산만 Osteogenesis, 또는 임계 크기의 결함의 치유는 Intramembranous 골화을 평가하기위한 Rigidly 안정 골절 만들기

이 절차의 전체적인 목표는 안정화된 골절 치유, 견인, 골 형성 및 분절성 결손 부위의 치유 분석에 사용할 수 있는 외고정 경골을 만드는 것입니다. 먼저, 경골의 근위부와 원위부에 멸균 곤충 핀을 삽입하여 고정 장치의 링을 배치하고 유지한 다음, 멸균 곤충 핀에 링을 고정합니다. 다음으로, 경골의 중간 골간 부위에 골절 또는 골절술을 실시합니다. 이 절차의 마지막 단계에서는 세 번째 나사산 로드를 삽입하여 근위 및 원위 링을 완전히 안정화합니다.

최종적으로 X선, 조직학 및 분자 분석을 통해 골절 치유, 견인, 골 형성 및 골 이식 기전을 보여주는 결과를 얻을 수 있습니다. 시연자는 캘리포니아 대학교 샌프란시스코 산하 샌프란시스코 종합병원 정형외과 외상 연구소 골 재생 실험실의 선임 연구원인 Dr. Diane과 Y Yuu, 그리고 박사후 연구원인 Dr. Chelsea Baney입니다. 먼저 맞춤 설계된 외고정 장치를 조립하는 것으로 시작하십시오.

고정 프레임은 3개의 스테인리스강 나사산 로드, 8개의 육각 너트 및 17개의 대응 볼트로 고정된 2개의 알루미늄 링으로 구성됩니다. 골절 부위당 2개의 알루미늄 링이 필요하며, 근위 링의 적절한 구멍에 4개의 육각 너트와 대응 볼트를 느슨하게 조여 고정합니다. 원위 링 역시 4개의 너트와 볼트를 완전히 조이지 않은 상태로 나사로 고정한 다음, 고정 장치를 안정화할 긴 나사산 로드 2개를 원위 링의 12시와 6시 방향에 위치한 구멍에 배치하고 2개의 육각 너트로 부착합니다.

원하는 연령과 성별의 마우스에 케타민과 자일라진을 복강 내 주사하여 마취시킵니다. 그리고 발가락 꼬집기 테스트를 통해 완전한 마취 상태임을 확인합니다. 털을 제거하고 소독제로 세척한 후, 안구 윤활제를 도포하고, 남은 실험 절차 동안 마우스를 가열 패드 위에 둡니다.

너트가 원위부를 향하도록 근위 고정 링을 다리에 배치하고 링을 무릎 관절 위로 이동시킵니다. 드릴에 0.25 millimeter 멸균 곤충 핀 4개를 부착하여 뼈에 천공함으로써 왼쪽 경골의 근위 및 원위 골단부를 고정합니다. 핀은 경골의 장축에 수직이 되고 서로 90도 각도가 되도록 배치하며, 근위 핀과 원위 핀 사이에 최소 10 millimeters의 간격을 둡니다.

경골이 알루미늄 링의 중앙에 위치하도록 유지하면서 근위 링에 핀을 고정합니다. 두 번째 링을 원위 핀 아래에 배치합니다. 두 개의 로드를 근위 링에 고정한 다음, 육각 너트를 사용하여 핀을 링에 고정합니다.

이전과 마찬가지로, 적절한 장치를 사용하여 3점 굽힘 방식으로 횡골절을 유도합니다. 경골의 후외측 표면을 블록 위에 올립니다. 추 하강 암을 따라 추를 미리 정해진 높이까지 들어 올린 후, 추가 경골의 전외측면에 닿도록 떨어뜨립니다.

둔성 골절을 유발한 후, X-ray를 통해 골절 여부를 확인합니다. 다음으로, 원위단부터 시작하여 마지막 스테인리스강 나사산 로드를 링에 부착합니다. 로드를 삽입하고 원위 링에 너트를 끼워 로드를 고정합니다.

그 다음, 근위 링이 상단에 위치하도록 로드에 너트를 하나 더 끼웁니다. 두 링이 동일한 거리로 유지되며 핀에 무리가 가지 않는지 확인하십시오. 세 번째 너트를 사용하여 근위 링을 로드에 고정합니다.

마취를 해제하기 위해 aamaz all을 투여하고, 진통을 위해 buprenorphine을 투여한 후 동물이 반응을 보이고 보행이 가능할 때까지 모니터링합니다. 그 다음, 진통을 위해 buprenorphine을 피하 주사하고, 표준 신장성 골형성술을 위해 4시간 후에 다시 투여합니다. 이 모델을 사용하여 경골에 고정 장치를 설치하고 골절을 유도한 후, 5일간의 잠복기 동안 그대로 둡니다.

5일 후, 고정 로드의 너트를 돌려 신장 골형성술을 수행합니다. 7일 동안 매일 1/4바퀴씩 돌려줍니다. 수술 후 추가 진통제 투여 필요 여부를 확인하기 위해 동물을 면밀히 모니터링합니다.

골교(Bony bridging)는 신장 완료 후 10일 이내에 관찰되며, 완전한 골유합은 27일 이내에 관찰됩니다. 마취를 실시하고 제모제로 털을 제거한 후 소독제로 피부를 세척하고, 이전에 설명한 방법으로 고정 장치를 장착합니다. 마우스를 해부 현미경 아래에 배치하여 경골 내측을 시각화한 후, 10번 메스 날을 사용하여 5~7mm 길이로 절개합니다.

근육을 조심스럽게 절개하고 분리하여 경골의 중앙 골간을 노출시킵니다. 가위 끝을 사용하여 경골의 3mm 세그먼트를 천천히 잘라내되, 강한 기계적 힘으로 뼈가 밀려나지 않도록 주의하십시오. 그 후 포셉으로 잔여 골편을 제거합니다.

수술 부위에 골편이 있는지 확인한 후, 경골의 뭉툭한 끝단 주변으로 근육을 다시 배치합니다. 6.0 poly monofilament 봉합사를 사용하여 피부 절개 부위를 2~3바늘 꿰매고, 외고정 장치를 안정시키기 위해 세 번째 로드를 삽입합니다. 앞서 설명한 대로 마취를 해제하고 진통제를 투여하며, 동물의 통증 여부를 지속적으로 모니터링합니다.

앞서 설명한 바와 같이, 외부 고정 장치를 적절하게 적용하면 방사선 사진에서 볼 수 있듯이 폐쇄성 경골 골절에 대해 매우 견고한 안정성과 우수한 정복을 제공하며, 화살표로 표시된 정렬이 잘 된 뼈 분절들을 확인할 수 있습니다. 이 방법으로 고정된 골절은 여기서 tri chrome 염색을 통해 보여지는 것처럼 주로 막성 골화(intramembranous ossification)를 통해 치유되며, 고정된 골절 부위에서 일부 신생 골이 관찰됩니다. 반대로, 골절이 고정되지 않으면 골절 틈새에 커다란 연골 가골이 형성되고, 이는 발달 후 연골내 골화(endochondral ossification) 과정을 통해 뼈로 대체됩니다. 이 기술은 정형외과 분야의 연구자들이 마우스의 안정적인 골절 치유 메커니즘을 탐구할 수 있는 길을 열어주었습니다.