21 januari 2015
Het algemene doel van deze procedure is om met succes een deel van het bot van de rib van een muis te reseceren. De procedure is ontwikkeld als een model om grootschalige reparatie van lange botten te bestuderen.
Het doel van deze procedure is om een grootschalige resectie in het benige gedeelte van een rib te creëren als model voor skeletreparatie. Dit wordt bereikt door eerst een incisie door de huid aan de laterale zijde van het dier te maken en te openen. De tweede stap is het blootleggen van het ribbot dat verwijderd moet worden.
Vervolgens wordt een deel van het ribbenbot verwijderd, waarbij ofwel de omringende schede van bindweefsel of het periostum wordt meegenomen, of het periostum wordt achtergelaten. De laatste stap is het sluiten van de incisies, waarna het dier kan herstellen. Uiteindelijk kan dit model voor botherstel worden gebruikt om de cellulaire en moleculaire gebeurtenissen aan te tonen die plaatsvinden tijdens grootschalig skeletherstel.
Bij een zoogdier is een visuele demonstratie van deze methode cruciaal, aangezien het hanteren van de chirurgische instrumenten precisie vereist en een geslaagde operatie afhankelijk is van de kennis van de locatie van de verschillende weefsels. De procedure zal worden gedemonstreerd door Marissa Roar en Nikita Tripper, beiden promovendi in mijn laboratorium. Nadat het operatiegebied en de benodigde steriele instrumenten en materialen zijn voorbereid, wordt de anesthesie geïnduceerd door een muis in een inductiekamer met 4% isofluraan te plaatsen.
Zodra de muis is geanestheseerd, brengt u zalf aan op de ogen van de muis en controleert u de diepte van de anesthesie. Door een knijptest bij de teen uit te voeren, mag er geen reactie op de prikkel optreden. Plaats de muis op of naast een warmtemat op de tafel van een dissectiemicroscoop, waarbij de neuskegel van de slang voor het in stand houden van de anesthesie over de neus van de muis wordt geplaatst.
Zorg ervoor dat de muis in een zijdelingse positie ligt. Stel het isofluraan in op 2 tot 3% voor het onderhoud en let op de ademhalingsfrequentie. Injecteer vervolgens buprenorfine subcutaan via een naald van 25 gauge.
Bij preventieve pijnbestrijding na de operatie kan het been trekken, wat een normale reactie is. Selecteer eerst de gewenste rib door te palperen vanaf de meest rostrale rib, die als nummer één wordt geteld. In deze video zal een deel van rib nummer 10 worden verwijderd.
Scheer het gebied boven de rib en maak dit vervolgens schoon met povidonjodium, gevolgd door drie maal isopropanol. Maak een incisie van twee centimeter door de huid-, spier- en vetlagen boven de te excideren rib en plaats alle drie de lagen in een retractor om het operatiegebied bloot te leggen terwijl de grootte van de incisie wordt geminimaliseerd. Gebruik vervolgens een scalpel van vijf millimeter om door de intercostaalspieren boven de rib te snijden op een locatie vijf millimeter proximaal van het costochondrale gewricht, waar de rib minder sterk gekromd is. Scheid vervolgens voorzichtig de spier van het bot met fijne pincetten.
Om vervolgens een resectie uit te voeren terwijl het periosteum van het dier behouden blijft, snijdt u door het periosteum langs de lengte van de rib. Gebruik daarna fijne pincetten om het delicate periosteum zeer voorzichtig zijdelings van het onderliggende bot te scheiden. Indien nodig meet u de resectie af met een schaalverdeling in de microscoop of een liniaal.
Gebruik vervolgens fijne microschaartjes om een dwarsdoorsnede door het bot te maken. Til aan één uiteinde het bot voorzichtig uit het periosteum en knip het andere uiteinde onmiddellijk door. Plaats de verwijderde rib in 4%paraldehyde voor verdere analyse.
Indien er bloedingen optreden als gevolg van het doorsnijden van het bot, oefen dan vier tot vijf seconden druk uit op het gesneden uiteinde met een wattenstaafje om de bloeding te stelpen. Om de incisie te sluiten, worden de intercostale spieren over de bovenkant van de resterende periostale huls gehecht met drie of 4 9 0 losse hechtingen. Plaats de hechtingen direct boven de gesneden uiteinden van de rib om als indicatoren voor de chirurgische locatie te dienen.
Verwijder de retractor en hecht vervolgens de bovenliggende spieren en het vet met 9-0 discontinue hechtingen. Hecht elke laag afzonderlijk bij muizen met bijzonder dikke spier- of vetlagen. Sluit de huid met 4 tot 5 7-0 hechtingen en zet de incisie vervolgens vast met weefsellijm.
Klem de randen samen met een grote pincet. Laat de muis langzaam wennen aan het stoppen van de isofluraan door de concentratie enkele minuten lang aan te passen naar 1%, en schakel vervolgens de isofluraan uit. Plaats de muis onder een warmtelamp en laat deze daar tot het bewustzijn is teruggekeerd.
Nadat het bewustzijn is teruggekeerd en gedurende de genezingsperiode, moet de muis zich normaal kunnen bewegen en voortbewegen en geen tekenen van stress vertonen. Zodra de incisie droog is, moet de muis in een schone kooi worden gehuisvest met vrije toegang tot voedsel en water. Vrouwtjes kunnen samen worden gehuisvest, maar mannetjes moeten individueel worden gehuisvest om gevechten te voorkomen; zorg voor postoperatieve pijnbeheersing, inclusief de toediening van buprenorfine in een orale genin-vorm met een dosering van 0,5 milligram per kilogram elke 12 uur gedurende 48 uur.
Orale toediening vereist geen fixatie van het dier, wat pijn in de thoraxregio zou kunnen veroorzaken. Deze afbeelding toont een ribresectie van 4,5 millimeter die direct na de operatie is verzameld. Er zijn geen botfragmenten achtergebleven.
Het monster werd gekleurd met zarin red en opgeklaard in 80% glycerol. De pijl geeft de locatie van de afgesneden uiteinden aan. Dit is het verwijderde ribgedeelte van de ribbenkast uit de vorige afbeelding, zonder het aangehechte periosteum.
De hier getoonde histologische doorsnede, gekleurd met hematoxyline en eosine, illustreert dat er minimaal periosteum aan het bot vastzit, zoals aangegeven door de gele pijlspunt links, en geen periosteum aan de rechterkant. Het gele asteriskteken geeft de mergholte aan. Deze afbeelding toont een verwijderd ribgedeelte waarbij het periosteum nog vastzit, en deze histologische doorsnede toont het intacte periosteum dat over het bot ligt, zoals aangegeven door de gele haak.
Het gele sterretje geeft opnieuw de beenmergholte aan. Deze afbeelding toont een skeletpreparaat na twee maanden genezing na resectie met het intacte periosteum in de muis, waarbij een volledige herstel van de regio kan worden waargenomen. Deze histologische doorsnede van het zojuist getoonde skeletpreparaat demonstreert een herstel van de lamellaire botwanden en de beenmergholte.
Deze afbeelding toont een skeletpreparaat na drie maanden genezing. Na het verwijderen van zowel een deel van de rib als het omringende periosteum was er slechts minimale herstel zichtbaar aan het gesneden uiteinde, getoond aan de linkerzijde van het paneel. De gele pijl wijst naar het chocos-gewricht.
Deze histologische coupes van de eerder getoonde skeletpreparaat tonen granulatie, vetweefsel en spiercellen die de resectieplaats opvullen. Zodra men deze techniek beheerst, kan deze in minder dan een uur worden uitgevoerd, mits deze procedure correct wordt gevolgd. Andere methoden, zoals het maken van een resectie in het kraakbeengedeelte van de rib, kunnen worden toegepast om aanvullende vragen te beantwoorden, zoals: hoe vindt grootschalige herstel van kraakbeen plaats?
Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u een resectie in het botgedeelte van de rib maakt om skeletherstel te bestuderen.I.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Deze procedure is bedoeld om een grootschalige resectie in de rib van een muis uit te voeren, wat dient als model voor het bestuderen van skeletreparatie. De methode omvat een incisie, blootstelling van de rib en botverwijdering, gevolgd door het sluiten van de incisie.
Grootschalige botreparatie blijft een kritieke uitdaging in translationeel musculoskeletaal onderzoek, aangezien er beperkte preklinische modellen zijn die robuuste hersteldynamiek reproduceren. Het muismodel voor ribresectie biedt een reproduceerbaar en toegankelijk systeem voor het onderzoeken van de cellulaire en moleculaire mechanismen die ten grond liggen aan de regeneratie van pijpbeenderen. Dit model stelt biofarmaceutische teams in staat om reparatieprocessen en periostale bijdragen te evalueren, wat bijdraagt aan target-validatie en het verminderen van risico's in vroege stadia van botreparatieprogramma's.
Dit model is geïntegreerd in het continuüm van ontdekking tot preklinisch onderzoek voor musculoskeletale herstelprocessen en slaat een brug tussen vroege mechanistische studies en de evaluatie van translationele kandidaten.