המודל מאתר סגור בשביליאתה לא רואה שיש הוא כלי עוצמתי ללמוד ריפוי השבר ואסטרטגיות טיפוליים חדשניים כדי להאיץ התחדשות העצם. המטרה של פרוטוקול כירורגי זה היא לייצר חד צדדית שברי הירך סגור בעכברים באמצעות של פלדה מוט. לייצב את עצם הירך.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
המודל מאתר סגור בשביליאתה לא רואה שיש הוא כלי עוצמתי ללמוד ריפוי השבר ואסטרטגיות טיפוליים חדשניים כדי להאיץ התחדשות העצם. המטרה של פרוטוקול כירורגי זה היא לייצר חד צדדית שברי הירך סגור בעכברים באמצעות של פלדה מוט. לייצב את עצם הירך.
שברים בעצמות להטיל נטל חברתי-כלכלי עצום על חולים, בנוסף כדי להשפיע באופן משמעותי את איכות חייהם. אסטרטגיות טיפוליות אשר לקדם ריפוי עצם יעיל הן לא קיים ביקוש גבוה. לשחזור ויעילים מודלים חייתיים של ריפוי שברים נדרשים להבין תהליכים ביולוגיים מורכבים הקשורים התחדשות העצם. מודלים של שבר ריפוי בעלי חיים רבים נוצרו עם השנים; עם זאת, מודלים שבר מאתר שהתגלו לאחרונה כמו כלים רבי-עוצמה ללמוד ריפוי עצם. פותחו מגוון דגמים פתוחים וסגורים, אך המודל סגור בשביליאתה לא רואה שיש בולטת כמו שיטה פשוטה ליצירת תוצאות מהירה לשחזור באופן רלוונטי מבחינה פיזיולוגית. המטרה של פרוטוקול כירורגי זה היא ליצור חד צדדית שברי הירך סגור בעכברים וכדי להקל על ייצוב לאחר שבר של עצם הירך על-ידי הוספה של פלדה מוט. למרות התקנים כגון מסמר או בורג מציעים ציריים יותר ויציבות המסתובבת, השימוש מוט מספקת ייצוב מספיק לתוצאות ריפוי עקבי ללא בהפקת ליקויים חדשים ברקמת העצם או פגיעה בקרבת מקום רך רקמות. הדמיה רדיוגרפי משמש כדי לעקוב אחר ההתקדמות של היווצרות קסם, האיחוד גרמיות ו שיפוץ עוקבות של קסם הגרמי. תוצאות הריפוי העצמות בדרך כלל המשויך הכוח של העצם נרפא, נמדד עם בדיקות הכיווניות. עדיין, הבנת האירועים תאית ומולקולרית מוקדם הקשורים תיקון שבר היא קריטית במחקר של התחדשות רקמות העצם. דגם סגור בשביליאתה לא רואה שיש אצל עכברים עם קיבוע לשדי משמש פלטפורמה מושכת ללמוד ריפוי שבר עצם ולהעריך אסטרטגיות טיפוליות כדי להאיץ ריפוי.
שברים הם בין הפציעות הנפוצות המתרחשות במערכת השלד והשרירים, משויכים נטל חברתי-כלכלי עצום, כולל עלויות הטיפול מוקרנים כדי לעלות על 25 מיליארד דולר מדי שנה ארצות הברית1, 2. אמנם רוב שברים לרפא ללא תקלות, ריפוי מזוהה עם זמן ההשבתה ניכר ואובדן הפרודוקטיביות. כ- 5-10% בשברים כל תוצאה עיכוב ריפוי או והמעלית, בשל גיל או תנאים אחרים בריאות כרוניות הבסיסית, כגון אוסטיאופורוזיס, סוכרת3,4,5. אין טיפול תרופתי שאושרו על-ידי ה-FDA זמינים כעת לקדם ריפוי עצם יעיל ולקצר את זמן ההחלמה.
שבר הריפוי הוא תהליך מורכב, דינמי מאוד מעורבים התיאום של סוגי תאים מרובים. לפיכך, הבנה מקיפה של האירועים תאית ומולקולרית הקשורים התחדשות העצם חיונית לזיהוי של מטרות טיפוליות להאיץ תהליך זה. כמו עם מחלות אנושיות אחרות, הקמת מודל בעלי חיים מאוד קלה, לשחזור חיוני במחקר של עצם ריפוי. בעלי חיים גדולים, כגון כבשים וחזירים, יש מאפיינים שיפוץ עצם וב ביומכניקה דומים לבני אדם, אבל יקרים, דורשים זמן ההחלמה משמעותי, לא ממושמעים ברצון מניפולציה גנטית6. מצד שני, מודלים בעלי חיים קטנים, כגון חולדות ועכברים, מציעים יתרונות רבים, כולל הקלה של טיפול, עלויות נמוכות של תחזוקה, במחזור הרבייה קצר, זמן ההחלמה קצר יותר7. יתר על כן, הגנום העכבר הוא מלא רציף, המאפשר הדור של משתנים גנטיים מניפולציה מהירה. לכן, העכבר הוא מערכת מודל חזק כדי ללמוד מחלות אנושיות, פציעה, ותיקון8. בבני אדם, מחלות רקע כגון סוכרת אוסטאופורוזיס להגביר את הסבירות של ריפוי מושהית. מספר מודלים קיימים של העכבר הינם זמינים לחקור את ההשפעות של מחלות רקע כגון סוכרת אוסטאופורוזיס על עצם הפגיעה הריפוי. חולים הסובלים מאוסטיאופורוזיס יש היווצרות העצם ירד במידה ניכרת במהלך בשלבים מאוחרים יותר של שבר ריפוי9. Ovariectomized (OVX) עכברים התערוכה אובדן עצם מהירה ועצם עיכוב ריפוי דומה לזה שנצפה באוסטיאופורוזיס בגיל המעבר10,11. בנוסף, דגמים רבים עכבר מסוג אני ואת סוג סוכרת II לחקות את פנוטיפים מסת עצם נמוכה וריפוי שבר לקוי אצל בני11. יתר על כן, שבר מאתר מודלים תשמש פלטפורמה תכליתי ללמוד תהליכים ביולוגיים מורכבים המתרחשים קסם ולחקור אסטרטגיות טיפוליות הרומן המאיצים התחדשות רקמות העצם.
למרות ההבדלים בין מבנה העצמות ומערכת חילוף החומרים, התהליך הכולל של שבר ריפוי נשאר דומה מאוד בעכברים ובבני אדם, שכלל שילוב של endochondral ואת התקשות intramembranous ואחריו עצם שיפוץ. התקשות Endochondral כרוכה בגיוס ובתאים לאזורים פחות מכנית יציב המקיפים את הפער שבר, איפה הם להתמיין chondrocytes יתר, mineralize הסחוס לייצר של קסם רך. הגל השני של ובתאים לחדור את קסם, להבדיל לתוך תאי העצם בוגרת להפריש חדש עצם מטריקס12,13,14,15. במהלך intramembranous התאבנות, אבות על משטחים חידוש ו endosteal ישירות להבדיל לתוך מטריצה הפרשת תאי העצם וכדי להקל על גישור על שבר פער9,11,12 ,13. ביחד, endochondral ואת intramembranous ossifications לגרום להתפתחות קסם קשה, אשר הוא השתקם נוספות לאורך זמן כדי ליצור עצם משני חזק מסוגל לתמוך עומסים מכאניים13,14 ,15. בבני אדם בריאים, תהליך הריפוי לוקח כ- 3 חודשים, לעומת 35 ימים בלבד ב עכברים16.
שבר ריפוי בדרך כלל נחקרה באמצעות מודלים ניתוח פתוח או סגור או17. פתח גישות כירורגיות, כגון הדור של פגם בגודל אנושות או להשלים osteotomy, לתקנן הגיאומטריה לצמצם סטיות הנגרמת על ידי שברים המרוסק והמיקום פציעה. אדוני לשמש מודל מצויין ללמוד את המנגנון הבסיסי מאחורי והמעלית כי הריפוי מתעכב לעיתים קרובות לעומת שברים סגורים. יתר על כן, נדרש קיבוע חיצוני נוקשה כדי לייצב את העצם osteotomized, כלומר שההתחדשות תלויות בעיקר התקשות intramembranous. גישות ניתוח פתוח להשתמש בהתקנים כגון מסמרים נעילה, pin-קטעי פלטות נעילה כדי לספק יציבות צירית, המסתובבת על האיבר השבור; עם זאת, מכשירים כאלה יקרים, דורשת באופן משמעותי יותר זמן הניתוח18,19,20,21. מצד שני, מודלים סגורים התייצבו עם מכשיר קיבעון לשדי פשוטה, המאפשר יציבות מספיק לעורר ריפוי endochondral. כתוצאה מכך, שבר סגור מודלים לא בקלות לחקות את התנאים של הלא-האיגוד. טכניקות קיבוע פנימי, כגון לשדי סיכות, מסמרים, ברגים דחיסה, הם יתרון כפי שהם זולים, קל לשימוש, ולצמצם את זמן הניתוח21,22,23. במקרים מסוימים, סיכות לשדי מוכנסים לפני השבר, אך הכיפוף של ה-pin לשדי יכול להוביל אפוזיציה או תזוזה של עצם הירך שבורה, לתרום בגודל משתנה קסם וריפוי. גאומטריה והמיקום שבר הם יותר קשה לתקנן במודלים סגורה, כמו הם נוצרים באמצעות התקן השלשה כיפוף, שבו משקל יוסב על diaphysis. עם זאת, הטכניקה הנכונה, גישה כירורגית זו מציעה תוצאות מהירה ועקבית. יתר על כן, המודל שבר סגור משמש ככלי הרלוונטית קלינית ללמוד שברים שנגרמו על ידי כוח גבוה ההשפעה או מכאניים22.
פרוטוקול כירורגי זה הותאמה מפעולות שתואר לעיל באמצעות pin אורתופדיים לייצב את עצמות הירך שבורה חולדות, עכברים22,24,25. ראשית, המחט לשדי של קוטר קטן מוחדר דרך החריץ intracondylar להקים נקודת כניסה ולאחר guidewire הוא הציג לפני יצירת שבר רוחבי ב midshaft הירך באמצעות שלוש-נקודת הכובד תלוית כיפוף התקן. בעקבות הדור מוצלחת של הירך שבר סגור, מעוגנת מוט של קוטר גדול יותר מעבר לגדר מדריך לייצב את עצם הירך שבורה. בשיטה זו מונע את הסיכון הריפוי מתעכב הנגרמת על ידי אפוזיציה של ה-pin לשדי במהלך השבר, כמו מיקום השבר שלאחר רוד מאפשר לייצוב מיקום מחדש, אופטימיזציה של עצם הירך הפגוע.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ההליך הבא בוצעה באישור אינדיאנה אוניברסיטת בית הספר של רפואה מוסדיים חיה טיפול ועל שימוש הוועדה (IACUC). כל הישרדות ניתוחים בוצעו בתנאים סטריליים, כפי שתואר על ידי המנחים NIH. כאב וסיכון של זיהומים היו מנוהלים עם נאות משככי כאבים ואנטיביוטיקה כדי להבטיח תוצאות מוצלחות.
1. הכנה והרדמה
2. הגישה כירורגי
הערה: לפני השבר, המשקל וגובה טיפה את הנתונים באופן אמפירי ייקבע עבור זן ספציפי, גיל, מין העכברים לפני הניתוח. הליך כירורגי זה ממוטב עכברים זכרים C57BJ6 רוב בגיל 10 שבועות.
3. ניהול לאחר הניתוח
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
יישום מוצלח של הליך כירורגי אובחן רדיוגרפי הדמיה. השלבים החשובים כוללות החדרת המחט של לשדי, הצבת חוט מדריך, את אינדוקציה של שבר רוחבי של midshaft הירך, וכן ייצוב נכונה עם מוט (איור 2 אאני - 2Aiv). התקדמות הריפוי קסם שבר אובחן תמונות רדיוגרפי שבועי עד ל-28 יום אחרי הניתוח (איור 2B). ימים 10-16 לאחר שבר, chondrocytes עברה היפרטרופיה, המיוצר על בסיס מינרלים מן הסחוס כדי ליצור קסם רך הבולטים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המטרה של הליך כירורגי היא לייצר מתוקננת שברי הירך סגור בעכברים. יתרון מפתח של מודל זה הוא כי קיבוע פנימי מתרחש לאחר הדור של השבר, ובכך למנוע של אפוזיציה של המוט אורתופדיים. אולי ההיבט הקריטי ביותר של פרוטוקול זה הוא הדור של שבר רוחבי סטנדרטית ב midshaft הירך, כמו הגיאומטריה שבר תלויה הכוח כיפוף יישומית ובמיקום של האיבר האחוריות. מיקום לא תקין של עצם הירך במהלך כיפוף ברגע יכול להוביל לשברים המלוכסן או המרוסק. גובה משקל ושחרר חייב להיות מדעית מראש, כפי שהן תלויות על גיל, מין, זן של העכברים. הכוח יישומית יכול להיות עוד יותר...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים של כתב יד זה אין לחשוף. מחברים נוספים המדינה, כי אין הגבלות על גישה מלאה כל החומר המשמש במחקר דיווחו על כתב יד זה.
עבודה זו נתמכה על ידי מענקי משרד ההגנה (משרד ההגנה) לנו צבא המחקר הרפואי ואת מסמכי הפקודה (USAMRMC) Congressionally ביים רפואי מחקר תוכניות (CDMRP) (PR121604) ואת מוסדות לאומיים של דלקת מפרקים השלד והשרירים מחלות (NIAMS), AR068332 NIH R01 כדי שי אילון Uma העור.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Oster Minimax Trimmer | Animal World Network | 78049-100 | |
| POVIDONE-IODINE | Thermo Fisher Scientific | 395516 | |
| OPHTHALMIC OINTMENT | Thermo Fisher Scientific | NC0490117 | |
| Styker T / Pump Warm Water Recirculator | Kent Scientific Corporation | TP-700 | |
| 1 מ"ל Sub-Q מזרק | תרמו פישר סיינטיפיק | ||
| ENCORE Sensi-Touch PF | Moore Medical LLC | 30347 | Latex, כפפה כירורגית ללא אבקה |
| PrecisionGlide 25G מחטים היפודרמיות | Thermo Fisher Scientific | 14-826-49 | |
| חוט טונגסטן בטמפרטורה גבוהה במיוחד, | McMaster-Carr | 3775K37 | קוטר 0.005 אינץ', 1/16 פאונד סליל, 380 אינץ' אורך |
| 304 נירוסטה, 24G צינורות דקים עם קירות | מיקרוגרופ בע"מ | 304h24tw-5ft | |
| #15 להבי אזמל | כלי מדע עדינים | 10015-00 | |
| #10 להבי אזמל | כלי מדע עדינים | 10010-00 | |
| מלקחיים דפוס צר | כלי מדע עדין | 11002-12 | משונן/ישר/12 ס"מ |
| מלקחיים איריס | כלים מדעיים עדינים | 11066-07 | 1x2 שיניים/ישר/7 ס"מ |
| מספריים דיסקטור | כלי מדע עדינים | 14081-09 | להבים דקים / זווית לצד / חדים-חדים / 10 ס"מ |
| מספריים עדינים | כלי מדע עדינים | 14058-11 | ToughCut / ישר / חד חד / 11.5 ס"מ |
| מחזיק מחט Olsen-Hegar עם חותך תפרים | כלי מדע עדינים | 12002-12 | ישר / משונן/12 ס"מ / עם מנעול |
| Crile Hemostat | כלי מדע עדינים | 13004-14 | חותך חוטי טונגסטן משונן/ישר/14 ס"מ |
| ACE אספקה כירורגית ושות', בע"מ | 08-051-90 | ACE #150 חותך חוטים, קצות טונגסטן קרביד | |
| 3-0 VICRYL תפר | אתיקון תפר | J423H | 3-0 VICRYL UNDYED 27 אינץ' FS-2 חיתוך |
| piXarray 100 דגימה דיגיטלית מערכת רדיוגרפיה | ביואופטיקה, Inc | ארון רנטגן מערכת רנטגן | |
| איינהורן מכשיר כיפוף 3 נקודות | N / A | N / A | נבנה בהתאמה אישית |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.