21 января 2015 г.
Общая цель этой процедуры - успешно удалить часть кости из ребра мыши. Процедура была разработана в качестве модели для изучения крупномасштабного восстановления длинных костей.
Целью данной процедуры является создание масштабной резекции костной части ребра в качестве модели для восстановления скелета. Сначала выполняется разрез кожи на латеральной стороне животного. На втором этапе осуществляется обнажение ребра, которое подлежит удалению.
Затем удаляют часть ребра либо вместе с окружающей оболочкой соединительной ткани или надкостницей, либо оставляя надкостницу на месте. Заключительным этапом является ушивание разрезов и период восстановления животного. В конечном итоге данная модель восстановления кости может быть использована для демонстрации клеточных и молекулярных процессов, происходящих при масштабном восстановлении скелета.
На примере млекопитающего визуальная демонстрация данного метода имеет решающее значение, так как манипуляции с хирургическими инструментами требуют точности, а успех операции зависит от знания расположения различных тканей. Процедуру будут демонстрировать Марисса Роар и Никита Триппер, аспиранты моей лаборатории. После подготовки операционного поля, необходимых стерильных инструментов и расходных материалов, введите животное в состояние наркоза, поместив мышь в индукционную камеру с 4% изофлураном.
После анестезии мыши нанесите мазь на глаза и проверьте глубину наркоза. При сжатии пальца ноги реакция должна отсутствовать. Поместите мышь на термоковрик или рядом с ним на предметный столик диссекционного микроскопа, установив конус шланга для поддержания анестезии над носом животного.
Убедитесь, что мышь находится в латеральном положении. Отрегулируйте подачу изофлурана до 2–3% для поддержания анестезии и следите за частотой дыхания. Затем введите бупренорфин подкожно с помощью иглы 25-го калибра.
При превентивном обезболивании после операции возможны подергивания конечности, что является нормальной реакцией. Сначала выберите нужное ребро, пальпируя от самого рострального ребра, которое считается первым. В данном видео будет удалена часть 10-го ребра.
Обрейте область над ребром, затем очистите её повидон-йодом, после чего трижды обработайте изопропанолом. Сделав разрез длиной два сантиметра через слои кожи, мышц и жира над ребром, которое подлежит удалению, зафиксируйте все три слоя ретрактором, чтобы открыть операционное поле, минимизировав при этом размер разреза. Затем с помощью скальпеля диаметром пять миллиметров рассеките межреберные мышцы над ребром в области, находящейся в пяти миллиметрах проксимальнее хордо-сустава, где изгиб ребра менее выражен. После этого осторожно отделите мышцу от кости с помощью пинцета с тонкими кончиками.
Затем, чтобы выполнить резекцию с сохранением надкостницы у животного, сделайте разрез надкостницы вдоль всей длины ребра. После этого с помощью тонких пинцетов очень осторожно отделите тонкую надкостницу латерально от подлежащей кости. При необходимости измерьте область резекции с помощью окуляр-микрометра микроскопа или измерительного прибора типа линейки.
Затем с помощью тонких микрохирургических ножниц сделайте поперечный разрез кости. Осторожно приподнимите кость из надкостницы с одного конца и немедленно отсеките ее с другого конца. Поместите извлеченное ребро в 4% паральдегид для последующего анализа.
Если в результате разрезания кости возникает кровотечение, прижмите ватной палочкой место разреза на четыре-пять секунд, чтобы остановить его. Чтобы закрыть разрез, ушейте межреберные мышцы поверх оставшейся надкостничной муфты тремя или четырьмя отдельными швами 9 0. Наложите швы непосредственно над разрезанными концами ребра, чтобы они служили индикаторами места проведения операции.
Удалите ретрактор, затем зашейте вышележащие мышцы и жировую ткань прерывающимися швами 9-0. При наличии особенно толстых слоев мышц или жира у мышей зашивайте каждый слой по отдельности. Закройте кожу четырьмя или пятью швами 7-0, после чего зафиксируйте разрез тканевым адгезивом.
Сожмите края вместе с помощью больших щипцов. Медленно выведите мышь из наркоза, постепенно снижая концентрацию изофлурана до 1% в течение нескольких минут, после чего полностью выключите подачу изофлурана. Поместите мышь под греющую лампу и оставьте до полного восстановления сознания.
После восстановления сознания и на протяжении всего периода заживления мышь должна нормально передвигаться и не проявлять признаков дистресса. Как только разрез подсохнет, поместите мышь в чистую клетку со свободным доступом к корму и воде. Самки могут содержаться совместно, но самцов необходимо содержать по отдельности для предотвращения драк; обеспечьте послеоперационное обезболивание, включая введение бупренорфина в форме орального геля в дозе 0.5 mg/kg каждые 12 часов в течение 48 часов.
Пероральное введение не требует фиксации животного, которая может вызвать болевые ощущения в области грудной клетки. На данном изображении представлена резекция ребра размером 4,5 миллиметра, выполненная непосредственно после операции. Костные фрагменты отсутствуют.
Образец был окрашен зарин редом и просветлен в 80% глицерине. Наконечник стрелки указывает на место срезов. На данном изображении представлена удаленная часть ребра из грудной клетки, показанной на предыдущем снимке, без прикрепленного надкостницы.
Представленный здесь гистологический срез, окрашенный гематилином и эозином, демонстрирует минимальное прикрепление надкостницы к кости, на что указывает желтая стрелка слева, и полное отсутствие надкостницы справа. Желтая звездочка обозначает полость костного мозга. На данном изображении показан удаленный фрагмент ребра с сохранившейся надкостницей, а на гистологическом срезе видна целостная надкостница, покрывающая кость, что отмечено желтой скобкой.
Желтая звездочка снова указывает на костномозговую полость. На этом изображении представлена скелетная preparation спустя два месяца заживления после резекции с сохранением надкостницы внутри организма мыши; можно наблюдать полное восстановление области. Данный гистологический срез только что показанного скелетного препарата демонстрирует восстановление ламеллярных костных стенок и костномозговой полости.
На этом изображении показан скелетный препарат после трех месяцев заживления. После удаления части ребра и окружающего надкостницы на срезанном конце, показанном слева на панели, наблюдалось лишь минимальное восстановление. Желтая стрелка указывает на сустав chocos.
На данном гистологическом срезе ранее представленного скелетного препарата видна грануляция, жировая ткань и мышечные клетки, заполняющие место резекции. После освоения этой методики процедура может быть выполнена менее чем за один час при условии правильного соблюдения данного протокола. Для ответа на дополнительные вопросы, например, о том, как происходит масштабное восстановление хряща, можно использовать другие методы, такие как создание резекции в хрящевой части ребра.
После просмотра этого видео вы должны получить четкое представление о том, как выполнить резекцию костной части ребра для изучения восстановления скелета.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Данная процедура направлена на создание обширной резекции ребра у мыши, что служит моделью для изучения восстановления скелета. Метод включает в себя разрез, обнажение ребра и удаление костного фрагмента с последующим ушиванием раны.
Масштабное восстановление костной ткани остается критической проблемой в трансляционных исследованиях опорно-двигательного аппарата, при этом существует ограниченное количество доклинических моделей, которые воспроизводят динамику интенсивного заживления. Модель резекции ребра у мыши представляет собой воспроизводимую и доступную систему для изучения клеточных и молекулярных механизмов, лежащих в основе регенерации трубчатых костей. Данная модель позволяет биофармацевтическим группам оценивать процессы восстановления и вклад надкостницы, что помогает в валидации мишеней и снижении рисков на ранних стадиях программ по восстановлению костной ткани.
Данная модель интегрируется в континуум от фундаментальных открытий до доклинических исследований в области восстановления опорно-двигательного аппарата, связывая ранние исследования механизмов с оценкой трансляционных кандидатов.