Name: Ambystoma mexicanum에서 플레이트 고정을 통한 대퇴골 절골술 안정화 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-04-12T14:20:00.000+00:00
Duration: 5 min 45 s
Description: 배우세요 대퇴골 절골술 안정화 방법을 Ambystoma mexicanum에서 플레이트 고정을 이용하여 수행하는 절차입니다. 이 프로토콜은 양서류의 재생 과정을 연구하고 포유류와 비교 분석하는 데 활용됩니다.

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<meta charset="utf8"></head><body>Axolotls에서 뼈 치유 및 사지 재생을 연구하기 위해 플레이트 고정을 사용합니다.

<ol><li>Amamoto, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adult+axolotls+can+regenerate+original+neuronal+diversity+in+response+to+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Elife%22%5BJournal%5D)">Adult axolotls can regenerate original neuronal diversity in response to brain injury.</a> Elife. 5, 13998(2016).</li>
<li>Butler, E. G., Ward, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reconstitution+of+the+spinal+cord+following+ablation+in+urodele+larvae%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Zool%22%5BJournal%5D)">Reconstitution of the spinal cord following ablation in urodele larvae.</a> J Exp Zool. 160 (1), 47-65 (1965).</li>
<li>Echeverri, K., Tanaka, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ectoderm+to+mesoderm+lineage+switching+during+axolotl+tail+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Ectoderm to mesoderm lineage switching during axolotl tail regeneration.</a> Science. 298 (5600), 1993-1996 (2002).</li>
<li>Vargas-Gonzalez, A., Prado-Zayago, E., Leon-Olea, M., Guarner-Lans, V., Cano-Martinez, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Myocardial+regeneration+in+Ambystoma+mexicanum+after+surgical+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Arch+Cardiol+Mex%22%5BJournal%5D)">Myocardial regeneration in Ambystoma mexicanum after surgical injury.</a> Arch Cardiol Mex. 75 (3), S321-S329 (2005).</li>
<li>Vieira, W. A., Wells, K. M., McCusker, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advancements+to+the+axolotl+model+for+regeneration+and+aging%5BTitle%5D)+AND+%22Gerontology%22%5BJournal%5D)">Advancements to the axolotl model for regeneration and aging.</a> Gerontology. 66 (3), 212-222 (2020).</li>
<li>Song, F., Li, B., Stocum, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amphibians+as+research+models+for+regenerative+medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Organogenesis%22%5BJournal%5D)">Amphibians as research models for regenerative medicine.</a> Organogenesis. 6 (3), 141-150 (2010).</li>
<li>McCusker, C., Bryant, S. V., Gardiner, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+axolotl+limb+blastema%3A+Cellular+and+molecular+mechanisms+driving+blastema+formation+and+limb+regeneration+in+tetrapods%5BTitle%5D)+AND+%22Regeneration+%28Oxf%29%22%5BJournal%5D)">The axolotl limb blastema: Cellular and molecular mechanisms driving blastema formation and limb regeneration in tetrapods.</a> Regeneration (Oxf). 2 (2), 54-71 (2015).</li>
<li>Einhorn, T. A., Gerstenfeld, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fracture+healing%3A+Mechanisms+and+interventions%29%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Rheumatol%22%5BJournal%5D)">Fracture healing: Mechanisms and interventions).</a> Nat Rev Rheumatol. 11 (1), 45-54 (2015).</li>
<li>Polikarpova, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+specialist+in+regeneration-the+Axolotl-a+suitable+model+to+study+bone+healing%5BTitle%5D)+AND+%22NPJ+Regen+Med%22%5BJournal%5D)">The specialist in regeneration-the Axolotl-a suitable model to study bone healing.</a> NPJ Regen Med. 7 (1), 35(2022).</li>
<li>Chen, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+axolotl+fibula+as+a+model+for+the+induction+of+regeneration+across+large+segment+defects+in+long+bones+of+the+extremities%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">The axolotl fibula as a model for the induction of regeneration across large segment defects in long bones of the extremities.</a> PLoS One. 10 (6), e0130819(2015).</li>
<li>Cosden-Decker, R. S., Bickett, M. M., Lattermann, C., MacLeod, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+and+functional+analysis+of+intra-articular+interzone+tissue+in+axolotl+salamanders%5BTitle%5D)+AND+%22Osteoarthritis+Cartilage%22%5BJournal%5D)">Structural and functional analysis of intra-articular interzone tissue in axolotl salamanders.</a> Osteoarthritis Cartilage. 20 (11), 1347-1356 (2012).</li>
<li>Williams, J. N., Li, Y., Valiya Kambrath, A., Sankar, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+generation+of+closed+femoral+fractures+in+mice%3A+A+model+to+study+bone+healing%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">The generation of closed femoral fractures in mice: A model to study bone healing.</a> J Vis Exp. (138), e58122(2018).</li>
<li>Cheung, K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+externally+fixed+femoral+fracture+model+for+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Orthop+Res%22%5BJournal%5D)">An externally fixed femoral fracture model for mice.</a> J Orthop Res. 21 (4), 685-690 (2003).</li>
<li>Jiang, S., Knapstein, P., Donat, A., Tsitsilonis, S., Keller, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+optimized+protocol+for+a+standardized%2C+femoral+osteotomy+model+to+study+fracture+healing+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22STAR+Protoc%22%5BJournal%5D)">An optimized protocol for a standardized, femoral osteotomy model to study fracture healing in mice.</a> STAR Protoc. 2 (3), 100798(2021).</li>
<li>Matthys, R., Perren, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Internal+fixator+for+use+in+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Injury%22%5BJournal%5D)">Internal fixator for use in the mouse.</a> Injury. 40, Suppl 4 S103-S109 (2009).</li>
<li>Manassero, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Establishment+of+a+segmental+femoral+critical-size+defect+model+in+mice+stabilized+by+plate+osteosynthesis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Establishment of a segmental femoral critical-size defect model in mice stabilized by plate osteosynthesis.</a> J Vis Exp. (116), e52940(2016).</li>
<li>Gunderson, Z. J., Campbell, Z. R., McKinley, T. O., Natoli, R. M., Kacena, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comprehensive+review+of+mouse+diaphyseal+femur+fracture+models%5BTitle%5D)+AND+%22Injury%22%5BJournal%5D)">A comprehensive review of mouse diaphyseal femur fracture models.</a> Injury. 51 (7), 1439-1447 (2020).</li>
<li>Riquelme-Guzman, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Postembryonic+development+and+aging+of+the+appendicular+skeleton+in+Ambystoma+mexicanum%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Dyn%22%5BJournal%5D)">Postembryonic development and aging of the appendicular skeleton in Ambystoma mexicanum.</a> Dev Dyn. 251 (6), 1015-1034 (2022).</li>
<li>Gentz, E. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Medicine+and+surgery+of+amphibians%5BTitle%5D)+AND+%22ILAR+J%22%5BJournal%5D)">Medicine and surgery of amphibians.</a> ILAR J. 48 (3), 255-259 (2007).</li>
<li>Lang, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collagen+I-based+scaffolds+negatively+impact+fracture+healing+in+a+mouse-osteotomy-model+although+used+routinely+in+research+and+clinical+application%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomater%22%5BJournal%5D)">Collagen I-based scaffolds negatively impact fracture healing in a mouse-osteotomy-model although used routinely in research and clinical application.</a> Acta Biomater. 86, 171-184 (2019).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>0.66 mm Gigly 와이어 톱&nbsp;</td><td>RISystem</td><td>RIS.590.120</td><td></td></tr><tr><td>7.0 Optilene 봉합사&nbsp;</td><td>브라운</td><td>C3090538</td><td></td></tr><tr><td>벤조카인&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>E1501</td>은 Butorphanol (Butomidor 10 mg/mL)을 <td>사용하기 전에 0.03%&nbsp;</td></tr> <tr><td></td><td>Richter Pharma AG</td><td>를</td> 사용하기 전에 <td>0.5 mg/L로 희석하십시오</td></tr>. <tr><td>드릴 비트 0.30 mm</td><td>RISystem</td><td>RIS.590.200</td><td></td></tr><tr><td>Dumont #5 Forceps - Standard/Inox</td><td>Fine Science Tools</td><td>11251-20</td><td></td></tr><tr><td>핸드 드릴</td><td>RISystem</td><td>RIS.390.130</td><td>적어도 3개의 마이크로 CT 데이터 분석기를 가지고 있는 것이 좋습니다</td></tr>. <tr><td></td><td>Bruker, Billerica, MA, USA</td><td>SkyScan NRecon 소프트웨어</td><td></td></tr><tr><td>Micro CT 표본 스캐너</td><td>Bruker, Billerica, MA, USA</td><td>SkyScan 1172&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Moria MC31b 아이리스 집게 - 매끄럽고, 구부러진, 10cm</td><td>Fine Science Tools</td><td>11373-12FST</td><td>2개</td></tr><tr><td>MouseFix 드릴& 톱 가이드 1.75mm, 강성</td><td>RISystem</td><td>RIS.301.102</td><td></td></tr><tr><td>MouseFix 플레이트 4 구멍, 강성</td><td>RISystem</td><td>RIS.401.110</td><td></td></tr><tr><td>MouseFix 나사, L = 2.00mm</td><td>RISystem</td><td>RIS.401.100</td><td>뼈당 4개 필요</td></tr><tr><td>좁은 패턴 집게</td><td>VWR</td><td>FSCI11002-12</td><td></td></tr><tr><td>페니실린/스트렙토마이신</td><td>Gibco</td><td>15140-122</td><td></td></tr><tr><td>링 집게</td><td>Fine Science Tools</td><td>11103-09</td><td></td></tr><tr><td>메스 #15</td><td>B Braun, Thermo Fischer Scientific</td><td>5518032</td><td></td></tr><tr><td>스퀘어 박스 렌치 0.50mm</td><td>RISystem</td><td>RIS.590.111</td><td></td></tr><tr><td>멸균 뼈 왁스, 2.5g</td><td>Ethicon, Johnson & Johnson</td><td>W810</td><td></td></tr><tr><td>학생용 세밀한 가위 - 스트레이트/11.5cm</td><td>세밀 과학 도구</td><td>91460-11</td><td></td></tr></tbody></table>

ambystoma mexicanum에서 플레이트 고정을 통한 대퇴골 절골술 안정화

Stabilizing a Femur Osteotomy with a Plate Fixation in Ambystoma mexicanum

여기에 설명된 수술 절차(그림 1)는 20분에서 30분 사이로 진행되며 외과의와 보조의가 필요합니다. 선택적으로 양안 해부 현미경 또는 돋보기 시스템을 사용하십시오.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66648/66648fig01.jpg"> 그림 1: 수술 절차 및 실험 설정의 개략도. (A) 대퇴골은 피부 절개로 인해 노출되어 수술 부위에서 근육을 잡아당깁니다. (B) 티타늄 플레이트가 대퇴골과 정렬됩니다. (C)1st 내부 구멍은 수동 드릴을 사용하여 생성됩니다. (D) 1번 구멍에 나사를 끼웁니다. (E) 톱과 드릴 가이드를 삽입하여1st 나사의 핸들에 부착합니다. (F) 나머지 나사는 표시된 순서대로 부착됩니다. (G) 톱과 드릴 가이드를 조심스럽게 제거하고 스크류 넥에 비해 뼈의 강성이 높기 때문에 드라이버를 돌리는 동안 스크류의 핸들이 부러집니다. (H) 안전 호일과 Gigly 톱은 뼈 아래에 놓입니다. (I) 절골술은 절단 부위의 지속적인 관개 하에 수행됩니다. (J) 나사 머리는 근육을 교체하고 바늘로 피부를 봉합하기 전에 멸균 뼈 꿀벌 왁스로 덮여 있습니다. (D,E,F): 숫자는 구멍을 뚫고 나사를 넣는 순서를 나타냅니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66648/66648fig01large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
플레이트-뼈 정렬 및 플레이트 부착 단계에 특별한 주의를 기울여야 합니다(그림 2). 아홀로틀 나이의 변화는 대퇴골 크기, 모양 및 골화 등급에 약간의 차이를 초래합니다. 따라서 경우에 따라 나사 부착을 위한 충분한 공간을 확보하기 위해 좋은 플레이트 위치를 찾는 것이 어려웠습니다. 전체적으로 23.5%의 동물에서 고정 실패가 관찰되었는데, 이는 어린 동물의 뼈가 좁거나 덜 골화되어 있기 때문일 수 있습니다(그림 3). 고정 실패로 인해 절골된 뼈의 정렬 불량이 발생했습니다. 이것은 분리된 나사의 존재, &gt;20°의 뼈 축에서 정렬되지 않은 뼈 조각의 변위 또는 뚜렷한 측면 변위에 의해 감지할 수 있었습니다. 첫 번째는 샘플을 채취할 때 관찰할 수 있지만 다른 것은 microCT 분석이 완료될 때까지 명확하지 않을 수 있습니다. 적절하게 정렬된 팔다리에서는 수술 후 3주 후에 육아 조직이 골절 틈에 위치했지만, 잘못 정렬된 샘플에서는 뼈를 안정화하기 위한 시도로 훨씬 더 크게 보였습니다.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66648/66648fig02.jpg"> 그림 2: 수술 절차 및 결과 동물에 대한 개요 왼쪽 뒷다리 절골술 . (A) 수술의 주요 단계가 표시됩니다. 대퇴골 노출, 티타늄 플레이트의 올바른 정렬, 수동 드릴을 사용하여 뼈에 구멍을 만들기 위한 톱 가이드 사용 및 나사 적용, 절골술용 보호 필름 및 톱 가이드(노란색 화살표) 사용, 0.7mm 대퇴골 골절(흰색 화살표), 나사 머리를 멸균 뼈 벌쥐(보라색 화살표)로 덮고 최종 결과는 닫힌 팔다리로 덮습니다. (B) 수술 후 동물. 화살표는 절골 수술이 시행된 왼쪽 뒷다리를 나타냅니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66648/66648fig02large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
피부 봉합 전에 멸균 뼈 꿀벌 왁스를 사용하면(그림 2) 수술 후 고정판 위의 피부가 다시 열리는 현상이 줄어들었습니다. 팔다리는 기능을 유지하였고 마취가 제거된 직후에는 서 있거나 걷는 데 사용할 수 있었다.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66648/66648fig03.jpg"> 그림 3: axolotl plate-fixed osteotomy의 대표적인 결과. (A) 손상되지 않은 대퇴골과 골절된 대퇴골의 MicroCT 스캔. 골절 후 3주 후에 뼈에 틈이 생깁니다. 팔다리의 23.5%가 고정에 실패하여 뼈가 정렬되지 않는 결과를 보였습니다. 고정된 샘플에서는 골절 후 6-9개월에 단단한 굳은살이 형성됩니다. (B) 사프라닌 O/라이트 그린 손상되지 않은 대퇴골 및 골절된 대퇴골 염색. 골절 후 3주 동안 뼈의 육아 조직과의 틈에 주목하십시오. 골절 후 6개월이 되면 단단한 굳은살은 짜여진 뼈와 연골로 구성됩니다. 눈금 막대: 1mm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66648/66648fig03large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
MicroCT 및 조직학적 분석(Safranin O/Light Green 염색)을 통해 뼈 조각의 위치와 골절 간격 크기, 뼈 치유 상태를 시각화할 수 있었습니다. MicroCT 데이터는 상업적으로 이용 가능한 표본 스캐너에서 10.05μm의 공칭 해상도로 획득되었으며 Polikarpova et al.9에 설명된 대로 호환 가능한 소프트웨어(재료 표 참조)를 사용하여 분석되었습니다. 수술 후 3-5주 후에 같은 크기(0.7mm)의 골절이 연골 및 뼈 굳은살로 봉합되는 포유류와 달리, 아홀로틀에서는 수술 3주 후 굳은살이 관찰되지 않았습니다. 일반적으로 연골 굳은살은 수술 후 3개월에 보였고9골화된 뼈 굳은살은 수술 후 6개월에 보였다(그림 3).

Ambystoma mexicanum에서 플레이트 고정을 통한 대퇴골 절골술 안정화

The axolotl (Ambystoma mexicanum) is a promising model organism for regenerative medicine due to its remarkable ability to regenerate lost or damaged ...

stabilizing-femur-osteotomy-with-plate-fixation-ambystoma

Research

연구

JoVE Journal

Biology

생물학

이 문서는 수정된 Ilizarov 외부의 fixators의 적용을 기반으로 긴 뼈 골절을 안정화하는 방법을...

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

뼈 복구 분야에서 전임상 연구의 제약 조건 중 하나는 치유 뼈 병변 내의 국소 기계적 환경에 대한 실험적 통제가 부족하다는 것입니다. 우리는 생체 내에서 고정기 강성을 변화시킬 수 있는 능력을 가진 뼈 복구를 위한 외부 고정기의 설계 및 사용을 보고합니다.

조정 강성, 쥐 대퇴골 절골술 부위 별 뼈 결함 모델에 대한 외고정

마우스 모델은 뼈 조직 공학에 매우 유용한 도구이지만, 긴 뼈 결함 모델은 드뭅니다. 이러한 필요성은 4개의 나사가 있는 잠금 플레이트와 전용 지그를 사용하여 이환율이 낮고 재현 가능한 대퇴골 임계 크기 결함을 수행하고 안정화하는 현재 프로토콜의 개발에 동기를 부여했습니다.

마우스의 분절 대퇴 임계 크기 결함 모델의 설립은 플레이트 고정술에 의해 안정화

이 프로토콜은 대퇴골 절골술의 표준화된 고정을 위해 골수내 잠금 못을 사용하는 골유합 기술을 설명하며, 이는 마우스의 정상 및 결함 있는 뼈 치유를 분석하는 데 사용할 수 있습니다.

대퇴골 절골술의 표준화 된 고정을위한 골수 내 잠금 네일은 마우스에 정상 및 결함 뼈 치유를 분석하기

이 연구는 재현 하 고 상세한 프로토콜 사용 하 여 새로 개발된 된 외부 fixator 산만 골에 대 한 (할) 대 퇴 쥐에 모델 외부 fixator의 제거 후에 동물에 의해 체중 베어링 생리는 허가 설명 합니다.

주의 골 기능 재생성 된 대 퇴 골으로 이어지는 쥐 모델에 대 한 효율적이 고 재현 가능한 프로토콜

이 프로토콜 분석 endochondral 뼈 쥐에서 치유 하는 데 사용할 수 있습니다 대 퇴 골 골절의 표준화 된 안정화를 위한 intramedullary 나사를 사용 하 여 최소 침 습 osteosynthesis 기술을 설명 합니다.

Endochondral 골절 표준화 된 Biomechanical 조건 하에서 쥐에서 치유를 분석 하는 최소 침 습 모델

Vivo에서 포유류 모델의 중요 한 크기의 뼈 결함 치유 메커니즘 및 정형 외과 치료를 공부 하는 연구원을 위한 필수적입니다. 여기, 우리는 외부 고정을 사용 하 여 안정화 하는 쥐에 재현, 단편, 대 퇴 결함의 생성에 대 한 프로토콜을 소개 합니다.

사용자 지정 외부 Fixator를 안정화 하는 쥐에서 안정적이 고 재현 가능한 크기의 중요 한 단편 대 퇴 결함 모델

여기서, 우리는 쥐 모델에서 무릎 관절 고정에 대한 최소 침습 기술을 설명하는 프로토콜을 제시한다. 근육 갭 분리 modus 및 미니 절개 기술에 기초하는 이 재현 가능한 프로토콜은 취득한 합동 계약의 근본적인 분자 기계장치를 공부하기위해 적당합니다.

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여기에서는 사내에서 설계된 송곳을 사용하여 비만 환자의 골수내 대퇴골 못을 박기 위한 가이드와이어에 접근하기 위한 프로토콜을 제시합니다. 가이드와이어 삽입을 위해 원위 포지셔너가 있는 새 송곳을 사용하고 뼈를 열면 가이드와이어 삽입의 효율성을 높이고 수술의 어려움을 줄일 수 있습니다.

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이 프로토콜은 uncaged 플루오레신에서 신호를 증폭하기 위해 immunolabeling 전체 산 뒤에 갇힌 플루오레신의 UV - uncaging를 사용하여 셀 zebrafish의 배아의 작은 그룹의 운명을 라벨 및 추적하는 방법을 delineates.

레이저 Uncagable 플루오레신 Dextran과 Zebrafish 세포의 리니지 라벨

배우세요 대퇴골 절골술 안정화 방법을 Ambystoma mexicanum에서 플레이트 고정을 이용하여 수행하는 절차입니다. 이 프로토콜은 양서류의 재생 과정을 연구하고 포유류와 비교 분석하는 데 활용됩니다.

Ambystoma mexicanum에서 플레이트 고정을 통한 대퇴골 절골술 안정화

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