Un modello di osteogenesi di distrazione del topo
14 novembre 2018
Vi presentiamo un modello di osteogenesi di distrazione tibial del topo sviluppato utilizzando un distrattore su misura. L'uso di un mouse come un obiettivo di analisi è vantaggioso per far progredire la ricerca.
Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo della rigenerazione dei tessuti duri e molli. Il principale vantaggio di questa tecnica è che l'uso di un topo consente un'analisi dettagliata della rigenerazione ossea. Inizia con un topo adulto completamente anestetizzato.
Radere e disinfettare con cura l'area chirurgica con una soluzione di iodio al 10%. Quindi, somministrare lo 0,5% di cloridrato di lidocaina all'arto inferiore destro. Quindi, dopo aver fatto un'incisione longitudinale della pelle di 15 millimetri nella parte inferiore destra della gamba con un bisturi numero 15, separare senza mezzi termini i muscoli sottostanti, facendo attenzione a non rimuovere tutto il periosteo.
Quindi, taglia la fibula con le forbici. Afferrare la caviglia con pini stretti e sottili e utilizzare un ago calibro 27 per fare un buco nell'osso, a circa cinque millimetri dal tallone. L'ago dovrebbe penetrare nella pelle, nell'osso e nella pelle in quell'ordine.
Quando l'ago penetra completamente, tagliare la punta e la radice con un nipper in modo che l'ago sia di circa 15 millimetri. Fai un altro buco allo stesso modo, circa due o tre millimetri prossimali. Quindi, tieniti intorno alla caviglia e passa un ago calibro 25 sotto il ginocchio allo stesso modo.
Dopo che l'ago penetra, tagliare la punta e la radice con un nipper. Fai un altro buco nello stesso modo, circa due o tre millimetri distali. Posizionare il distrattore su misura in modo che sia parallelo alla direzione di estensione.
Fissare gli aghi e il dispositivo con una resina dentale di polimerizzazione sufficiente per riempire le scanalature del dispositivo. Attendere il completamento della polimerizzazione, che dovrebbe richiedere circa cinque minuti. Quindi, pur essendo molto attenti a non danneggiare i tessuti circostanti, tagliare il centro della diafisi della tibia usando un disco di taglio molto sottile mentre si applica una soluzione salina.
Chiudere la ferita con una sutura di nylon 4-0. Soerere iniezioni sottocutanee di buprenorfina per l'analgesia subito dopo l'intervento chirurgico. Ci sono vari rapporti sul periodo di latenza e sul tasso di distrazione, ma qui vengono mostrati protocolli rappresentativi.
Dopo un periodo di latenza di cinque giorni, inizia la procedura di distrazione. Per l'estensione, utilizzare il perno collegato alla vite di rapida espansione. Spostare il perno nella direzione della freccia gialla attaccata alla vite di estensione.
Tenere la coda con il mignolo e il palmo della mano e fissare il dispositivo di estensione con l'indice e il pollice. Eseguire l'estensione spostando il perno nella direzione della freccia gialla di 0,2 millimetri per un quarto di giro. Continuare l'allungamento alla velocità di 0,2 millimetri ogni 12 ore per otto giorni, il che si tradurrà in uno spazio totale di 3,2 millimetri.
Questa immagine mostra i tipici risultati della radiografia a quattro settimane dalla distrazione nel modello. L'osso appena formato è visto nel sito di distrazione. Qui si vedono risultati di colorazione di ematossilina ed eosina.
Fu osservato un ponte osseo di nuova formazione, e l'osso appena formato poteva essere facilmente distinto dall'osso nativo. Abbiamo presentato un modello TIBIAL DO per mouse sviluppato utilizzando un distrattore su misura. L'uso di un modello DO del mouse facilita un'analisi più dettagliata.
È particolarmente adatto per esperimenti che utilizzano topi knockout.
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Panoramica
Questo articolo presenta un modello di osteogenesi da distrazione tibiale del topo sviluppato utilizzando un dispositivo di distrazione personalizzato. Il metodo permette un'analisi dettagliata della rigenerazione ossea, che è cruciale per comprendere la rigenerazione dei tessuti duri e molli.
Componenti chiave dello studio
Area della scienza
- Rigenerazione ossea
- Ingegneria dei tessuti
- Modelli di topo
Sfondo
- L'osteogenesi da distrazione è un processo chirurgico utilizzato per rigenerare l'osso.
- I modelli di topo forniscono un ambiente controllato per studiare i processi biologici.
- Comprendere la rigenerazione ossea può far progredire le strategie terapeutiche.
- Questo modello può aiutare a rispondere a domande chiave sulla rigenerazione dei tessuti.
Obiettivo dello studio
- Sviluppare un modello di topo affidabile per studiare l'osteogenesi da distrazione.
- Analizzare il processo di rigenerazione ossea in dettaglio.
- Fornire informazioni sui meccanismi di guarigione dei tessuti duri e molli.
Metodi utilizzati
- Utilizzo di un dispositivo di distrazione personalizzato per la distrazione tibiale.
- Amministrazione di anestesia e anestetici locali.
- Tecniche di incisione chirurgica e separazione dei muscoli.
- Monitoraggio della rigenerazione ossea post-chirurgia.
Principali risultati
- Implementazione di successo del modello di distrazione tibiale.
- Osservazioni dettagliate dei processi di rigenerazione ossea.
- Informazioni sui meccanismi biologici coinvolti nella guarigione.
- Possibili applicazioni in contesti clinici per la riparazione ossea.
Conclude
- Il modello di distrazione tibiale del topo è efficace per studiare la rigenerazione ossea.
- Questo modello può facilitare progressi nell'ingegneria dei tessuti.
- Ulteriori ricerche possono basarsi su questi risultati per migliorare gli approcci terapeutici.
Domande frequenti
Executive Industry Relevance
The mouse distraction osteogenesis (DO) model enables detailed, quantitative analysis of bone regeneration dynamics, supporting early-stage target validation in skeletal tissue engineering. This model provides a reproducible in vivo platform for interrogating regenerative mechanisms and evaluating genetic or pharmacological interventions, directly informing preclinical decision-making and portfolio triage for bone repair therapeutics.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables mechanistic interrogation of bone regeneration pathways in a controlled in vivo setting.
- Supports functional validation of genetic targets using knockout mouse lines.
- Facilitates biological de-risking by providing direct evidence of regenerative capacity.
- Improves predictive confidence for candidate targets in skeletal tissue repair.
Screening & Assay Development
- Establishes a validated, reproducible model for evaluating bone formation outcomes.
- Generates quantitative radiographic and histological readouts for assay standardization.
- Supports screening of candidate molecules or interventions for bone regeneration efficacy.
- Enables platform reuse across multiple genetic backgrounds or treatment arms.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant mechanisms of bone healing and tissue regeneration.
- Provides continuity from discovery through preclinical validation of regenerative strategies.
- Supports risk-adjusted advancement of bone repair candidates based on in vivo efficacy.
- Facilitates translational biomarker development through histological and imaging endpoints.
Pipeline & Workflow Integration
This mouse DO model fits within the early discovery to preclinical validation continuum, enabling hypothesis-driven testing of regenerative interventions and genetic targets.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification in bone regeneration.
- Screening: Provides standardized, quantitative outputs for comparing experimental conditions.
- Analytics: Delivers radiographic and histological measurements to assess bone formation.
- Translational Research: Bridges discovery findings to preclinical models relevant for human bone repair.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable in vivo platform adaptable to diverse genetic and pharmacological studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in bone regeneration research.
- Operational Value: Delivers standardized, reproducible, and scalable in vivo workflows.
- Strategic Value: Enables informed go/no-go decisions and capital-efficient advancement of bone repair programs.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of regenerative medicine assets.
Implementation Considerations
- Requires expertise in small animal surgery and post-operative care.
- Needs access to imaging and histological analysis infrastructure.
- Demands rigorous cross-team standardization of surgical and analytical protocols.
- Adaptable to various genetic backgrounds for mechanistic studies.
- Limitations include model-specific surgical complexity and animal welfare considerations.
