In vivo בתרבית של מודלים של פגמים קריטיים בגודל העצם חיוניים עבור החוקרים ללמוד מנגנוני הריפוי וטיפולים אורתופדיים. כאן, אנחנו מציגים את פרוטוקול עבור היצירה של פגמים לשחזור, סגמנטלי, הירך אצל חולדות מיוצב בעזרת קיבוע חיצוני.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
In vivo בתרבית של מודלים של פגמים קריטיים בגודל העצם חיוניים עבור החוקרים ללמוד מנגנוני הריפוי וטיפולים אורתופדיים. כאן, אנחנו מציגים את פרוטוקול עבור היצירה של פגמים לשחזור, סגמנטלי, הירך אצל חולדות מיוצב בעזרת קיבוע חיצוני.
מחקר אורטופדי מסתמכת במידה רבה על מודלים בעלי חיים לימוד מנגנונים של עצם ריפוי ויוו , כמו גם לחקור את טכניקות טיפול חדש. בגודל קריטית פגמים סגמנטלי מאתגרת להתייחס קלינית, מאמצי המחקר יכול להפיק תועלת מודל בעל חיים קטן אמין, פעולות כירורגיות של פגם הירך סגמנטלי. במחקר זה, אנו מציגים פרוטוקול כירורגי ממוטב עבור יצירה עקבית, לשחזור של פגם קריטי 5 מ מ diaphyseal עצם הירך עכברוש התייצב עם fixator חיצוניים. Ostectomy diaphyseal בוצעה באמצעות ג'יג מותאם אישית כדי למקם קירשנר 4 חוטים bicortically, אשר יוצבו התקן מותאם fixator חיצוניים. כותש העצמות נדנוד נעשה שימוש כדי ליצור את הפגם. ספוג קולגן לבד או ספוג קולגן טבולים rhBMP-2 היה מושתל לתוך הפגם, ריפוי עצם נוטרו מעל 12 שבועות באמצעות צילומי רנטגן. לאחר 12 שבועות, חולדות הוקרבו ולאחר ניתוח היסטולוגית בוצעה הפקד נכרת וטיפל עצמות הירך. פגמים עצם המכיל רק קולגן ספוג הביא והמעלית, בזמן הטיפול rhBMP הניבו את היווצרות עצם חדש וחסר חידוש שיפוץ. קיבוע טוב התאושש לאחר ההשתלה, וחיצוניים בעלי חיים הוכיחו מצליח לייצב את הליקויים הירך מעל 12 שבועות. מודל ניתוח יעיל זה יכול להיות מיושם בקלות ללמוד ריפוי עצם ואף מבחן biomaterials אורטופדי חדש ואת טיפולים משובי vivo בתוך.
טראומה אורתופדיה הניתוח מתמקד בטיפול במגוון רחב של שברים מורכבים. קריטי עצם סגמנטלי diaphyseal פגמים הוכיחו קשה לטפל קלינית בשל היכולת משובי ירידה של השרירים המקיפים, קרום העצם, כמו גם על הכשל מקומי אנגיוגנזה1. טכניקות הטיפול מודרניים כוללים לקיבעון אופרטיביים עם בעזרת השתלת עצם, מתעכבת בעזרת השתלת עצם (Masquelet), עצם תחבורה, פיוז'ן, או קטיעה2,3,4. אצל רוב המטופלים שיש להם פונקציה אמבולטורי נשמר לאחר הטראומה שלהם, גפיים דיסטלי מתפקד היטב, להציל איבר ברור אפשרות טיפול טוב יותר5. טיפולים אלה הצלה לעיתים קרובות דורשים התערבויות כירורגיות בשלבים במהלך קורס טיפול ארוך. יש מחברים הראו שאת קיבוע חיצוני עדיפה לעומת שטח פנימי קיבוע ליישומים אלה עקב הרס הרקמה ירד במהלך ההשתלה, ירד מושתל, ו מוגברת לאחר הניתוח כוונון של fixator6. ניסוי מבוקר אקראי פרוספקטיבי זאת, כעת לדרך כדי לסייע להבהיר את המחלוקת פנימי לעומת קיבוע חיצוני בשברים פתוחים חמורה של שוקה7. למרבה הצער, עם הטיפול או שנבחר, סיבוך משמעותי וקצבי כשל נמשכות8,9. עם אחת מהשיטות הטיפול, לגבי אובדן עצם סגמנטלי, המנתח חייב להתמודד עם פגמים diaphyseal סגמנטלי שמציגים אתגרים משמעותיים. תיקונים של פגמים סגמנטלי חייב למקסם את ייצוב העצם ולשפר בו-זמנית את תהליך osteogenic10,11.
בשל החשיבות הקלינית, אך נפח נמוך, קריטי בגודל diaphyseal סגמנטלי פגמים, יעיל, לשחזור במודל חיה יש צורך לאפשר לצוותים מחקר לקדם את טכניקות הטיפול ולשפר בסופו של דבר את התוצאות הקליניות. החוקרים צריכים ללמוד ויוו הפיזיולוגיות מנגנוני הריפוי במודל בעלי חיים יונקים. בזמן כזה מודלים של קיבוע חיצוני כבר קיימים12,13,14,15, אנו מקווים לספק שיטה אמינה יותר עבור הלא-האיגודים ללא טיפול בבעלי החיים, הקטנת עלויות באמצעות הבחירה של חומרים fixator במחירים סבירים, מתאר פרוטוקול כירורגית פשוטה ליישום קל כדי מחקרים עתידיים. המטרה העיקרית של פרוטוקול זה היא ליצור מודל לשחזור ואמין של פגם diaphyseal קריטי אצל חולדות. ההליך הוערך על-ידי הערכת פעולות הייצוב והשימור עצם לריפוי עצמות הירך עכבר מעל 12 שבועות. מטרות משניות כללו: ביצוע מודל סבירים כמו עלות יעילה ככל האפשר, לפשט את הגישה כירורגי, מייצב, ומבטיחה אתית על בעלי החיים. הסופרים ואנשי צוות המחקר ערכו ניסויים מוקדמים עם מגוון של biomaterials שונים וטיפולים משובי פוטנציאל לשיפור ריפוי פגם סגמנטלי זה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
החולדות השתמשו במחקר זה קיבל טיפול יומי בהתאם להנחיות AVMA על המתת חסד של בעלי החיים: 2013 מהדורה16. אכפת לי חיה המוסדית והוועדה שימוש באוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון הערכה, אישור פרוטוקול נסיוני זה לפני תחילת הפרויקט.
1. בעלי חיים
2. הכנה של עצם Morphogenetic חלבון-2 (rhBMP 2) ספוג ספוג פיגומים
הערה: הכנה לגרדום צריך להתרחש רק לפני ההשתלה של עצם הירך (ראה צעד 6.14).
3. הכנת התקן מותאם אישית קיבוע חיצוני
הערה: ראה איור 1A לקבלת הפירוט המלא יותר של ממדים.
4. הרדמה הליך, שיכוך כאבים
5. aseptic והכנה המניעה לאנטיביוטיקה
6. ניתוח
הערה: בצע מתואמת של מאמץ כדי לשמור על סביבת עבודה בעלת שדה סטרילי ופעל סטרילי טכניקה לאורך כל מכלול של התיק.
7. הכנת mRNA ומורכבת והדמיה ביולומינסנציה
הערה: תרביות תאים עם מתחמי mRNA צריכה להתבצע במהלך הניתוח יום אחד לפני הפריה חוץ גופית הדמיה. להשתמש בטכניקות סטריליות בעת טיפול mRNA.
8. הדמיה פרוטוקול
9. הליך היסטולוגית
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הניתוחים בוצעו בעוד שעה בקירוב על ידי מנתח אחד עם העזרה של עוזר אחד. לאחר ניתוח אופטימיזציה, אינטרה - וסיבוכים לאחר הניתוח היו במידה רבה ממוזער, שימוש המנגנון ג'יג הבטיחו גודל עקבית (5 x 3 x 3 מ מ), לוקליזציה של פגמים הירך. חולדות היו פעולות כירורגיות הבאות מיד ההתאוששות מן ההרדמה, לא נראה לי כל דפוסי התנהגות שונה; ההליכה שלהם הייתה לא antalgic, הם לא הופיעו כדי להיות מוטרד על ידי fixator חיצוניים.
הליכי משנה שאינם k-חוטים נבחרו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מודלים בעלי חיים קטנים של פציעות אורטופדיות כגון שברים בעצמות מלאה לאפשר מחקר זה בוחן את המנגנונים של הפוטנציאל הטיפולי biomaterials20פרכת והערכה. מחקר זה מציג חולדה פגם סגמנטלי דגם מיוצב על ידי fixator חיצוני מותאם אישית זה צוות המעבדה, הנדסה ביו-רפואית ניתן להפיק בקלות עבור מחקרים נוספים של תומך osteosynthetic עצם תיקון.
מחקרים קודמים באמצעות פגמים קריטיים בגודל חולדה דגמים בדרך כלל להסתמך על קיבוע פנימי צלחות21,22<...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים ללא אינטרסים כלכליים מתחרים או הטבות. היו בלי הטבות קיבל ישירות או בעקיפין על ידי מחברי מאמר זה.
עבודה זו נתמכה על ידי מענק ציוד-NIH 1S10OD023676-01 עם תמיכה נוספים הניתנים על-ידי מחלקות של אורטופדיה באוניברסיטת ויסקונסין, שיקום, בית הספר לרפואה ובריאות הציבור. ברצוננו להודות קרבון סרטן מרכז תמיכה גרנט P30 CA014520 ושימוש של UW של מתקן הדמיה חיה קטנה שלהם, כמו גם מענק הכשרה-NIH 5T35OD011078-08 לתמיכה של מרטין ה'. אנו מודים גם ומייקל שאנון מרי סו על תמיכתם של השותפות התחדשות השלד והשרירים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 0.9% תמיסת מלח סטרילית | בקסטר | 2F7124 | משמש להשקיית פצעים והחזרת לחות |
| 10% יוד/פובידון | Carefusion | 1215016 | משמש להכנת העור |
| 10% ניטרלי חוצץ פורמלין | VWR | 89370094 | משמש כחוט קירשנר קיבעוני |
| 1 מ"מ ללא הברגה | DePuy Synthes | VW1003.15 | מעוקר, משמש לסיכה |
| הפרוקסימלית ביותרחוט קירשנר מושחל 1 מ"מ | DePuy Synthes | VW1005.15 | מעוקר, משמש ל-3 חריצי הסיכות הדיסטליים ביותר |
| 2x2 גזה | Covidien | 4006130 | מעוקר, משמש להכנת עור וספיגת דם |
| 4-0 Vicryl Suture | Ethicon | 4015304 | משמש לסגירת שכבות שרירים ועור |
| 4-40 x 0.25 אינץ', 18-8 ברגי כובע ראש כפתור נירוסטה | גנרי | הרכבה | |
| 4200 נהג אלחוטי | Stryker | OR-S-4200 | משמש לקידוח חוטי קירשנר |
| 4x4 גזה | Covidien | 1219158 | מעוקר, משמש לספיגת דם |
| 70% אתנול | משמש להכנת העור | ||
| Baytril | Bayer Healthcare LLC, חטיבת בריאות בעלי חיים | 312.10010.3 | נוסף למים כאנטיביוטיקה |
| Cefazolin | Hikma תרופות | 8917156 | אנטיביוטיקה טרום ניתוחית |
| CleanCap Gaussia Luciferase mRNA (5moU) | TriLink Biotechnologies | L-7205 | קידוד mRNA שונה לגאוסיה לוציפראז, שמור על קרח במהלך השימוש |
| Coelenterazine | מקורי NanoLight Technology | 303 | מצע לגואסיה לוציפראז, המשמש להערכת פעילות לוציפראז in vivo |
| משחה אנטיביוטית כפולה | Johnson & ג'ונסון צרכן בע"מ | 8975432 | מיושם על אתרי סיכה לאחר הניתוח כטיפול בפצעים |
| מיקרובלייד כפול חיתוך | סטרייקר | 5400-003-410 | משמש ליצירת פגם של 5 מ"מ בעצם הירך |
| חומצה אתילנדיאמין טטראצטית (EDTA) | פישר | BP120-500 | משמש להסרת אבדן עצם כדי להתכונן להיסטולוגיה |
| שחרור מורחב בופרנורפין | זואופארם | משמש כשיכוך כאבים 3 ימים | |
| Fenestrated וילונות | 3M | 1204025 | משמש להקמת כבל ידית שדה סטרילי |
| עבור TPS | Stryker | OR-S-5100-4N | משמש ליצירת פגם של 5 מ"מ בעצם הירך |
| כרית חימום | K& H Pet Products | 121239 | תחזוקת טמפרטורת גוף חולדה |
| מברג ראש משושה | Wiha | 263/1/16 " X 50 | הידוק מקבע חיצוני |
| תא אינדוקציה | גנרית | לחולדות | |
| להחדיר ספוג קולגן עם חלבון מורפוגני עצם אנושי רקומביננטי-2 | מדטרוניק | 7510200 | טיפול רלוונטי קלינית המשמש כבקרה חיובית |
| Isoflurane | Clipper | 10250 | הרדמה לחולדות |
| IVIS | Perkin Elmer | 124262 | שיטת הדמיה ביולומינסנציה |
| ג'יג | מותאם אישית | משמש להצבת סיכות ביקורטיקליות | |
| Lipofectamine MessengerMAX | Fisher Scientific | LMRNA003 | חומר קומפלקס mRNA המאפשר העברת mRNA |
| Sensorcaine-MPF (Bupivicane (0.25%) ואפינפרין (1:200,000)) | APP Pharmaceuticals, LLC | NDC 63323-468-37 | מיושם על אתר כירורגי לשיכוך כאבים והתכווצות כלי דם |
| מים סטריליים | Hospira | 8904653 | משמש כממס לאבקת צפזולין |
| טיטניום לוחות קיבוע חיצוניים | בהתאמה אישית | בבית עם גרוטאות טיטניום ומכונת כרסום קונסולת | |
| ביצועים כוללת (TPS) | Stryker | OR-S-5100-1 | משמש ליצירת פגם של 5 מ"מ בעצם הירך |
| TPS MicroSaggital מסור | Stryker | OR-S-5100-34 | משמש ליצירת פגם של 5 מ"מ בעצם הירך |
| Ultrafocus Faxitron עם DXA | Faxitron | שיטת הדמיה רדיוגרפית ברזולוציה גבוהה | |
| תזונת חולדות Uniprim | Envigo | TD.06596 | דיאטת חולדות רפואית |
| מתג יד אוניברסלי ל-TPS | Stryker | OR-S-5100-9 | משמש ליצירת 5 מ"מ פגם בעצם הירך |
| דבק רקמות Vetbond | 3M | 1469 | סגירת עור |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.