellar המדיאלי בטכניקה פולשנית הימנעות טראומה גדולה רקמות רכות.
ניתן להחיל את הבורג לשדי לייצוב השבר סגור בעכברים. הבורג מציע המסתובבת ויציבות צירית. זו מושגת על ידי שבר דחיסה באמצעות חוט הפרוקסימלית ו דיסטלי ראש4. יתרונות נוספים של הבורג הם בטכניקה כירורגית פשוטה, הציון הנמוך של invasivity, הנמוך שתל והמשקל, בעיקר, יציבות גבוהה יותר במתן תנאים biomechanical מתוקננת ומבוקר לעומת אחרים אורתופדיים שתלים5. למעשה, בדגמי שבר סגור ביותר, שברי התייצבו רק על ידי סיכות פשוטות, אשר מזוהה עם חוסר מוחלט ויציבות המסתובבת צירית, סיכון גבוה של פין, גם שבר פריקה. זה יכול להשפיע בצורה ניכרת את תהליך הריפוי, והתוצאה עשויה להיות הריפוי מתעכב או היווצרות והמעלית.
ידוע כי היציבות של קיבוע שבר יש השפעה עצומה על6,תהליך הריפוי7, הוא... קיבוע נוקשה גבוהה תוצאות ריפוי intramembranous, בעוד יציבות פחות נוקשה, דבר אשר עלול לאפשר micromovements ב הפער שבר, תוצאות endochondral הילינג. ייצוב של השבר עם הבורג לשדי מציג בעיקר של endochondral ריפוי עם כמות גדולה של רקמות קסם, במיוחד לאחר 2 שבועות של ריפוי השבר. אפשרות לקצור כמות גדולה של רקמות קסם המאפשרת הניתוח של פרמטרים מרובים על-ידי טכניקות שונות.
כאן, אנו מדווחים על העיצוב והיישום של הבורג לשדי בעכברים, כמו גם על יתרונות וחסרונות ניסיוני מחקרים על ריפוי עצם endochondral רגילה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
כל ההליכים בוצעו על פי מכון הבריאות הלאומי ההנחיות לשימוש של חיות ניסוי ועקבתי המוסדיים הנחיות (Landesamt לדנציג Verbraucherschutz, Zentralstelle Amtstierärztlicher שירות, זארבריקן, גרמניה).
1. הכנת מכשירי ניתוח, שתלים
- בחר להב סכין (גודל 15), מקלון קטן, מלקחיים בסדר, מחט 27 G, בתפר הלא-resorbable 5-0, מספריים, בעל מחט מתוך תיבת נגינה השתלה.
- לפרוק את הבורג אורתופדיים, החוט מדריך (בקוטר 0.3/0.2 מ מ, 10 ס מ אורך), של המקדחה המרכוז (0.5 מ מ קוטר), את התרגיל ביד (איור 1; ראה טבלה של חומרים).
הערה: הבורג לשדי (0.5 מ מ קוטר, 17.2 מ מ אורך) עשוי פלדת אל-חלד באיכות רפואית להשתלה רטרוגרדית לתוך עצם הירך. הבורג יש הליך צינתור (0.5 מ מ קוטר, 4 מ מ אורך) עם אף (0.2 מ"מ קוטר, 0.4 מ מ אורך) הטיפ ובראש דיסטלי בצורת חרוט (בקוטר 0.8 מ מ, מ מ אורך) כדי להשיג שבר דחיסה, כמו גם מפוח ויציבות המסתובבת. - לחשוף את השתלים ואת כל מכשירי ניתוח לפתרון חיטוי (96% אלכוהול) במשך 5 דקות או לעקר אותם (עיקור אדים, 130 ° C, 25 דקות). לאחר חיטוי או עיקור, במקום כלי הנגינה על בד המבצע. מיקום הבד מבצע סמוכים ישירות אל השולחן מבצע בעלי חיים קטנים.
2. חיות, הרדמה, שיכוך כאבים
- בחר את המתח, גיל ומין של העכברים לפי השאלה הלימודים הנדונה.
הערה: במחקר זה 12 עד 14-בת עכברים CD-1 זכר שימשו. משקל הגוף המתאים לשימוש הבורג לשדי הוא בין 25-35 גרם. - עזים ומתנגד העכברים עם זריקה בקרום הבטן של קטמין חריגות השירותים הווטרינריים, 75 מ"ג/ק"ג של 15 מ"ג/ק"ג. לאשר את ההרדמה על ידי צביטה הבוהן. החל העין חומר סיכה, כדי להגן על העיניים החיה התייבשות במהלך הרדמה. לאחר אינדוקציה של הרדמה, מקם את העכבר תחת רדיאטור חום כדי לשמור על טמפרטורת הגוף קבועה. במהלך ההליך, חיות נוטרו עם קמצוץ הבוהן חוזרות ונשנות על מנת להבטיח מטוס המתאים של הרדמה.
- חלים טרמדול-הידרוכלוריד במי השתייה (1.0 mg/mL) על שיכוך כאבים מיום 1 לפני הניתוח עד ליום 3 לאחר הניתוח.
הערה: שיכוך כאבים ומניעת זיהום צריך להיות מסכים עם ההנחיות המתאימות של המדינה ושל מוסד איפה הניסויים שיש לבצע.
3. ניתוח, בורג לשדי השרשה
- לפני הניתוח, לגלח את הרגל ממש האחוריות כולה ולהחיל על קרם depilatory. לאחר 5 דקות, להסיר את הקרם ולנקות את הרגל עם מים. לאחר מכן, להחיל פתרון חיטוי באלכוהול 96%. ניתן להוסיף Betadine או chlorhexidine האלכוהול כדי להבטיח asepsis מלאה.
- בתנאים aseptic, מקם את העכבר במצב פרקדן על השולחן מבצע בעלי חיים קטנים. לכופף את הברך הנכון כדי לאפשר גישה קדמית condyles של הברך לבצע חתך 5 מ מ parapatellar המדיאלי בברך נכון באמצעות הלהב ומהדקים.
- לגייס את רצועה ברך בזהירות עם הלהב אזמל, הדגימה. לאחר מכן, משמרת את עצם הפיקה רוחבית עם המלקחיים בסדר לחשוף את החריץ intercondylar של עצם הירך.
- פתח את החריץ intercondylar בדיוק באמצע עצם הירך בין שני condyles. ודא כי לא יעלה על 1.0 מ מ עומק לבור התרגיל.
- להפעיל ידנית קידוח-מהירות איטית וההיסט 45 ° ventrally לציר הירך באמצעות 0.5 מ מ מרכוז המקדחה, את התרגיל ביד (איור 1C ו- D, איור 2). במהלך קידוח, ברציפות להקטין את הזווית כדי לקזז 0 ° (במקביל לציר העצם של עצם הירך). להפסיק לקדוח לעומק של 1.0 מ מ הוא הגיע.
- לאחר פתיחת עצם החריץ intercondylar, הכנס את המחט 27 G לתוך חלל לשדי מעל לכל אורך עצם הירך. לחורר את חלל לשדי של עצם הירך באופן ידני באמצעות תנועות סיבוביים של המחט 27 גרם. לדחוף קדימה את המחט לנקב הירך עצם קורטיקלית הציר הקרוב.
- הסר את המחט 27 G ולהחיל את החוט דרך החלק הדיסטלי של עצם הירך.
- עושים חתך בעור עם להב סכין (גודל 15) הציר הקרוב מעבר לגדר מדריך, לדחוף קדימה את החוט עד בשני קצוות החוט מדריך בחוץ. הקפד לשמור את החוט במקום.
- ליצור שבר סגור מוגדרים באמצעות הגיליוטינה.
- הנח את העכבר במצב לרוחב עם רגל ימין בגיליוטינה. ודא כי החלק diaphyseal של עצם הירך תמוקם במרכז הגיליוטינה.
- ירידה במשקל (200 גרם) מן המרחק מוגדר של 25.5 ס מ.
- לקבוע את תצורת השבר, עמדת השבר, כמו גם המיקום של החוט מדריך (איור 3) באמצעות המכשיר רנטגן (ראה טבלה של חומרים).
- לחבר את הבורג לשדי עם האף בקצה הדיסטלי לכבל מדריך 0.2 מ מ והוספתו לתוך עצם הירך תחת לחץ מתמשך, סיבוב עם כיוון השעון.
- הטיה של המוט הילוכים כאשר מומנט מספיק מושגת.
- להסיר את החוט הציר הקרוב.
- למקם מחדש את עצם הפיקה ולתקן את גיד פיקת לשרירים בתפר אחד אחד תוך שימוש סינתטיים, monofilament, תפר פוליפרופילן nonabsorbable 5-0. השתמש התפרים יחיד של חומר וגודל אותו כדי לסגור את הפצע. לשלוט ההפחתה של שברי ואת המיקום בורג radiologically באמצעות המכשיר רנטגן (ראה טבלה של חומרים).
- שמור את החיות תחת הרדיאטור חום עד שהם להתאושש הרדמה. אין להשאיר את החיות ללא השגחה עד שהם יש חזרה להכרה מספקת כדי לשמור על recumbency הגחוני. להחזיר את החיות לכלובים אחד במתקן של בעלי חיים. אל תחזרו החיות מחברתם של חיות אחרות במהלך 24 השעות הראשונות, גם אם הם התאוששו מלאה מן ההרדמה.
- נטר את החיות בזהירות כל יום. לשמור על שיכוך כאבים לאחר הניתוח באמצעות טרמדול-הידרוכלוריד במים לשתייה עם מינון של 1.0 mg/mL במהלך שלושת הימים הראשונים. שיכוך כאבים אם המשך, ביום 4 לאחר הניתוח, החיות עדיין מעידים על כאב, כמצוין על-ידי ניקוד, חוסר מנוחה, חוסר ניידות, כשל החתן, יציבה חריג, חוסר עניין נורמלי בסביבה. לסיים שיכוך כאבים כאשר החיות ללא כאב.
- בסוף הניסוי להרדימו על ידי מנת יתר של ברביטורט.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
זמן הפעולה של החתך בעור פצע את הסגר היה 20 דקות. הניתוח יכול להתבצע ללא מיקרוסקופ סטריאו. במשככי, החיות היו תחת פיקוח יומיומי. כאבים לאחר הניתוח הסתיים לאחר יומיים כי אף אחד החיות הראו עדות כאב לאחר פרק זמן זה. החיות הראו גם נושאת משקל נורמלי תוך יומיים לאחר הניתוח. זיהומים בפצע לא נצפו במהלך תקופת תצפית כולו.
ניתוחים רדיולוגי לאחר 2 שבועות הראו מערך הברורה של רקמות קסם לגשר על הפער שבר (איור 4A). ל...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
השלבים הקריטיים של הליך כירורגי הם למצוא נקודת הכניסה הנכון מקביל לציר העצם עבור reaming של בורג השרשה באמצע condyles עצם הירך החריץ intercondylar, כמו גם את הכיוון האופטימלי של המחט חלל אורתופדיים. כדי להימנע עמדה ערך שגוי, המנתח להכין את החריץ עד תצוגה של האופטימלית מושגת. כדי לקבוע את הכיוון במהלך reaming, עצם הירך של העכברים צריכות להיערך עם האצבעות במצב יציב. שלב קריטי עוד יותר היא ההוספה של הבורג לתוך עצם הירך מעבר לגדר מדריך החוט יכול לחמוק שהרסיס proximal וכתוצאה מכך תאמת שבר. במקרה זה, המנתח יכול לנסות את החוט ש...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
המחברים מצהירים כי יש להם אינטרסים כלכליים אין מתחרים.
תודות
עבודה זו נתמכה על ידי RISystem AG, דבוס, שוויץ.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| בורג עכבר | RISystem AG | 221,100 | |
| חוט מנחה | RISystem AG | 521,100 | |
| סיבית מרכוז | RISystem AG | 590,205 | |
| מקדחה ידנית | RISystem AG | 390,130 | |
| ספוגית כותנה (150 מ"מ, ראש קטן) | Fink Walter GmbH | 8822428 | |
| תפר (5-0 פרולן) | Ethicon | 8614H | |
| מלקחיים | בראון אסקולאפ AG & מספריים CoKG | BD520R | |
| Braun | Aesculap AG & מחזיק מחט CoKG | BC100R | |
| Braun | Aesculap AG & CoKG | BM024R | |
| 27 גרם מחט | בראון Melsungen AG | 9186182 | |
| להב אזמל גודל 15 | Braun Aesculap AG & CoKG | 16600525 | |
| חום רדיאטור | Sanitas | 605.25 | |
| קרם אפילציה | Asid bonz GmbH | NDXZ10 | |
| חומר סיכה לעיניים | Bayer Vital GmbH | 2182442 | |
| Xylazine | Bayer Vital GmbH | 1320422 | |
| Ketamine | Serumwerke Bernburg | 7005294 | |
| Tramadol | Gr& uuml; nenthal GmbH | תמיסת | |
| (SoftaseptN) | Braun Melsungen AG | 8505018 | |
| עכברי CD-1 | צ'ארלס ריבר | 22 | |
| מכשיר רנטגן | Faxitron MX-20, Faxitron X-ray Corporation | 2321A0988 | |
| מכשיר שבר קטן | RISystem AG | 891,100 |
מקורות
- Jacenko, O., Olsen, B. R. Transgenic mouse models in studies of skeletal disorders. J Rheumatol Suppl. 43, 39-41 (1995).
- Histing, T., et al. Small animal bone healing models: standards, tips, and pitfalls results of a consensus meeting. Bone. 49 (4), 591-599 (2011).
- Bonnarens, F., Einhorn, T. A. Production of a standard closed fracture in laboratory animal bone. J Orthop Res. 2 (1), 97-101 (1984).
- Holstein, J. H., et al. Development of a stable closed femoral fracture model in mice. J Surg Res. 153 (1), 71-75 (2009).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Garcia, P., et al. The LockingMouseNail-a new implant for standardized stable osteosynthesis in mice. J Surg Res. 169 (2), 220-226 (2011).
- Histing, T., Klein, M., Stieger, A., Stenger, D., Steck, R., Matthys, R., Holstein, J. H., Garcia, P., Pohlemann, T., Menger, M. D. A new model to analyze metaphyseal bone healing in mice. J Surg Res. 178 (2), 715-721 (2012).
- Histing, T., Menger, M. D., Pohlemann, T., Matthys, R., Fritz, T., Garcia, P., Klein, M. An Intramedullary Locking Nail for Standardized Fixation of Femur Osteotomies to Analyze Normal and Defective Bone Healing in Mice. J Vis Exp. (117), (2016).
- 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).
- Holstein, J. H., Menger, M. D., Culemann, U., Meier, C., Pohlemann, T. Development of a locking femur nail for mice. J Biomech. 40 (1), 215-219 (2007).
- Claes, L. E., et al. Effects of mechanical factors on the fracture healing process. Clin Orthop Relat Res. 355 Suppl, S132-S147 (1998).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
