Method Article

Ontwikkeling en evaluatie van een rattenmodel van kraakbeendefecten van volledige dikte

DOI:

10.3791/64475

⸱

May 19th, 2023

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1The First Affiliated Hospital, Zhejiang Chinese Medical University, 2Fuyang Orthopaedics and Traumatology Affiliated Hospital, Zhejiang Chinese Medical University, 3College of Pharmaceutical Science, Zhejiang Chinese Medical University, 4Affiliated Zhejiang Hospital, Zhejiang University School of Medicine, 5Xianju County Hospital of Chinese Medicine

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit protocol stelt een full-thickness cartilage defects (FTCD) model vast door gaten te boren in de femorale trochleaire groef van ratten en het daaropvolgende pijngedrag en histopathologische veranderingen te meten.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Kraakbeendefecten van het kniegewricht veroorzaakt door trauma zijn een veel voorkomende sportgewrichtsblessure in de kliniek, en deze defecten resulteren in gewrichtspijn, verminderde beweging en uiteindelijk knieartrose (kOA). Er is echter weinig effectieve behandeling voor kraakbeendefecten of zelfs kOA. Diermodellen zijn belangrijk voor het ontwikkelen van therapeutische geneesmiddelen, maar de bestaande modellen voor kraakbeendefecten zijn onbevredigend. Dit werk stelde een full-thickness cartilage defects (FTCD) model vast door gaten te boren in de femorale trochleaire groef van ratten, en het daaropvolgende pijngedrag en histopathologische veranderingen werden gebruikt als uitleesexperimenten. Na de operatie werd de mechanische ontwenningsdrempel verlaagd, chondrocyten op de gewonde plaats gingen verloren, de matrixmetalloproteinase MMP13-expressie was verhoogd en de collageenexpressie van type II nam af, in overeenstemming met de pathologische veranderingen die werden waargenomen in menselijke kraakbeendefecten. Deze methodologie is eenvoudig en eenvoudig uit te voeren en maakt grove observatie onmiddellijk na het letsel mogelijk. Bovendien kan dit model met succes klinische kraakbeendefecten nabootsen, waardoor het een platform biedt voor het bestuderen van het pathologische proces van kraakbeendefecten en het ontwikkelen van overeenkomstige therapeutische geneesmiddelen.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Gewrichtskraakbeen is een sterk gedifferentieerd en dicht weefsel bestaande uit chondrocyten en extracellulaire matrix1. De oppervlaktelaag van gewrichtskraakbeen is een vorm van hyalien kraakbeen, met een glad oppervlak, lage wrijving, goede sterkte en elasticiteit en een uitstekende mechanische spanningstolerantie2. De extracellulaire matrix bestaat uit collageen proteoglycaan en water, en type II collageen is de belangrijkste structurele component van het collageen, omdat het goed is voor ongeveer 90% van het totale collageen3. Omdat er geen bloedvaten of zenuwen in kraakbeenweefsel aanwezig zi....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De dierproeven werden goedgekeurd door de Medische Normen en Ethische Commissie van de Zhejiang University of Traditional Chinese Medicine, die voldoet aan de Chinese wetgeving inzake het gebruik en de verzorging van proefdieren. In de huidige studie werden 6 weken oude mannelijke Sprague-Dawley (SD) ratten met een gewicht van 150-180 g gebruikt. De dieren werden verkregen uit een commerciële bron (zie de Tabel van Materialen).

1. Vaststelling van een model met kraakbeendefecten van volledige dikte bij ratten

  1. Na 1 week acclimatisatie aan de nieuwe omgeving, willekeurig en gelijkelijk verdelen de r....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

In dit werk werd een rattenmodel van FTCD vastgesteld door gaten in de femorale trochleaire groef te boren en het daaropvolgende pijngedrag en histopathologische veranderingen te detecteren. Zoals te zien is in figuur 1, was 3 dagen na modellering, vergeleken met de schijngroep, de MWT van ratten in de modelgroep significant verminderd, wat wijst op hyperalgesie veroorzaakt door de FTCD. 17 dagen na het modelleren bleef de mechanische ontwenningsdrempel van de ratten in de modelgroep op een .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Deze studie beschrijft een diermodel voor het nabootsen van klinische kraakbeendefecten door gaten te boren in de femorale trochleaire groef van ratten (aanvullende figuur 1). Na kraakbeenletsel wordt de prikkelbaarheid of responsiviteit van perifere nociceptoren verbeterd, wat kan resulteren in een verlaging van de pijngrens en de verbetering van de responsiviteit op stimulatie18. In preklinische studies heeft het modelleren van kraakbeendefecten bij verschillend.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs hebben niets te onthullen.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Deze studie werd ondersteund door de Zhejiang Natural Science Foundation (subsidienummer LQ20H270009), de Natural Science Foundation of China (subsidienummers 82074464 en 82104890), de Zhejiang Traditional Chinese Medical Science Foundation (subsidienummers 2020ZA039, 2020ZA096 en 2022ZB137) en het Medical Health Science and Technology Project van Zhejiang Provincial Health Commission (subsidienummer 2016KYA196).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
3, 3 '-diaminobenzidine  Hangzhou Zhengbo Biotechnology Co., Ltd.ZLI-9019The dye for IHC staining
Anti-Collagen III antibodyNovusNB600-594Primary antibody for IHC
Anti-Collagen II antibodyAbcam (UK)34712Primary antibody for IHC
Anti-Collagen I antibodyNovusNB600-408Primary antibody for IHC
Bouin solutionShanghai Yuanye Technology Co., Ltd.R20381The dye for Masson staining
Celestite blueShanghai Yuanye Technology Co., Ltd.R20381The dye for Masson staining
Corncob paddings  Xiaohe Technology Co., Ltd Bedding for animal 
EosinSigma-Aldrich861006The dye for HE staining
Fast Green FCFSigma-AldrichF7252The dye for SO staining
Goat anti-mouse antibodyZSGQ-BIO (Beijing, China)PV-9002Secondary antibody for IHC
Goat anti-rabbit antibodyZSGQ-BIO (Beijing, China)PV-9001Secondary antibody for IHC
HematoxylinSigma-AldrichH3163The dye for HE staining
MassonShanghai Yuanye Technology Co., Ltd.R20381The dye for Masson staining
MicrodrillRwd Life Science Co., Ltd78001Equipment for surgery
MMP13Cell Signaling Technology, Inc. (Danvers, MA, USA)69926Primary antibody for IHC
Modular tissue embedding centerThermo Fisher Scientific (USA)EC 350Produce paraffin blocks
Neutral resinHangzhou Zhengbo Biotechnology Co., Ltd.ZLI-9555Seal for IHC
Nonabsorbable sutureHangzhou Huawei Medical Supplies Co.,Ltd.4-0Equipment for surgery
Pentobarbital sodium Hangzhou Zhengbo Biotechnology Co., Ltd.WBBTN5GAnesthetized animal
phosphomolybdic acid Shanghai Yuanye Technology Co., Ltd.R20381The dye for Masson staining
Ponceau fuchsinShanghai Yuanye Technology Co., Ltd.R20381The dye for Masson staining
Rotary and Sliding MicrotomesThermo Fisher Scientific (USA)HM325Precise paraffin sections
Safranin-OSigma-AldrichS2255The dye for SO staining
Scalpel bladeShanghai Lianhui Medical Supplies Co., Ltd.11Equipment for surgery
Sodium citrate solution (20x)Hangzhou Haoke Biotechnology Co., Ltd.HK1222Antigen retrieval for IHC
Sprague Dawley (SD) rats Shanghai Slake Experimental Animal Co., Ltd.SDExperimental animal
Tissue-Tek VIP 5 JrSakura (Japan)Vacuum Infiltration Processor
Toluidine BlueSigma-Aldrich89640The dye for TB staining
Von Frey filamentUGO Basile (Italy) 37450-275Equipment for MWT assay
Wire mesh platform Shanghai Yuyan Instruments Co.,Ltd.Equipment for MWT assay

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Zhang, Z. Chondrons and the pericellular matrix of chondrocytes. Tissue Engineering. Part B, Reviews. 21 (3), 267-277 (2015).
  2. Correa, D., Lietman, S. A. Articular cartilage repair: Current needs, methods and research directions.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Cartilage DefectsFull Thickness CartilageRat ModelKnee Joint InjuryFemoral CondylePain BehaviorHistopathological StainingChondrocyte LossType II CollagenMatrix Metalloproteinase MMP13

Related Articles