August 14th, 2018
프로토콜의 목표를 일관 된 골절 골절 생성 매개 변수를 최적화 하는 것입니다. 이 프로토콜은 뼈 크기와 동물 사이 존재할 수 있는 형태 변화에 대 한 계정. 또한, 비용 효과적인, 조정 가능한 분쇄 장치 설명 되어 있습니다.
이 방법은 어떤 중재가 골절 치유를 촉진하는지와 같은 뼈 생물학 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 일관된 파괴를 생성하기 위해 매개변수를 파생하는 간단한 방법을 제공한다는 것입니다. 골절 부위를 찾으려면 안락사된 5마리의 대표 샘플에서 골절될 사지 대퇴골 또는 경골의 방사선 사진을 얻습니다.
경골 이미지가 여기에 표시됩니다. 골절될 사지의 방사선 사진에 원하는 골절 위치를 표시합니다. 종골 경골 관절에서 표시된 골절 수준까지 측정합니다.
모든 시험 시편에 대한 평균 파괴 길이를 계산합니다. 조정 가능한 골절 장치에서 하나의 지지 모루의 외부 표면에서 단두대 충격 중심까지의 거리를 측정합니다. 파괴 길이에서 단두대 충격의 중심을 빼서 파괴 위치 지그 깊이 또는 JD를 계산합니다. 기계 또는 3D 인쇄는 높이와 너비가 모루와 같고 깊이가 JD와 같은 U자형 채널을 인쇄합니다. 골절 장치의 표본을 대퇴골 골절의 경우 엎드린 자세 또는 경골 골절의 경우 앙와위 위치에 배치합니다.
골절 포지셔닝 지그의 끝에 대해 발의 등쪽을 누릅니다. 사지가 골절될 때까지 단두대를 수동으로 누릅니다. 지그 크기와 골절 위치를 확인하기 위해 골절된 사지의 방사선 사진을 얻습니다.
핀 길이를 결정하려면 경골 고원에서 경골 골절에 대한 후방 추골 수준까지의 사지 길이를 측정합니다. 핀 너비를 결정하려면 골절된 사지의 최소 수질 직경을 측정합니다. 골수 지름과 대략적으로 동일한 게이지와 핀 길이의 1.5배 이상의 길이가 있는 바늘을 선택합니다.
14주 된 C57 블랙 식스 마우스의 대략적인 핀 크기는 경골과 대퇴골의 경우 각각 27게이지, 1/4인치, 22게이지, 1/2인치입니다. 기계 또는 3D 인쇄는 핀 길이에서 바늘 길이를 뺀 길이와 같은 길이의 게이지를 인쇄합니다. 한쪽 끝에는 바늘 허브에 닿을 돌출부가 있어야 하고 다른 쪽 끝에는 핀을 절단해야 하는 위치가 표시되어야 합니다.
전기 클리퍼 또는 제모 크림을 사용하여 경골 중간에서 대퇴골 중간까지 골절되지 않은 시험 표본의 다리에서 털을 제거하여 무릎 관절을 노출시킵니다. 경골을 고정하려면 슬개골 인대 측면에 바늘을 경피적으로 삽입합니다. 슬개골 인대를 내측으로 후퇴시키고 바늘 끝을 경골 축에 맞춥니다.
리밍 동작을 사용하여 경골 고원을 부드럽게 뚫고 바늘을 골수강 아래로 안내합니다. 다음으로, 노출된 바늘이 게이지 길이와 같아질 때까지 게이지와 리밍을 사용합니다. 바늘을 약 3mm 후퇴시켜 게이지에 표시된 수준에서 바늘을 절단할 수 있는 충분한 공간을 확보합니다.
핀 커터를 사용하여 핀의 말단 끝을 3mm 압착한 다음 게이지 높이에서 핀을 자릅니다. 바늘 직경보다 1.5배 큰 직경의 막대를 사용하여 핀을 관절 표면에 동기화합니다. 방사선 사진을 통해 바늘이 사지의 골수관의 길이를 연장하고 근위 또는 원위 끝에서 돌출되지 않는지 확인합니다.
충격 깊이를 결정하려면 방사선 사진에서 원하는 골절 수준에서 피질의 직경을 측정합니다. 파괴 위치 지정 지그를 사용하여 파괴 장치에 고정된 시험 표본을 배치합니다. 다치지 않은 팔다리에 임팩트 램을 올려 놓습니다.
숫양이 떨어지지 않도록 하십시오. 뼈는 이 최적화 단계에서 그대로 유지되어야 합니다. 연조직을 압박하기 위해 램에 충분한 아래쪽 힘을 가하되 뼈가 골절되지 않도록 합니다.
연조직을 고려하기 위해 충격 깊이를 피질 직경의 75배로 조정합니다. 드롭 높이를 2cm로 설정합니다. 활성화된 전자석에 연결하여 램을 시작 위치에 배치합니다.
골절 장치에 시험용 팔다리를 배치합니다. 골절 위치 지정 지그에 대해 발의 등쪽을 누릅니다. 풋 스위치를 짧게 눌러 램을 해제한 다음 시작 위치로 재설정합니다.
영향을 받은 시험용 사지를 방사선 사진으로 촬영하고 골절의 증거가 있는지 검사합니다. 이것은 충격 깊이가 제어된 낮은 속도를 사용할 때 미묘할 수 있습니다. 파괴가 생성되지 않으면 낙하 높이를 2cm 늘립니다.
파괴가 발생하면 드롭 높이를 기록하고 1.1을 곱합니다. 이것이 새로운 드롭 높이입니다. 새로운 낙하 높이를 사용하여 다음 시험 사지를 골절합니다.
모든 시험 샘플이 파괴될 때까지 절차를 계속합니다. 최적화의 최종 드롭 높이와 모든 매개변수를 기록합니다. 시험 표본의 나이, 성별, 유전자형 및 체중을 기록합니다.
조정 가능한 파괴 장치와 최적화된 매개변수를 사용하여 단순 횡방향 파괴의 생성을 크게 개선했습니다. 사전 최적화 그룹은 58개 샘플 중 27개 샘플, 즉 46.55%에서만 단순 횡방향 파괴가 발생했습니다. 반면, 최적화 후 그룹은 98.28%의 시간 동안 단순 횡방향 골절을 보였습니다.
개발 후 이 기술은 파괴 발생 연구에서 동물 모델의 엄격함과 재현성을 높였습니다. 절차에 따라 마이크로 CT 및 조직학과 같은 다른 기술을 사용하여 추가 파괴 형태학 질문에 답할 수 있습니다.
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이 프로토콜은 동물 간 뼈 크기와 형태의 차이를 고려하여 일관된 결과를 위해 골절 생성 매개변수를 최적화하는 것을 목표로 합니다. 비용 효율적이고 조정 가능한 골절 장치를 설명합니다.
Inconsistent fracture models in rodent studies increase resource waste and reduce data reliability in bone healing research. This protocol optimizes fracture generation parameters per sample, improving reproducibility and enabling more rigorous preclinical evaluation of therapeutics. Enhanced consistency supports better go/no-go decisions in fracture repair target validation and lead identification.
The method fits within the discovery continuum from hypothesis testing to preclinical validation, supporting iterative refinement of fracture healing interventions.