Менее инвазивная техника лечения нестабилизированного перелома нижней челюсти на мышиных моделях
27 сентября 2024 г.
Этот протокол представляет собой комплексный и эффективный метод анализа восстановления кости нижней челюсти. Мы описываем воспроизводимую технику нестабилизированного перелома нижней челюсти на мышиной модели, позволяющую анализировать процесс эндохондрального восстановления кости с минимальным повреждением тканей и потерей костной массы.
Область исследований – эндохондральное восстановление кости нижней челюсти. Мы стремимся разработать технику нестабилизированного перелома нижней челюсти с минимальной потерей костной массы и повреждением мягких тканей, чтобы наилучшим образом представить процесс эндохондрального восстановления кости. На процесс восстановления кости влияют силы, действующие на костную мозоль, и зависят от анатомических участков.
Немногие авторы сообщают об исследовании восстановления кости нижней челюсти. Распространение нашего протокола будет способствовать развитию исследований в этой конкретной области. Преимущество нашего протокола заключается в том, что он позволяет избежать чрезмерной потери костной массы и повреждения мягких тканей в месте перелома нижней челюсти, что наилучшим образом обеспечивает эндохондральное восстановление кости.
Для начала положите мышь под наркозом на спину на нагревательную пластину, покрытую стерильным полем, где температура должна поддерживаться при температуре 37 градусов Цельсия на протяжении всей процедуры. Нанесите глазную смазку на оба глаза, чтобы предотвратить сухость, вызванную общей анестезией. Наденьте маску на морду для непрерывной ингаляции изофлураном.
Затем закрепите конечности мыши скотчем. Надев стерильные перчатки, продезинфицируйте кожу несколькими мазками 10%-ного раствора повидон-йода и спирта. Для выполнения подчелюстного кожного доступа с помощью микроножниц делают разрез кожи от нижнечелюстного угла до места соединения горизонтальной ветви нижней челюсти.
Рассеките подкожные ткани, чтобы обнажить жевательную мышцу. Теперь используйте надкостничный элеватор, чтобы отделить прикрепления жевательной мышцы от нижней границы нижней челюсти. Поднимите жевательную мышцу в субнадкостничной плоскости вдоль ветви нижней челюсти с помощью руля высоты.
С помощью аппарата пьезоэлектрической хирургии кости с орошением сывороткой физиологического раствора перед углом нижней челюсти в задней части вогнутости создайте небольшую остеотомию на нижней границе нижней челюсти. Найдите заднюю границу нижней челюсти и короноидную выемку. Затем завершите перелом с помощью небольших прямых ножниц, вставленных вдоль ветви нижней челюсти, чтобы избежать дополнительной мышечной апертуры и травмы.
Расположите ножницы перпендикулярно нижней границе нижней челюсти, чтобы обеспечить правильную ориентацию перелома. Теперь проверьте общую подвижность между двумя костными сегментами во время аккуратных манипуляций с щипцами, чтобы убедиться в полном переломе. Закройте разрез кожи с помощью отдельных швов.
Сделайте боковой рентген головы, чтобы проверить направление перелома. Подготовьте клетку для мышей без гранул и жесткого обогащения, чтобы предотвратить любые жевательные усилия. Изолируйте прооперированную мышь в одной клетке в течение первой недели до полного заживления кожи.
Вводите бупренорфин подкожно через 4, 24, 48 и 72 часа после процедуры. Кормите мышей мягким диетическим гелем с нулевого дня и до конца периода консолидации, чтобы избежать боли и вторичного смещения перелома. Взвешивайте мышей ежедневно с нулевого дня до четвертого дня после перелома утром перед инъекцией бупренорфина, а затем три раза в неделю до жертвоприношения животных.
Гистологические снимки подтверждают развитие мягкой мозоли с хрящевой матрицей через 14 дней после перелома у мышей дикого типа.
Обзор
В данной работе представлен комплексный метод анализа энхондрального восстановления кости нижней челюсти с использованием мышиной модели. Метод основан на создании нестабилизированного перелома нижней челюсти, который сводит к минимуму повреждение тканей и потерю костной массы, что позволяет детально проанализировать процесс восстановления кости.
Основные компоненты исследования
Область исследований
- Восстановление нижней челюсти
- Энхондральное заживление кости
- Разработка моделей на животных
Теоретические основы
- Сложности изучения восстановления нижней челюсти вследствие повреждения тканей и потери костной массы.
- Влияние механических сил на костную мозоль в процессе заживления.
- Недостаток опубликованных протоколов по восстановлению костной ткани нижней челюсти.
Используемые методы
- Мышиная модель для оценки восстановления костной ткани
- Метод создания нестабилизированного перелома
- Использование методов визуализации и гистологического анализа для оценки заживления
Основные результаты
- Успешное создание воспроизводимой модели перелома.
- Наблюдение за развитием мягкой мозоли с хрящевым шаблоном.
- Подтверждение снижения потери костной ткани и повреждения мягких тканей в ходе процедуры.
Выводы
- Данный протокол позволяет эффективно изучать процессы восстановления кости нижней челюсти.
- Этот подход имеет важное значение для будущих исследований в области заживления костной ткани.
Часто задаваемые вопросы
Значимость для промышленности
Стандартизированные модели нестабилизированных переломов нижней челюсти у мышей позволяют проводить точный анализ энхондральной регенерации кости, сводя к минимуму влияние избыточной потери костной ткани или повреждений мягких тканей. Данный протокол обеспечивает высокоточное моделирование динамики заживления кости в анатомически сложных зонах, что имеет прямое значение для валидации мишеней на ранних этапах и снижения механистических рисков в исследованиях восстановления скелета. Надежные и воспроизводимые модели на этом критическом этапе повышают прогностическую достоверность программ трансляционной регенерации костной ткани.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранние этапы поиска и валидация мишени
- Позволяет исследовать пути восстановления костной ткани в физиологически релевантных механических условиях.
- Обеспечивает функциональную валидацию молекулярных мишеней, участвующих в энхондральном окостенении.
- Способствует снижению механистических рисков за счет минимизации процедурных артефактов в исследованиях заживления костей.
- Повышает прогностическую достоверность при выборе кандидатов в рамках разработки методов восстановления скелета.
Скрининг и разработка анализа
- Обеспечивает воспроизводимую систему in vivo для оценки методов восстановления костной ткани.
- Стандартизирует способ нанесения повреждения для снижения вариабельности в последующих количественных анализах.
- Позволяет получать согласованные гистологические данные и результаты визуализации для сравнительных исследований.
- Служит базой для разработки методов скрининга костных анаболических или регенеративных соединений.
Трансляционные и доклинические исследования
- Приводит доклинические модели в соответствие со сценариями переломов нижней челюсти, релевантными для заболевания.
- Обеспечивает преемственность от этапа поиска до доклинической валидации стратегий восстановления костной ткани.
- Поддерживает продвижение терапевтических средств для заживления костей с учетом рисков за счет предоставления надежных данных об эффективности.
- Способствует поиску биомаркеров, связанных с процессами энхондральной регенерации.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данный протокол представляет модель перелома нижней челюсти как базовый инструмент — от этапа первичных открытий до доклинической оценки в исследованиях по восстановлению костной ткани.
- Фундаментальная биология: Обеспечивает проверку гипотез о механизмах заживления костей и участии сигнальных путей.
- Скрининг: Предоставляет стандартизированные, воспроизводимые модели повреждений для количественной оценки терапевтических кандидатов.
- Аналитика: Позволяет проводить гистологические измерения и визуализацию образования костной мозоли и прогрессирования восстановления.
- Трансляционные исследования: Связывает результаты фундаментальных открытий с доклинической эффективностью в анатомически релевантных моделях.
- Корпоративное повторное использование: Создает многократно используемую, валидированную платформу для текущих исследований восстановления скелета и оценки соединений.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Повышает точность прогнозов и снижает неопределенность в понимании механизмов при изучении восстановления костной ткани.
- Операционная ценность: Повышает воспроизводимость и стандартизацию в различных исследовательских группах и проектах.
- Стратегическая ценность: Оптимизирует процесс принятия решений о продолжении или прекращении разработок, а также распределение капитала для программ регенерации кости.
- Влияние на портфель проектов: Позволяет проводить приоритизацию активов по восстановлению скелета с учетом рисков на основе надежных доклинических данных.
Особенности внедрения
- Требуется опыт в области хирургии мелких животных и биологии костной ткани.
- Необходим доступ к оборудованию для пьезоэлектрической хирургии костей и инфраструктуре визуализации.
- Требуется строгое соблюдение стандартизированных этапов процедуры для обеспечения воспроизводимости.
- Может потребоваться адаптация для различных линий мышей или генетических типов.
- Для минимизации влияния побочных переменных крайне важно соблюдение протоколов мягкого кормления и послеоперационного ухода.
