In vivo dos mamíferos modelos de defeitos ósseos tamanho crítico são essenciais para pesquisadores estudando mecanismos de curativas e terapias ortopédicas. Aqui, apresentamos um protocolo para a criação de defeitos reproduzíveis, segmentares, fêmur em ratos estabilizados utilizando fixação externa.
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Artigo de método
Um modelo confiável e reprodutível tamanho crítico segmentar defeito Femoral em ratos estabilizada com um fixador externo personalizado
Neste artigo
Resumo
Resumo
Pesquisa ortopédica confia pesadamente em modelos animais para estudar mecanismos de consolidação óssea em vivo , bem como investigar as novas técnicas de tratamento. Tamanho crítico defeitos segmentares são desafiadores para tratar clinicamente, e os esforços de investigação poderiam beneficiar de um modelo animal pequeno confiável, ambulatório de defeitos segmentares femoral. Neste estudo, apresentamos um protocolo cirúrgico otimizado para a criação consistente e reproduzível de um defeito de diáfise crítica de 5 mm em um rato de fêmur estabilizado com fixador externo. A diáfise ostectomy foi realizada usando um gabarito personalizado para colocar 4 bicortically de fios de Kirschner, que foi estabilizada com um dispositivo adaptado de fixador externo. Uma serra de osso oscilante foi usada para criar o defeito. Ou uma esponja de colagénio sozinha ou uma esponja de colágeno embebida em rhBMP-2 foi implantada para o defeito, e a consolidação óssea foi monitorada durante 12 semanas usando radiografias. Após 12 semanas, ratos foram sacrificados e análise histológica foi executada no controle excisado e tratados fêmures. Defeitos ósseos contendo apenas esponja de colagénio resultaram na não-sindicalizados, tratamento de rhBMP-2 rendeu a formação de uma remodelação óssea periosteal de insensível e nova. Fixação de animais bem recuperada após o implante e externa for bem-sucedida na estabilização dos defeitos femorais durante 12 semanas. Este modelo cirúrgico simplificado poderia ser facilmente aplicado para estudar a consolidação óssea e testar novos biomateriais ortopédicos e terapias regenerativas em vivo.
Introdução
Cirurgia de trauma ortopédico centra-se no tratamento de uma ampla gama de fraturas complexas. Crítica óssea segmentar diafisária defeitos provaram-se difíceis de tratar clinicamente devido a diminuição da capacidade regenerativa da musculatura circundante e periósteo, bem como a falha de localizadas angiogênese1. Técnicas modernas de tratamento incluem fixação operativa com enxerto ósseo, atrasou o enxerto ósseo (Masquelet), transporte ósseo, fusão ou amputação2,3,4. Na maioria dos pacientes que têm a função ambulatorial preservada após o trauma, com ....
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Protocolo
Os ratos utilizados neste estudo receberam cuidados diários, em conformidade com as diretrizes de AVMA sobre a eutanásia dos animais: 2013 edição16. O Comité de uso na Universidade de Wisconsin-Madison e institucional Cuidado Animal avaliaram e aprovaram este protocolo experimental antes do início do projeto.
1. os animais
- Use os outbreds ratos machos Sprague-Dawley pesando aproximadamente 350 g.
2. preparação de Bone Morphogenetic proteína-2 (rhBMP-2) embebido esponja andaimes
Nota: A preparação do andaime deve ocorrer apenas antes da implantação ....
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Resultados
Cirurgias foram realizadas em cerca de uma hora por um cirurgião com a ajuda de um assistente. Após a otimização cirúrgica, intrae complicações pós-operatórias foram grandemente minimizadas e usam de aparato jig assegurado tamanho consistente (5 x 3 x 3 mm) e localização de defeitos femorais. Ratos foram ambulatorial imediatamente após recuperação da anestesia e não pareceu ter qualquer padrões comportamentais alteradas; sua marcha não era antalgic, e eles não pareciam ser perturbado com .......
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Discussão
Pequenos animais modelos de lesões ortopédicas, como fraturas ósseas completa habilitar pesquisa que explora os mecanismos de osteogênese e avaliar o potencial terapêutico de biomateriais20. Este estudo apresenta um rato defeito segmentar modelo estabilizado por um fixador externo personalizado que uma equipe do laboratório e a engenharia biomédica pode prontamente se reproduzem para novos estudos de reparação de osso de osteossíntese de carga.
Estudos anteriores usando.......
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Divulgações
Os autores declaram não concorrentes interesses financeiros ou benefícios. Não houve nenhum benefício recebido diretamente ou indiretamente pelos autores do presente artigo.
Agradecimentos
Este trabalho foi apoiado por uma concessão de equipamentos de NIH 1S10OD023676-01 com suporte adicional, fornecida através de departamentos de Ortopedia e reabilitação da Universidade de Wisconsin e da faculdade de medicina e saúde pública. Queremos reconhecer o UW Carbone Cancer Center suporte Grant P30 CA014520 e uso de seu pequeno Animal Imaging Facility, bem como NIH Grant de formação 5T35OD011078-08 para suporte de H. Martin. Agradecemos também Michael e Mary Sue Shannon pelo apoio da parceria regeneração músculo-esqueléticas.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| 0,9% Solução salina estéril | Baxter | 2F7124 | Usado para irrigar feridas e reidratação |
| 10% Iodo/Povidona | Carefusion | 1215016 | Usado para preparar a pele |
| 10% Formalina tamponada neutra | VWR | 89370094 | Usado como fixador |
| Fio kirschner não rosqueado de 1mm | DePuy Synthes | VW1003.15 | Esterilizado, usado para o pino |
| mais proximalFio kirschner rosqueado de 1mm | DePuy Synthes | VW1005.15 | Esterilizado, usado para os 3 slots de pinos mais distais |
| Gaze 2x2 | Covidien | 4006130 | Esterilizado, usado para preparar a pele e absorver sangue |
| 4-0 Vicryl Suture | Ethicon | 4015304 | Usado para fechar camadas musculares e de pele |
| 4-40 x 0,25",18-8 parafusos de cabeça de botão de aço inoxidável | Fixador externo genérico | montagem | |
| 4200 Driver sem fio | Stryker | OR-S-4200 | Usado para perfurar fios kirschner |
| 4x4 gaze | Covidien | 1219158 | Esterilizado, usado para absorver sangue |
| 70% Etanol | Usado para preparar a pele | ||
| Baytril | Bayer Healthcare LLC, Divisão de saúde animal | 312.10010.3 | Adicionado à água como antibiótico |
| Cefazolin | Hikma Produtos farmacêuticos | 8917156 | Antibiótico pré-operatório |
| CleanCap Gaussia Luciferase mRNA (5moU) | TriLink Biotechnologies | L-7205 | Codificação de mRNA modificada para Gaussia Luciferase, manter no gelo durante o uso |
| Tecnologia NanoLight | nativa de celenterazina | 303 | Substrato para Guassia Luciferase, usado para avaliar a atividade da luciferase in vivo |
| Pomada antibiótica dupla | Johnson & Johnson consumer Inc | 8975432 | Aplicado a locais de pinos pós-operatórios como tratamento de feridas |
| Microblade de corte duplo | Stryker | 5400-003-410 | Usado para criar defeito de 5mm no fêmur |
| Ácido Etilenodiamina Tetracético (EDTA) | Fisher | BP120-500 | Usado para descalcificar o osso para preparar para histologia |
| Buprenorfina de liberação prolongada | ZooPharm | Usado como alívio da dor de 3 dias | |
| Fenestrado cortinas | 3M | 1204025 | Usado para estabelecer campo estéril |
| Cabo de peça de mão para TPS | Stryker | OR-S-5100-4N | Usado para criar defeito de 5 mm no fêmur |
| Almofada de aquecimento | K & H Pet Products | 121239 | Manutenção da temperatura corporal do rato |
| Chave de fenda hexagonal | Wiha | 263/1/16 " X 50 | Aperto do fixador externo |
| Câmara de indução | Anestesia genérica | para ratos | |
| Infundir esponja de colágeno com proteína morfogênica óssea humana recombinante-2 | Medtronic | 7510200 | Tratamento clinicamente relevante usado como controle positivo |
| Isoflurane | Clipper | 10250 | Anestesia para ratos |
| IVIS | Perkin Elmer | 124262 | Modalidade de imagem de bioluminescência |
| Jig | Custom | Usado para colocar pinos bicorticais | |
| Lipofectamine MessengerMAX | Fisher Scientific | LMRNA003 | complexante de mRNA que permite a entrega de mRNA |
| Sensorcaine-MPF (Bupivicane (0,25%) e Epinefrina (1:200.000)) | APP Pharmaceuticals, LLC | NDC 63323-468-37 | Aplicado ao local cirúrgico para alívio da dor e vasoconstrição |
| Água estéril | Hospira | 8904653 | Usado como solvente para pó de cefazolina |
| Placas fixadoras externas de titânio | Preparado sob medida | em casa com sucata de titânio e fresadora | |
| Sistema de Desempenho Total (TPS) Console | Stryker | OR-S-5100-1 | Usado para criar defeito de 5mm no fêmur |
| TPS MicroSaggital Saw | Stryker | OR-S-5100-34 | Usado para criar defeito de 5mm no fêmur |
| Ultrafocus Faxitron com | DXA Faxitron | Modalidade de imagem radiográfica de alta resolução | |
| Dieta de rato uniprim | Envigo | TD.06596 | Dieta de rato medicada |
| Interruptor de mão universal para TPS | Stryker | OR-S-5100-9 | Usado para criar 5mm defeito no fechamento |
| pele | esparadrapo | 3M | 1469 |
Referências
- Filipowska, J., Tomaszewski, K. A., Niedźwiedzki, Ł, Walocha, J. A., Niedźwiedzki, T. The role of vasculature in bone development, regeneration and proper systemic functioning. Angiogenesis. 20 (3), 291-302 (2017).
- Charalambous, C. P., Akimau, P., Wilkes, R. A.
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Reimpressões e permissões
