Het protocol toont het bouwen van een eenvoudig en kosteneffectief gewichtsdragend trainingsmodel voor ratten voor steroïde-geïnduceerde osteonecrose van de heupkop met behulp van elastische therapeutische tape.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Het protocol toont het bouwen van een eenvoudig en kosteneffectief gewichtsdragend trainingsmodel voor ratten voor steroïde-geïnduceerde osteonecrose van de heupkop met behulp van elastische therapeutische tape.
In tegenstelling tot mensen zijn ratten dieren die op handen en voeten lopen, terwijl mensen tweevoetige dieren zijn die staan en de heupen worden blootgesteld aan enorme druk bij het lopen en staan. In modellen voor steroïde-geïnduceerde femurkopnecrose bij ratten moeten de biomechanische kenmerken van de menselijke heup onder hogere druk vaak worden gesimuleerd. Sommige geleerden proberen de toestand van menselijke heupdruk na te bootsen door ratten een bepaald gewicht te laten dragen, maar het is moeilijk om het gewichtdragende object op de rat te bevestigen. Ratten kunnen gemakkelijk loskomen van immobilisatie en door het gewicht met plakband op de ratten te plakken, zullen de ratten stikken of sterven aan darmobstructie. Onze onderzoeksgroep gebruikte elastische therapeutische tape om spanningsvrije immobilisatie van gewichtdragende voorwerpen bij ratten uit te voeren, zodat de ratten vrij konden ademen en niet konden loskomen van de immobilisatie onder gewichtdragende omstandigheden. Vergeleken met het gebruikelijke steroïde-geïnduceerde femurkopnecrose bij ratten, ontdekten we dat deze gewichtdragende interventie de progressie van femurkopnecrose bij ratten kan verergeren.
De toediening van glucocorticoïden is de meest voorkomende risicofactor voor niet-traumatische osteonecrose van de heupkop (ONFH)1. Talrijke bewijzen suggereren dat, naast glucocorticoïden, ook de drukbelasting op het heupgewricht bij patiënten in verband wordt gebracht met het optreden van ONFH. Factoren zoals lichaamsgewicht en fysieke arbeidsintensiteit worden erkend als risicofactoren voor ONFH2. Meerdere klinische onderzoeken hebben een nauw verband aangetoond tussen de belasting van het heupgewricht en de timing en incidentie van gewrichtsvervanging 3,4,5,6. Daarom is het belangrijk om een model op te stellen dat de relatie tussen dragende en door steroïden geïnduceerde osteonecrose van de heupkop (SONFH) weerspiegelt voor een uitgebreid onderzoek van deze aandoening.
Grote tweevoetige vogels, zoals struisvogels en emoes, dienen als goede modellen om de belasting van het heupgewricht te simuleren, en lijken op menselijke beenbelastingen 7,8. Het in stand houden van grote vogelsoorten is echter een uitdaging en de daarmee gepaard gaande onderzoekskosten zijn hoog. Spontane hypertensieve rattenmodellen 9,10 kunnen hogere percentages ONFH vertonen, maar de drukbelasting in het compartiment in het beenmerg die wordt gegenereerd door spontane hypertensie verschilt aanzienlijk van mechanische druk en is ongeschikt voor het bestuderen van de impact van mechanische druk op SONFH.
Modellen van kleine dieren worden vaak gebruikt in onderzoek naar SONFH. Viervoetige reptielen hebben echter een lagere belasting van het heupgewricht en hun heupmodellen kunnen de biomechanische omgeving van menselijke heupgewrichten tijdens tweevoetig lopen niet simuleren. Immobilisatiemodellen11 met één ledemaat en modellen voor gedeeltelijk lossen12 komen vaak voor, maar beide verminderen de belasting van de ledematen. Aangezien mensen tweevoetige organismen zijn met een aanzienlijke belasting van de onderste ledematen tijdens het staan en lopen, vermindert het verminderen van de belasting in deze modellen het verband tussen diermodellen en menselijke ziekten.
Deze studie heeft tot doel een eenvoudig en kosteneffectief model voor gewichtdragende training op te zetten om de impact van gewichtdragende training op steroïde-geïnduceerde osteonecrose van de heupkop bij ratten te onderzoeken. Momenteel zijn rattenmodellen gebruikt om steroïde-geïnduceerde osteonecrose van de heupkop te bestuderen 13,14, maar er is nog steeds geen model dat langdurige, veilige fixatie kan bieden met minimale verstoring van de beweging, wat ook relatief eenvoudig en goedkoop is. In deze studie wordt een hoogklevend fixatiemateriaal aangebracht, waarbij een spanningsvrije fixatie wordt aangenomen, die de mobiliteit van de ratten behoudt en het lijden en zelfs de dood veroorzaakt door onjuiste fixatie vermindert.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Het protocol voldoet aan de ethische richtlijnen die zijn opgesteld door het Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) van de Beijing University of Chinese Medicine, protocolnummer BUCM-4-2022062001-2109. Het protocol maakt gebruik van Sprague Dawley (SD) ratten (SCXK(Jing)2019-0008), 8-10 weken oud en met een gewicht van 200 g-250 g.
1. Aanpassing training
2. Het meten van het maximale draagvermogen bij ratten
3. Voorbereiding van de gewichtsbelasting
4. Vaststelling van steroïde-geïnduceerde osteonecrose van het femurkopmodel
5. Spanningsvrije gewichtdragende immobilisatie met behulp van elastische therapeutische tape en loopbandtraining
6. Groepering van dieren
7. Euthanasie en monsterverzameling
8. Hematoxyline-eosine-kleuring
9. MicroCT-analyse
10. Statistische analyse
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Histopathologische analyse
Hematoxyline- en eosinekleuring onthulden dat in de controlegroep en de controle+belastingsgroep de bottrabeculae intact waren en regelmatig waren gerangschikt. Endotheelcellen van bloedvaten waren aanwezig in kuiltjes in het bot en de celmorfologie leek mollig. Daarentegen vertoonden de Modelgroep en de Model+Load-groep gebroken en ongeordende bottrabeculae, samen met een significant hoger aantal lege lacunes. De Model+Load-groep had meer l...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Momenteel kunnen verschillende dieren, zoals konijnen25, ratten26, muizen27, varkens28, vleeskuikens29, struisvogels8 en emoes30 worden gebruikt om modellen van femurkopnecrose op te stellen. Onder hen zijn ratten, muizen en konijnen de meest gebruikte soorten. De rat, als model voor femurkopnecrose, biedt tal van voordele...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteur verklaart geen belangenconflicten, affiliaties of samenwerkingen die mogelijk de objectiviteit of resultaten van dit onderzoek zouden kunnen beïnvloeden.
Dit onderzoek is een onafhankelijk onderzoek en heeft geen financiering ontvangen.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 15ml centrifuge tube | Corning,USA | 430791 | |
| 5mm roestvrijstalen kraal | Gelisen,China | 5mm | |
| Azijnzuur | Merck KGaA, Germany | 64-19-7 | |
| Watervrij alcohol | Merck KGaA, Germany | 64-17-5 | |
| Klei | Mincai papierwaren,China | 102 | |
| Dekglas | Servicebio,China | WMWD-1818 | |
| Vlakke drukfles 10ml | BEHNCKE,China | MD10ml | |
| Mierenzuur | Macklin Biochemical ,China | 64-18-6 | |
| HE-kleuringskit | Solarbio,China | G1120 | |
| HistoCore AUTOCUT | Leica, Germany | 149AUTO00C1 | |
| Kinesio tape (elastisch therapeutisch tape) | Fuluo medicine,China | CL1819 | |
| Lipopolysacharide | Solarbio,China | L8880 | |
| Lipopolysacchariden (LPS) | Selleck,USA | S7850 | |
| Handmatige kooldioxide euthanisatiebox | Yuyan,China | LC-500-S1 | |
| Methylprednisolon natriumsuccinaat,MPS | AbMole,China | M25573 | |
| MicroCT | Hiscan,China | Hiscan VM Pro | |
| Neutrale hars | Beijing Zhongshan Golden Bridge Biotechnology l ,China | ZLI-9555 | |
| Paraffine | Servicebio,China | WGHB-319213129 | |
| Paraformaldehyde | Servicebio,China | G1101-500ML | |
| Kaliumchloride | Macklin Biochemical ,China | 7447-40-7 | |
| Glijmiddel | Servicebio,China | WG6012 | |
| Loopband voor ratten en muizen | Litc Life Science,USA | 801 | |
| XYleen | Macklin Biochemical ,China | 1330-20-7 |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.