Name: A rigidez ajustável, Fixador Externo para os Rat Femur Osteotomia e segmentar defeito ósseo Models (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-10-09T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 9 s
Description: Aprenda a implantar fixador externo ajustável em fêmur de rato para osteotomia e defeito ósseo segmentar. Este método padronizado permite controlar a rigidez mecânica in vivo e avaliar a regeneração óssea com terapias medicamentosas.

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Este trabalho foi financiado pela fundação AO (S-08-42G) e RISystem AG. Gostaríamos de estender um grande &quot;muito obrigado!&quot; a equipe de Stephan Zeiter no Instituto Davos AO Research, Suíça por ser tão confortáveis ​​em nos permitir usar suas ou instalações para as filmagens deste procedimento cirúrgico.

Cuidados com os animais e os protocolos experimentais foram seguidas de acordo com as diretrizes do NIH e aprovado pelo Centro Médico Animal Care Institucional e Use Comitê de Beth Israel Deaconess, em Boston, MA. (Número do protocolo: 098-2009) 1. preparação de materiais e instrumentos cirúrgicos <ol><li> Esterilizar todos os materiais cirúrgicos e instrumentos utilizados para realizar a cirurgia antes de usar. Embale os materiais necessários, com ou sem uma bandeja de instrumento, dentro de um pano dobrado ou enrolado de papel e selar com fita autoclave para esterilização a vapor. A temperatura da autoclave deve ser pelo 125-135 ° C durante 20-25 minutos de tempo de esterilização, e, em seguida, 10-15 minutos de tempo de secagem. </li><li> Certifique-se de que, no momento da cirurgia, os ratos são 200-250 g. Isto é muito importante porque, se os ratos são pesados ​​em tamanho, em seguida, um fixador de tamanho diferente deve ser usado. Para os ratos deve ser usada a versão mais pesada de 250 ga maior do sistema de fixador externo. </li> &lt;/ Ol&gt; 2. procedimento cirúrgico e aplicação do Fixador Externo <ol><li> Compre ratos Sprague-Dawley (ou qualquer outra estirpe) (masculinos ou femininos, 200-250 g) a partir de qualquer fornecedor de animais certificada. Siga a cuidados adequados aos animais e protocolos experimentais, de acordo com as diretrizes nacionais, que é aprovado pelo Institutional Animal Care and Use Committee do investigador. Permitir um mínimo de período de aclimatização de 48 horas antes do procedimento. </li><li> Para a cirurgia, o transporte do rato para uma sala dedicada procedimento cirúrgico. </li><li> Anestesiar o rato com isoflurano primeira via câmara de indução e, em seguida, continuar com máscara conectada a um aparelho de anestesia a uma taxa de 1,5-2% em 1-1,5 L de O 2 / min. No início da cirurgia certificar-se o animal sob anestesia profunda. Para fazer isso, use pedal técnica de reflexão por estender o membro e beliscar a web entre os dedos dos pés com os dedos (e não o próprio dedo do pé!). O animal não é sufficiently anestesiados Se o membro for retirado, contração muscular ocorre ou se o animal faz barulho. </li><li> Depois do rato sob anestesia geral para cirurgia profunda, injectar o antibiótico (cefazolina, 20 mg / kg) e o analgésico de buprenorfina (dose de 0,08 mg / kg) por via intramuscular na perna direita. Para evitar a perda de grande quantidade de fluido durante a cirurgia de administrar subcutaneamente salina estéril quente a 3-5% do peso do corpo, antes da cirurgia, e se for necessário, no fim. Aplicar pomada estéril para os olhos para mantê-los hidratados para evitar lesão da córnea. </li><li> Após as injecções de fármaco, raspar e limpar toda a perna posterior direita do rato com chlorohezadine ou outra solução de desinfecção e de transferir o animal para a mesa cirúrgica. (A perna operada deve ser a mesma que a que foi injectado.) </li><li> Colocar o animal em uma superfície aquecida em decúbito ventral (Figura 1A). Certifique-se que a máscara permanece no nariz e boca réer a transferência para a mesa de cirurgia, e manter o regime de anestesia mencionado em 2.3). Sobrepor a área da intervenção cirúrgica com uma cortina fenestrado estéril de modo que apenas a perna destinados à cirurgia é exposta. </li><li> Fazer uma incisão de aproximadamente 3-4 cm (Figura 1B), através da pele executando craniolateral sobre a superfície do fémur direito do trocânter maior para a região supracondilar do joelho utilizando um bisturi (Figura 1C). Exponha o eixo do fêmur por dissecção delicada que separa a fáscia lata, e certificando-se de que o tecido muscular não é cortado. Depois disso, separe além do vasto lateral M. e M. bíceps femoral e levantar a M. tensor da fáscia para expor todo o comprimento do fêmur (certificando-se de que o nervo ciático é preservada; Figura 1D). </li><li> Na área planejada de osteotomia, prepare o fêmur ao longo da área a meio caminho da diáfise pela liberação do tecido muscular em torno da femur. Em primeiro lugar, começar por colocar o elevador Henahan perpendicular à superfície exposta do fêmur, e em seguida, usando um bisturi, solte o músculo na área adjacente. <ol><li> Continuar avançando para a frente e ir ao redor do fêmur, ficando próximo à superfície do osso, até que todo o tecido muscular circundante é liberado de toda a parte do meio do osso (onde o defeito será criado), eo tecido muscular é completamente limpo a partir do osso. Enquanto isso, é muito importante para ficar perto da superfície do osso para evitar o corte quaisquer vasos grandes. </li></ol></li><li> Para um 5 milímetros defeito ósseo grande, laço 2 pedaços de serra de fio Gigli (0,22 mm) ao redor do osso na orientação médio-lateral (Figura 1E, F). Após colocar o fio de serra, a posição de uma peça do lado distai do fémur, perto da articulação do joelho, e uma segunda peça do lado proximal perto da articulação da anca. Prenda o fio Gigli viu peças de cada lado usando S-forma de dissecação curvo e Ligatfórceps Ure, para que ele permaneça no local pretendido. Se uma única osteotomia de corte é planejado, em seguida, usar apenas um pedaço de serra de fio. </li><li> Usar a placa do fixador externo como um modelo para determinar a posição exacta do implante. A posição do fixador externo tem que ser o mais próximo possível do centro do fémur. <ol><li> Posicione a placa de fixador externo na superfície ântero-lateral do osso. Isto é conseguido através da rotação externa do fémur. Nesta posição a camada de tecido mole é o mais fino possível, o que impede o excesso de tensão do tecido mole sob a placa do fixador, após a ferida é fechada. </li><li> Em seguida, ligeiramente levantar a placa do fixador externo da superfície do osso para certificar-se de que os orifícios da placa são centrados na superfície do osso. Segure o fixador externo com uma braçadeira pequena para que ele fique paralelo ao eixo longitudinal do osso, e então usar uma ferramenta ou com uma broca de mão para perfure o primeiro buraco no lado proximal do fêmur com o 0,79mm broca. Antes de avançar para a frente, certifique-se de que a ponta da broca ainda está centrada sobre a superfície do osso. </li><li> Se a ponta da broca continua a deslizar, utilizar o contador de 1,00 milímetros de lastro (Figura 8F), para centrar a posição do primeiro furo. O contador chumbada deve ser usado para posicionar todos os restantes pinos de montagem. Isto vai garantir um perfeito alinhamento dos furos e a placa do fixador em relação à superfície do osso. </li></ol></li></ol> 3. fixador externo Método Implantação Usando o Guia Saw <ol><li> Certifique-se de que a placa do fixador externo não está montado de cabeça para baixo antes do clipping-lo na guia da serra. Determinar isso comparando o tamanho dos furos na placa. O lado correto é com o diâmetro do orifício maior virado para cima. Se a diferença entre o tamanho dos orifícios no interior do fixador não é evidente, utilizar o contador chumbada. <ol><li> Inserir a ponta do contador chumbada em um dos orifícios ema placa do fixador, se o contador de chumbada cabe facilmente no orifício, em seguida, esta é a cabeça do fixador, no entanto, se a ponta do contador chumbada não se encaixa em seguida, esta é uma parte de baixo do fixador, e tem de ser invertida para a implantação em conformidade. (Importante:.. Certifique-se a perfurar perpendicularmente ao eixo longitudinal do osso, como forma de garantir uma perfeita orientação do aparelho imobilizador para a superfície do osso O sentido do primeiro orifício de perfuração determina a orientação final do fixador sobre o osso do Recorde pinos de fixação são do mesmo comprimento, e se o fixador não é paralela ao eixo longitudinal do osso, a distância entre o fixador e o osso pode variar muito e pode impedir a capacidade de todos os quatro pinos de montagem de penetrar no córtex.) </li><li> Após a orientação é confirmada, cortar a placa de guia de serra (Figura 2A, B) e, em seguida, a unidade de cortar o osso de modo a que o primeiro furo pré-furadoestá alinhado com o primeiro orifício da placa (Figura 2C). Utilizar a chave de caixa de 0,70 milímetros quadrados inserido na broca para conduzir o primeiro pino de montagem no orifício. Fazendo isso irá permitir posicionamento reprodutível para os restantes pinos de montagem. </li><li> Após o primeiro pino de montagem no lugar, em seguida, fazer o furo mais distante do primeiro pino de montagem no lado distal, e dirige o segundo pino de montagem no orifício. A ordem de implantação dos dois pinos de montagem do meio não é importante. </li></ol></li></ol> 4. Fixador Externo Método implante sem a Guia de Serra: A aplicação do fixador externo pode também ser realizado sem a utilização da guia de serra. As etapas iniciais da implantação fixador externo são os mesmos até a unidade com o guia da serra é recortada no osso (passo 3.1). Se o guia de serra não é utilizado, é muito importante para manter a placa do fixador na orientação correcta duranteo procedimento de aplicação inteira. O fêmur deve ser rodado externamente no sentido ântero-lateral. <ol><li> Segurar a placa do fixador externo com uma pequena pinça ou em forma de S e uma pinça de dissecação curvo ligadura de modo que seja paralelo ao eixo longitudinal do osso (Figura 3A). A aplicação do primeiro pino de montagem vai determinar o alinhamento do fixador, por conseguinte, a rotação do osso tem de ser mantido até que o primeiro pino é inserido (Figura 3B). Após o primeiro pino está no lugar, use com cuidado a pinça para segurar a placa fixador que está atuando como um guia de perfuração. </li><li> Inserir a broca no segundo furo - este é o buraco mais distal para o fosso osteotomia prevista (Figura 3C). Antes da perfuração, certifique-se de que o segundo buraco tem a mesma orientação que o primeiro buraco; Também certifique-se que após a perfuração estiver concluída, as duas corticais são penetradas. </li><li> Insira a 0,70 milímetro quadrado box chave para a broca de mão e, em seguida, insira o pino de fixação na ponta. Insira-o com cuidado no prato do fixador externo, sem perder o alinhamento do primeiro furo pré-furado. </li><li> Assim que a ponta está em contacto com o osso, começar a girar a chave sob carga axial contínua aplicada à extremidade proximal da broca. Depois de cerca de cinco voltas completas, certifique-se de que o fio na extremidade proximal do pino de montagem da pega do corpo da placa de fixador externo. Esta discussão trava o sistema. Pare de rodar, quando a extremidade da rosca do osso está perto da superfície superior do osso (Figura 3D). </li><li> Depois que os pinos no lado mais distal e proximal estão no lugar, perfure os restantes dois furos do meio. A ordem de implantação dos dois pinos média não é importante (Figuras 3C). </li><li> Depois, o fixador externo está no lugar, o uso do fio de serra Gigli 0,22 milímetros dirigido pelo guia da serra para fazer o defeito segmentar (Figure 4A). Se o último método é escolhido, o guia da serra é cortada antes de fazer um defeito. <ol><li> Para isso, passa um fio de 0,22 milímetros Gigli vi através das duas ranhuras por baixo do fémur (Figura 5A) para criar 5 mm de defeito segmentar por movimento alternativo para trás e para diante (Figura 5B), com irrigação suficiente (utilização da seringa de 5 ml de solução salina a dispensar o tempo da criação de defeitos). Para evitar danos no tecido mole, cortar o arame próximo da serra do osso em um dos lados, depois de completar a osteotomia. Remover o guia de serra (Figura 4B). </li></ol></li><li> Após o defeito ou osteotomia é criado, remover o guia da serra e fechar a ferida em camadas, a primeira músculo (Figura 4C), e em seguida, a pele (Figura 4D). Antes de a ferida está fechada, tratar o defeito tal como previsto no protocolo de estudo. Feche a camada muscular e da fáscia lata usando Ethibond vicryl sutura 4-0, ea pele usando Ethicon Monocryl® 3-0 suture. Evite arrastar material de sutura sobre superfícies não-estéreis, enquanto costurando os ferimentos. Nota: Para evitar ferida cortante, a sutura não deve terminar distal ao implante menor. Da mesma forma, cola de pele pode ser utilizado, em vez de um fio de sutura. </li><li> Nos três primeiros dias de pós-operatório, dar o analgésico rato a cada 12 horas e antibiótico cada 24 horas. Evidentemente, o regime pós-operatório de fármacos variará, dependendo da composição e da marca dos medicamentos utilizados por cada pesquisador (consulte as instruções de especificação de drogas). </li><li> Monitorar os animais freqüentemente após o procedimento para se certificar de que eles se recuperar da anestesia e só então devolvê-los à instalação de alojamento. Proporcionar habitação solitária durante os primeiros dias após a cirurgia, para se certificar de que não há complicações. </li><li> Monitor de água, a ingestão de alimentos eo peso corporal após a cirurgia para garantir que o animal não sente dor e angústia. Se o animal apresenta um nível de atividade diminuiu, dificuldade de movimentação em torno de (falha do implante possível), ataxium, pele oleosa despenteado, coloração porfirina ao redor dos olhos e narinas, postura arqueada, desconforto respiratório, redução da ingestão de alimentos e água, etc consultar um veterinário. </li></ol> 5 Mudança de fixador externo Rigidez In vivo <ol><li> Se o protocolo de estudo requer a alteração da rigidez do fixador, durante o processo de cura in vivo isto é conseguido alterando os elementos de ligação fixados com os parafusos de bloqueio especiais utilizando-se 0,5 mm Caixa chave quadrada ligado à broca. Para este procedimento, anestesiar o rato (consulte a 2,3 no protocolo) e proporcionar analgesia (consulte a 2,4 no protocolo) apenas uma vez, no momento do procedimento (Figura 6A). <ol><li> Sedar o rato, e em seguida, insira a ponta da chave de caixa quadrada 0,50 milímetros no parafuso de bloqueio anexado ao lado do fixador montado, e começar cuidadosamente transformá-lo no sentido horário até que o pino é meio caminho para fora (Figura 6B </strong&gt;). Depois esta parte é completa, repetir o procedimento para a segunda cavilha que está do mesmo lado da placa de fixador externo (Figura 6C). </li><li> Quando os dois pinos no mesmo lado estão a meio passo, utilizar uma pinça ou um gancho para remover o elemento de conexão, no lado oposto com um movimento suave (Figura 6D). O elemento de conexão deve sair fácil, se não, em seguida, fazer um par adicional de voltas em ambos os parafusos de bloqueio para se certificar de que a ponta do parafuso de bloqueio não está embutida no elemento de conexão. </li><li> Depois de o elemento de ligação é removida, deslizar o elemento de conexão rigidez desejada no lugar de um removida (Figura 6E), e do lado oposto com a chave de caixa quadrada de começar a rodar até o parafuso de bloqueio está a meio caminho para fora sobre o lado oposto (figura 6F). Repetir o mesmo procedimento para a segunda rosca de bloqueio (Figura 6G). Importante: thse exigirá a mudança para o lado oposto da placa para certificar-se de que os parafusos de bloqueio está a meio caminho para fora do lado em que o elemento de conexão foi substituída (Figura 6H, I). </li><li> Após esta parte é concluída com êxito, remova o segundo elemento de conexão (Figura 6J) e substituí-lo com o mesmo elemento de conexão rigidez como uma substituição no lado oposto (Figura 6K). Depois de o segundo elemento de ligação está no lugar, começar a conduzir o parafuso de bloqueio até que a extremidade do parafuso de bloqueio sai do lado oposto da placa, e a ponta do parafuso de bloqueio saiu a mesma quantidade de cada lado (Figura 6D). Repetir o mesmo procedimento para a segunda rosca de bloqueio (Figura 6 M, N). Este procedimento leva cerca de 15 minutos para ser concluído. </li></ol></li></ol>

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O autor Romano Matthys é um funcionário da RISystem AG Davos, na Suíça, que produz os implantes, instrumentos e de consumo específicos de implantes usados ​​neste artigo. O autor Vaida Glatt não tem interesses financeiros concorrentes.

Os passos mais críticos de um procedimento cirúrgico, para criar um grande defeito de osso são: 1) a escolha do peso do corpo do rato apropriado para coincidir com o tamanho do fixador externo; 2) manutenção de um ambiente estéril durante o procedimento; e 3) seguindo o protocolo de procedimento cirúrgico. Os principais objetivos deste estudo foram a projetar, fabricar e caracterizar um novo, rigidez variável fixador externo para o modelo de defeito femoral grande rato, e para usar esse fixa...

Uma série de estudos tenham melhorado a nossa compreensão dos mecanismos biológicos envolvidos na reparação do tecido ósseo 1-6. Os efeitos de condições mecânicas no reparo do osso, tais como axial, corte e movimentos interfragmentários (IFMS) têm sido estudados extensivamente 7-15. Nos últimos anos, mais e mais estudos começaram a surgir descrevendo a influência do ambiente mecânico no reparo ósseo usando fratura, osteotomia e grande defeito ósseo segmentar em modelos in vivo. Portanto, métodos de fixação confiáveis ​​são necessários para obter os resultados do estudo reprodutíveis e confiáveis. O ambiente em torno da mecânica da fratura cura é muito importante, pois determina a forma como a fratura vai curar. Assim, a escolha do dispositivo de fixação é muito importante e deve ser cuidadosamente selecionado de acordo com o desenho do estudo, e outros fatores como o tamanho da abertura e do tipo de fratura. As propriedades mecânicas do dispositivo de fixação de umre ainda mais importante quando se estuda a cicatrização óssea de grandes defeitos ósseos para estabelecer uma fixação que fornece não só um intervalo de tamanho constante ao longo do período experimental do peso total do rolamento, mas também um ambiente ideal para a mecânica de reparação óssea. Os fixadores externos são comumente usados ​​em fratura e modelos experimentais de cura defeito ósseo grandes, porque eles têm uma vantagem sobre os outros dispositivos de fixação. A principal vantagem de fixadores externos são de que eles permitem a mudança do meio mecânico no local do defeito, in vivo, sem uma intervenção secundária, que pode ser conseguida alterando ou ajustando a barra do dispositivo de estabilidade durante o decurso da experiência como o cicatrização óssea progride. Além disso, permite a aplicação de estimulação mecânica local específico para melhorar a reparação do osso, e proporciona também a possibilidade de medir a rigidez do tecido de calo in vivo. No entanto, os dispositivos também têm algumas desvantagensque incluem: irritação dos tecidos moles, infecções e pin quebra. Infelizmente, tais implantes não estavam disponíveis &quot;off the shelf&quot; no momento do desenvolvimento do implante, e os investigadores foram obrigados a projetar suas próprias fixadores para uma utilização prevista. Por isso, uma restrição da investigação nesta área foi a falta de controle experimental sobre o ambiente mecânica local dentro de um grande defeito segmentar bem como osteotomias como ele cura. As características mecânicas de um fixador externo são definidas por, e pode ser modulado por um grande número de variáveis, que incluem: a distância entre os pinos, o diâmetro do pino, o material do pino, o número de pinos, fixador comprimento da barra, o número de barras fixador, material de barra fixador, do fixador espessura bar e a distância a partir da superfície do osso para a barra de fixador (offset). Surpreendentemente, apenas uma escassez de estudos poderia ser encontrado que investigou as contribuições mecânicas dos componentes individuaisde fixadores ou configurações de quadros inteiros utilizados em estudos com roedores, 16,18,28. Por exemplo, os resultados de um estudo mostrou que um dos principais fatores que contribuem para a determinação da rigidez total da construção de fixação foi dominada pela flexibilidade dos pinos em relação a sua contrapartida, diâmetro e propriedades do material 28. Os resultados dos referidos estudos sugerem claramente que o conhecimento do ambiente mecânica fornecida pelo dispositivo de fixação é extremamente importante, e ainda, em muitos casos não é investigada em detalhe. O presente artigo relata o projeto, especificações e in vivo implantação de um fixador externo que resolve esse problema. Este fixador também permite a modulação do meio mecânico como a cura progride, uma propriedade que permite o estudo da mecano-sensibilidade de diferentes etapas do processo de cura in vivo. Além disso, assim como a imposição de um mecânico local controlado e reprodutívelambiente ai, a sua acessibilidade também permite a modulação deste ambiente em diferentes fases de cicatrização do osso. O fixador nós projetamos foi baseada na fixação externa, que é amplamente utilizado para a fixação da fratura 16-21 e modelos de defeitos grandes em animais experimentais 22-27. A diferença entre o nosso fixador externo e os outros projetos existentes relatados na literatura é que a sua barra de estabilidade é presa com parafusos de ter um controlo apertado com fios de Kirschner (K-fios). Este tipo de projeto requer parafusos para ser reapertadas quinzenal (às vezes até semanalmente) para certificar-se de que a distância do deslocamento é mantida como a carga é aplicada por meio do rolamento de peso para evitar o afrouxamento da barra de estabilidade. Se ocorrer tal afrouxamento, ele permite que as condições de carga adicionais indesejados, como angular, transversal e movimentos de cisalhamento de torção para o osso cura (com base na experiência pessoal, a comunicação com researchers). Sabendo isto, um fixador externo foi concebido como tal que quando a rigidez do fixador tem de ser mudada, ela seria alcançada através da remoção de elementos de ligação ligados ao módulo principal, onde os pinos de fixação são encaixados. A experiência piloto in vivo foi realizado com o novo protótipo de fixador externo para se certificar de que cumpre todas as exigências propostas antes de ser fabricado em grandes quantidades. O principal objectivo para este trabalho é apresentar um novo método cirúrgico para um fixador externo utilizado para grandes defeitos ósseos e osteotomias no rato com a capacidade de alterar a rigidez in vivo durante o processo de cicatrização. Este método de fixação é aplicada in vivo sobre o fémures de ratazanas.

<table><tbody><tr><td>RatExFix simple 100%</td><td>RISystem AG Davos, Suíça</td><td>RIS.612.120</td><td></td></tr><tr><td>RatExFix simple 70%</td><td>RISystem AG Davos, Suíça</td><td>RIS.612.123</td><td></td></tr><tr><td>RatExFix simple 40%</td><td>RISystem AG Davos, Suíça</td><td>RIS.612.121</td><td></td></tr><tr><td>RatExFix simple 10%</td><td>RISystem AG Davos, Suíça</td><td>RIS.612.122</td><td></td></tr><tr><td>RatExFix Elemento de conexão 100%</td><td>RISystem AG Davos, Suíça</td><td>RIS.612.130</td><td></td></tr><tr><td>RatExFix Elemento de conexão 70%</td><td>RISystem AG Davos, Suíça</td><td>RIS.612.131</td><td></td></tr><tr><td>RatExFix Elemento de conexão 40%</td><td>RISystem AG Davos, Suíça</td><td>RIS.612.132</td><td></td></tr><tr><td>RatExFix Elemento de conexão 10%</td><td>RISystem AG Davos, Suíça</td><td>RIS.612.133</td><td></td></tr><tr><td>RatExFix Corpo</td> <td>principalRISystem AG Davos, Suíça</td><td>RIS.611.101</td><td></td></tr><tr><td>RatExFix InterlockingScrew</td><td>RISystem AG Davos, Suíça</td><td>RIS.412.110</td><td></td></tr><tr><td>RatExFix Pino de montagem 0,85 mm</td><td>RISystem AG Davos, Suíça</td><td>RIS.412.100</td><td></td></tr><tr><td>Guia de serra RatExFix 100% 5 mm</td><td>RISystem AG Davos, Suíça</td><td>RIS.312.100</td><td></td></tr><tr><td>Accu Pen 6V+</td><td>RISystem AG Davos, Suíça</td><td>RIS.390.211</td><td></td></tr><tr><td>Broca manual</td><td>RISystem AG Davos, Suíça</td><td>RIS.390.130</td><td></td></tr><tr><td>Broca 0,79 mm</td><td>RISystem AG Davos, Suíça</td><td>RIS.593.203</td><td></td></tr><tr><td>Serra de fio Gigly 0,22 mm</td><td>RISystem AG Davos, Suíça</td><td>RIS.590.100</td><td></td></tr><tr><td>Chave de caixa quadrada 0,70 mm</td><td>RISystem AG Davos, Suíça</td><td>RIS.590.112</td><td></td></tr><tr><td>Caixa quadrada chave 0,50 mm</td><td>RISystem AG Davos, Suíça</td><td>RIS.590.111</td><td></td></tr><tr><td>Broca de centralização 1,00 mm</td><td>RISystem AG Davos, Suíça</td><td>RIS.592.205</td><td></td></tr><tr><td>Bisturi Lâmina cabo</td><td>Ferramentas de ciências</td><td></td><td></td>finas</tr><tr><td>Lâmina de bisturi (Tamanho 15)</td>Pinça de tecido <td>Fisher Scientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Ferramentas</td><td></td><td></td>de ciências finas</tr><tr><td>Tesoura</td><td>Ferramentas</td><td></td><td></td>de Fine Science</tr><tr><td>Retrator</td><td>Ferramentas</td><td></td><td></td>de Fine Science</tr><tr><td>Suporte de Agulha</td><td>Ferramentas de Fine Science Elevador</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Henahan</td> Ferramentas <td></td><td></td><td>de Fine Science</td></tr><tr><td>Pinças de dissecação e ligadura curvas em forma de S&nbsp;</td><td>Ferramentas</td><td></td> Fine Science <td>2</td></tr><tr><td>Pinças de Curativo</td><td>Ferramentas Fine Science</td><td></td><td>2</td></tr><tr><td>Campo Fenestrado Estéril</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td>para cirurgia</td></tr><tr><td>Gaze estéril</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td>para cirurgia</td></tr><tr><td>Seringa de 5 ml&nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td>&nbsp; para irrigação de agulha</td></tr><tr><td>defeito 24-27G&nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td>&nbsp; para irrigação de defeito</td></tr><tr><td>1 cc Seringas de insulina&nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td>para injeções de drogas salinas</td></tr><tr><td>estéreis&nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td></td> para luvas estéreis <td>de irrigação de defeitos ósseos</td></tr><tr><td></td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td>para realizar cirurgias</td></tr><tr><td>cloroezadina</td> Solução desinfetante <td>Fisher Scientific</td><td></td><td>para local cirúrgico</td></tr><tr><td>Sutura Vicryl 4-0 com SH-1</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td>para suturar músculo&nbsp;</td></tr><tr><td>Sutura Ethibond 3-0&nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td>para suturar a pele</td></tr><tr><td>Isofluorina</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>para anestesia</td>Buprenorfina Sigma-Aldrich <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td>analgesia durante e após a cirurgia</td></tr><tr><td>Cefazolina</td><td>Antibiótico Sigma-Aldrich</td><td></td><td>durante e após a cirurgia&nbsp;</td></tr><tr><td>Ratos Sprague-Dawley ou qualquer outra cepa</td><td>Charles River Laboratories International, Inc. (Wilmington, MA EUA)&nbsp;</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

a rigidez ajustável, fixador externo para os rat femur osteotomia e segmentar defeito ósseo models

Adjustable Stiffness, External Fixator for the Rat Femur Osteotomy and Segmental Bone Defect Models

O ambiente mecânico em torno da cura do osso quebrado é muito importante, pois determina a forma como a fratura vai curar. Durante a última década, tem havido grande interesse clínico na melhoria da cicatrização óssea, alterando o ambiente mecânico através da estabilidade da fixação ao redor da lesão. Uma limitação da pesquisa animal pré-clínico nesta área é a falta de controle experimental sobre o ambiente mecânica local dentro de um grande defeito segmentar bem como osteotomias como se curar. Neste trabalho, um relatório sobre o projeto e uso de fixador externo para estudar a cicatrização de grandes defeitos ósseos segmentares ou osteotomias. Este dispositivo não só permite uma rigidez axial controlada na lesão do osso durante a cura, mas também permite que a modificação da rigidez, durante o processo de cura in vivo. As experiências realizadas têm demonstrado que os fixadores eram capazes de manter a 5 mm de intervalo defeito femoral em ratos in vivo durante a gaiola irrestritaactividade durante pelo menos 8 semanas. Da mesma forma, observou-se ausência de distorções ou infecções, incluindo infecções dos pinos durante todo o período de cicatrização. Estes resultados demonstram que o nosso fixador externo recém-desenvolvido foi capaz de alcançar a estabilização reprodutível e normalizada, ea alteração do ambiente mecânico in vivo de ratos defeitos ósseos grande e várias osteotomias tamanho. Isto confirma que o elemento externo de fixação é bem adequado para as investigações de pesquisa pré-clínicos utilizando um modelo de rato no campo da regeneração óssea e reparação.

Especificações do design A estabilização do fémur de ratos com o sistema de fixação externa permite a criação de osteotomias de 0,5 a 5 mm. O sistema de fixador externo é um fixador externo bloqueado feito de poliéter éter cetona (PEEK - [o corpo principal]) e titânio-alumínio-liga de nióbio (TAN - [os pinos de fixação]), que oferece um design simples, reprodutíveis e ajustável, e está disponível em quatro rigidezes diferentes: 10, 40, 70 e 100% (100% sendo o padrão, fixador mais rígida <strong...

Uma restrição da pesquisa pré-clínica no campo do reparo ósseo é a falta de controle experimental sobre o ambiente mecânico local dentro de uma lesão óssea em cicatrização. Relatamos o projeto e o uso de um fixador externo para reparo ósseo com a capacidade de alterar a rigidez do fixador in vivo.

A rigidez ajustável, Fixador Externo para os Rat Femur Osteotomia e segmentar defeito ósseo Models

The mechanical environment around the healing of broken bone is very important as it determines the way the fracture will heal. Over the past decade there ...

O objetivo geral deste procedimento é realizar uma cirurgia de defeito ósseo extenso para estudar novos tratamentos para regeneração e reparo ósseo. Isso é realizado primeiramente implantando o fixador externo no fêmur de uma rata. Em seguida, um fio flexível é usado para criar um defeito ósseo segmentar de cinco milímetros.Em seguida, um tratamento como a proteína morfogenética óssea dois é administrado sobre um suporte para potencializar a cicatrização óssea. Por fim, a rigidez in vivo no ponto temporal selecionado é alterada. Em última análise, podem-se obter resultados que demonstram o progresso da regeneração óssea com terapias medicamentosas e a influência do ambiente mecânico local no resultado da cicatrização por meio de análises in vivo, de raios X e de microtomografia computadorizada, além de histologia, testes biomecânicos e avaliação molecular ao final do estudo.A principal vantagem dessa técnica em relação aos dispositivos de fixação externa existentes é que ela está disponível comercialmente e constitui um sistema padronizado auto-travável por ângulo ou estável, no qual os parafusos são embutidos em uma placa, enquanto outros modelos descritos na literatura utilizam uma placa fixada com parafusos formando um conjunto apertado com fios RSNA, o que torna esse tipo de design propenso a afrouxamento e exige que os parafusos sejam reamarrados a cada duas semanas. Além disso, é leve, de pequeno porte e fabricado em peek, o que permite o uso de imagens radiológicas in vivo. E, por último, mas não menos importante, o design permite o ajuste in vivo da rigidez da fixação após anestesiar uma rata com isoflurano, verificar o nível de sedação, administrar antibiótico e analgésico, e depilar e limpar toda a perna traseira direita.De acordo com o protocolo descrito, use um bisturi para fazer uma incisão aproximada na superfície do fêmur direito, seguindo uma direção cranial lateral através da pele, de três a quatro centímetros do trocânter maior até a região supracondilar do joelho, com dissecação suave. Separe a fáscia lata e, sem cortar o tecido muscular, exponha o corpo do fêmur; em seguida, afaste lateralmente os MVAs e os MBIs fmo, e levante o músculo tensor da fáscia para expor todo o comprimento do fêmur, liberando o tecido muscular do fêmur antes da osteotomia. Posicione um elevador tipo Hohmann perpendicularmente à superfície exposta do fêmur e, usando então um bisturi, libere o músculo na área adjacente, continuando a avançar ao redor do fêmur, mantendo-se próximo ao osso até que todo o tecido muscular circundante seja liberado em toda a região mediana do osso.Para criar um defeito ósseo com cinco milímetros de diâmetro, utilize dois pedaços de arame flexível para serrar ao redor do osso em uma orientação médio-lateral. Em seguida, posicione um dos pedaços no lado distal do fêmur, próximo à articulação do joelho, e o segundo pedaço no lado proximal, próximo à articulação do quadril. Depois, com o auxílio de pinças em forma de S, dissecção e pinça para ligadura, realize a fixação.Corte a peça de arame flexível de cada lado para que ela permaneça fixa após a rotação externa do fêmur, posicione a placa do fixador externo na superfície anterolateral do osso. Nessa posição, a camada de tecido mole é a mais fina, o que evita tensão excessiva do tecido mole sob a placa do fixador. Após o fechamento da ferida, levante levemente a placa do fixador externo da superfície óssea para garantir que os orifícios da placa estejam centralizados em relação à superfície do osso.Para evitar que a ponta da broca deslize, utilize o escariador de 1,00 milímetro para centralizar a posição do primeiro furo, criando uma pequena reentrância. Use um grampo pequeno para manter o fixador externo paralelo ao eixo longitudinal do osso e, com um berbequim elétrico equipado com uma broca de 0,79 milímetro, posicione a ponta centralizada na reentrância previamente criada na superfície óssea. Pré-fure o primeiro orifício no lado proximal do fêmur e insira a ponta do escariador em um dos orifícios da placa do fixador.Se a ponta do contrapeso encaixar facilmente no orifício, então este é o lado superior do fixador. Caso contrário, vire a placa do fixador para garantir que os orifícios maiores da placa do fixador estejam orientados para cima. Após confirmar a orientação, prenda a placa no guia da serra e, em seguida, fixe o conjunto no osso, alinhando o primeiro orifício pré-perfurado com o primeiro orifício da placa.Use a chave de boca quadrada de 0,70 milímetro inserida na furadeira manual para inserir o primeiro pino de fixação no orifício. Fazer isso permitirá o posicionamento reprodutível dos pinos de fixação restantes assim que a ponta do pino de fixação entrar em contato com o osso. Comece a girar a chave com carga axial contínua aplicada à extremidade proximal da furadeira manual.Após cerca de cinco voltas completas, certifique-se de que a rosca na extremidade proximal do pino de montagem encaixe no corpo da placa do fixador externo. Essa rosca trava o sistema. Pare de girar quando a extremidade da rosca óssea estiver próxima à superfície superior do osso.Após a primeira pino de fixação estar no lugar, insira o alargador de 1,0 milímetro na broca manual e passe-o através do orifício mais distante até que a ponta entre em contato com o osso. Em seguida, comece a girar o alargador sob carga axial contínua aplicada à extremidade proximal da broca manual. Após duas a três voltas completas, este sulco recém-criado impede que a broca de 0,79 milímetro deslize para fora.Em seguida, faça o furo mais distante do primeiro pino de fixação no lado distal. Insira a chave de boca quadrada de 0,70 milímetro na furadeira manual e, depois, insira o pino de fixação na ponta. Insira cuidadosamente a ponta na placa do fixador externo sem perder o alinhamento do segundo furo pré-furado.Após os pinos em ambas as extremidades estarem no lugar, afunde e pré-percursa os dois orifícios centrais restantes. A ordem de implantação dos dois pinos centrais não é importante. Após o fixador externo estar no lugar além de 0,22 milímetros.Com a serra oscilante, corte sequencialmente pelos dois sulcos sob o fêmur, dispensando solução salina sobre o osso, e crie um defeito segmentar de cinco milímetros com movimento recíproco de vaivém. Em seguida, remova o guia da serra após a realização do defeito ou osteotomia. Aplique um tratamento, como a proteína morfogenética óssea humana recombinante dois, sobre uma esponja de colágeno absorvível.Em seguida, utilize sutura Hybo Vicryl zero para fechar a camada muscular e a fáscia lata e sutura Ethicon Monocryl três zero para fechar a pele, a fim de alterar a rigidez do fixador externo in vivo. Após sedar a rata e administrar analgesia de acordo com o protocolo descrito no texto, insira a ponta da chave quadrada de 0,50 milímetro no parafuso de travamento fixado ao lado do fixador montado. E gire cuidadosamente no sentido anti-horário até que o pino esteja pela metade para fora.Repita o procedimento para o segundo pino no mesmo lado da placa do fixador externo. Quando ambos os pinos no mesmo lado estiverem pela metade para fora, use uma pinça ou uma morsa e um movimento suave para remover o elemento de conexão no lado oposto. Se ele não sair facilmente, gire os parafusos mais algumas vezes cada um.Após a remoção do elemento de conexão, deslize o elemento de conexão com a rigidez desejada até a posição, a partir do lado oposto. Utilizando a chave de caixa quadrada, gire até que o parafuso de travamento esteja pela metade para fora no lado oposto. Repita o procedimento para o segundo parafuso.Remova o segundo elemento de conexão e substitua-o por um elemento de conexão com a mesma rigidez daquele substituído no lado oposto. Em seguida, parafuse o parafuso de travamento até que ele fique projetado a uma distância semelhante em cada lado. Repita o procedimento para o segundo parafuso.O exame radiológico confirmou que os fixadores de todas as rigidezes mantiveram um defeito oral de um milímetro ou de cinco milímetros durante as oito semanas inteiras do experimento, conforme demonstrado aqui. Isso foi especialmente importante para os defeitos de tamanho crítico de cinco milímetros, nos quais a cicatrização espontânea não ocorre. Nenhuma infecção, incluindo infecções de pino, foi observada, e o afrouxamento do pino esteve ausente quando as instruções de aplicação foram seguidas.Se o peso da rata no momento da cirurgia exceder 250 gramas e uma placa de tamanho menor for utilizada, a carga sobre os pinos de montagem aumenta até um nível crítico, de modo que uma a duas semanas após a cirurgia ocorrem deslocamentos dos pinos no lado distal do fêmur. Como mostrado aqui, animais maiores também possuem tecido muscular espesso, o que cria tensão na pele ao redor do implante após o fechamento. Isso causará coceira e já resultou em ratos roendo o fixador, confirmando a importância de escolher um animal com o peso adequado para o fixador externo escolhido.Após este procedimento, outros métodos, como diferentes tamanhos de osteotomias entre 0,3 e três milímetros em camundongos e até seis milímetros em ratos, podem ser realizados para responder perguntas adicionais, como investigar novas terapias medicamentosas para melhorar a cicatrização óssea.

adjustable-stiffness-external-fixator-for-rat-femur-osteotomy

Research

JoVE Journal

Medicine

Medicina

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Criando Fraturas rigidamente estabilizadas para a Avaliação ossificação intramembranosa, Distração Osteogênica, ou Cura de defeitos críticos Sized

Embora os modelos de camundongos sejam ferramentas inestimáveis para a engenharia de tecidos ósseos, os modelos de defeitos de ossos longos são escassos. Essa necessidade motivou o desenvolvimento do presente protocolo, que utiliza uma placa bloqueada com quatro parafusos e um gabarito dedicado para realizar e estabilizar um defeito reprodutível, femoral, de tamanho crítico e com baixa morbidade.

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Este protocolo descreve uma técnica de osteossíntese usando uma haste intramedular bloqueada para fixação padronizada de osteotomias de fêmur, que pode ser usada para analisar a cicatrização óssea normal e defeituosa em camundongos.

Uma haste intramedular de bloqueio para Padronizado Fixação do fêmur Osteotomias para analisar normal e defeituosa cicatrização óssea em ratos

Este estudo descreve um protocolo reproduzível e detalhado usando um fixador externo recentemente desenvolvido para osteogênese distração () em um rato femoral modelo quais licenças fisiológica do peso-rolamento pelo animal após a remoção do fixador externo.

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Apresentamos um modelo de osteogênese de distração da tíbia do rato desenvolvido usando um distrator feitos sob medida. O uso de um rato como um alvo de análise é vantajoso para fazer avançar a pesquisa.

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Aqui, nós apresentamos um protocolo para descrever uma técnica minimamente invasora para a imobilização da junção de joelho em um modelo do rato. Este protocolo reprodutível, baseando-se no modus da separação da músculo-abertura e na habilidade da mini-incisão, é apropriado para estudar o mecanismo molecular subjacente da contratura comum adquirida.

Técnica de fixação interna mini-invasiva para estudo de contratura de flexão de joelho induzida por imobilização em ratos

Aqui, apresentamos um protocolo para fraturar iatrogenicamente a diáfise do fêmur de ratos albinos Wistar e acompanhar o desenvolvimento do calo. Este modelo de osteotomia do fêmur pode ajudar os pesquisadores a avaliar o processo de cicatrização da fratura e estudar como uma droga pode influenciar a cicatrização da fratura.

Protocolo para o Desenvolvimento de um Modelo de Osteotomia do Fêmur em Ratos Albinos Wistar

Esse procedimento demonstra o transporte transverso do córtex tibial em ratos, permitindo visualização e análise da revascularização durante isquemia do membro.

Um modelo de rato do transporte transversal do córtex tibial para o tratamento da isquemia do membro inferior

Este estudo estabeleceu um modelo de defeito semi-segmentar femoral de rato para avaliar o desempenho mecânico e osteogênico de materiais substitutos ósseos sob condições de suporte, sem o uso de fixação interna ou externa.

Modelo de defeito ósseo diáfiso semi-segmentar em ratos para avaliação do desempenho de substituto ósseo em regiões portadoras

O estudo combina de forma inovadora suturas e agulhas de titânio para fixação interna estável em um modelo de fratura radial em rato. A cicatrização das fraturas foi avaliada por meio de microtomografia computadorizada (micro-CT), e neurônios do gânglio da raiz dorsal primária (DRG) foram isolados e cultivados para investigação adicional.

Desenvolvimento de um Novo Modelo de Fixação Interna para Fraturas do Rádio de Rato: Avaliação da Cicatrização de Fraturas e Isolamento do Gânglio da Raiz Dorsal

Aprenda a implantar fixador externo ajustável em fêmur de rato para osteotomia e defeito ósseo segmentar. Este método padronizado permite controlar a rigidez mecânica in vivo e avaliar a regeneração óssea com terapias medicamentosas.

A rigidez ajustável, Fixador Externo para os Rat Femur Osteotomia e segmentar defeito ósseo Models

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