Name: Een reproduceerbaar kraakbeenimpactmodel om posttraumatische artrose bij het konijn te genereren (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-11-21T12:20:00.000+00:00
Duration: 8 min 42 s
Description: Leer een reproduceerbaar kraakbeenimpactmodel voor posttraumatische artrose bij het konijn. Deze methode induceert acute kraakbeenschade en spiegelt klinisch relevant gewrichtstrauma.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Deze studie werd ondersteund door DoD Peer Reviewed Medical Research Program - Investigator-Initiated Research Award W81XWH-20-1-0304 van de U.S. ARMY MEDICAL RESEARCH ACQUISITION ACTIVITY, door NIH NIAMS R01AR076477 en een uitgebreid musculoskeletaal T32-trainingsprogramma van de NIH (AR065971) en door NIH NIAMS Grant R01 AR069657. De auteurs willen Kevin Carr bedanken voor het ter beschikking stellen van zijn expertise op het gebied van machinale bewerking en fabricage aan dit project, en Drew Brown en het Indiana Center for Musculoskeletal Health Bone Histology Core voor hun hulp bij histologie.

De volgende procedure werd uitgevoerd met goedkeuring van de Indiana University School of Medicine Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC). Alle overlevingsoperaties werden uitgevoerd onder steriele omstandigheden, zoals uiteengezet in de NIH-richtlijnen. Pijn- en infectierisico's werden beheerst met de juiste pijnstillers en antibiotica om succesvolle resultaten te optimaliseren. Voor de huidige studie werden skeletvolwassen mannelijke Nieuw-Zeelandse witte konijnen gebruikt, met een gewicht van 3,0-4,0 kg.
1. De bouw van de dalingstoren
<ol><li>Genereer CAD-tekeningen voor componenten van de valtoren, het basisplatform en het mechanisme om de Steinman-pin vast te zetten (aanvullende afbeeldingen 1-14).</li>
	<li>Koop in de handel verkrijgbare componenten (zie Tabel met materialen).</li>
	<li>Schaf de machineonderdelen van het apparaat aan of geef CAD-tekeningen aan een machinist voor fabricage. NOTITIE: Een zeer nauwkeurige machinist met gereedschapscapaciteit is vereist om de punt van het botslichaam met een diameter van 3 mm te vervaardigen (aanvullende afbeelding 1, deel 20 en aanvullende afbeeldingen 13,14). Het slagvlak van de botskop had krommingen van respectievelijk 7,14 mm en 5,56 mm in het sagittale en coronale vlak om te voldoen aan de kromming van de mediale konijnencondylus35 (aanvullende figuren 13,14).</li>
	<li>Monteer de onderdelen zodanig dat de valtoren bestaat uit een slede die op twee verticale staven beweegt via lineaire kogellagers met vaste uitlijning, en het basisplatform het konijn ondersteunt en de Steinman-pen vastzet (Figuur 1 en Figuur 2). OPMERKING: De dwarsbalk van de slede van dit ontwerp heeft een buigstijfheid die gelijk is aan die van een eerdere valtoren38 met een acceptabel trillingsniveau.</li>
</ol>2. Voorbereiding van dieren
<ol><li>Weeg het konijn en verdoven het met 2,5 mg/kg alfaxalone en 0,15 mg/kg midazolam IM (zie materiaaltabel). Breng na inductie oogzalf aan op beide ogen. Handhaaf anesthesie met ~2%-3% isofluraan. Geef buprenorfine SR (0,1 mg/kg) SQ voor analgesie en perioperatieve enrofloxacine (10 mg/kg) SQ. In plaats van buprenorfine kunnen NSAID's zoals Carprofen, 4 mg/kg of Meloxicam, 0,2 – 0,3 mg/kg of Ketoprofen, 3 mg/kg worden gegeven als SQ-injecties.</li>
	<li>Scheer de achterpoot van het konijn van de enkel tot de achterhand. Extra voorzichtigheid is geboden bij het verwijderen van konijnenhaar om besmetting van de incisie te voorkomen. Het gebruik van een speciale, scherpe tondeuse voor konijnenhaar is belangrijk.</li>
	<li>Plaats het roestvrijstalen voorpootblok (aanvullende afbeelding 1, deel nr. 2 en aanvullende afbeelding 4) onder het uiteinde van het impactplatform en bedek het platform met een verwarmingskussen. Leg het konijn stern (d.w.z. liggend) op het verwarmingskussen. Plaats een gewatteerde bult onder de contralaterale heup.<ol><li>Zorg ervoor dat de operatieve extremiteit de knie gecentreerd heeft en op het polyethyleenblok rust (Figuur 2A1). Gebruik zijdetape om de staart voorzichtig terug te trekken boven en contralateraal ten opzichte van het operatieve uiteinde.</li>
	</ol></li>
	<li>Veeg de operatieplaats af met chloorhexidine en 70% met alcohol gedrenkt steriel gaas. Schrob de operatieplaats, beginnend bij de achterste knie, met een cirkelvormige zwaai naar buiten. Herhaal dit minstens 3 keer met verse scrubs, eindigend met 70% alcohol.</li>
	<li>Plaats een steriele handschoen over de operatievoet tot aan de enkel en wikkel deze in een steriele cohesieve wikkel.</li>
	<li>Drapeer de operatieplaats steriel met drie gordijnen: één direct onder de operatieve extremiteit en de andere twee om de rest van het lichaam te bedekken. Zet de gordijnen vast met handdoekklemmen.</li>
</ol>3. Chirurgische blootstelling
OPMERKING: Voorafgaand aan de operatie en de impact moeten het gewicht en de valhoogte die zichtbare kraakbeenschade veroorzaken zonder subchondrale botbreuk empirisch worden bepaald voor de specifieke stam, leeftijd en geslacht van het konijn.
<ol><li>Palpeer de positie van de knieschijf anterieur om de positie van het kniegewricht te schatten, dat zich distaal van de knieschijf bevindt. Maak met een 15-mesje een incisie van 3-4 cm langs het achterste aspect van de gestrekte knie vanaf het niveau van de bovenste pool van de patella distaal.</li>
	<li>Voer stompe en scherpe dissecties uit door de onderliggende oppervlakkige fascia. Ontwikkel het interval tussen de huid mediaal en de mediale gastrocnemius lateraal. Plaats een zelfborgend Weitlaner-oprolmechanisme in dit interval (zie Materiaaltabel).<ol><li>Een secundaire fasciale laag wordt zichtbaar net boven de saphena slagader en ader. Ontleed lateraal naar het saphena en trek het vaatstelsel mediaal en het posterieure gastrocsoleuscomplex lateraal terug. OPMERKING: Zorg ervoor dat u dit vaatstelsel niet doorsnijdt. Als deze slagader beschadigd is, zorg dan voor een goede ligatie, aangezien postoperatieve hemorragische shock kan optreden.</li>
	</ol></li>
	<li>Dissectie distaal totdat een kleine mobiele fabella wordt geïdentificeerd boven de posterieure mediale femurcondylus. Voer een arthrotomie uit om de fabella superolateraal te mobiliseren, waardoor de onderliggende mediale femurcondylus bloot komt te liggen. Verwijder voorzichtig zacht weefsel door stompe en scherpe dissectie om het achterste aspect van de mediale femurcondylus bloot te leggen. Gebruik een Freeer and Cricket self-retainer (zie Tabel met materialen) om zachte weefsels op dit niveau in te trekken.</li>
	<li>Terwijl u de condylus bloot houdt, schuift u een Steinman-pin van 0,062 inch (zie Tabel met materialen) over het distale dijbeen, beginnend bij het superieure aspect van de mediale femurcondylus en gecentreerd in de anterieure-posterieure richting van de mediale femurcondylus, ongeveer 5 mm van het achterste aspect van de condylus.<ol><li>Drijf de draad zijdelings door het bot en de laterale huid evenwijdig aan het gewrichtsoppervlak met behulp van een Steinman-pinschroevendraaier op batterijen. Palpatie van de laterale epicondylus zorgt voor de juiste baan van de Steinman-pin.</li>
	</ol></li>
	<li>Verwijder de retractors en sluit de huid met een 3-0 polysorb-hechting (zie Materiaaltabel) op een lopende manier. Bedek de incisie met steriel gaas.</li>
</ol>4. Impact van de femurcondylus
<ol><li>Verwijder het laken onder het operatieve ledemaat en bevestig de Steinman-pin aan een aanpasbaar en in hoogte verstelbaar impactplatform. Plaats eerst het in hoogte verstelbare, onderste aspect van het Steinman-penbevestigingsapparaat onder de pen (Figuur 2A2). Zorg ervoor dat de draad evenwijdig is aan de aarde op dit platform door de schroefhoogtes indien nodig aan te passen.<ol><li>Nadat u ervoor hebt gezorgd dat de Steinman-pen evenwijdig aan de grond is, plaatst u het bovenste op schroeven gebaseerde aspect van het veilige platform (Figuur 2A3) op het onderste op schroeven gebaseerde aspect van het in hoogte verstelbare stuk. Zorg ervoor dat de Steinman-pen stevig vastzit door de bovenste stang in het onderste in hoogte verstelbare gedeelte van het penbevestigingsplatform te schroeven (Figuur 2A2).</li>
	</ol></li>
	<li>Zodra de Steinman-pin aan het platform is bevestigd, verwijdert u de hechting en opent u de incisie opnieuw. Leg de mediale femurcondylus bloot met zelfbehoudende Weitlaner- en cricketretractors. Een extra Freer kan nodig zijn om extra zacht weefsel uit het pad van de botsmondpunt te trekken (Figuur 2B).</li>
	<li>Veeg de valtoren af met een goedgekeurd ontsmettingsmiddel. Bevestig de steriele 3 mm botskop (Figuur 2A4) aan de valtorenwagen. Breng de valtoren over het operatieve uiteinde en plaats de basis (Figuur 2A6) onder het botsplatform (Figuur 3A).</li>
	<li>Laat het botslichaam (aanvullende afbeelding 2, deel 20 en aanvullende afbeelding 13) voorzichtig op het midden van de posterieure mediale femurcondylus zakken. Zorg ervoor dat er zich geen zacht weefsel in het pad van het botslichaam bevindt.<ol><li>Verplaats het konijn of de toren indien nodig om ervoor te zorgen dat de botskop gecentreerd is over de achterste mediale femurcondylus (Figuur 3B). Elke keer dat het konijn wordt verplaatst of verplaatst, moet die operatieplaats worden beoordeeld op mogelijke breuken in de steriliteit en moet het gebied indien nodig opnieuw worden gesteriliseerd.</li>
	</ol></li>
	<li>Zodra het juiste traject is gegarandeerd, klemt u de toren op het platform met de tuimelklemmen (Figuur 2A5,  zie Tabel met materialen).</li>
	<li>Dien 5-10 minuten voor de impact één dosis intraveneuze alfaxalone (0,5-0,7 mg/kg) toe voor diepere anesthesie zonder de inhalatieanesthesie te verhogen. OPMERKING: Een gebrek aan ooglidreflex, terugtrekking van het pedaal en oorschelpreflex wijst op diepere verdoving. Deze diepere anesthesie helpt mogelijke reacties van ledematen te voorkomen tijdens plaatsing in het apparaat en tijdens de impact. LET OP: Als alfaxalone te snel wordt toegediend, kan het voorbijgaande apneu en hypoxie bij konijnen veroorzaken en moet het langzaam worden toegediend gedurende 1-2 minuten. Als hypoxie optreedt, zorg dan voor voldoende zuurstofvoorziening en herstel van vitale functies voordat u verder gaat.</li>
	<li>Plaats het botslichaam op de valtoren op de gewenste hoogte boven de mediale femurcondylus. Voor de huidige slede, inclusief de lagers, met een massa van 1,41 kg is dit een hoogte van 7 cm. OPMERKING: De hoogte van de valtoren werd bepaald aan de hand van pilotstudies op kadaverweefsel. Deze hoogte veroorzaakte zichtbare kraakbeenschade, maar geen subchondrale botbreuk voor de konijnen in deze studie.</li>
	<li>Klik op de Start-knop op de LabVIEW-data-acquisitiesoftware (aanvullend coderingsbestand 1) net voordat u de spilstop vrijmaakt (aanvullende afbeelding 2, item nr. 14) om de slede los te maken en onder de zwaartekracht te laten vallen. OPMERKING: De data-acquisitiesoftware verzamelt de gegevens van een load cell (Figuur 1, 6) die tussen het botslichaam en de slede is geplaatst en een versnellingsmeter (Figuur 1, 7) tijdens de botsing bij 100 kHz met behulp van een laptop die is aangesloten op een data-acquisitiemodule.</li>
	<li>Plaats het txt-bestand dat door de data-acquisitiesoftware wordt gegenereerd in dezelfde map met de Matlab-data-analysecode (Supplementary Coding File 2) en voer de data-analysecode uit om onbewerkte gegevens te filteren en impactparameters te berekenen.</li>
	<li>Zorg ervoor dat de maximale belasting is aangegeven. Het bijbehorende tijdstip wordt beschouwd als de tijd van maximale vervorming en nulsnelheid. OPMERKING: De code voor gegevensanalyse analyseert alle txt-bestanden in de map en rapporteert de resultaten voor elk bestand. De code bepaalt het begin en het einde van de impact op basis van wijzigingen in de laadtijdgegevens. Gegevens van de versnellingsmeter worden numeriek geïntegreerd om de snelheid te berekenen en opnieuw geïntegreerd om de verplaatsing te berekenen. De gegevensanalysecode berekent numeriek de impuls-, werk- en kinetische energie aan de hand van de volgende formules: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/64450/64450eq01.jpg" style="margin: auto;"> <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/64450/64450eq02.jpg" style="margin: auto;"> <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/64450/64450eq03.jpg" style="margin: auto;"> waarbij F de door de belastingssensor gemeten kracht is, x 0 en t 0 de verplaatsing en tijd aan het begin van de botsing, en x, en t f de verplaatsing en tijd aan het einde van de botsing. De belastingssnelheid wordt numeriek berekend als het gemiddelde van dσ/dt in de belastingsfase van de botsing. De piekspanning wordt berekend door de piekbelasting te delen door het contactoppervlak van de botskop.</li>
	<li>Voer visualisatie van het kraakbeenoppervlak uit om te bepalen of er geschikte kraakbeenschade is opgetreden (Figuur 4A).</li>
</ol>5. Sluiting van de operatieplaats
<ol><li>Verwijder de valtoren van over het operatieve uiteinde. Leg alle gebruikte chirurgische instrumenten opzij en trek nieuwe steriele handschoenen aan. OPMERKING: Aangezien de valtoren niet steriel is, moeten alle gereedschappen die tot aan de inslag zijn gebruikt, nu als besmet worden beschouwd.</li>
	<li>Breng opnieuw een steriel laken aan op de onderste extremiteit en verkrijg ongebruikte steriele zelfoprolmechanismen.</li>
	<li>Leg de mediale femurcondylus opnieuw bloot en irrigeer de operatieplaats grondig met 50-60 ml steriele zoutoplossing.</li>
	<li>Sluit het achterste kapsel met een 5-0 polysorb-hechtdraad, gevolgd door huidsluiting met een 4-0 monosorb-hechting (zie Materiaaltabel).</li>
	<li>Injecteer 2 ml lidocaïne/bupivacaïne voor lokale analgesie rond de incisie intradermaal.</li>
	<li>Verwijder de Steinman-pin met een powerdriverset (zie Materiaaltabel) door te oscilleren om letsel aan de weke delen te minimaliseren.</li>
	<li>Verbind de wond met een niet-klevend verband, gevolgd door plakband. Voer een röntgenfoto uit van het operatieve uiteinde om er zeker van te zijn dat er geen breuk is opgetreden en om de juiste plaatsing van de pin (Figuur 4B).</li>
</ol>6. Postoperatieve behandeling
<ol><li>Breng het konijn terug naar zijn kooi en houd het in de gaten op verwarmde dekens totdat het herstelt van de anesthesie (~25 min).</li>
	<li>Blijf de konijnen gedurende enkele dagen na de operatie nauwlettend volgen om ervoor te zorgen dat ze goed genezen en hun mobiliteit terugkrijgen. Enrofloxacine (10 mg/kg) gedurende 2 dagen postoperatief toedienen voor infectieprofylaxe. Dien buprenorfine SR-analgesie (0,1 mg/kg) subcutaan toe om de 2-3 dagen na de operatie en indien nodig. In plaats van buprenorfine kunnen NSAID's zoals Carprofen, 4 mg/kg SQ per dag, Meloxicam, 0,2 – 0,3 mg/kg SQ per dag tot 3 dagen of Ketoprofen, 3 mg/kg SQ per dag 3-5 dagen na de operatie en indien nodig worden toegediend. OPMERKING: We zijn erin geslaagd postoperatieve wonddehiscentie, als gevolg van likken of kauwen van konijnen, te voorkomen door een menselijke neonatale broek over de achterpoten te plaatsen39. Als het konijn door de broek heen kauwt, kan een Elizabethaanse halsband (zie Materiaaltabel) worden geplaatst om kauwen op de incisie te voorkomen.</li>
</ol>7. Histologische evaluatie
<ol><li>Oogst 16 weken na de verwonding de knieën van geëuthanaseerde konijnen, fixeer ze gedurende 48 uur in 10% neutraal gebufferde formaline, gevolgd door paraffine inbedding en verdeel ze in plakjes van 5 μm dik.</li>
	<li>Na deparaffinisatie en rehydratatie de secties kleuren met safranine O fast green volgens standaardprotocollen40,41.</li>
	<li>Voer de terminale deoxynucleotidyltransferase dUTP nick end labeling (TUNEL)-test uit op de secties met behulp van de TUNEL Chromogenic Apoptosis Detection-kit volgens de instructies van de fabrikant, tegengekleurd met hematoxyline42 (zie materiaaltabel).</li>
</ol>

Roman Natoli geeft lezingen voor AO Trauma Noord-Amerika, is sectieredacteur voor Current Osteoporosis Reports en ontving royalty's voor leerboeken van Morgan en Claypool. Todd McKinley ontvangt royalty's van Innomed. De overige auteurs hebben niets te onthullen.

Deze chirurgische ingreep heeft tot doel consistente kraakbeenschade te genereren aan het dragende oppervlak van de mediale femurcondylus van het konijn in een model van PTOA. Een voordeel van deze procedure is dat de posterieure benadering van de knie directe visualisatie van de volledige posterieure mediale femurcondylus mogelijk maakt, en het kan worden uitgevoerd in ongeveer 37 minuten (tabel 2). Er moet ook worden opgemerkt dat dit een open verwondingsmodel is en kan leiden tot acute ontstekingsvera...

Posttraumatische artrose (PTOA) is wereldwijd een belangrijke oorzaak van invaliditeit en is verantwoordelijk voor 12%-16% van de symptomatische artrose (OA)1. De huidige gouden standaard voor de behandeling van artrose in het eindstadium is totale knie- en heupartroplastiek2 of artrodese, zoals in het geval van tibiotalaire of subtalaire artritis in het eindstadium. Hoewel grotendeels succesvol, kan artroplastiek kostbare en morbide complicaties hebben3. Bovendien is artroplastiek minder wenselijk bij patiënten jonger dan 50 jaar, gezien de lage revisievrije implantaatoverleving van 77%-83%4,5. Momenteel zijn er geen door de FDA goedgekeurde behandelingen om de progressie van PTOA te voorkomen of te verminderen.
PTOA tast het hele gewricht aan, inclusief het synoviale weefsel, het subchondrale bot en het gewrichtskraakbeen. Het wordt gekenmerkt door gewrichtskraakbeendegeneratie, synoviale ontsteking, subchondrale botremodellering en osteofytenvorming 6,7. Het fenotype van PTOA ontwikkelt zich via een complex proces van samenspel tussen kraakbeen, synovium en subchondraal bot. De huidige opvatting is dat kraakbeenbeschadiging leidt tot het vrijkomen van extracellulaire matrix (ECM) componenten zoals type 2 collageen (COL2) en aggrecan (ACAN). Deze ECM-componentfragmenten zijn pro-inflammatoir en veroorzaken een verhoogde productie van IL-6-, IL-1β- en reactieve zuurstofsoorten. Deze mediatoren werken in op chondrocyten en veroorzaken opregulatie van matrixmetalloproteïnasen (MMP's), zoals MMP-13, die gewrichtskraakbeen afbreken en tegelijkertijd de matrixsynthese verminderen, wat leidt tot een algehele katabole omgeving voor het gewrichtskraakbeen8. Bovendien zijn er aanwijzingen voor verhoogde apoptose van chondrocyten bij primaire artrose en PTOA 9,10. Mitochondriale disfunctie treedt op na suprafysiologische belasting van kraakbeen 11,12,13,14, wat kan leiden tot verhoogde apoptose van chondrocyten 12,15. Verbeterde apoptose van chondrocyten is in verband gebracht met verhoogde proteoglycaandepletie en kraakbeenkatabolisme en er is aangetoond dat het voorafgaat aan veranderingen in kraakbeen en subchondrale botremodellering16,17,18.
Zoals bij de meeste ziekten bij de mens, zijn betrouwbare en translationele modellen van PTOA nodig om de pathofysiologie van de ziekte beter te begrijpen en nieuwe therapieën te testen. Grote dieren zoals varkens en hoektanden zijn gebruikt in intra-articulaire fractuur- en impactmodellen van PTOA17,19, maar ze zijn kostbaar. Kleinere diermodellen, zoals muizen, ratten en konijnen, zijn minder duur en worden gebruikt om PTOA te bestuderen die wordt gegenereerd door gewrichtsdestabilisatie, waarbij meestal chirurgische doorsnede van de voorste kruisband (VKB) en/of verstoring van de mediale meniscus 20,21,22,23,24,25 betrokken is. Hoewel gewrichtstrauma verschillende gevolgen kan hebben, waaronder ligamentair letsel26, treedt in bijna alle gevallen mechanische overbelasting van het kraakbeen op.
Er zijn steeds meer aanwijzingen dat de pathologie achter de ontwikkeling van PTOA na ligamenteuze instabiliteit (zoals bij ACL-transsectie) en acuut chondraal letsel te wijten is aan verschillende mechanismen27. Daarom is het belangrijk om modellen voor direct letsel aan kraakbeen te ontwikkelen. Er is momenteel een beperkt aantal impactmodellen die osteochondrale of chondrale schade veroorzaken bij ratten en muizen28,29. Muizenkraakbeen is echter niet erg geschikt voor het genereren van geïsoleerde chondrale defecten. Dit komt omdat muizen gewrichtskraakbeen slechts 3-5 cellagen dik is en georganiseerde oppervlakkige, radiale en overgangskraakbeenzones mist, evenals de dikke verkalkte kraakbeenlaag die wordt aangetroffen bij mensen en grotere dieren. Muizenmodellen vertonen ook spontane oplossing van gedeeltelijke kraakbeendefecten30,31. Daarom hebben we het konijn gekozen voor dit impactmodel, omdat de dikte en organisatie van het kraakbeen vergelijkbaar zijn met die van mensen, en het is het kleinste diermodel dat de levering van een consistente chondrale impact mogelijk maakt die resulteert in PTOA. Eerdere open chirurgische modellen van femurcondylusimpact bij het konijn hebben gebruik gemaakt van een slinger32, een in de hand gehouden veerbelast kraakbeenimpactieapparaat 33 en een valtoren die het mogelijk maakte konijnspecifieke impactor te creëren34. In deze studies ontbraken echter in vivo gegevens. Anderen hebben in vivo gegevens gerapporteerd met op slingers gebaseerde 35, pneumatische36 en veerbelaste37 slagapparaten10, en deze studies tonen een hoge mate van variabiliteit in piekspanning en belastingssnelheden tussen de methoden. Toch ontbreekt het veld aan een consistente aanpak om acuut kraakbeentrauma in vivo betrouwbaar te modelleren.
Het huidige protocol maakt gebruik van een op een drop-tower gebaseerd systeem om een consistente impact te leveren op de posterieure mediale condylus van de konijnenknie. Een posterieure benadering van de knie wordt gebruikt om de posterieure mediale femurcondylus bloot te leggen. Vervolgens wordt een Steinman-pin over de femurcondylen geplaatst van mediaal naar lateraal in lijn met het gewrichtsoppervlak en vastgemaakt aan het platform. Eenmaal vastgezet, wordt een belasting afgeleverd aan de posterieure mediale femurcondylus. Deze methode maakt het mogelijk om consistente kraakbeenschade toe te dienen aan het gewichtdragende oppervlak van het distale dijbeen van het konijn.

```html
<table><tbody><tr><td>Flat head screw</td><td>McMaster-Carr</td><td>92210A194</td><td>Roestvrijstalen zeskantbout met platte kop, 8-32, 1/2"</td></tr><tr><td>#15 scalpel blades</td><td>McKesson</td><td>1029066</td><td>McKesson-scalpel nr. 15 Roestvrijstalen / kunststof klassieke grip-handgreep steriel wegwerpbaar</td></tr><tr><td>1/2&rdquo;-20 threaded rod</td><td>McMaster-Carr</td><td>99065A120</td><td>1/2&rdquo;-20 gedraaide staaf</td></tr><tr><td>10 mL syringe</td><td>McKesson</td><td>1031801</td><td>Voor irrigatie; Algemeen gebruik spuit McKesson 10 mL Blister Pack Luer Lock Tip Zonder Veiligheid</td></tr><tr><td>3 mL syringe</td><td>McKesson</td><td>1031804</td><td>Voor lidocaine/bupiviacaine injectie; Algemeen gebruik spuit McKesson 3 mL Blister Pack Luer Lock Tip Zonder Veiligheid.</td></tr><tr><td>3-0 polysorb</td><td>Ethicon</td><td>J332H</td><td>3-0 Vircryl, CT-2, 1/2 cirkel, 26 mm, toelopend</td></tr><tr><td>4-0 monosorb</td><td>Ethicon</td><td>Z397H</td><td>4-0 PDS 2, FS-2, 3/8 cirkel, 19mm, snijrand</td></tr><tr><td>5-0 polysorb</td><td>Med Vet International</td><td>NC9335902</td><td>Med Vet International 5-0 ETHICON COATED VICRYL C-3</td></tr><tr><td>Accelerometer</td><td>Kistler</td><td>8743A5</td><td>Accelerometer</td></tr><tr><td>Adson-Browns Forceps</td><td>World precision tools</td><td>500177</td><td>Adson-Brown Forceps, 12 cm, recht, TC-kaken, 7 x 7 tanden</td></tr><tr><td>Alfaxalone</td><td>Jurox</td><td>49480-002-01</td><td>Alfaxan Multidose door Jurox : 10 mg/mL</td></tr><tr><td>Buprenorphine</td><td>Par Pharmaceuticals</td><td>42023-0179-05</td><td>Buprenorfine HCL-injectie: 0,3 mg/mL</td></tr><tr><td>Butorphanol&nbsp;</td><td>Zoetis</td><td>54771-2033</td><td>Butorphanol tartrate&nbsp;10mg/ml door Zoetis</td></tr><tr><td>Chlorhexidine Hand Scrub</td><td>BD</td><td>371073</td><td>BD E-Z Scrub 107 chirurgische scrubborstel/spons, 4% CHG, rood</td></tr><tr><td>Collet</td><td>STRYKER</td><td>14023</td><td>Stryker 4100-62 draad Collet 0,28-0,71''</td></tr><tr><td>Cordless Driver handpiece</td><td>STRYKER</td><td>OR-S4300</td><td>Stryker 4300 CD3 draadloze driver 3 handpiece</td></tr><tr><td>Cricket Retractors</td><td>Novosurgical</td><td>G3510 21</td><td>2x Heiss (Holzheimer) Cross Action Retractor</td></tr><tr><td>Dissector Scissors</td><td>Jorvet labs</td><td>J0662</td><td>Aesculap AG, Metzenbaum, schaar, recht 5 3/4&Prime;</td></tr><tr><td>Elizabethian Collar</td><td>ElizaSoft</td><td>62054</td><td>ElizaSoft Elizabethan Herstelkraag</td></tr><tr><td>Enrofloxacin</td><td>Custom Meds</td><td></td><td>Enrofloxacin gecompounded door Custom Meds</td></tr><tr><td>Eye Ointment</td><td>Pivetal&nbsp;</td><td>46066-753-55</td><td>Pivetal Artificial Tears- onlangs teruggenomen</td></tr><tr><td>Face-mount shaft collar</td><td>McMaster-Carr</td><td>5631T11</td><td>Face-mount askraag</td></tr><tr><td>Fast green</td><td>Millipore Sigma</td><td>F7258</td><td>Fast green</td></tr><tr><td>Freer</td><td>Jorvet labs</td><td>J0226Q</td><td>Freer elevator</td></tr><tr><td>Head screw -1</td><td>McMaster-Carr</td><td>91251A197</td><td>Zwarte oxide legeringsstaal sokkelbout, 8-32, 3/4"</td></tr><tr><td>Head screw -2</td><td>McMaster-Carr</td><td>92196A194</td><td>Roestvrijstalen sokkelbout, 8-32, 1/2"</td></tr><tr><td>Head screw -3</td><td>McMaster-Carr</td><td>92196A146</td><td>Roestvrijstalen sokkelbout, 8-32, 1/2"</td></tr><tr><td>Head screw -4</td><td>McMaster-Carr</td><td>92196A151</td><td>Roestvrijstalen sokkelbout, 6-32, 3/4"</td></tr><tr><td>Hematoxylin Solution, Gill No. 1</td><td>Millipore Sigma</td><td>GHS132-1L</td><td>Hematoxyline-oplossing, Gill No. 1</td></tr><tr><td>Hex nut</td><td>McMaster-Carr</td><td>91841A007</td><td>Roestvrijstalen zeskantmoer, 6-32</td></tr><tr><td>Hold-down toggle clamp</td><td>McMaster-Carr</td><td>5126A71</td><td>Hold-down toggle clamp</td></tr><tr><td>Impact device</td><td>n/a</td><td>n/a</td><td>op maat gemaakt</td></tr><tr><td>Impact platform</td><td>n/a</td><td>n/a</td><td>op maat gemaakt</td></tr><tr><td>K-wires</td><td>Jorvet Labs</td><td>J0250A</td><td>JorVet Intramedullaire Steinman Pins, Trocar-Trocar 1/16" x 7"</td></tr><tr><td>Lab View</td><td>National Instruments</td><td>n/a</td><td>n/a</td></tr><tr><td>Load cell</td><td>Kistler</td><td>9712B5000</td><td>Load cell</td></tr><tr><td>MATLAB</td><td>The MathWorks Inc.</td><td>n/a</td><td>n/a</td></tr><tr><td>Microscope</td><td>Leica</td><td>DMi-8</td><td>Leica DMi8 microscoop met LAS-X software</td></tr><tr><td>Midazolam</td><td>Almaject</td><td>72611-749-10</td><td>Midazolam Hydrochloride injectie: 5mg/ml door Almaject</td></tr><tr><td>milling machine depth stops</td><td>McMaster-Carr</td><td>2949A71</td><td>Klem-op frezen machine diepte stoppen</td></tr><tr><td>Mobile C-arm</td><td>Philips</td><td>718095</td><td>BV&nbsp;Pulsera, Mobile C-arm</td></tr><tr><td>Mounted linear ball bearing</td><td>McMaster-Carr</td><td>9338T7</td><td>Gedraaide lineaire kogellager</td></tr><tr><td>Needle Driver</td><td>A2Z Scilab</td><td>A2ZTCIN39</td><td>TC Webster Naaldhouder gladde kaken 5", Premium</td></tr><tr><td>Pentobarbital</td><td>Vortech</td><td>0298-9373-68</td><td>Pentobarbital 390 mg/mL door Vortech</td></tr><tr><td>Safranin O</td><td>Millipore Sigma</td><td>HT90432</td><td>Safranine O</td></tr><tr><td>Small Battery pack</td><td>STRYKER</td><td>NS014036</td><td>6212 Kleine batterijpakket- 9,6 V</td></tr><tr><td>Steel rod, 2&rsquo;</td><td>McMaster-Carr</td><td>89535K25</td><td>Staaf, 2&rsquo;</td></tr><tr><td>Sterile Saline</td><td>ICU Medical</td><td>6139-22</td><td>AquaLite Solution Pour Bottles, 250 mL</td></tr><tr><td>Stryker 6110-120 System 6 Battery Charger</td><td>STRYKER</td><td>OR-S6110-120</td><td></td></tr><tr><td>

een reproduceerbaar kraakbeenimpactmodel om posttraumatische artrose bij het konijn te genereren

A Reproducible Cartilage Impact Model to Generate Post-Traumatic Osteoarthritis in the Rabbit

Posttraumatische artrose (PTOA) is verantwoordelijk voor 12% van alle gevallen van artrose in de Verenigde Staten. PTOA kan worden geïnitieerd door een enkele traumatische gebeurtenis, zoals een hoge impactbelasting die inwerkt op gewrichtskraakbeen, of door gewrichtsinstabiliteit, zoals optreedt bij een voorste kruisbandruptuur. Er zijn momenteel geen effectieve therapieën om PTOA te voorkomen. Het ontwikkelen van een betrouwbaar diermodel van PTOA is nodig om de mechanismen waardoor kraakbeenschade ontstaat beter te begrijpen en om nieuwe behandelingsstrategieën te onderzoeken om de progressie van PTOA te verlichten of te voorkomen. Dit protocol beschrijft een open, op een valtoren gebaseerd femurcondylusimpactmodel voor konijnen om kraakbeenschade te induceren. Dit model leverde piekbelastingen van 579,1 ± 71,1 N en piekspanningen van 81,9 ± 10,1 MPa met een time-to-peak belasting van 2,4 ± 0,5 ms. Gewrichtskraakbeen van geïmpacteerde mediale femurcondylen (MFC's) had hogere percentages apoptotische cellen (p = 0,0058) en bezat hogere Osteoarthritis Research Society International (OARSI)-scores van 3,38 ± 1,43 in vergelijking met de niet-geïmpacteerde contralaterale MFC's (0,56 ± 0,42) en andere kraakbeenoppervlakken van de geïmpacteerde knie (p < 0,0001). Er werden geen verschillen in OARSI-scores gedetecteerd tussen de niet-geïmpacteerde gewrichtsoppervlakken (p > 0,05).

Het succes van deze procedure werd onmiddellijk na de impact gecontroleerd door visualisatie van de condylus door de chirurg (Figuur 4A) en door radiografie om er zeker van te zijn dat er geen fractuur optrad (Figuur 4B). Er bestaat een risico op impactfalen dat leidt tot een intra-operatieve fractuur van de condylus. Dit was meestal te wijten aan een onjuiste plaatsing van de Steinman-pin (Figuur 5). Met behulp van dit model was er...

Het open mediale femurcondylusimpactmodel bij konijnen is betrouwbaar voor het bestuderen van posttraumatische artrose (PTOA) en nieuwe therapeutische strategieën om PTOA-progressie te verminderen. Dit protocol genereert een geïsoleerd kraakbeendefect van de posterieure mediale femurcondylus bij konijnen met behulp van een op een wagen gebaseerde valtoren met een botshoofd.

Een reproduceerbaar kraakbeenimpactmodel om posttraumatische artrose bij het konijn te genereren

Post-traumatic osteoarthritis (PTOA) is responsible for 12% of all osteoarthritis cases in the United States. PTOA can be initiated by a single traumatic ...

Deze methode veroorzaakt acute kraakbeenschade aan het gewichtdragende oppervlak van de konijnenknie en induceert op betrouwbare wijze posttraumatische artrose. Dit model weerspiegelt gewrichtstrauma dat relevant is voor de klinische praktijk. Het zal de evaluatie mogelijk maken van nieuwe therapieën om posttraumatische artritis te verminderen.De belangrijkste technische hindernis is de plaatsing van de Steinmann-pen in de femurschacht. Verkeerde plaatsing zal resulteren in femurschachtfractuur. We raden aan om dit model eerst te oefenen op konijnenkadavers.Plaats om te beginnen het roestvrijstalen voorpootblok onder het uiteinde van het impactplatform en bedek het platform met een verwarmingskussen. Plaats het verdoofde konijn in buikligging op het verwarmingskussen. Plaats een gewatteerde bult onder de contralaterale heup.Trek met behulp van zijdetape de staart voorzichtig in, superieur en contralateraal aan het operatieve uiteinde. Reinig de operatieplaats met chloorhexidine en 70% alcohol gedrenkt steriel gaas, beginnend bij de achterste knie met een cirkelvormige zwaai naar buiten. Plaats een steriele handschoen over de operatievoet tot aan de enkel en wikkel deze in een steriele cohesieve wikkel.Drapeer de operatieplaats met behulp van drie gordijnen door er één direct onder het operatieve uiteinde te plaatsen en de andere twee de rest van het lichaam te bedekken. Zet de gordijnen vast met handdoekklemmen. Palpeer de positie van de knieschijf naar voren om de positie van het kniegewricht in te schatten.Maak met een mes van 15 een incisie van drie tot vier centimeter langs het achterste aspect van de gestrekte knie vanaf het niveau van de bovenste pool van de patella distaal. Voer stompe en scherpe dissecties uit door de onderliggende oppervlakkige fascia. Nadat u het interval tussen de huid mediaal en de mediale gastrocnemius lateraal hebt ontwikkeld, plaatst u in dit interval een zelfbehoudende Weitlaner-retractor.Ontleed vervolgens lateraal naar de saphena en trek het vaatstelsel mediaal en het gastrosoleuscomplex lateraal terug. Ga door met distaal ontleden totdat een kleine mobiele fabella wordt geïdentificeerd boven de posteromediale femurcondylus. Voer een arthrotomie uit demobiliseer de fabella superolateraal, waardoor de onderliggende mediale femurcondylus bloot komt te liggen.Trek het zachte weefsel terug. Terwijl u de condylus bloot houdt, plaatst u een Steinmann-pin van 0.062 inch aan het superieure aspect van de mediale femurcondylus en gecentreerd in de voorste posterieure richting van de mediale femurcondylus, ongeveer vijf millimeter van het achterste aspect van de condylus. Drijf vervolgens met behulp van een Steinmann-pinschroevendraaier op batterijen de pen zijdelings door het bot en de laterale huid evenwijdig aan het gewrichtsoppervlak.Verwijder de retractors en sluit de huidincisie met een 3-0 Polysorb-hechting op een lopende manier. Bedek de incisie met steriel gaas. Verwijder het laken onder het operatieve ledemaat.Stel de hoogtes van de onderste delen van de Steinmann-pinklemmen zo in dat ze overeenkomen met de hoogte van de pen. Zet de Steinmann-pen aan beide zijden van de knie vast door de bovenste delen van de klemmen te bevestigen en de schroeven vast te draaien. Verwijder de hechting en open de incisie opnieuw.Gebruik zelfbehoudende Weitlaner- en cricketretractors om de mediale femurcondylus bloot te leggen. Bevestig de steriele slagkop van drie millimeter aan de valtorenwagen. Breng de valtoren boven het operatieve uiteinde en plaats de basis onder het inslaande platform.Laat de impacter voorzichtig op het midden van de posteromediale femurcondylus zakken. Verplaats het konijn of de toren om ervoor te zorgen dat de impactkop gecentreerd is boven de mediale femurcondylus. Zodra het juiste traject is gegarandeerd, klemt u de toren op het platform met de tuimelklemmen.Plaats vervolgens de impacter op de valtoren op zeven centimeter boven de mediale femurcondylus. Klik in de software voor het verzamelen van gegevens in de laboratoriumweergave op de startknop net voordat u de spilstop losmaakt om de wagen los te maken en onder de zwaartekracht te laten vallen. Voer visualisatie van het kraakbeenoppervlak uit om te bepalen of er geschikte kraakbeenschade is opgetreden.Om de gegevens te analyseren met behulp van de MATLAB-code, verplaatst u het gegevensbestand van de sensoren naar dezelfde map als MATLAB en voert u de code uit. Inspecteer de belastingstijdcurve en zorg ervoor dat deze glad is, wat aangeeft dat er geen breuk is opgetreden. Verwijder de valtoren van boven het operatieve uiteinde en leg alle gebruikte chirurgische instrumenten opzij.Breng na het dragen van de nieuwe steriele handschoenen opnieuw een steriel laken aan op de onderste extremiteit. Leg vervolgens de mediale femurcondylus opnieuw bloot. Spoel de operatieplaats grondig af met 50 tot 60 milliliter steriele zoutoplossing.Sluit het achterste kapsel met een 5-0 Polysorb-hechtdraad, gevolgd door huidsluiting met een 4-0 Monosorb-hechtdraad. Verwijder het in hoogte verstelbare schroefmechanisme waarmee de Steinmann-pen is bevestigd. Verwijder de Steinmann-pen van het dijbeen met de aangedreven draadschroevendraaier.Verbind de wond met een niet-klevend verband, gevolgd door plakband. Voer een röntgenfoto uit van de operatieve extremiteit om er zeker van te zijn dat er geen breuk is opgetreden en om de juiste plaatsing van de pin te garanderen. Het succes van de chirurgische ingreep werd gecontroleerd door middel van visualisatie van de condylus en radiografie om te bevestigen dat er geen breuk was.Onjuiste plaatsing van de Steinmann-pin resulteerde in een osteochondrale fractuur bij impact. In dit model was de gemiddelde piekimpactspanning 82 megapascal en de gemiddelde laadsnelheid 37 megapascal per milliseconde. Kraakbeenschade werd niet waargenomen in de contralaterale niet-gewonde femurcondylus en was voornamelijk gelokaliseerd op de plaats van de inslag.Geïmpacteerde mediale femurcondylen, of MFC's, na 16 weken hadden hogere OARSI-scores in vergelijking met de controle-MFC's. Verder vertoonden MFC's met impactknie ook hogere OARSI-scores in vergelijking met de MTP, LTP en LFC. Daarentegen werden er geen verschillen in OARSI-scores waargenomen tussen de MFC-, LTP-, MTP- en LFC-compartimenten van de contralaterale niet-geïmpacteerde knie.Er waren geen significante verschillen tussen de geïmpacteerde en niet-geïmpacteerde LFC-, MTP- en LTP-gewrichtsoppervlakken. Gewrichtskraakbeen van geïmpacteerde MFC had hogere niveaus van tunnelpositiviteit, wat wijst op verhoogde apoptose van chondrocyten in vergelijking met niet-geïmpacteerde MFC's. Aan het einde van de procedure kan het pijngedrag van de konijnen worden gevolgd.Na het onderzoek zal de ontwikkeling van posttraumatische artrose worden geëvalueerd met behulp van beeldvormingstechnieken, histologie en andere methoden. We gebruiken dit model om therapieën en apparaten te testen die gericht zijn op het verminderen van posttraumatische artrose. Het model kan ons ook helpen om het verloop van deze ziekte beter te begrijpen.

a-reproducible-cartilage-impact-model-to-generate-post-traumatic

Research

JoVE Journal

Medicine

Geneeskunde

Een experimentele techniek voor de behandeling van chondrale defecten in het konijn kniegewricht beschreven. De implantatie van autologe chondrocyten geënt op een matrix is ​​een algemeen aanvaarde methode voor het verbouwen en herstel van gewrichtskraakbeen letsels leveren bevredigende resultaten op lange termijn. Matrix-bijgestaan ​​autologe chondrocyten transplantatie (MACT) biedt een gestandaardiseerd en klinisch vastgestelde implantatie methode.

Matrix-bijgestaan ​​autologe chondrocyten transplantatie voor Renovatie en de reparatie van chondrale Gebreken in een konijn model

Hier presenteren we het cyclische belasting-geïnduceerde intra-articulaire kraakbeenlaesiemodel van de rattenknie, gegenereerd door 60 cyclische compressies over 20 N, resulterend in schade aan het femorale condylaire kraakbeen bij ratten.

Een niet-invasieve methode voor het genereren van het cyclische belastingsgeïnduceerde intra-articulaire kraakbeenlaesiemodel van de rattenknie

Het huidige protocol beschrijft de gecontroleerde microblade krassen op het oppervlak van het gewrichtskraakbeen na het destabiliseren van de muizenknie door het snijden van het mediale miniscotibiale ligament. Dit diermodel presenteert een versnelde vorm van artrose (OA) die geschikt is voor het bestuderen van osteofytvorming, osteosclerose en pijn in een vroeg stadium.

Destabilisatie van het mediale meniscus- en kraakbeenkrab murinemodel van versnelde artrose

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.

Ontwikkeling en evaluatie van een rattenmodel van kraakbeendefecten van volledige dikte

In dit protocol werd een knieartrosemodel opgesteld met behulp van de aangepaste Videman-methode en worden de operatieprocedures en voorzorgsmaatregelen van acupodomie beschreven. De effectiviteit van acupotomie is aangetoond door de mechanische eigenschappen van quadriceps femoris en pees en de mechanische en morfologische eigenschappen van kraakbeen te testen.

Toepassing van acupotomie in een knieartrosemodel bij konijnen

Het protocol beschrijft een methode voor Tuina-interventie in een konijnenmodel van knieartrose.

Tuina-interventie in konijnenmodel van knieartrose

Om de reactie op chondrocytenletsel op een mechanische overbelasting van kraakbeen beter te begrijpen, beschrijft het protocol de ontwikkeling van een ex vivo kraakbeenimpactmodel dat 24 uur lang subletaal was.

In vitro Impactmodel om subletale chondrocytbeschadiging te genereren bij explantaten van runderkraakbeen

Hierin beschrijven we een chirurgische methode om de voorste kruisband (ACL) te transecteren als een betrouwbaar model om knieartrose bij knaagdieren te induceren en methodologieën voor het oogsten van gewrichtsvloeistof van de knie, het meten van knie-oedeem en het beoordelen van de ernst van artrose.

Transsectie van de voorste kruisband en lavage van gewrichtsvloeistof in een knaagdiermodel om gewrichtsontsteking en posttraumatische artrose te bestuderen

Hier presenteren we een geïntegreerd protocol voor het genereren van gecontroleerde osteochondrale laesies in schapenknieën om een experimenteel model op te zetten dat geschikt is voor studies naar bot- en kraakbeenweefselregeneratie. Het protocol beschrijft een methode om een osteochondrale defect van volledige dikte in de femorale condyl te induceren, met technieken die de impact op het dierenwelzijn en variabiliteit in resultaten minimaliseren.

Opstel en evaluatie van een schapenmodel van een volledig dikte osteochondrale defect

Artrose (OA) of degeneratieve gewrichtsaandoening, is een invaliderende aandoening geassocieerd met pijn die slechts gedeeltelijk blijft bestuurd door de beschikbare pijnstillers. Diermodellen worden ontwikkeld om ons begrip van OA-gerelateerde pijn mechanismen te verbeteren. Hier beschrijven we de methode voor de monoiodoacetate model OA pijn in de muis.

De Monoiodoacetate Model van Artrose Pijn in de muis

Leer een reproduceerbaar kraakbeenimpactmodel voor posttraumatische artrose bij het konijn. Deze methode induceert acute kraakbeenschade en spiegelt klinisch relevant gewrichtstrauma.

Een reproduceerbaar kraakbeenimpactmodel om posttraumatische artrose bij het konijn te genereren

Meer video's verkennen