Name: אין ויוו הערכה של שבר פיתוח קסם במהלך עצם הריפוי בעכברים שימוש בהתקן התואם ל- MRI Osteosynthesis את העכבר אתי (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-11-14T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 33 s
Description: למד הערכת שבר פיתוח קסם בעכברים באמצעות MRI בזמן אמת. שיטה זו מאפשרת מעקב אינ-ויוו בתהליך ריפוי העצם ומספקת מודל סטנדרטי למחקר ביולוגיה התפתחותית.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

אנו מודים Sevil Essig, סטפני Schroth, Verena פישר, Katja Prystaz, איבון Hägele ו- Subgang אן על תמיכה טכנית מצוינת. אנו מודים גם קרן מחקר גרמני (CRC1149, INST40/499-1) וגרמניה AO לטראומה קרן למימון מחקר זה.

חיה כל הניסויים פעלו לפי תקנות בינלאומיות עבור טיפול והשתמש של חיות מעבדה ואושרו על-ידי הרשויות הרגולטוריות אזוריות (1250 מס, Regierungspräsidium טיבינגן, גרמניה). כל העכברים היו מתוחזקים בקבוצות של שניים עד חמישה בעלי חיים לכל הכלוב על אור 14-h, 10-h כהה ביולוגי עם מים ואוכל סיפק ad libitum.
 1. הכנת חומר כירורגית וטיפול קדם של העכברים <ol><li>Sterilize כירורגית כל חומר. שימוש autoclaving טמפרטורה של 120-135 מעלות צלזיוס למשך 20-30 דקות של זמן עיקור.</li>
	עכברים <li>רכש C57BL/6 או עכברים מהמאמץ אחר אשר הם בין 19-35 גרם של משקל הגוף. בצע את טיפול בבעלי חיים המתאים והפרוטוקולים ניסיוני על פי קווים מנחים הלאומי אושרה על ידי החוקר &#39; s טיפול בעלי חיים מוסדיים והוועדה שימוש. הקדישו לפחות תקופת הסתגלות 7 ימים לפני תחילת ההליך.</li>
	<li>לספק שיכוך כאבים עכברים כל דרך המים לשתייה יום אחד לפני הניתוח עד היום השלישי שלאחר הניתוח.</li>
</ol> 2. הליך כירורגי ויישום של Fixator חיצוני <ol><li>במקום העכבר לתוך צינור מראש עם 5-7 אחוז חמצן איזופלוריין ו- 60 mL/min. לאחר אובדן רפלקסים בתנוחה, להסיר את העכבר מהצינור אינדוקציה הרדמה ולקיים ההרדמה באמצעות מסיכת אינהלציה מתן חמצן 1-3% איזופלוריין ו- 60 mL/min.
	דפוס <ol><li>צג הנשימה ואת הינד paw רפלקס במהלך הרדמה. ודא קצב הנשימה מחזורים בסביבות 100/דקה רפלקס כפת האחוריות נעדר. 
		&#8203; הערה: כמות הדלק הדרוש הוא תלוי גיל, מין, משקל גוף, זן של העכבר.</li>
	</ol></li> <li>לפני הניתוח, להזריק את העכבר עם מנה אחת של אנטיביוטיקה subcutaneously (clindamycin, 45 מ"ג/ק"ג). יתר על כן, לצורך תחזוקה של איזון נוזלים פיזיולוגיים, להזריק את העכבר עם מחסן נוזלים תת-עורי תמיסת µL 500 (0.9% NaCl).</li>
	<li>למניעת הקרנית ייבוש, להחיל משחה עין העיניים העכבר. הנח את העכבר על צלחת חימום ב 37 מעלות צלזיוס במהלך ההרדמה, הליך כירורגי כדי לשמור על פיזיולוגית וחום הגוף.</li>
	<li>להסיר את הפרווה של האיבר הינד נכון, לשפשף את האזור הכירורגי עם חומר חיטוי בסיס אלכוהול. מכסים הכפה האחוריות נכון עם חלק קטן של כפפה סטרילית להימנע אזורים תקיימו. לחטא את האיבר הינד נכון שלוש פעמים. הצב תלוי סטרילי על העכבר כל פרט האזור הכירורגי.</li>
	<li>תחתכי את העור כ 1 ס"מ longitudinally לאורך הצד הקדמי של עצם הירך נכון עם אזמל. נפרדים שמותחת את הדו-ראשי אמ, את אמ vastus lateralis עם מספריים מיקרו וחדים. חותכים לצד מקור גיד תל הירך עצם הירך עם מספריים מיקרו כדי לאפשר גישה חופשית אל החלק anterolateral של העצם. ודא כי בעצב נשמר.</li>
	<li>למקם את fixator חיצוני (מפוח נוקשות 3 N/מ מ, איור 1 א') מקביל עצם הירך. באופן ידני לקדוח את קדחים דרך הקליפה עם מקדחה 0.45 מ מ ומניחים את הקרמי הרכבה סיכות לתוך קדחים. להתחיל עם ה-pin מקורב ביותר, ואחריו את הסיכה דיסטלי ביותר, ואת שני הפינים שביניהם.
	<ol><li>ודא כי שם אין מתח, דחיסה או גזירה על fixator במהלך ההליך הרכבה, אחרת הפער osteotomy מושגת לא יהיה מספיק בגלל הרפיה של fixator.</li>
	</ol></li> <li>ללחלוח העצם עם כמות קטנה של NaCl סטרילי למניעת התייבשות במהלך ההליך ניסור.</li>
	<li>ליצור osteotomy 0.4 מ מ דרך העצם שלם בין שני הפינים הפנימי באמצעות מסור תיל ג'יגלי 0.4 מ מ. 
	הערה: לחלופין, ראה מיקרו נדנוד יכול לשמש כדי ליצור את osteotomy. לוודא למנוע כל שבבי מתכת החל המסור באזור osteotomy.</li>
	<li>להוריד את הפער osteotomy בזהירות עם 2 מ של NaCl סטרילי כדי להסיר את שבבי עצם בין cortices שבר שני.</li>
	<li>להתאים את השרירים באמצעות בתפר רצוף בתפר resorbable (ראה טבלה של חומרים). ואז להתאים את העור באמצעות תפרים שאינם resorbable קטע (ראה טבלה של חומרים). כדי למנוע את הפצע נושכת, אל תמקם את התפר בחלק הגולגולת של הפצע. 
	הערה: אין להשתמש בדבק עור או קליפים מאז עכברים בדרך כלל להסיר אותו הפצע גרימת נזק נוסף על העור-</li>
	<li>לנקות את האזור הכירורגי עם חומר מחטא למקם העכבר לתוך הכלוב שלו. הצג את העכבר ואת אספקת חום מספיק (למשל על ידי אור אינפרא-אדום) עד שהוא הוא ער לגמרי. לפקח על מים, צריכת מזון ומשקל הגוף אחרי הניתוח ודא כי החיה אינו נמצא כאב ומצוקה. לספק שיכוך כאבים עכברים כל דרך המים לשתייה עד היום השלישי שלאחר הניתוח. 
	הערה: עכברים ייתכן ישוכנו בקבוצות של עד ארבע חיות.</li>
	<li>לפקח על העכבר &#39; s פעילות בימים 1 ל 5 לאחר הניתוח. במהלך הזמן הזה, העכבר צריך לשאת משקל על האיבר המופעלים. אחרת, העכבר לא ייכללו ניתוח נוסף.</li>
</ol> 3. MRI הליך וניתוח תמונה <ol><li>לפני ה MRI סריקה נוהל, להרדים את העכבר לפי הפרוטוקול בשלבים 2.1 ו- 2.3, ולשמור את קצב הנשימה סביב 100 לדקה מחזורים להוסיף את fixator חיצוני האיבר הינד נכון של העכבר בזהירות לתוך התקן הרכבה בהזמנה אישית ( איור 1 ב, ג).
	<ol><li>לוודא למנוע כיפוף או דחיסה של fixator במהלך שלב זה, מאז זה עשוי להפריע ריפוי השבר. 
		הערה: סריקות MRI יכול להתבצע מוקדם ככל 3 ימים לאחר הניתוח, בהתאם טיפול בבעלי חיים נסיוני.</li>
	</ol></li> <li>במקום בעכבר על עריסה מבוקרת טמפרטורה על ההקדמה לתוך המכשיר MRI. לחבר את המכשיר הרכבה נוקשה לסליל ראש ארבעה.</li>
	<li>MRI לרכוש נתונים באמצעות גבוהה-שדה קטן-חיה MRI מערכת ייעודית פועלים ב 11.7 טי 
	&#8203; הערה: MRI נתוני הרכישה הגיאומטריה מיושר עם עצם הירך, orthogonally הברגים.
	<ol><li>רכוש נתונים על-ידי החלת פרוטון-צפיפות דיכא שומן פרוסה רב TSE רצף (טסה-PD) באמצעות רכישת פרמטרים: אקו/החזרה זמן טה = ms 5.8/יח = 2,500 ms, רזולוציה Δr = 52 × 52 × 350 µm³, שדה-of-view (FOV) = 20 × 20 mm ², ואת רוחב הפס Δω = 150 קילו-הרץ-</li>
		<li>הערה: הזמן הכולל רכישת לפרוסות 22 הוא מינימלית 36</li>
	</ol></li> <li>לפתוח את הנתונים שהושגו עם התמונה ניתוח תוכנה. להזין את voxel בגודל כ- 0.05 x 0.05 x מ מ 0.35 3. קטע ברקמות שונות, קסם שבר (עצמות, סחוס, רקמה סיבית/מח) מבוסס על עצמתם עם סף חצי אוטומטי כדלקמן.
	<ol><li>לחץ &#34; לערוך שדה תווית חדש &#34;, לחץ על &#34; להוסיף חומר &#34;, ולשנות את החומר &#34; מתייבש &#34;. להבחין בין האזור קסם מן הרקמות הסובבות בהתבסס על האיתות היפו-אינטנסיבי באמצעות קרום העצם &#34; לאסו &#34; כלי.</li>
		<li>לחץ &#34; להוסיף חומר &#34;. לחץ על &#34; להוסיף חומר &#34; ולשנות את החומר &#34; הסחוס &#34;. קטע הסחוס באמצעות &#34; הסף &#34; הכלי, &#34; בחר רק הנוכחי חומר &#34; מן &#34; מתייבש &#34;. לחץ על &#34; הסחוס &#34;, &#34; להוסיף חומר &#34;. חזור על שלבים אלה עם &#34; עצם &#34; ו &#34; מח עצם/סיבי רקמת &#34;.</li>
	</ol></li> <li>ליצור שחזורים תלת-ממד של עצמות, עדיין יש שבר בהתבסס על הנתונים פילוח רקמות באמצעות תוכנת ניתוח התמונה. לחץ על &#34; ליצור משטח &#34;, החל &#34; אף &#34; עבור &#34; סוג החלקת &#34; ולחץ על &#34; משטח התצוגה &#34;. 
	הערה: קטן מאוד, רגשניים באזורים המקיפים את ends של cortices שבר שסביר להניח חפצים עקב המעבר גרמית רקמות רכות. אזורים אלה לא להיות כלולים ניתוח נוסף. באזורים Hyper-אינטנסיבי במרכז השבר מתייבש במהלך שלב endochondral של שבר ריפוי רקמות הסחוס מייצגים. אזורים היפו-עז-קסם שבר דיסטלי מן הפער osteotomy בשלב התקשות endochondral, אזורים באותה אינטנסיביות לאורך כל קסם כל שבר ב מאוחר יותר ריפוי בשלבים מייצגים קסם גרמית שהוקם רקמות. למרות באזורים אלה יש אות היפו-אינטנסיבית, עוצמת האות של עצם בוגרת (cortex) הוא אפילו פחות. לאחר קביעת סף עוצמת האות הגרמית, רקמות הסחוס קסם שבר, לסמן הרקמה הנותרת כמו מח העצם ורקמות סיביים. ערכים עבור מקטעי רקמת הם: הגרמית (כולל בוגרת קליפת העצם trabecular, רקמת העצם קסם) הוא מקוטע בטווח של 1-3.3 (עוצמת האות מנורמל ל קליפת בוגר), מח עצם/סיבי רקמת בטווח של 3.4-5.4, ו רקמת הסחוס קסם בטווח של 5.5-6.2.</li>
	<li>אם יש צורך, חזור על ה-mri longitudinally במהלך השבר תהליך הריפוי. כדי לעקוב אחר התפתחות קסם הסחוס, לסרוק את העכברים בימים 10, 14, ו- 21 לאחר הניתוח. 
	הערה: נקודות זמן עשוי תלויים על טיפול בבעלי חיים, נסיוני.</li>
</ol>

<ol><li>Claes, L., Recknagel, S., Ignatius, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fracture+healing+under+healthy+and+inflammatory+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Rheumatol%22%5BJournal%5D)">Fracture healing under healthy and inflammatory conditions.</a> Nat Rev Rheumatol. 8 (3), 133-143 (2012).</li>
<li>Einhorn, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+cell+and+molecular+biology+of+fracture+healing%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Orthop+Relat+Res%22%5BJournal%5D)">The cell and molecular biology of fracture healing.</a> Clin Orthop Relat Res. (355), Suppl S7-S21 (1998).</li>
<li>Einhorn, T. A., Gerstenfeld, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fracture+healing%3A+mechanisms+and+interventions%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Rheumatol%22%5BJournal%5D)">Fracture healing: mechanisms and interventions.</a> Nat Rev Rheumatol. 11 (1), 45-54 (2015).</li>
<li>Augat, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Local+tissue+properties+in+bone+healing%3A+influence+of+size+and+stability+of+the+osteotomy+gap%5BTitle%5D)+AND+%22J+Orthop+Res%22%5BJournal%5D)">Local tissue properties in bone healing: influence of size and stability of the osteotomy gap.</a> J Orthop Res. 16 (4), 475-481 (1998).</li>
<li>Claes, L. E., Heigele, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnitudes+of+local+stress+and+strain+along+bony+surfaces+predict+the+course+and+type+of+fracture+healing%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomech%22%5BJournal%5D)">Magnitudes of local stress and strain along bony surfaces predict the course and type of fracture healing.</a> J Biomech. 32 (3), 255-266 (1999).</li>
<li>Claes, L. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+mechanical+factors+on+the+fracture+healing+process%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Orthop+Relat+Res%22%5BJournal%5D)">Effects of mechanical factors on the fracture healing process.</a> Clin Orthop Relat Res. (355), Suppl 132-147 (1998).</li>
<li>Hu, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cartilage+to+bone+transformation+during+fracture+healing+is+coordinated+by+the+invading+vasculature+and+induction+of+the+core+pluripotency+genes%5BTitle%5D)+AND+%22Development%22%5BJournal%5D)">Cartilage to bone transformation during fracture healing is coordinated by the invading vasculature and induction of the core pluripotency genes.</a> Development. 144 (2), 221-234 (2017).</li>
<li>Hankenson, K. D., Zimmerman, G., Marcucio, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biological+perspectives+of+delayed+fracture+healing%5BTitle%5D)+AND+%22Injury%22%5BJournal%5D)">Biological perspectives of delayed fracture healing.</a> Injury. 45, Suppl 2 8-15 (2014).</li>
<li>Meyer, R. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Age+and+ovariectomy+impair+both+the+normalization+of+mechanical+properties+and+the+accretion+of+mineral+by+the+fracture+callus+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J+Orthop+Res%22%5BJournal%5D)">Age and ovariectomy impair both the normalization of mechanical properties and the accretion of mineral by the fracture callus in rats.</a> J Orthop Res. 19 (3), 428-435 (2001).</li>
<li>Nikolaou, V. S., Efstathopoulos, N., Kontakis, G., Kanakaris, N. K., Giannoudis, P. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+influence+of+osteoporosis+in+femoral+fracture+healing+time%5BTitle%5D)+AND+%22Injury%22%5BJournal%5D)">The influence of osteoporosis in femoral fracture healing time.</a> Injury. 40 (6), 663-668 (2009).</li>
<li>Haffner-Luntzer, M., Kovtun, A., Rapp, A. E., Ignatius, A. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s40610-016-0037-3">Mouse Models in Bone Fracture Healing Research.</a> Current Molecular Biology Reports. 2 (2), 101-111 (2016).</li>
<li>Garcia, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rodent+animal+models+of+delayed+bone+healing+and+non-union+formation%3A+a+comprehensive+review%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Cell+Mater%22%5BJournal%5D)">Rodent animal models of delayed bone healing and non-union formation: a comprehensive review.</a> Eur Cell Mater. 26, 1-14 (2013).</li>
<li>Histing, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Small+animal+bone+healing+models%3A+standards%2C+tips%2C+and+pitfalls+results+of+a+consensus+meeting%5BTitle%5D)+AND+%22Bone%22%5BJournal%5D)">Small animal bone healing models: standards, tips, and pitfalls results of a consensus meeting.</a> Bone. 49 (4), 591-599 (2011).</li>
<li>Zachos, T. A., Bertone, A. L., Wassenaar, P. A., Weisbrode, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rodent+models+for+the+study+of+articular+fracture+healing%5BTitle%5D)+AND+%22J+Invest+Surg%22%5BJournal%5D)">Rodent models for the study of articular fracture healing.</a> J Invest Surg. 20 (2), 87-95 (2007).</li>
<li>Taha, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+the+efficacy+of+MRI+for+detection+of+changes+in+bone+morphology+in+a+mouse+model+of+bone+injury%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Assessment of the efficacy of MRI for detection of changes in bone morphology in a mouse model of bone injury.</a> J Magn Reson Imaging. 38 (1), 231-237 (2013).</li>
<li>Haffner-Luntzer, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+high-resolution+In+Vivo+MRI+for+longitudinal+analysis+of+endochondral+fracture+healing+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Evaluation of high-resolution In Vivo MRI for longitudinal analysis of endochondral fracture healing in mice.</a> PLoS One. 12 (3), 0174283(2017).</li>
<li>Beckmann, N., Falk, R., Zurbrugg, S., Dawson, J., Engelhardt, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Macrophage+infiltration+into+the+rat+knee+detected+by+MRI+in+a+model+of+antigen-induced+arthritis%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Macrophage infiltration into the rat knee detected by MRI in a model of antigen-induced arthritis.</a> Magn Reson Med. 49 (6), 1047-1055 (2003).</li>
<li>Al Faraj,, Shaik A, S. ultana, Pureza, A., A, M., Alnafea, M., Halwani, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preferential+macrophage+recruitment+and+polarization+in+LPS-induced+animal+model+for+COPD%3A+noninvasive+tracking+using+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Preferential macrophage recruitment and polarization in LPS-induced animal model for COPD: noninvasive tracking using MRI.</a> PLoS One. 9 (3), 90829(2014).</li>
<li>Rolle, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ImmunoPET%2FMR+imaging+allows+specific+detection+of+Aspergillus+fumigatus+lung+infection+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">ImmunoPET/MR imaging allows specific detection of Aspergillus fumigatus lung infection in vivo.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 113 (8), 1026-1033 (2016).</li>
<li>Niemeyer, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-invasive+tracking+of+human+haemopoietic+CD34%28%2B%29+stem+cells+in+vivo+in+immunodeficient+mice+by+using+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Radiol%22%5BJournal%5D)">Non-invasive tracking of human haemopoietic CD34(+) stem cells in vivo in immunodeficient mice by using magnetic resonance imaging.</a> Eur Radiol. 20 (9), 2184-2193 (2010).</li>
</ol>

הסופר רומנו Matthys הוא עובד של RISystem AG בדאבוס, שוויץ, אשר מייצרת את השתלים להשתיל כלים ספציפיים המשמשים במאמר זה. כל לעורכים אחרים יש אין אינטרסים כלכליים מתחרים.

שינויים, פתרון בעיות:
המטרה העיקרית של מחקר זה היה לתאר את פרוטוקול לשימוש של fixator חיצוני MRI תואם עבור עצם הירך osteotomy העכבר עם היכולת לעקוב אחר התפתחות רקמת קסם longitudinally במהלך תהליך ריפוי השבר endochondral. העיצוב של התקן הרכבה בהזמנה אישית עבור החדרת fixator חיצוני הבטיחו עמדה סטנדרטית במהלך סריקות חוזרות ונשנות. פילוח רקמות חצי אוטומטי מאפשר הניתוח של הכמויות של רקמה סיבית, הסחוס, העצם בקסם שבר. יתר על כן, שחזורים תלת-ממד של תמונות MRI מאפשרים ויזואליזציה של הש...

שבר משני ריפוי הוא הצורה הנפוצה ביותר של עצם ריפוי. זה תהליך מורכב מחקה היבטים ספציפיים של endochondral אונטוגנית התאבנות1,2,3. שטף דם מוקדם שבר מורכב ברובו תאים חיסוניים, פרור, סיבי רקמת. חמצן נמוך מתח גבוהה זנים biomechanical ה"בלתי אוסטאובלסט בידול בפירצה שבר, אך לקדם את הבידול של ובתאים לתוך chondrocytes4,5,6. תאים אלה להתחיל להתרבות באתר של פציעה כדי ליצור מטריצה הסחוס לספק יציבות ראשונית של עצם שבורה. במהלך ההבשלה קסם, chondrocytes הופכים היפרטרופית, עוברים אפופטוזיס, או טרנס-להבדיל לתוך תאי העצם. כורוידאלית באיזור סחוס-עד-עצם המעבר מספק רמות החמצן מוגברות, המאפשר את היווצרות הגרמית7. לאחר גרמית גישור על הפער שבר, יציבות biomechanical מתגברת, שיפוץ osteoclastic של קסם חיצוני שבר מתרחשת כדי לזכות מתאר ומבנה העצם פיזיולוגיים3. לכן, הכמויות של רקמה סיבית, הסחוס, העצם בקסם שבר לספק מידע חשוב על עצם תהליך הריפוי. מוטרד או מתעכבות ריפוי הופך גלוי על ידי שינויים של התפתחות רקמת קסם הן בני אדם והן עכברים8,9,10,11. טכניקות זמינים ויוו לפקח longitudinally קסם התפתחות רקמת ב שבר פרה ריפוי מחקרים באמצעות חיות קטנות כוללים רדיוגרפיה דיגיטליות µCT הדמיה12,13. עם זאת, בשתי הטכניקות מסוגלים רק מתלבטים על בסיס מינרלים מן, הלא-על בסיס מינרלים מן הרקמות. לעומת זאת, MRI מספקת ניגודיות מעולה רקמה רכה, ולכן עשוי להיות מסוגל לזהות רקמות רכות והסחוס בנשיכה קסם שבר.
העבודות הקודמות הראה תוצאות מבטיחות עבור פוסט מורטם MRI בעכברים עם שברים במפרק14 וויוו MRI בעכברים במהלך ריפוי פגם עצם intramembranous15. עם זאת, שני המחקרים הצהיר גם מוגבל מרחבית החדות ברזולוציה ורקמות. בעבר להדגים את הכדאיות של MRI ברזולוציה גבוהה ויוו להערכת האורך היווצרות קסם רך במהלך שבר endochondral מאתר הריפוי16. כאן, אנו מדווחים על הפרוטוקול עבור שימוש fixator חיצוניים התואמים ל- MRI של עצם הירך osteotomy בעכברים כדי לעקוב אחר התפתחות רקמת קסם longitudinally במהלך השבר endochondral תהליך הריפוי. העיצוב של התקן הרכבה בהזמנה אישית עבור החדרת fixator חיצוני הבטיחו עמדה סטנדרטית במהלך סריקות חוזרות ונשנות.

<table><tbody><tr><td>צינור הרדמה</td><td>FMI, Seeheim, גרמניה</td> מכונת הרדמה <td>לעכבר ZUA-82-ANA-TUB</td><td></td></tr><tr><td>&nbsp;</td><td>FMI, Seeheim, גרמניה</td><td>ZUA-82-GME-MA</td><td></td></tr><tr><td>מלקחיים עורקים&nbsp;</td><td>Aesculap , טוטלינגן, גרמניה</td><td>BH104R</td><td></td></tr><tr><td>Autoclave</td><td>Systec, וטנברג, גרמניה</td><td>DX-150</td><td></td></tr><tr><td>אריזות חיטוי</td><td>Stericlin, פויכטוונגן, גרמניה</td><td>2301-04/06/10/12/16</td><td></td></tr><tr><td>תוכנת Avizo</td><td>FEI, ברלינגטון, ארה"ב</td><td></td> <td>- גרסה 8.0.1</td></tr><tr><td>BioSpec 117/16 מערכת הדמיית תהודה מגנטית</td><td>Bruker Biospin, Ettlingen, גרמניה</td><td>117/16</td><td></td></tr><tr><td>מהדק בולדוג&nbsp;</td><td>Aesculap, טוטלינגן, גרמניה</td><td>BH 021R</td><td></td></tr><tr><td>אזמל פלדת פחמן מס' 11/15</td><td>Aesculap, טוטלינגן, גרמניה</td><td>BA211/215</td><td></td></tr><tr><td>סיכת הרכבה קרמית 0.45 מ"מ&nbsp;</td><td>RISystem, דאבוס, שוויץ</td><td>HS691490</td><td></td></tr><tr><td>קלינדמיצין (300 מ"ג / 2 מ"ל)</td><td>רציופארם, אולם, גרמניה-מלקחיים</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>115 מ"מ&nbsp;</td><td>Aesculap, Tuttlingen, גרמניה</td><td>BD210R</td><td></td></tr><tr><td>מלקחיים 130 מ"מ&nbsp;</td><td>Aesculap, Tuttlingen, גרמניה</td><td>BD025R</td><td></td></tr><tr><td>מקדח מצופה 0.45 מ"מ&nbsp;</td><td>RISystem, דאבוס, שוויץ</td><td>HS820420</td><td></td></tr><tr><td>מחזיק מחט Durogrip 125 מ"מ&nbsp;</td><td>Aesculap, טוטלינגן, גרמניה</td><td>BM024R</td><td></td></tr><tr><td>פוליודרפ&nbsp;</td><td>Hartmann, Heidenheim, Germany</td><td>2513026</td><td></td></tr><tr><td>Frekaderm</td><td>Fresenius , באד הומבורג, גרמניה</td><td>4928211</td><td></td></tr><tr><td>Gigli saw 0.44 מ"מ&nbsp;</td><td>RISystem, דאבוס, שוויץ</td><td>RIS.590.110.25</td><td></td></tr><tr><td>מקדחה ידנית</td><td>RISystem, דאבוס, שוויץ</td><td>RIS.390.130-01</td><td></td></tr><tr><td>צלחת חימום&nbsp;</td><td>FMI, Seeheim, גרמניה</td><td>IOW-3704</td><td></td></tr><tr><td>כפפות Hygonorm&nbsp;</td><td>Hygi, Telgte, גרמניה</td><td>2706</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Abbot, לונדון, בריטניה</td><td>Forene</td><td></td></tr><tr><td>Micro מלקחיים 155 מ"מ&nbsp;</td><td>Aesculap, טוטלינגן, גרמניה</td><td>BD343R</td><td></td></tr><tr><td>מספריים מיקרו 120 מ"מ&nbsp;</td><td>Aesculap, טוטלינגן, גרמניה</td><td>FD013R</td><td></td></tr><tr><td>עכבר FixEx L 0.7 מ"מ&nbsp;</td><td>RISystem, דאבוס, שוויץ</td><td>RIS.611.300-10</td><td></td></tr><tr><td>מארז מחט למקדחות&nbsp;</td><td>Aesculap , טוטלינגן, גרמניה</td><td>BL911R</td><td></td></tr><tr><td>מחזיק מחט</td><td>Aesculap , טוטלינגן, גרמניה</td><td>BB078R</td><td></td></tr><tr><td>Octenisept</td><td>Sch&uuml; lke, Norderstedt, גרמניה</td><td>121403</td><td></td></tr><tr><td>תוכנת Osirix</td><td>Pixmeo SARL, Bernex, שוויץ-גרסה</td><td></td> <td>4.0</td></tr><tr><td>חמצן, MTI בדרגה רפואית</td><td>, אולם, גרמניה-Resolon</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>5/0</td><td>Resorba, N&uuml; rnberg, גרמניה</td><td>88143</td><td></td></tr><tr><td>מי מלח 0.9%</td> <td>בראון, Melsungen, גרמניה</td><td>3570350</td><td></td></tr><tr><td>ידית אזמל 125 מ"מ</td><td>Aesculap, טוטלינגן, גרמניה</td><td>מספריים BB073R</td><td></td></tr><tr><td>150 מ"מ&nbsp;</td><td>Aesculap, טוטלינגן, גרמניה</td><td>BC006R</td><td></td></tr><tr><td>אוטם לאריזות חיטוי&nbsp;</td><td>Hawo GmbH , אובריגהיים, גרמניה</td><td>HM500</td><td></td></tr><tr><td>Sterican 27 G&nbsp;</td><td>בראון, מלסונגן, גרמניה</td><td>4657705</td><td></td></tr><tr><td>להבי ניתוח סטריליים מס' 11/15&nbsp;</td><td>Aesculap, Tuttlingen, גרמניה</td><td>BB511/515</td><td></td></tr><tr><td>כפפות כירורגיות&nbsp;</td><td>הרטמן, היידנהיים, גרמניה</td><td>Peha-micron 9425712</td><td></td></tr><tr><td>אור כירורגי&nbsp;</td><td>Maquet SA, ארדון, צרפת</td><td>קו כחול 80</td><td></td></tr><tr><td>מזרקים 5 מ"ל&nbsp;</td><td>בראון, Melsungen, גרמניה</td><td>Injekt 4606051V</td><td></td></tr><tr><td>מלקחיים לרקמות 80 מ"מ&nbsp;</td><td>Aesculap, טוטלינגן, גרמניה</td><td>OC091R</td><td></td></tr><tr><td>טרמדול 25 מ"ג/ליטר</td><td>Gr&uuml; nenthal, אאכן, גרמניה</td><td>100 מ"ג/מ"ל</td><td></td></tr><tr><td>Vasofix Safety&nbsp;</td><td>בראון, Melsungen, גרמניה</td><td>4268113S-01</td><td></td></tr><tr><td>Vicryl 5-0&nbsp;</td><td>Ethicon , נורדרשטדט, גרמניה</td><td>V30371</td><td></td></tr><tr><td>משחת עיניים ויסדיסית&nbsp;</td><td>באוש & Lomb, Berlin, Germany</td><td>3099559</td><td></td></tr></tbody></table>

אין ויוו הערכה של שבר פיתוח קסם במהלך עצם הריפוי בעכברים שימוש בהתקן התואם ל- mri osteosynthesis את העכבר אתי

In Vivo Evaluation of Fracture Callus Development During Bone Healing in Mice Using an MRI-compatible Osteosynthesis Device for the Mouse Femur

Endochondral ריפוי השבר הוא תהליך מורכב מעורבים בפיתוח של רקמה סיבית, הסחוס ואת osseous בקסם שבר. הכמות ברקמות שונות, קסם מספק מידע חשוב על השבר ריפוי התקדמות. זמין ויוו טכניקות כדי longitudinally לעקוב אחר התפתחות רקמת קסם מחקרים פרה שבר-הילינג, באמצעות חיות קטנות כוללים רדיוגרפיה דיגיטליות µCT הדמיה. עם זאת, בשתי הטכניקות הם רק מסוגלים להבחין בין רקמות על בסיס מינרלים מן, הלא-על בסיס מינרלים מן. כתוצאה מכך, זה בלתי אפשרי להפלות את הסחוס של סיבי רקמת. לעומת זאת, דימות תהודה מגנטית (MRI) מדמיין מבנים אנטומיים בהתאם לתוכן מים שלהן, ולכן עשוי להיות מסוגל לזהות noninvasively רקמות רכות והסחוס בנשיכה קסם שבר. . הנה, מדווחים על השימוש התואמים ל- MRI חיצוני fixator את אתי העכבר כדי לאפשר סריקות MRI במהלך התחדשות העצם בעכברים. הניסויים הראו כי את fixator ואת התקן הרכבה מחוייט לאפשר סריקות MRI חוזרות, ובכך מאפשר ניתוח האורך של התפתחות רקמת שבר-קסם.

ראשית, ההצלחה של הליך כירורגי יכול להיות מאושרות על ידי ניתוח של MRI סריקות (עיין בדוגמה באיור 2). כל הפינים ארבע צריך להיות ממוקם הפיר הירך. גודל הפער osteotomy צריך להיות בין 0.3-0.5 מ מ. אם גודל הפער osteotomy משתנה במידה רבה בין ערכים אלה, העכבר לא להיות כלולים ניתוח נוסף.
שנית, ההערכה של סריקות האורך במהלך השבר ריפוי בתהליך אותה חיה מספק מידע אודות התפתחות רקמת קסם. אם עכברים נסרקים ביום 10, 14...

הערכת התפתחות רקמת ב קסם שבר במהלך הריפוי עצם endochondral חיוני לעקוב אחר תהליך הריפוי. כאן, אנחנו מדווחים על השימוש תהודה מגנטית הדמיה (MRI)-fixator חיצוני תואם את אתי העכבר כדי לאפשר MRI סריקות במהלך התחדשות העצם בעכברים.

אין ויוו הערכה של שבר פיתוח קסם במהלך עצם הריפוי בעכברים שימוש בהתקן התואם ל- MRI Osteosynthesis את העכבר אתי

Endochondral fracture healing is a complex process involving the development of fibrous, cartilaginous, and osseous tissue in the fracture callus. The ...

המטרה הכוללת של טכניקה זו היא להשתמש בהדמיית תהודה מגנטית, או MRI, להערכה אורכית של התפתחות יבלות שבר בעכברים במהלך ריפוי העצם. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום ריפוי העצם, כגון כיצד יבלות שבר מתפתחות לאורך זמן במודלים שונים של עכברים. היתרונות העיקריים של טכניקה זו הם שניתן לעקוב אחר התפתחות יבלת השבר in vivo בזמן אמת וכי הקיבוע החיצוני המיושם מספק מודל ריפוי שברים סטנדרטי ביותר.תדגים את הליך ה-MRI אן סובגאנג, טכנאית ממתקן ליבת הדמיית בעלי חיים קטנים. לפני תחילת ההליך, ודא את רמת ההרגעה המתאימה על ידי חוסר תגובה לצביטה בבוהן והזריק לעכבר תת עורי מנה אחת של אנטיביוטיקה במחסן נוזלים של פי 250 מיקרוליטר של 0.9% נתרן כלורי. מרחו משחה על עיני החיה והניחו את העכבר על כרית חימום של 37 מעלות צלזיוס.הסר את הפרווה מהגפה האחורית הימנית ושפשף את אזור הניתוח בחומר חיטוי על בסיס אלכוהול. הניחו וילון סטרילי על החיה והשאירו את אזור הניתוח חשוף, וכסו את הכפה האחורית הימנית בחתיכה קטנה מכפפה סטרילית. שפשפו את אזור הניתוח שלוש פעמים נוספות עם חומר חיטוי.לאחר מכן, בעזרת אזמל מעוקר בחיטוי, בצע חתך עור אורכי של כסנטימטר אחד לאורך הצד הפנימי של עצם הירך הימנית והשתמש במספריים מיקרו ומלקחיים כדי להפריד בצורה בוטה את שרירי שרירי הזרוע והואסטוס לטרליס. חותכים את החדרת הגיד בטרוכנטר עצם הירך כדי לאפשר גישה חופשית לחלק האנטרולטרלי של העצם תוך הקפדה על שימור העצב הסיאטי, ומקם את המקבע החיצוני במקביל לעצם הירך. בעזרת מקדח 0.45 מילימטר, קדחו ידנית חורי קידוח דרך קליפת המוח.והחל מהקצוות הפרוקסימליים והדיסטליים ביותר, הנח סיכות הרכבה קרמיות לתוך החורים. לאחר הנחת כל הסיכות, הרטיבו את העצם בנפח קטן של מי מלח סטריליים והשתמשו במסור תיל ג'ילי 0.4 מילימטר כדי ליצור אוסטאוטומיה של 0.4 מילימטר דרך עצם החור בין שני הפינים הפנימיים. שטפו את פער האוסטאוטומיה בזהירות עם שני מיליליטר של מי מלח סטריליים כדי להסיר שבבי עצם מבין שתי קליפות המוח השבורות והשתמשו בתפר נספג רציף כדי להתאים את השרירים ואחריו הסתגלות העור עם תפרים מופרעים שאינם ניתנים לספיגה.לאחר מכן, נקו את אזור הניתוח עם חומר חיטוי והחזירו את העכבר לכלוב שלו עם ניטור עד להחלמה מלאה. כבר שלושה ימים לאחר הניתוח, הכנס את הקיבוע החיצוני בזהירות למכשיר הרכבה מותאם אישית והנח את העכבר המורדם על עריסה מבוקרת טמפרטורה להחדרה למכשיר ה-MRI. חבר בצורה נוקשה את הקיבוע החיצוני להתקן ההרכבה על סליל הראש בעל ארבעת האלמנטים, והשתמש במערכת MRI ייעודית לבעלי חיים קטנים בשדה גבוה הפועלת ב-11.7 טסלה כדי להחיל רצף הד טורבו-ספין מדוכא בצפיפות פרוטונים על השבר.לאחר שכל התמונות נרכשו, פתח את הנתונים בתוכנת ניתוח התמונה המתאימה והזן את גודל הווקסל כ-0.05 על 0.05 על 0.35 מילימטרים מעוקבים. כדי לפלח את הרקמות השונות ביבלת השבר עם סף חצי אוטומטי על סמך עוצמתן, לחץ תחילה על שדה עריכת תווית חדשה ולחץ על הוסף חומר. שנה את שם החומר ליבלת, והשתמש בכלי הלאסו כדי להבחין בין אזור היבלות לבין הרקמות שמסביב על סמך האות ההיפואינטנסיבי מהפריוסטאום.לחץ על הוסף לחומר ולאחר מכן לחץ על הוסף חומר ושנה את שם החומר לסחוס. בעזרת כלי הסף, פלח את הסחוס ובחר רק את החומר הנוכחי מהיבלת. לאחר מכן, לחץ על סחוס והוסף לחומר.לאחר שכל הרקמות חולקו, לחץ על צור משטח, החל ללא עבור סוג החלקה ולחץ על פני השטח View כדי ליצור שחזורים תלת-ממדיים של עצם הירך השבורות בהתבסס על נתוני פילוח הרקמות. ניתן לאשר הליך כירורגי מוצלח על ידי סריקת MRI של השבר המראה את כל ארבעת הפינים באמצע פיר הירך עם פער אוסטאוטומיה בין 0.3 ל -0.5 מילימטרים. ביום ה-10 לאחר הניתוח, הערכת סריקות האורך במהלך תהליך ריפוי השבר מגלה רקמה סחוסית באמצע יבלת השבר ורקמה גרמית בשולי השבר.גם הרקמות הסחוסיות וגם הרקמות הגרמיות גדלות עד היום ה-14. לאחר מכן הרקמה הסחוסית פוחתת עד היום ה-21 ובשלב זה ניתן להבחין בגישור גרמי. לאחר פילוח של הרקמות השונות ביבלת השבר כפי שהודגם זה עתה, ניתן ליצור סריקת עצם ירך תלת מימדית שלמה כאשר קליפת המוח הבוגרת מופיעה באפור, סיכות הקרמיקה מסומנות בצהוב, הרקמה הרכה של היבלת בירוק, רקמת הסחוס באדום והרקמה הגרמית של היבלת מסומנת בסגול.לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד להחיל מקבע חיצוני על עצם הירך של העכבר כדי ליצור את אוסטאוטומיה של עצם הירך ולהכניס עכבר למכשיר MRI כדי להבטיח מיקום סריקה סטנדרטי. לאחר השליטה, ניתן להשלים את יישום הקיבוע החיצוני וטכניקת האוסטאוטומיה תוך 20 עד 30 דקות אם מבוצעים כראוי.

in-vivo-evaluation-fracture-callus-development-during-bone-healing

Research

JoVE Journal

Medicine

רפואה

מאמר זה מתאר שיטה לייצוב לשברים בעצמות ארוכות המבוסס על היישום של ששונו fixators Ilizarov...

יצירת שברים התייצב נוקשה להערכת התאבנות Intramembranous, הסחת הדעת osteogenesis, או ריפוי של פגמים בגודל קריטי

מדידת כמותית של פונקצית אב עצם בריפוי שבר דורשת טכנולוגיית הדמיה סידורי ברזולוציה גבוהה. הנה, פרוטוקולים ניתנים לשימוש במיקרוסקופיה intravital ומעקב osteo שושלת ברצף תמונה ולכמת את ההגירה, השגשוג והתמיינות של תאי גזע / אב osteogenic אנדוגני בתהליך של תיקון שברים בעצמות.

עוקב<em&gt; בvivo</em&gt; הדמיה של תאי גזע / אב osteogenic במהלך תיקון שבר

בשילוב הדמיה אופטית וμCT במודל של עכברים של זיהום שתל אורתופדים, ניצול זן מהונדס bioluminescent של Staphylococcus aureus, סיפק את היכולת noninvasively ואורכים כדי לפקח על הדינמיקה של זיהום החיידקים, כמו גם את התגובה הדלקתית המקבילה ושינויים אנטומיים ב עצם.

בשילוב<em&gt; בvivo</em&gt; אופטי וμCT הדמיה למעקב אחר זיהום, דלקת, ועצם אנטומיה בזיהום אורטופדיים שתל בעכברים

מודלים של בעלי חיים משמשים לעתים קרובות כדי לחקות פגיעה חמורה בעצמות במחקר ביו-רפואי. בשל גודלם הקטן, הקמת נגעי עצם מיוצבים בעכברים היא מעבר ליכולותיהן של רוב קבוצות המחקר. כאן, אנו מתארים שיטה פשוטה לביסוס וניתוח פגמים ניסיוניים בעצם הירך בעכברים.

דגם פגם עצם הירך קריטית בגודל פשוט בעכברים

למרות שמודלים של עכברים הם כלים יקרי ערך להנדסת רקמות עצם, מודלים של פגמים בעצמות ארוכות הם דלילים. צורך זה הניע את פיתוח הפרוטוקול הנוכחי המשתמש בלוחית נעילה עם ארבעה ברגים וג'יג ייעודי לביצוע וייצוב פגם בגודל קריטי הניתן לשחזור, עצם הירך עם תחלואה נמוכה.

הקמת דגם פגם קריטי בגודל הירך מגזרית עכברים מיוצב על ידי פלייט Osteosynthesis

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.

מסמר נעילת intramedullary עבור קיבוע סטנדרטי של Osteotomies עצם הירך כדי לנתח רגיל ופגום עצם ריפוי עכברים

פרוטוקול זה מתאר שיטה osteosynthesis פולשנית באמצעות בורג אורתופדיים עבור מתוקננת ייצוב הירך שברים, אשר ניתן להשתמש כדי לנתח את עצם endochondral ריפוי בעכברים.

מודל פולשנית לניתוח שבר Endochondral ריפוי בעכברים בתנאים מתוקננים ביו-מכני

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.

הדור של שברי הירך סגור בעכברים: מודל ללמוד ריפוי עצם

פרוטוקול זה מתאר שיטה לביצוע שברים בעכברים בוגרים ולמעקב אחר תהליך הריפוי.

שבר רוחבי של עצם הירך של העכבר עם פין מייצב

טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת (μCT) היא כלי הדמיה לא הרסני המסייע בהערכת מבנה העצם במחקרים פרה-קליניים, אולם קיים חוסר הסכמה על הליכי μCT לניתוח יבלת ריפוי העצם. מחקר זה מספק פרוטוקול μCT שלב אחר שלב המאפשר מעקב אחר ריפוי שברים.

הערכת ריפוי שברים בעצם באמצעות טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת

פרוטוקול זה מתאר הליך כירורגי להקמת שבר דיאפיזיאלי בעצם הירך של עכברים, המיוצב באמצעות חוט תוך מדולרי, לצורך מחקרי ריפוי שברים.

ביסוס מודל שבר עצם הירך הדיאפיזי בעכברים

למד הערכת שבר פיתוח קסם בעכברים באמצעות MRI בזמן אמת. שיטה זו מאפשרת מעקב אינ-ויוו בתהליך ריפוי העצם ומספקת מודל סטנדרטי למחקר ביולוגיה התפתחותית.

אין ויוו הערכה של שבר פיתוח קסם במהלך עצם הריפוי בעכברים שימוש בהתקן התואם ל- MRI Osteosynthesis את העכבר אתי

גלה סרטונים נוספים