Мини-инвазивных внутренней фиксации Техника для изучения иммобилизации индуцированной колено Flexion Контрактура у крыс
20 мая 2019 г.
Здесь мы представляем протокол для описания минимально инвазивной техники для обездвижить коленного сустава в модели крысы. Этот воспроизводимый протокол, основываясь на методе разделения мышц и навыке мини-разреза, подходит для изучения базового молекулярного механизма приобретенного совместного контрактуры.
Этот простой и эффективный метод разделения мышечного разрыва модели объединить способы мини-вторжения метод является лучшим внутренней фиксации в нашей модели сокращения коленного сустава крысы. Основным преимуществом этой техники является то, что ее процесс воспроизводим и минимально инвазивная альтернатива индуцированию контрактуры коленного сустава у животных. Демонстрация процедуры будет Shihai Цзян и Фей Чжан, аспирант из моей лаборатории.
Подтвердив отсутствие реакции на пинч, побрить нижнюю часть тела обезболивающей крысы, в том числе две задние конечности. Дезинфицировать обидененую кожу настойкой йода повидоне два раза и 75%этанола три раза. Нанесите мазь на глаза животного и поместите крысу боковой под хирургическую драпировку с одной задней конечности и бедра подвергаются.
Дезинфицировать хирургическую область дополнительным йодом повидоне. На дистальной конце бедренной кости больше trochanter, провести линию вдоль поверхности тела проекции мышечного разрыва между vastus lateralis и бицепс бедренной кости, чтобы отметить направление разреза кожи. Затем сделайте 1,5-сантиметровый разрез в эпидермисе вдоль линии.
Используйте ткани типсы, чтобы прямо вскрыть мышечный разрыв между vastus lateralis и бицепс бедренной кости до тех пор, пока примерно один сантиметр бедренной вала подвергается. Используйте ретрактор для облегчения непрерывного разделения мышечного разрыва. Сделайте один сантиметровый разрез в эпидермисе вдоль проекции поверхности тела мышечного разрыва между передней голени и малоберцовой длинной на дистальной нижней конечности.
Тупо вскрыть мышечный разрыв, пока примерно один сантиметр голени подвергается. Используйте ретрактор и гладкие типсы, чтобы отделить мягкие ткани. Удерживая дрель перпендикулярно кости, просверлите отверстие диаметром один миллиметр в бедренной шахте при 1500 вращениях в минуту примерно на восемь миллиметров ниже нижнего края большего трочантера.
Быстро нажмите рану, чтобы остановить кровотечение и просверлить отверстие диаметром 0,9 миллиметра в голени примерно на четыре миллиметра ниже края тибиофибулярного синтеза. Используйте прямой комаров типа гемостатический зажим для формирования подмышечного курса от отверстия голени до бедренной кости отверстие, проходя ниже gastrocnemius в конце голени и выше ягодичного медиу под бицепс бедренной кости в конце бедренной кости. Затем используйте один m1.4 на восемь миллиметров стальной винт, чтобы обеспечить один конец пластиковой пластины в проксимальной бедренной кости.
Используйте один m1.2 на шесть миллиметров стальной винт, чтобы обеспечить другой конец пластиковой пластины в дистальной голени. Когда пластина была обеспечена, используйте 4-0 абсорбируемых швов, чтобы закрыть миофассия, глубокая фасция, и подкожной ткани. Закройте кожу шелковыми швами.
Рентгеновская визуализация показывает правильное размещение стальных винтов в бедренной кости или голени. Трехмерный анализ реконструкции после микрокомпонентного томографии высокого разрешения показывает боковое размещение винтов примерно на восемь миллиметров ниже нижнего края большого трочантера на проксимальной бедренной кости и примерно на четыре миллиметра ниже края тибофибулярного синтеза на дистальной голени. Артрогенный дефицит в диапазоне движения увеличивается во время иммобилизации в зависимости от времени образом.
Как показал более высокий средний артрогенный дефицит, измеряемый для иммобилизованного коленного сустава по сравнению с контрольным коленным суставом в 56 дней иммобилизации. В первый день иммобилизации, не адгезия наблюдается эластичное окрашивание заднего верхнего коленного сустава капсулы в совместном пространстве между задним начальником суставной капсулы в бедренной кости в обездвиженной или контралатеральной боковой коленного сустава. Однако к 28 дням иммобилизации в суставном пространстве обездвиженого колена развиваются фиброадипозные отложения тканей и адгезия.
После 56 дней иммобилизации волокнистые ткани частично заменяются осаждением, в то время как этот тип адгезии не наблюдается в контралатеральной коленной сустава. Этот метод модифицирован из метода, используемого профессором Труделем и его коллегами из Университета Оттавы. Это ключ к выявлению и разделению мышечных разрывов во время операции.
После различных методов иммобилизации другой экспериментальный процесс, такой как культура капсулы коленного сустава может быть выполнена для изучения основных молекулярных механизмов.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В этой статье представлена минимально инвазивная методика иммобилизации коленного сустава на модели крысы. Протокол разработан для обеспечения воспроизводимости и пригоден для изучения молекулярных механизмов, лежащих в основе приобретенной контрактуры сустава.
Ключевые компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Биология
- Животные модели
Предыстория
- Контрактура сустава является распространенной проблемой при различных состояниях.
- Минимально инвазивные методики могут сократить время восстановления и уменьшить осложнения.
- Понимание механизмов контрактуры может помочь в разработке методов лечения.
- Этот протокол использует модель разделения мышц.
Цель исследования
- Создать воспроизводимый метод иммобилизации коленного сустава.
- Облегчить исследование молекулярных механизмов контрактуры сустава.
- Предоставить минимально инвазивную альтернативу для исследований на животных.
Используемые методы
- Подготовка модели крысы под наркозом.
- Бритье и дезинфекция нижней части тела крысы.
- Нанесение мази для защиты глаз во время процедуры.
- Использование хирургического налога для обнажения задней конечности для проведения процедуры.
Основные результаты
- Методика продемонстрировала воспроизводимость в иммобилизации коленного сустава.
- Минимально инвазивный подход снижал травматизм для животного.
- Облегчил дальнейшие исследования механизмов контрактуры сустава.
- Предоставил надежный метод для будущих исследовательских приложений.
Выводы
- Модель разделения мышц эффективна для исследований коленного сустава.
- Этот протокол может улучшить исследования контрактуры сустава.
- Минимально инвазивные методики полезны для обеспечения благополучия животных.
Часто задаваемые вопросы
Executive Industry Relevance
Minimally invasive internal fixation models for joint contracture enable reproducible, low-trauma preclinical studies of immobilization-induced pathology. This approach supports mechanistic de-risking and target validation for musculoskeletal and fibrotic disease portfolios. The model's quantitative outputs and imaging compatibility facilitate robust translational continuity from early discovery through preclinical assessment.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of fibrotic and contracture pathways in a controlled, disease-relevant system.
- Supports functional target validation by quantifying joint mobility deficits and tissue remodeling.
- Facilitates mechanistic de-risking by allowing molecular and histological analysis of contracture progression.
Screening & Assay Development
- Provides a standardized, reproducible animal model for evaluating anti-fibrotic or anti-contracture interventions.
- Delivers quantitative range-of-motion and imaging endpoints suitable for comparative compound assessment.
- Enables downstream histological and molecular assays for biomarker discovery and validation.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant pathology observed in human joint contracture and fibrosis.
- Supports continuity from mechanistic discovery to preclinical efficacy and safety studies.
- Allows risk-adjusted advancement decisions based on robust, time-dependent phenotypic data.
Pipeline & Workflow Integration
This mini-invasive rat model integrates into the discovery-to-preclinical continuum for musculoskeletal and fibrotic disease research.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing on contracture mechanisms and fibrotic tissue remodeling.
- Screening: Provides reproducible, quantitative endpoints for compound evaluation and assay standardization.
- Analytics: Enables imaging (x-ray, micro-CT) and histological readouts for cross-condition comparison.
- Translational Research: Bridges early mechanistic findings with preclinical model validation and biomarker alignment.
- Enterprise Reuse: Offers a scalable, low-trauma platform adaptable for diverse fibrotic and orthopedic research needs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in contracture research.
- Operational Value: Enhances reproducibility, standardization, and scalability of preclinical models.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision quality and capital efficiency by providing robust, quantitative data.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization and advancement of anti-fibrotic and orthopedic candidates.
Implementation Considerations
- Requires surgical expertise in mini-invasive animal procedures and muscle-gap identification.
- Needs access to imaging infrastructure (x-ray, micro-CT) for fixation verification and endpoint analysis.
- Demands cross-team standardization of surgical and analytical protocols for reproducibility.
- Adaptable to other small animal models with consideration of anatomical differences.
- Potential limitations include surgical learning curve and model-specific recovery monitoring.
