Name: Frattura apparato Design e ottimizzazione dei protocolli per le fratture chiuse-stabilizzato in roditori (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-14T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 59 s
Description: Impara a generare fratture consistenti in roditori per studi di biologia ossea e guarigione delle fratture. Questo protocollo ottimizzato utilizza radiografie e un dispositivo regolabile per migliorare la riproducibilità sperimentale.

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La ricerca riportata in questa pubblicazione è stata sostenuta dall'Istituto nazionale dell'artrite e patologie del sistema muscoloscheletrico e malattie della pelle dei National Institutes of Health, sotto Premio numero F30AR071201 e R01AR066028.

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Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Questo protocollo di generazione e l'ottimizzazione di frattura fornisce ai ricercatori un metodo efficiente per derivare i parametri di frattura ed eseguire una procedura minimamente invasiva, che produce le fratture trasversale, precise e ripetibile. Inoltre, questo protocollo costituisce un insieme comune di parametri di generazione di frattura, che favorisce la coerenza di metodo tra i ricercatori. Questi parametri consentirà la creazione di un database comune di frattura per stabilire standard di frattura basati su ...

Ricerca sulla guarigione di frattura è necessario affrontare un grande problema clinico ed economico. Ogni anno oltre 12 milioni di fratture sono trattate in Stati Uniti d'America1, costano $ 80 miliardi per l'anno2. La probabilità di un maschio o femmina che soffrono una frattura nel corso della loro vita è 25% e 44%, rispettivamente3. Problemi connessi con la guarigione della frattura si pensano che aumentino con maggiore comorbidità come la popolazione invecchia. Per studiare e risolvere questo problema, sono necessari modelli robusti della generazione di frattura e stabilizzazione. Modelli del roditore sono ideali per questo scopo. Forniscono la rilevanza clinica e può essere modificati alle condizioni specifiche di indirizzo (cioè, più lesioni, fratture aperte, chiuse, ischemiche e infettate). Oltre a replicare scenari clinici, modelli animali frattura sono importante per capire la biologia dell'osso e sviluppo terapeutica e dispositivi. Tuttavia, i tentativi di studiare le differenze tra gli interventi possono essere complicati dalla variabilità introdotta da generazione di frattura incoerente. Quindi, generando fratture riproducibile e costantemente chiuse in modelli animali è essenziale per il campo di ricerca osteomuscolare.
Nonostante correttamente controllando per eterogeneità di potenziale soggetto garantendo il background genetico appropriato, sesso, età e condizioni ambientali, la produzione di lesioni ossee coerente clinicamente rilevanti è una variabile significativa che interessano riproducibilità che deve essere controllato. I confronti statistici utilizzando incoerente fratture sono afflitti con rumore sperimentale e un'alta variabilità4; Inoltre, variabilità di frattura può portare alla morte degli animali inutili a causa della necessità di aumentare la dimensione del campione o la necessità di eutanasia animali con fratture comminute o malpositioned. Lo scopo del metodo descritto nel presente documento è quello di ottimizzare i parametri di generazione di frattura che sono specifici per tipo di campione e resa una frattura coerente posizione e modello.
Modelli correnti della generazione di frattura rientrano in due grandi categorie, ognuna con i propri punti di forza e di debolezza. Modelli di Apri-frattura (osteotomia) sottoporsi ad intervento chirurgico per esporre l'osso, dopo che una frattura è indotta da taglio dell'osso o indebolirlo e poi manualmente romperlo5,6,7,8. I vantaggi di questo metodo sono la visualizzazione diretta del luogo di frattura e una posizione più coerente di frattura e modello. Tuttavia, la rilevanza fisiologica e clinica dell'approccio e il meccanismo della ferita è limitati. Inoltre, metodi di generazione di frattura aperto richiedono un approccio chirurgico e chiusura con periodi prolungati durante i quali i roditori sono esposti ad un aumentato rischio di contaminazione.
Chiusi tecniche rispondono a molte delle limitazioni di tecnica aperta. Chiuse le tecniche producono fratture utilizzando un contundente applicati esternamente, che induce la lesione per l'osso e i tessuti circostanti, più simili a quelli osservati nelle lesioni cliniche umane. Il metodo più comune è stata descritta da Bonnarens ed Einhorn nel 19849. Hanno descritto una ghigliottina ponderata viene utilizzata per impartire il trauma smussato per rompere l'osso senza causare le ferite della pelle esterna. Questo metodo è stato ampiamente adottato per studiare l'effetto di genetica10,11, terapia farmacologica12,13,14,15, meccanica16, 17e fisiologia18,19,20 sull'osso guarigione nei topi e nei ratti. Mentre il beneficio di metodi chiusi è fisiologicamente rilevanti fratture, rigore e riproducibilità sperimentale sono limitati dalla eterogeneità di frattura. La generazione di frattura incoerente si traduce in una differenziazione fra-gruppo limitata, esemplari persi e un aumento in animali necessari per raggiungere il significato statistico.
Controllare la variabilità nella generazione di frattura e la stabilizzazione è essenziale per produrre risultati significativi. Al fine di correttamente studiare la biologia della riparazione di frattura, è necessario un modello di frattura semplice ma affidabile. Il modello dovrebbe essere traducibile specie di roditori, tipi di osso (femore o della tibia, per esempio) e da altra parte di ambiti di provenienza genetici del mouse variabile e mutazioni indotte. Inoltre, la procedura ideale dovrebbe essere tecnicamente semplice e produrre risultati coerenti. Un'eterogeneità di frattura di indirizzo, il metodo qui descritto è la costruzione di un dispositivo di frattura ben controllato che quindi può essere utilizzato per ottimizzare i parametri e generare fratture costantemente chiuse indipendentemente da età, sesso o genotipo.

<table><tbody><tr><td>Support Subassembly</td><td></td><td></td><td>Supplementary Figure 1</td></tr><tr><td>Beam, Support--Jaw Section&nbsp;</td><td>80/20</td><td>1003 x 9.00</td><td>con #7042 a A, C, in trave terminale sinistra</td></tr><tr><td>, supporto - Sezione orizzontale</td><td>80/20</td><td>1002 x 14.00</td><td></td></tr><tr><td>Trave, supporto - Verticale 1</td><td>80/20</td><td>1050 x 10.50 &nbsp;</td><td>con #7042 in A all'estremità sinistra e in A all'estremità destra</td></tr><tr><td>Trave, supporto--Verticale 2</td><td>80/20</td><td>1010 x 10,50&nbsp;</td><td>con #7042 all'estremità D, B all'estremità sinistra e all'estremità A all'estremità destra</td></tr><tr><td>Trave, supporto - Montaggio su piastra</td><td>80/20</td><td>1030 x 8.00&nbsp;</td><td>con #7036 all'estremità sinistra</td></tr><tr><td>Trave, supporto--Magnete</td><td>80/20</td><td>1010 x 13.50&nbsp;</td><td>con #7042 in A, C, all'estremità destra</td></tr><tr><td>Ancoraggi (3)</td><td>80/20</td><td>3392</td><td></td></tr><tr><td>Ancoraggio doppio (3)</td><td>80/20</td><td>3091</td><td></td></tr><tr><td>Gruppo bullone (6)</td><td>80/20</td><td>3386</td><td>1/4-20 x 3/8"</td></tr><tr><td>Vite a testa bombata a testa bombata (6)</td><td>80/20</td><td>3604</td><td>1/4-20 x 3/4"</td></tr><tr><td>Ram Subassembly</td><td></td><td></td><td>Supplementary Figura 2</td></tr><tr><td>Blocco, arresto</td><td></td> Blocco supplementare personalizzato <td></td><td>Figura 3</td></tr><tr><td>, guida</td> Figura <td>supplementare</td><td>personalizzata</td><td></td> 3</tr><tr><td>Asta, pistone</td><td></td><td>Supplementare personalizzato Figura 4</td>Vite di allineamento Supplementare personalizzato <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td>Figura 5</td></tr><tr><td>Piatto, montaggio</td><td></td><td></td><td>Cuscinetto a manicotto lineare personalizzato supplementare Figura 6</td></tr><tr><td>(2)</td><td>McMaster-Carr</td><td>8649T2</td><td></td></tr><tr><td>Dado esagonale (3)</td><td>McMaster-Carr</td><td>92673A125</td><td>3/8-16 UNC</td></tr><tr><td>Vite a brugola (8)</td><td>McMaster-Carr</td><td>92196A108</td><td>4/40 x 3/8"</td></tr> <tr><td>Vite a brugola (6)</td><td>McMaster-Carr</td><td>92196A032</td><td>4/40 x 1 1/8"</td></tr> <tr><td>Vite a brugola (1)</td><td>McMaster-Carr</td><td>92196A267&nbsp;</td><td>10/32 3/8"</td></tr><tr><td>Sottogruppo magnete</td><td></td><td></td><td>Supplementare Figura 7</td></tr><tr><td>Montatura, Magnete</td> Supplementare <td>personalizzato</td><td></td><td>Figura 8</td></tr><tr><td>Alimentatore</td><td>McMaster-Carr</td><td>70235K23</td><td></td></tr><tr><td>Interruttore a pedale</td><td>McMaster-Carr</td><td>7376k2</td><td></td></tr><tr><td>Elettromagnete</td><td>McMaster-Carr</td><td>5698k111</td><td></td></tr><tr><td>Filo - 10 piedi</td><td>McMaster-Carr</td><td>9936k12</td><td></td></tr><tr><td>Asta, magnete</td><td>McMaster-Carr</td><td>95412A566</td><td>1/4" asta filettata x 7"</td></tr> <tr><td>staffa angolare (6)</td><td>80/20</td><td>4108</td><td></td></tr><tr><td>vite a brugola (1)</td><td>McMaster-Carr</td><td>92196A705</td><td>10/32 1 1/4"</td></tr> <tr><td>dado esagonale (4)</td><td>McMaster-Carr</td><td>92673A113</td><td>1/4-20 UNC</td></tr><tr><td>Assemblaggio completo</td><td></td><td></td><td>Supplementare Figura 9</td></tr><tr><td>Staffa, ganascia gamba (2)</td>Piattaforma supplementare <td>personalizzata</td><td></td><td>Figura 10</td></tr><tr><td>, Frattura</td> Supplementare <td>personalizzata</td><td></td><td>Figura 11</td></tr><tr><td>Dima, Posizionamento-Frattura</td> Supplementare <td>personalizzata</td><td></td><td>Figura 12</td></tr><tr><td><forte>Altro</forte></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tronchese per perni</td><td>Forniture e attrezzature mediche</td><td>Aghi 150S</td><td></td></tr><tr><td>Sigma</td><td></td><td>Z192430, Z192376&nbsp;</td><td>23 g x 1,5" - femore di topo, 27 g x 1,25" - tibia di topo</td></tr></tbody></table>

frattura apparato design e ottimizzazione dei protocolli per le fratture chiuse-stabilizzato in roditori

Fracture Apparatus Design and Protocol Optimization for Closed-stabilized Fractures in Rodents

La generazione affidabile delle fratture coerente stabilizzate in modelli animali è essenziale per la comprensione della biologia di rigenerazione ossea e lo sviluppo di terapie e dispositivi. Tuttavia, modelli di lesione disponibili sono afflitti da incoerenza conseguente spreco animali e risorse e imperfetta dei dati. Per risolvere questo problema di eterogeneità di frattura, lo scopo del metodo descritto nel presente documento è quello di ottimizzare frattura generazione parametri specifici per ogni animale e resa una frattura coerente posizione e modello. Questo protocollo rappresenta variazioni dimensionali dell'osso e morfologia che può esistere tra ceppi murini e può essere adattato per generare fratture coerente in altre specie, come il ratto. Inoltre, è descritto un apparato di frattura conveniente, regolabile. Rispetto alle attuali tecniche di frattura stabilizzato, il protocollo di ottimizzazione e un nuovo apparato di frattura dimostra una maggiore coerenza nei modelli di frattura stabilizzato e posizioni. Utilizzo ottimizzato i parametri specifici per il tipo di campione, il protocollo descritto aumenta la precisione dei traumi indotti, riducendo al minimo l'eterogeneità di frattura osservata tipicamente nelle procedure di generazione di frattura chiusa.

La ghigliottina precedentemente utilizzata nel nostro laboratorio è stata sviluppata nel 2004 e si basava su modelli pubblicati da Einhorn21. Il design non ha consentito di regolazioni per adeguatamente tenere conto di eventuali differenze nella morfologia ossea e non ha permesso un posizionamento riproducibile dell'arto. Inoltre, l'apparato precedente necessarie due persone per farlo funzionare. Pertanto, abbiamo progettato, ingegnerizzato e costruito un nuovo app...

L'obiettivo del protocollo è quello di ottimizzare i parametri di generazione di frattura per produrre fratture coerente. Questo protocollo rappresenta le variazioni in osso, dimensioni e morfologia che può esistere tra gli animali. Inoltre, è descritto un apparato di frattura conveniente, regolabile.

Frattura apparato Design e ottimizzazione dei protocolli per le fratture chiuse-stabilizzato in roditori

The reliable generation of consistent stabilized fractures in animal models is essential for understanding the biology of bone regeneration and developing ...

Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo della biologia ossea, ad esempio quali interventi promuovono la guarigione delle fratture. Il vantaggio principale di questa tecnica è che fornisce un metodo semplice per derivare parametri per generare fratture coerenti. Per localizzare la regione per la frattura, ottenere radiografie dell'arto, del femore o della tibia da fratturare in un campione rappresentativo di cinque animali soppressi.Le immagini della tibia sono mostrate qui. Segnare la posizione desiderata della frattura sulla radiografia dell'arto da fratturare. Misurare dall'articolazione tibiale calcaneare al livello della frattura marcata.Calcolare la lunghezza media della frattura per tutti i campioni di prova. Sul dispositivo di frattura regolabile, misurare la distanza dalla superficie esterna di un'incudine di supporto al centro dell'impatto della ghigliottina. Sottrarre il centro dell'impatto della ghigliottina dalla lunghezza della frattura per calcolare la profondità della maschera di posizionamento della frattura, o JD. Stampa a macchina o in 3D un canale a forma di U con un'altezza e una larghezza pari all'incudine e una profondità pari al JD.

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Protocollo per lo sviluppo di un modello di osteotomia femorale in ratti albini Wistar

Questo protocollo descrive una procedura chirurgica per l'instaurazione di una frattura diafisaria nel femore dei topi, che viene stabilizzata con un filo intramidollare, per studi di guarigione delle fratture.

Stabilire un modello di frattura del femore diafisario nei topi

Questo protocollo presenta un metodo completo ed efficiente per l'analisi della riparazione dell'osso mandibolare. Descriviamo una tecnica riproducibile per la frattura mandibolare non stabilizzata in un modello murino, che consente l'analisi del processo di riparazione ossea endocondrale con un danno tissutale e una perdita ossea minimi.

Tecnica meno invasiva per la frattura mandibolare non stabilizzata in modelli murini

Lo studio combina in modo innovativo suture e aghi di titanio per una fissazione interna stabile in un modello di frattura radiale del ratto. La guarigione della frattura è stata valutata tramite micro-tomografia computerizzata (micro-CT) e i neuroni ganglionali della radice dorsale primaria (DRG) sono stati isolati e coltivati per ulteriori indagini.

Sviluppo di un nuovo modello di fissazione interna per le fratture radiali dei ratti: valutazione della guarigione delle fratture e isolamento dei ganglioni della radice dorsale

Impara a generare fratture consistenti in roditori per studi di biologia ossea e guarigione delle fratture. Questo protocollo ottimizzato utilizza radiografie e un dispositivo regolabile per migliorare la riproducibilità sperimentale.

Frattura apparato Design e ottimizzazione dei protocolli per le fratture chiuse-stabilizzato in roditori

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