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

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. Posizionare il campione nell'apparato fratturato in posizione prona per le fratture del femore o in posizione supina per le fratture della tibia.

Premere il dorso del piede contro l'estremità della dima di posizionamento della frattura. Premere manualmente la ghigliottina fino a frattura dell'arto. Ottenere una radiografia dell'arto fratturato per confermare le dimensioni della maschera e la posizione della frattura.

Per determinare la lunghezza del perno, misurare la lunghezza dell'arto dal piatto tibiale al livello del malleolo posteriore per le fratture della tibia. Per determinare la larghezza del perno, misurare il diametro midollare minimo nell'arto fratturato. Selezionare un ago con un calibro approssimativamente equivalente al diametro midollare e una lunghezza superiore a 1,5 volte la lunghezza dello spillo.

Una dimensione approssimativa del perno per un topo C57 black six di 14 settimane è di 27 gauge, un pollice e un quarto, e 22 gauge, un pollice e mezzo per tibia e femore, rispettivamente. Lavora o stampa in 3D un calibro con una lunghezza uguale alla lunghezza del perno meno la lunghezza dell'ago. Un'estremità dovrebbe avere una sporgenza per appoggiarsi al mozzo dell'ago e l'altra dovrebbe indicare dove deve essere tagliato il perno.

Utilizzare un tagliacapelli elettrico o una crema depilatoria per rimuovere i peli dalle gambe di campioni di prova senza fratture da metà tibia a metà femore, esponendo l'articolazione del ginocchio. Per bloccare la tibia, inserire l'ago per via percutanea, lateralmente al legamento rotuleo. Ritrarre il legamento rotuleo medialmente e allineare la punta dell'ago all'asse della tibia.

Usando un movimento di alesatura, rompere delicatamente il piatto tibiale e guidare l'ago lungo la cavità midollare. Quindi, utilizzare il calibro e l'alesatura fino a quando l'ago esposto è uguale alla lunghezza del calibro. Ritrarre l'ago di circa tre millimetri, per fornire spazio sufficiente per tagliare l'ago al livello indicato dal calibro.

Crimpare 3 millimetri dell'estremità distale del perno utilizzando un tronchese, quindi tagliare il perno a livello del calibro. Sincronizzare il perno con la superficie articolare utilizzando un'asta con un diametro 1,5 volte più grande del diametro dell'ago. Ottenere radiografie per confermare che l'ago si estende per la lunghezza del canale midollare dell'arto e non sporge dall'estremità prossimale o distale.

Per determinare la profondità dell'impatto, misurare il diametro della corteccia a livello della frattura desiderata sulla radiografia. Posizionare un provino di prova appuntato nel dispositivo di frattura utilizzando la dima di posizionamento della frattura. Appoggiare il pistone d'urto sull'arto illeso.

Non lasciare cadere il pistone. L'osso dovrebbe rimanere intatto durante questa fase di ottimizzazione. Applicare una forza sufficiente verso il basso sul pistone per comprimere i tessuti molli, ma non fratturare l'osso.

Regolare la profondità di impatto a 75 volte il diametro corticale per tenere conto dei tessuti molli. Impostare l'altezza della caduta su due centimetri. Posizionare il pistone nella sua posizione di partenza collegandolo all'elettromagnete attivato.

Posizionare un arto di prova nell'apparato per fratture. Premere il dorso del piede contro la dima di posizionamento della frattura. Premere brevemente l'interruttore a pedale per rilasciare il pistone, quindi riportarlo nella posizione di partenza.

Radiografare l'arto di prova interessato e ispezionare per eventuali prove di frattura. Questo può essere sottile quando si utilizzano basse velocità con una profondità di impatto controllata. Se non si genera alcuna frattura, aumentare l'altezza di caduta di due centimetri.

Se si genera una frattura, registrare l'altezza di caduta e moltiplicarla per 1,1. Questa è la nuova altezza di caduta. Usa la nuova altezza di caduta per fratturare il prossimo arto di prova.

Continuare la procedura fino a quando tutti i campioni di prova non sono fratturati. Registra l'altezza di caduta finale e tutti i parametri dell'ottimizzazione. Registrare l'età, il sesso, il genotipo e il peso del campione di prova.

L'utilizzo di un dispositivo di frattura regolabile e di parametri ottimizzati ha migliorato significativamente la generazione di fratture trasversali semplici. Il gruppo di pre-ottimizzazione ha generato una frattura trasversale semplice solo in 27 campioni su 58, ovvero il 46,55% delle volte. Considerando che, il gruppo post-ottimizzazione ha mostrato semplici fratture trasversali il 98,28% delle volte.

Dopo il suo sviluppo, questa tecnica ha aumentato il rigore e la riproducibilità dei modelli animali negli studi di generazione di fratture. Dopo la procedura, altre tecniche, come la micro-TC e l'istologia, possono essere utilizzate per rispondere a ulteriori domande sulla morfologia della frattura.