Name: Listituzione di difetti compositi di sutura calvariare-osso nei ratti: un modello standardizzato per lindagine sulla terapia rigenerativa della sutura (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-05-10T14:10:00.000+00:00
Duration: 4 min 17 s
Description: Scopri le procedure chirurgiche per creare difetti compositi di sutura calvariare nei ratti. Questo modello standardizzato consente confronti autonomi e valuta la prognosi a breve e lungo termine per terapie rigenerative.

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<meta charset="utf8"></head><body>Standardizzazione del modello di difetto osseo della sutura calvariata di ratto per studi rigenerativi

<ol><li>Li, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cranial+suture+mesenchymal+stem+cells%3A+insights+and+advances%5BTitle%5D)+AND+%22Biomolecules%22%5BJournal%5D)">Cranial suture mesenchymal stem cells: insights and advances.</a> Biomolecules. 11 (8), 1129(2021).</li>
<li>Opperman, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cranial+sutures+as+intramembranous+bone+growth+sites%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Dyn%22%5BJournal%5D)">Cranial sutures as intramembranous bone growth sites.</a> Dev Dyn. 219 (4), 472-485 (2000).</li>
<li>Lenton, K. A., Nacamuli, R. P., Wan, D. C., Helms, J. A., Longaker, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cranial+suture+biology%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Top+Dev+Biol%22%5BJournal%5D)">Cranial suture biology.</a> Curr Top Dev Biol. 66 (4), 287-328 (2005).</li>
<li>Slater, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cranial+sutures%3A+A+brief+review%5BTitle%5D)+AND+%22Plast+Reconstr+Surg%22%5BJournal%5D)">Cranial sutures: A brief review.</a> Plast Reconstr Surg. 121 (4), 170-178 (2008).</li>
<li>Zhao, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+suture+provides+a+niche+for+mesenchymal+stem+cells+of+craniofacial+bones%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">The suture provides a niche for mesenchymal stem cells of craniofacial bones.</a> Nat Cell Biol. 17 (4), 386-396 (2015).</li>
<li>Maruyama, T., Jeong, J., Sheu, T. -J., Hsu, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stem+cells+of+the+suture+mesenchyme+in+craniofacial+bone+development%2C+repair+and+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Stem cells of the suture mesenchyme in craniofacial bone development, repair and regeneration.</a> Nat Commun. 7 (1), 10526(2016).</li>
<li>Wilk, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Postnatal+calvarial+skeletal+stem+cells+expressing+PRX1+reside+exclusively+in+the+calvarial+sutures+and+are+required+for+bone+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cell+Reports%22%5BJournal%5D)">Postnatal calvarial skeletal stem cells expressing PRX1 reside exclusively in the calvarial sutures and are required for bone regeneration.</a> Stem Cell Reports. 8 (4), 933-946 (2017).</li>
<li>Doro, D. H., Grigoriadis, A. E., Liu, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Calvarial+suture-derived+stem+cells+and+their+contribution+to+cranial+bone+repair%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Physiol%22%5BJournal%5D)">Calvarial suture-derived stem cells and their contribution to cranial bone repair.</a> Front Physiol. 8, 956(2017).</li>
<li>Kajdic, N., Spazzapan, P., Velnar, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Craniosynostosis-recognition%2C+clinical+characteristics%2C+and+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Bosn+J+Basic+Med+Sci%22%5BJournal%5D)">Craniosynostosis-recognition, clinical characteristics, and treatment.</a> Bosn J Basic Med Sci. 18 (2), 110-116 (2018).</li>
<li>Park, S., Zhao, H., Urata, M., Chai, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sutures+possess+strong+regenerative+capacity+for+calvarial+bone+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cells+Dev%22%5BJournal%5D)">Sutures possess strong regenerative capacity for calvarial bone injury.</a> Stem Cells Dev. 25 (23), 1801-1807 (2016).</li>
<li>Quarto, N., Behr, B., Longaker, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Opposite+spectrum+of+activity+of+canonical+Wnt+signaling+in+the+osteogenic+context+of+undifferentiated+and+differentiated+mesenchymal+cells%3A+Implications+for+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng+Part+A%22%5BJournal%5D)">Opposite spectrum of activity of canonical Wnt signaling in the osteogenic context of undifferentiated and differentiated mesenchymal cells: Implications for tissue engineering.</a> Tissue Eng Part A. 16 (10), 3185-3197 (2010).</li>
<li>Kaku, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesenchymal+Stem+Cell-Induced+Cranial+Suture-Like+Gap+in+Rats%5BTitle%5D)+AND+%22Plast+Reconstr+Surg%22%5BJournal%5D)">Mesenchymal Stem Cell-Induced Cranial Suture-Like Gap in Rats.</a> Plast Reconstr Surg. 127 (1), 69-77 (2011).</li>
<li>Yu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cranial+suture+regeneration+mitigates+skull+and+neurocognitive+defects+in+craniosynostosis%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Cranial suture regeneration mitigates skull and neurocognitive defects in craniosynostosis.</a> Cell. 184 (1), e18 243-256 (2021).</li>
<li>Koons, G. L., Diba, M., Mikos, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Materials+design+for+bone-tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Mater%22%5BJournal%5D)">Materials design for bone-tissue engineering.</a> Nat Rev Mater. 5 (8), 584-603 (2020).</li>
<li>Mardas, N., Kostopoulos, L., Karring, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bone+and+suture+regeneration+in+calvarial+defects+by+e-PTFE-membranes+and+demineralized+bone+matrix+and+the+impact+on+calvarial+growth%3A+an+experimental+study+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J+Craniofac+Surg%22%5BJournal%5D)">Bone and suture regeneration in calvarial defects by e-PTFE-membranes and demineralized bone matrix and the impact on calvarial growth: an experimental study in the rat.</a> J Craniofac Surg. 13 (3), 453-462 (2002).</li>
<li>Kostopoulos, L., Karring, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regeneration+of+the+sagittal+suture+by+GTR+and+its+impact+on+growth+of+the+cranial+vault%5BTitle%5D)+AND+%22J+Craniofac+Surg%22%5BJournal%5D)">Regeneration of the sagittal suture by GTR and its impact on growth of the cranial vault.</a> J Craniofac Surg. 11 (6), 553-561 (2000).</li>
<li>Mosaddad, S. A., Hussain, A., Tebyaniyan, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exploring+the+use+of+animal+models+in+craniofacial+regenerative+medicine%3A+A+narrative+review%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng+Part+B+Rev%22%5BJournal%5D)">Exploring the use of animal models in craniofacial regenerative medicine: A narrative review.</a> Tissue Eng Part B Rev. , (2023).</li>
<li>Tan, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PgC3Mg+metal-organic+cages+functionalized+hydrogels+with+enhanced+bioactive+and+ROS+scavenging+capabilities+for+accelerated+bone+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mater+Chem+B%22%5BJournal%5D)">PgC3Mg metal-organic cages functionalized hydrogels with enhanced bioactive and ROS scavenging capabilities for accelerated bone regeneration.</a> J Mater Chem B. 10 (28), 5375-5387 (2022).</li>
<li>Yazdanian, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+and+properties+of+%CE%B2TCP%2FZeolite%2FGelatin+scaffold+as+developed+scaffold+in+bone+regeneration%3A+in+vitro+and+in+vivo+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Biocybern+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">Fabrication and properties of βTCP/Zeolite/Gelatin scaffold as developed scaffold in bone regeneration: in vitro and in vivo studies.</a> Biocybern Biomed Eng. 40 (4), 1626-1637 (2020).</li>
<li>Soufdoost, R. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+and+in+vivo+evaluation+of+novel+Tadalafil%2F%CE%B2-TCP%2FCollagen+scaffold+for+bone+regeneration%3A+A+rabbit+critical-size+calvarial+defect+study%5BTitle%5D)+AND+%22Biocybern+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">In vitro and in vivo evaluation of novel Tadalafil/β-TCP/Collagen scaffold for bone regeneration: A rabbit critical-size calvarial defect study.</a> Biocybern Biomed Eng. 39 (3), 789-796 (2019).</li>
<li>Russell, W. P., Russell, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anatomy%2C+head+and+neck%2C+coronal+suture%5BTitle%5D)+AND+%22StatPearls%22%5BJournal%5D)">Anatomy, head and neck, coronal suture.</a> StatPearls. , (2022).</li>
<li>Menon, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Skeletal+stem+and+progenitor+cells+maintain+cranial+suture+patency+and+prevent+craniosynostosis%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Skeletal stem and progenitor cells maintain cranial suture patency and prevent craniosynostosis.</a> Nat Commun. 12 (1), 4640(2021).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>4% paraformaldeide</td><td>Biosharp</td><td>BL539A</td><td></td></tr><tr><td>2% soluzione di iodoforo</td><td>Chengdu Jinshan Chemical Reagent Co., Ltd.</td><td>Nessuno</td><td></td></tr><tr><td>75% Etanolo</td><td>Chengdu Jinshan Reagente Chimico Co., Ltd.</td><td>Nessuno</td><td></td></tr><tr><td>Batuffoli di cotone</td><td>Haishi Hainuo Group Co., Ltd.</td><td>Nessuno</td><td></td></tr><tr><td>Cotton fioc</td><td>Lakong Medical Devices Co.,&nbsp;</td><td>Nessuno</td><td></td></tr><tr><td>Pinze curve</td><td>Chengdu Shifeng Co., Ltd.</td><td>Nessuno</td><td></td></tr><tr><td>Software Dataviewer e Ctan per la valutazione del volume dei difetti residui Bruker</td><td></td><td>None</td><td></td></tr><tr><td>Frese rotonde a bassa velocità</td> per odontoiatria <td>Dreybird Medical Equipment Co., Ltd.</td><td>RA3-012 RA1-008</td><td></td></tr><tr><td>Bisturi sterile monouso</td><td>Hangzhou Huawei Medical Supplies Co., Ltd.</td><td>Nessuno</td><td></td></tr><tr><td>Siringhe monouso (22 G)</td><td>Chengdu Shifeng Co., Ltd.</td><td>SB1-089 (IX)</td><td></td></tr><tr><td>Rasoio elettrico</td><td>JASE</td><td>BM320210</td><td></td></tr><tr><td>Acido etilendiammina tetraacetico (EDTA)</td><td>BioFroxx</td><td>1340GR500</td><td></td></tr><tr><td>Kit per macchie di ematossilina ed eosina</td><td>Biosharp</td><td>BL700B</td><td></td></tr><tr><td>Ago per irrigazione (23 G)</td><td>Sichuan New Century Medical Polymer Products Co., Ltd.</td><td>Nessuno</td><td></td></tr><tr><td>Manipolo a bassa velocità</td><td>Guangzhou Dental Guard Technology Co., Ltd.</td><td>Nessuno Masson</td><td></td></tr><tr><td>' s Kit macchia tricromica</td><td>Solarbio</td><td>G1340</td><td></td></tr><tr><td>Tessuti non tessuti medici</td><td>Henan Yadu Industrial Co., Ltd.&nbsp;</td><td>Nessuno</td><td></td></tr><tr><td>Micro-tomografia computerizzata (&micro; CT)&nbsp;</td><td>Scanco Medical AG&</td><td>micro; CT45</td><td></td></tr><tr><td>Mimics 20.0 per immagini in sezione trasversale</td><td>Materialise</td><td>None</td><td></td></tr><tr><td>Portaaghi</td><td>Chengdu Shifeng Co., Ltd.</td><td>Nessuno</td><td></td></tr><tr><td>Ascensore periostale</td><td>Chengdu Shifeng Co., Ltd.</td><td>Nessuna</td><td></td></tr><tr><td>soluzione salina</td><td>Sichuan Kelun Pharmaceutical Co., Ltd.</td><td>Nessuno</td><td></td></tr><tr><td>Software di visualizzazione medica Scanco per la ricostruzione di immagini 3D</td><td>Scanco Medical AG</td><td>Nessuno</td><td></td></tr><tr><td>SPSS Statistics 20.0 per analisi statistiche</td><td>IBM</td><td>Nessuno</td><td></td></tr><tr><td>Ratti Sprague-Dawley&nbsp</td><td>Byrness Weil Biotech Ltd</td><td>Nessuno</td><td></td></tr><tr><td>Forbici dritte</td><td>Chengdu Shifeng Co., Ltd.</td><td>Nessuno</td><td></td></tr><tr><td>Motore chirurgico</td><td>MARATHON</td><td>N3-140232</td><td></td></tr><tr><td>Suture chirurgiche (monofilamento 3-0)</td><td>Hangzhou Huawei Medical Supplies Co., Ltd.</td><td>nessuno</td><td></td></tr></tbody></table>

l'istituzione di difetti compositi di sutura calvariare-osso nei ratti: un modello standardizzato per l'indagine sulla terapia rigenerativa della sutura

The Establishment of Calvarial Suture-Bony Composite Defects in Rats: A Standardized Model for Suture-Regenerative Therapy Investigation

In questo studio, il difetto composito della sutura calvariale del ratto è stato stabilito praticando un foro rettangolare di 4,5 mm x 2 mm attraverso la sutura coronale. L'illustrazione schematica chirurgica e il diagramma di flusso della ricerca sono illustrati nella Figura 3. L'immagine 3D e la vista in sezione trasversale dei campioni postoperatori 0-day, ovvero i campioni raccolti immediatamente dopo l'intervento chirurgico, hanno confermato la creazione di un difetto calvariale a tutto spessore, che comporta la completa rimozione della sutura coronale e delle strutture ossee adiacenti ad entrambe le estremità (Figura 4A). Le immagini μCT e i corrispondenti risultati dell'analisi statistica a 6 settimane dopo l'intervento hanno rivelato una naturale inclinazione verso la chiusura del difetto accompagnata da noduli calcificati irregolari formati all'interno del difetto (Figura 4). Questa tendenza è diventata più pronunciata 12 settimane dopo l'intervento chirurgico (Figura 4), indicando la potenziale fusione della sutura con il passare del tempo. Ulteriori analisi istologiche sono state condotte utilizzando la colorazione tricromica di H&amp;E e Masson. Due settimane dopo l'intervento, abbiamo osservato una notevole estensione e continuità del periostio e della dura madre, che formavano tessuto fibroso denso e spesso e sigillavano efficacemente l'area difettosa (Figura 5). In particolare, in questo momento precoce, è stata rilevata l'emergere di fibre mineralizzate colorate di blu, la cui presenza ha subito un aumento sostanziale entro 6 settimane dall'intervento chirurgico (Figura 5). Entro le 12 settimane postoperatorie, sono stati osservati grandi pezzi di nuovo osso nel centro del difetto (Figura 5), riconfermando la prognosi avversa della calcificazione stromale e della chiusura della sutura. Gli esiti sfavorevoli di guarigione naturale dei difetti del composito osseo di sutura sottolineano la necessità della rigenerazione della sutura cranica attraverso interventi terapeutici, come l'impianto di biomateriali 13,15,16.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66417/66417fig01v2.jpg"> Figura 1: Strumenti chirurgici. (A) Gli articoli chirurgici sono stati numerati in ordine di utilizzo, tra cui (1) pinza curva, (2) bisturi sterile monouso, (3) elevatore periostale, (4) ago per irrigazione, (5) batuffoli di cotone, (6) manipolo a bassa velocità, (7) motore chirurgico (la freccia gialla rappresenta la manopola RPM e la freccia bianca rappresenta l'interruttore), (8) frese rotonde dentali a bassa velocità, (9) porta aghi, (10) suture monofilamento 3-0 e (11) forbice diritta. (B) Frese rotonde a bassa velocità di diametro 1,2 mm e 0,8 mm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66417/66417fig01largev2.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66417/66417fig02.jpg"> Figura 2: Procedura chirurgica. (A) Posizionare il ratto in posizione prona. (B) Radere i capelli dal cuoio capelluto con un rasoio elettrico. (C) Incidere la pelle con un bisturi usa e getta. (D) Incidere il periostio con un bisturi. (E1, E2) Sollevare il periostio per esporre le suture coronali con un elevatore periostale. Le frecce gialle indicano le suture coronali. (F1) Alesare una scanalatura di posizionamento. (F2) Creare preliminarmente un difetto rettangolare con una fresa rotonda da 1,2 mm. (G1, G2) Rifilare il difetto con una fresa rotonda da 0,8 mm per ottenere una forma rettangolare standard di 4,5 x 2 mm. (H1, H2) Calibrare la larghezza e la lunghezza del difetto con un calibro a corsoio. (I) Chiudere la pelle utilizzando suture monofilamento 3-0. Questa rappresentazione utilizza un cadavere, che viene deliberatamente lasciato non drappeggiato per facilitare una migliore visualizzazione anatomica. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66417/66417fig02large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66417/66417fig03.jpg"> Figura 3: Illustrazione schematica del difetto composito sutura calvariale-osso e strategia di ricerca di questo studio. Abbreviazioni: H&amp;E = ematossilina ed eosina; μCT = microtomografia computerizzata. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66417/66417fig03large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66417/66417fig04.jpg"> Figura 4: Tendenza alla chiusura del difetto composito sutura calvariale-osso. (A) Immagini μCT rappresentative e viste in sezione trasversale dei difetti compositi sutura-osso al giorno 0 postoperatorio, alla settimana 6 e alla settimana 12. Le sezioni trasversali rappresentano le posizioni indicate dalle linee tratteggiate gialle nelle immagini 3D. Barre della scala = 2 mm. (B) Analisi quantitativa del volume del difetto residuo post-operatorio attraverso valutazioni μCT. n = 6 repliche/gruppo. I dati sono espressi come media ± SD. ANOVA unidirezionale seguita dal test di confronto multiplo di Dunnett. p&lt;0.001. Abbreviazioni: PO = postoperatorio; μCT = microtomografia computerizzata. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66417/66417fig04large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66417/66417fig05.jpg"> Figura 5: Variazioni istologiche nei difetti del composito sutura-osso. (A) H&amp;E e (B) Colorazione tricromica di Masson dei difetti del composito sutura-osso alla settimana 2, alla settimana 6 e alla settimana 12 del PO. I contorni tratteggiati rossi indicano il tessuto fibroso che incapsula l'area del difetto. I pentagrammi neri rappresentano le fibre mineralizzate colorate di blu. I pentagrammi gialli evidenziano il nuovo osso formatosi nel centro del difetto. Barre di scala = 500 μm; 200 μm (inserti). Abbreviazioni: PO = postoperatorio; H&amp;E = ematossilina ed eosina. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66417/66417fig05large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
Figura supplementare S1: Larghezza della sutura coronale in direzione antero-posteriore (immagine calvario del piano sagittale). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66417/Supplementary%20Figure%201.zip" target="_blank">Clicca qui per scaricare questo file.</a>

L'istituzione di difetti compositi di sutura calvariare-osso nei ratti: un modello standardizzato per l'indagine sulla terapia rigenerativa della sutura

Large-scale calvarial defects often coincide with cranial suture disruption, leading to impairments in calvarial defect restoration and skull development ...

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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.

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