Перелом аппарат проектирование и оптимизация протокола для закрыт стабилизированный переломов у грызунов

Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области биологии костей, например, какие вмешательства способствуют заживлению переломов. Основное преимущество этого метода заключается в том, что он обеспечивает простой метод получения параметров для создания устойчивых трещин. Чтобы определить область перелома, получите рентгенограммы бедренной или большеберцовой кости конечности, подлежащей перелому, в репрезентативной выборке из пяти усыпленных животных.

Изображения большеберцовых костей показаны здесь. Отметьте желаемое место перелома на рентгенограмме конечности, подлежащей перелому. Измерьте расстояние от пяточного большеберцового сустава до уровня отмеченного перелома.

Рассчитайте среднюю длину перелома для всех пробных образцов. На регулируемом устройстве для изломов измерьте расстояние от наружной поверхности одной опорной наковальни до центра удара гильотины. Вычтите центр удара гильотины из длины перелома, чтобы рассчитать глубину джига позиционирования трещины, или JD. Машинная или 3D-печать U-образного канала с высотой и шириной, равной наковальне, и глубиной, равной JD. Расположите образец в переломном аппарате в положении лежа при переломах бедренной кости или в положении лежа на спине при переломах большеберцовой кости.

Прижмите тыльную сторону стопы к концу кондуктора позиционирования перелома. Вручную нажимайте на гильотину до тех пор, пока конечность не сломается. Получите рентгенограмму перелома конечности, чтобы подтвердить размер кондуктора и место перелома.

Чтобы определить длину штифта, измерьте длину конечности от плато большеберцовой кости до уровня задней лодыжки при переломах большеберцовой кости. Чтобы определить ширину штифта, измерьте минимальный диаметр медуллярного мозга в сломанной конечности. Выберите иглу с калибром, примерно равным диаметру медуллярного вещества, и длиной, более чем в 1,5 раза превышающей длину штифта.

Приблизительный размер контакта для 14-недельной мыши C57 black six составляет 27 калибр, один с четвертью дюйма, и 22 калибра, полтора дюйма для большеберцовой и бедренной костей соответственно. Машинный или 3D-принтер с длиной, равной длине штифта за вычетом длины иглы. Один конец должен иметь выступ для упирания в ступицу иглы, а другой должен указывать, где следует обрезать штифт.

Используйте электрическую машинку для стрижки или крем для депиляции, чтобы удалить волосы с ног пробных образцов без переломов от середины большеберцовой кости до середины бедренной кости, обнажая коленный сустав. Чтобы прижать большеберцовую кость, введите иглу чрескожно, латерально к связке надколенника. Втяните связку надколенника медиально и выровняйте кончик иглы по оси большеберцовой кости.

С помощью развертки осторожно прорвите плато большеберцовой кости и проведите иглу вниз по костномозговому мозгу. Далее используйте калибр и разворачивайте стопку до тех пор, пока обнаженная игла не сравняется с длиной калибра. Втяните иглу примерно на три миллиметра, чтобы обеспечить достаточно места для разрезания иглы на уровне, указанном калибром.

Обжмите 3 миллиметра дистального конца штифта с помощью булавочного резака, а затем обрежьте штифт на уровне калибра. Синхронизируйте штифт с суставной поверхностью с помощью стержня диаметром в 1,5 раза больше диаметра иглы. Получение рентгенограмм для подтверждения того, что игла удлиняет по длине мозговой канал конечности и не выступает из проксимального или дистального конца.

Чтобы определить глубину удара, измерьте диаметр коры головного мозга на уровне нужного перелома на рентгенограмме. Поместите штифтовый пробный образец в устройство для перелома с помощью приспособления для позиционирования перелома. Положите ударный таран на неповрежденную конечность.

Не допускайте падения тарана. Кость должна оставаться неповрежденной во время этого этапа оптимизации. Прикладывайте достаточное усилие вниз, чтобы сжать мягкие ткани, но не сломать кость.

Отрегулируйте глубину удара до 75-кратного диаметра коры головного мозга с учетом мягких тканей. Установите высоту сброса равной двум сантиметрам. Установите ползун в исходное положение, подключив его к активированному электромагниту.

Расположите пробную конечность в аппарате для переломов. Прижмите тыльную сторону стопы к приспособлению для позиционирования перелома. Кратковременно нажмите на ножной переключатель, чтобы освободить поршень, а затем верните его в исходное положение.

Сделайте рентгенограмму ретинированной конечности и осмотрите ее на наличие признаков перелома. Это может быть незаметно при использовании низких скоростей с контролируемой глубиной удара. Если перелома не образуется, увеличьте высоту падения на два сантиметра.

Если образуется трещина, запишите высоту падения и умножьте ее на 1,1. Это новая высота сброса. Используйте новую высоту падения для перелома следующей пробной конечности.

Продолжайте процедуру до тех пор, пока все пробные образцы не будут сломаны. Запишите итоговую высоту падения и все параметры из оптимизации. Запишите возраст, пол, генотип и вес исследуемого образца.

Использование регулируемого устройства для разрушения и оптимизированных параметров значительно улучшило генерацию простых поперечных переломов. Группа предварительной оптимизации генерировала простой поперечный перелом только в 27 из 58 образцов, или в 46,55% случаев. В то время как в группе после оптимизации наблюдались простые поперечные переломы в 98,28% случаев.

После его разработки этот метод повысил точность и воспроизводимость животных моделей в исследованиях генерации трещин. После процедуры могут быть использованы другие методы, такие как микрокомпьютерная томография и гистология, чтобы ответить на дополнительные вопросы морфологии перелома.