Een muismodel afleiding Osteogenesis

Summary

We presenteren een muismodel van tibiale afleiding osteogenesis ontwikkeld met behulp van een op maat gemaakte afleider. Het gebruik van een muis als een doel van de analyse is gunstig voor de bevordering van onderzoek.

Abstract

Afleiding osteogenesis (DO) is een chirurgische ingreep dat skeletale tissue regeneratie zonder cel transplantatie. Een-model bestaat uit de volgende drie fasen: de fase van de latentie na osteotomie en plaatsing van de externe afleider; de afleiding fase, waarin de gescheiden bot eindigt geleidelijk en continu afgeleid; en de consolidatiefase. Deze op maat gemaakte afleider gebruikt voor DO bestaat uit twee onvolledige acryl hars ringen en een schroef van de uitbreiding. Het proces werd ingeleid door een schimmel met siliconen indruk materiaal maken en vervolgens de op maat gemaakte afleider te maken. Tandheelkundige hars werd gegoten in de bekisting gemaakt van siliconen indruk materiaal, en het was toegestaan om te polymeriseren tot de onvolledige hars ringen nodig zijn voor de op maat gemaakte afleider. Deze ringen waren vast met een schroef van de uitbreiding met behulp van transparante hars. De op maat gemaakte afleider gemaakt via deze aanpak werd vastgemaakt aan het scheenbeen van muizen. Het scheenbeen was bevestigd aan het apparaat met behulp van een paar van 25 G naalden proximally, één paar 27 G naalden distally, en acryl hars. Na een latentieperiode van 5 dagen, werd de afleiding ingeleid tegen een tarief van 0,2 mm/12 h. De verlenging werd voortgezet gedurende 8 dagen, wat resulteert in een totale kloof van 3.2 mm. De muizen werden opgeofferd 4 weken na afleiding. Biomineralisatie in de afleiding kloof werd bevestigd met behulp van zowel radiografie en histologie.

Introduction

Afleiding osteogenesis (DO) is een gevestigde behandelingsmethode voor een verscheidenheid van skeletale aandoeningen, zoals de ledematen lengte verschillen, bot gebreken en ledematen misvormingen¹. Deze unieke behandeling strategie is gebaseerd op het "beginsel van de spanning-stress" voorgesteld door Ilizarov. De methode vereist enkele dagen voor de latency, enkele weken voor actieve afleiding en enkele maanden voor consolidatie totdat het volwassen bot gevormd².

De plaatselijke hypoxische omstandigheden als gevolg van de blokkade van de bloed stroom^3,4 en mechanische stimulatie^5,6 zijn bijzonder belangrijk in het genezingsproces van. Hypoxie-geïnduceerde angiogenese draagt cellen nodig voor weefselherstel lokaal via de bloedstroom, zuurstof, voedingsstoffen en oplosbare factoren. Mechanische stimulatie door uitbreiding werking zorgt ervoor dat biologische reacties zoals differentiatie van mesenchymale stamcellen, biomineralisatie, verkalking en remodeling. Seriële behandeling kan de vorming van niet alleen de harde weefsels, maar ook de zachte weefsels, met inbegrip van zenuwen, spieren en bloedvaten huid weefsels, zonder de noodzaak voor stamceltransplantatie. Daarom is een-model wordt gezien als een uitstekend model voor het analyseren van de regeneratie van verschillende weefsels.

Honden en konijnen zijn de meest gebruikte dieren in fundamenteel onderzoek voor DO; Er zijn echter enkele analysetools beschikbaar voor deze dieren. Het gebruik van een muismodel vergemakkelijkt een meer gedetailleerde analyse. Het is met name geschikt voor experimenten met behulp van knock-out muizen. Echter, wanneer u een muis als een proefdieren, een extensie-apparaat moet worden gemaakt. Hier ontwikkeld presenteren wij onze een muis tibiale model met behulp van een op maat gemaakte afleider gemaakt met behulp van een tandheelkundig laboratorium tool en techniek, die is gebruikt in een eerdere studie.

Protocol

Alle experimenten werden uitgevoerd volgens protocollen die zijn goedgekeurd door de Animal Care en gebruik Comité van onze instelling. Steriliseren alle instrumenten vóór de ingreep.

1. bereiding van een mal voor het maken van de op maat gemaakte afleider

1. Maak twee onvolledige ringen (buitendiameter, 20 mm, binnendiameter, 10 mm), die deel van de distractor, met een vel papier van paraffine (145 x 74 mm uitmaken) met behulp van een Evans wax carver.
   1. Maak 4 van dezelfde stukken. Gebruik een spatel-wax verwarmd met een gasbrander. Stapel de vier ringen voor een dikte van 5 mm. Geef ruimte voor expansie schroef en naald 8 x 2 mm, 5 x 2 mm respectievelijk met de Evans wax carver (figuren 1A, 1B).
2. Insluiten wax patronen in het materiaal van siliconen indruk en het maken van een mal voor de hars ringen (Figuur 1C).
3. Na het uitharden van het silicone indruk materiaal (ongeveer 5 minuten bij kamertemperatuur), verwijder de wax patronen.

2. productie van de op maat gemaakte afleider

1. Solliciteer vaseline dun en gelijkmatig aan de siliconen mal. Meng 3 g polymerisatie tandheelkundige hars en giet het onmiddellijk in de siliconen mal. Instellen gedurende 5 minuten bij kamertemperatuur (RT).
2. Verwijder de gepolymeriseerde hars-ring van de schimmel en het Pools met een hardmetalen bar en een tandheelkundige micromotor te verwijderen van de burr (ongeveer 1 minuut). Twee hars ringen zijn vereist voor elke custom-made afleider.
   1. Herhaal de procedure voor het maken van het vereiste aantal hars ringen (Figuur 1D).
3. Laat een kloof van ongeveer 2 mm te lossen de hars ringen met hulpprogramma wax en beveiligen van de buitenkant van de schroef van de uitbreiding volledig met transparante hars. De hars voor 5 min vastgesteldop RT. Als polymerisatie voltooid is, verwijdert u de knop schroef expansie (Figuur 1E).

3. chirurgische Protocol

1. Gebruik 8 week-oude mannelijke muizen.
2. Induceren verdoving met een intraperitoneale injectie van medetomidine hydrochloride op 0,3 mg/g, midazolam bij 4 mg/kg en Butorfanol tartraat bij 5 mg/kg lichaamsgewicht.
   1. Zorgvuldig scheren en desinfecteren van het chirurgische gebied met 10% jodiumoplossing en vervolgens beheren 0,5% lidocaïne hydrochloride op rechts onderste extremiteit.
3. Het maken van een longitudinale huid incisie (ongeveer 15 mm lengte) aan de rechterkant lager been met een scalpel No. 15. Ronduit scheiden de onderliggende spieren, verzorgen niet om alle te verwijderen van het beenvlies. Benadering van buitenaf te gemakkelijk bereiken de fibula. Snijd de broche met een schaar.
4. Pak de enkel met een smalle dunne steriele Tang, en gebruik een steriele 27 G naald om een gaatje te maken in het been ongeveer 5 mm van de hiel. De naald moet doordringen in de huid, bot en huid in die volgorde. Wanneer de naald doordringt, snijd het uiteinde en de wortel met een nipper, zodat de naald is ongeveer 15 millimeter.
   1. Maak een ander gat op dezelfde wijze, ongeveer 2-3 mm proximale. Houd rond de enkel en twee 25 G naalden onder de knie doorgeven op dezelfde manier. Nadat de naalden doordringen, snij de uiteinden en de wortels met een nipper (Figuur 1F).
5. Plaats de op maat gemaakte afleider zodanig dat er parallel aan de uitbreiding richting. Het herstellen van de naalden en het apparaat met genoeg polymerisatie tandheelkundige hars te vullen van de groeven van het apparaat. Wachten voor de polymerisatie voltooid (ongeveer 5 min) (Figuur 1G).
6. Wees voorzichtig niet te beschadigen de omliggende weefsels. Snijd het midden van de diaphysis van de tibia met behulp van een schijf erg dun snijden tijdens het toepassen van een zoutoplossing (1-2 mL).
7. Sluit de wond met een 4-0 nylon hechtdraad.
8. Subcutane injecties van buprenorfine (0,1 mg/kg) voor analgesie geven onmiddellijk na de operatie. Buprenorfine elke 12 h tot postoperatieve dag 7 en zo nodig daarna blijven.

4. afleiding Protocol

Opmerking: Er zijn verschillende rapporten over de latency periode en afleiding tarief, maar hier, representatieve protocollen worden weergegeven.

1. Na een latentieperiode van 5 dagen, beginnen afleiding tegen een tarief van 0,2 mm/12 h. Voor uitbreiding, door de pincode gekoppeld aan de snelle expansie schroef te gebruiken. Verplaats de pin in de richting van de gele pijl gekoppeld aan de extensie schroef (Figuur 1E).
2. Verdoving is niet nodig tijdens uitbreiding. Houd de staart met de kleine vinger en palm en repareren van de uitbreiding-apparaat met de wijsvinger en de duim.
3. Uitbreiding (0.2 mm voor 1/4 turn) uitvoeren. Blijven verlengen voor 8 dagen, die in een totale verschil van 3.2 mm resulteren zal.

5. analyse

1. Radiografie analyse: na voltooiing van de uitbreiding, bot regeneratie met computertomografie onder narcose te evalueren met behulp van 2,0% Isofluraan.
   Opmerking: Als zorgvuldigheid heeft betracht ten aanzien van de stand van de inrichting van de uitbreiding, is het mogelijk te evalueren met eenvoudige radiografie zelfs met het apparaat is aangesloten.
2. Histologische analyse: zorgvuldig verwijderen van het apparaat dus niet te leiden tot een breuk afleiding site gedurende de bemonstering. Corrigeer het monster in 10% neutraal gebufferde formaline gedurende 24 uur bij kamertemperatuur. Decalcify met Morse oplossing (Natriumcitraat 10%, 20% mierenzuur) 's nachts bij 4 ° C.

Results

Figuren 1A en 1B presenteren onvolledig ringen (buitenste diameter, 20 mm binnen diameter, 10 mm; dikte, 5 mm) met paraffine. Twee wax patronen werden ingesloten in silicone indruk materiaal, en een schimmel voor de hars ringen (Figuur 1C) werd gevormd. Gepolymeriseerde hars werd onmiddellijk gegoten in deze mal en hars ringen werden verkregen (Figuur 1D). Een op...

Discussion

Wanneer een groot dier wordt gebruikt als een experimenteel model, een kant en klare extensie-apparaat kan worden gebruikt, en het is gemakkelijk te verkrijgen van goede fixatie en beoordelen de werking van de uitbreiding zelf en het bedrag van de uitbreiding. Wanneer een muis wordt gebruikt als een experimenteel model, is het echter nodig zijn om sommige of alle van de apparatuur. Isefuku et al. Tay et al. het apparaat gemaakt en gemaakt van een muis model^7,

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Paraffinewas	YAMAHACHI DENTAL MFG. CO.	-	Voor het voorbereiden van een mal voor harsringen
Labocone putty	GC Corporation	-	Voor het voorbereiden van een mal voor harsringen
Utility wax	GC Corporation	-	Voor het voorbereiden van een mal voor harsringen
Expansie schroef	Ortho Dentaurum	600-301-30	Onderdeel van op maat gemaakte distractor
Unifast III	GC Corporation	-	Onmiddellijk polymerisatiehars Onderdeel van op maat gemaakte distractor
Ortho Crystal	NISSIN	-	Transparante hars Onderdeel van op maat gemaakte distractor
25 G naald	TERUMO	NN-2516R	Voor op maat gemaakte distractor
27 G naald	TERUMO	NN-2719S	Voor op maat gemaakte distractor
ICR muis	Chubu Kagaku Shizai Corporation	-	Experimenteel dier
Somnopentyl	Kyoritsu Seiyaku	-	Pentobarbital natriumzout
Isofluraan	FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation	099-06571	Isofluraan inhalatievloeistof