Introduction
ضخمة عيوب العظام جدلي تشكل تحديا كبيرا لجراح العظام. استبدال العظام مع الكسب غير المشروع العظام ذاتي، والذي يعتبر حاليا منصب المعاملة معيار الذهب، في العرض المحدود ويترافق مع اعتلال المتعلقة الحصاد. لهذه الأسباب، تم استكشاف يبني العظام الأنسجة المهندسة الجمع بين خلايا نخاع العظام الجذعية الوسيطة مع السقالات عظمي كبديل للطعم ذاتي في جراحة العظام.
حتى الآن، فإن معظم الدراسات قد أجريت في النماذج الحيوانية سريريا ذات الصلة مثل الكلاب والخنازير والأغنام 1-3، ولكن تقييم أولي لهذه البناءات في، قطعي، عيوب العظام الحجم الحرج مثلي في نماذج الحيوانات الصغيرة (مثل الفئران) يمكن أن يكون العديد من المزايا: (ط) نفقات منخفضة، (ب) أعداد كبيرة من الحيوانات يمكن تشغيلها. (ج) وعلى النقيض من نماذج حيوانية كبيرة، تجانس سلالات الفئران يحد الاختلافات الفردية في سقالة ارتشاف لالثانية تكوين العظام و. (د) الأهم من ذلك، توفر الأجسام المضادة المحددة والحيوانات المستهدفة الجينات يمكن تقييم عملية بيولوجية تشارك في التئام العظام. وأخيرا وليس آخرا، واستخدام سلالات من الفئران العوز المناعي يمكن أيضا الدراسات التي تستخدم إما ترقيع أو خلايا المنشأ البشري دون الاستجابات المناعية الضارة في الفئران.
على الرغم من المزايا المذكورة أعلاه، ضخمة جدلي نماذج عيب العظام في الفئران متفرق. معظم هذه النماذج استخدام تثبيت العظام مع دبوس داخل النخاع الذي يملأ تجويف نخاع العظم (وبالتالي الحد من حجم المواد لفحصها) وأيضا يعيق استنساخ من خلال عدم توفير التناوب والمحوري الاستقرار 2،4-7.
أهداف الدراسة الحالية هي (ط) محاكاة العظام السريري الوضع غير النقابي، لوصف استنساخه، الحرجة الحجم وقطعي، نموذج عيب الفخذ لدى الفئران، التي استقرت دقيقة واستنساخه قفل لوحة osteosynthESIS التي توفر بيئة النشاط الحيوي درجة عالية من الاستقرار 8-10. (ب) لتوضيح النموذج الحالي مع اثنين من بدائل العظام المحتملة ووصف تكوين العظام ويحلل التي يمكن استخدامها.
Protocol
الأخلاق بيان: إن الفئران المستخدمة في الدراسة الحالية تم علاجهم وفقا للمبادئ التوجيهية الصادرة عن اللجنة الأوروبية ل"رعاية واستخدام الحيوانات المختبرية" (التوجيه 2010/63 / الاتحاد الأوروبي والاتفاقية الأوروبية ETS 123). وتمت الموافقة على بروتوكول تجريبي لجنة الأخلاقيات في كلية الطب Lariboisière سانت لويس (CEEA LV / 2010-01-04).
1. الحيوانات
- استخدام الفئران athymic (10 أسابيع من العمر). استخدام أقل عدد ممكن من 6 الفئران مع عيب تركت فارغة كمجموعة مراقبة سلبية.
2. إعداد السقالات
- إعداد الكسب غير المشروع Syngenic
- استخدام طعم إسوي العظام لملء عيب لتوفير مجموعة التحكم مع الحد الأدنى لعدد 6 الحيوانات.
- الحصول على isografts العظام عن طريق حصاد رفعه عظم الفخذ من الماوس ينتمون إما إلى "العيوب تركت فارغة أو" العيوب مليئة سقالة المرجانية "مجموعة (الهو الابتعاد عن استخدام الحيوان اضافية لجمع العظام طعم إسوي) 11.
- مسح العظام مقطوعة مع الفوسفات مخزنة المالحة (PBS) وابقائه عقيمة باستخدام رطبة ضغط الشاش.
- إعداد سقالة المرجانية
- استخدام السقالة التي هي مصنوعة من المرجان الطبيعي: أكروبورا ليرة سورية. مكعبات الهيكل الخارجي المرجانية، 3 × 3 × 3 مم كبديل العظام محتمل مع ما لا يقل عن 6 الحيوانات.
- نحت باليد كل مكعب المرجانية على شكل اسطوانة (3.5 الارتفاع، 2 مم).
- تعقيم كل سقالة قبل التعقيم (121 درجة مئوية لمدة 20 دقيقة)، وغسله مع برنامج تلفزيوني العقيمة، ومغمورة في مستنبت الكامل (α-MEM) لمدة 24 ساعة قبل الزرع في الفئران.
3. إجراءات التخدير وتسكين
- توفير تسكين الوقائي، 15 دقيقة قبل التخدير، عن طريق الحقن تحت الجلد البوبرينورفين (0.1 ملغم / كغم من وزن الجسم الحيوان).
- تطبيق مرهم في الحيوانعيون لمنع جفاف كل 30 دقيقة في حين أن الحيوانات تحت التخدير.
- وضع الفئران على لوحة ظاهرة الاحتباس لمنع انخفاض حرارة الجسم.
- التخدير وتسكين الألم أثناء العملية الجراحية
- حقن داخل الصفاق محلول يحتوي على زيلازين (8 ملغ / كلغ) والكيتامين (100 ملغ / كلغ).
- تقديم الأكسجين عبر تدفق بنسبة (50 مل / دقيقة).
- تأكيد عمق كاف من التخدير بسبب وجود حسن استرخاء العضلات وعدم استجابة الحيوان لحافز الضارة (على سبيل المثال، مؤكدة قرصة أخمص قدميه).
- حقن تحت الجلد بجرعة واحدة من إينروفلوكساسين (0.05 ملجم / كجم) كوقاية الميكروبية.
- تسكين بعد العملية
- توفير تسكين الألم بعد العملية الجراحية عن طريق الحقن تحت الجلد البوبرينورفين (0.1 ملغ / كلغ) كل 12 ساعة لمدة 3 أيام متتالية.
- التخدير أثناء إجراءات التصوير التشخيصي
- وضع الفئران في anesthetizinز-مربع، ومن ثم حمل والحفاظ على التخدير باستخدام ما يقرب من 4٪ و 2٪ الأيزوفلورين في الأكسجين، على التوالي.
- تأكيد عمق كاف من التخدير كتبها good استرخاء العضلات الحيوانية وقلة الحركة.
- شروط الانتعاش
- الحفاظ على الفئران على لوحة ظاهرة الاحتباس حتى الشفاء التام
- لا تترك حيوان غير المراقب حتى استعاد وعيه كافية للحفاظ على الاستلقاء القصية بعد الجراحة.
- لا عودة الحيوان الذي خضع لعملية جراحية للشركة من الحيوانات الأخرى حتى تعافى تماما.
- شروط ما بعد الجراحة
- استضافة الفئران بشكل منفصل خلال أول 3 أيام استضافة الفئران بنسبة 4 في أقفاص بعد 3 أيام.
- توفير المياه وتكييفها الإعلانية libitum الغذاء. السماح للفئران لوزن الدب، دون أي تقييد النشاط طوال الفترة اللاحقة للعمليات الجراحية.
4. إجراء الجراحي:فخذي القطاعي عيب نموذج 11،12
- بعد التخدير، ووضع كل فأر في الاستلقاء البطني مع الأطراف الخلفية اليسرى في التمديد.
- فرك الأطراف لإجراء عملية جراحية معقمة باستخدام 10٪ البوفيدون اليود لمدة 5 دقائق ثم قم بوضع ثنى العقيمة تحت أطرافهم لخلق سطح معقم (يتم استخدام الستارة شفافة معقمة من أجل أن تكون قادرة على رصد حركة التنفس أثناء العملية). والحرص على الحفاظ على عقم الجراحي الميداني أثناء العملية.
- جعل 15-17 ملم الطولي شق الجلد على الجانب الأمامي الوحشي لعظم الفخذ، وتمتد من مفصل الورك للمشترك خنق.
- شق فافة العريضة، وتقسيم المتسعة الوحشية العضلات والعضلة ذات الرأسين الفخذية لفضح طول الكامل للdiaphysis الفخذ. وينبغي اتخاذ الحذر للحفاظ على العصب الوركي caudally وكبسولة المفصل بشكل أقصى (الشكل 1).
- لتعزيز الفخذ المعرض diaphysisبالتأكيد، القطع العضلة الألوية والعضلة ذات الرأسين الفخذية من المدور 3 الثالثة.
- إجراء تشريح دائري من عظم الفخذ في منتصف diaphysis.
- تطبيق 6 حفرة التيتانيوم لوحة، قفل الدقيقة (10 ملم طويلة؛ 1.5 ملم واسعة، الوزن: 30 ملغ) على الجانب الفخذ الأمامي.
ملاحظة: الثقوب من لوحة، والتي توقفت بشكل مخروطي مع جزء أسطواني، استيعاب التنصت على الذات والتيتانيوم مسامير تأمين (2 مم طويلة، القطر الخارجي 0.47 ملم، الوزن: 5 ملغ، مع من undersurface المسمار رئيس الخيوط لتمكين قفل داخل حفرة لوحة) التي تتصل الجذعية، التي يلوي قبالة عندما تخوض. - حفر حفرة معظم القريبة من لوحة باستخدام مثقاب 0.3 مم وإما مخصصة قوة المحرك أو قوة المحرك غير مخصصة تعمل في 2500 دورة في الدقيقة في ما يقرب من 500 ميغاواط 12).
- إدراج المسمار الأول باستخدام مفك مخصص ثم قفله (الشكل 2).
ملاحظة: منذ محاذاة تييتحدد كان لوحة من خلال تطبيق هذا المسمار الأول، من المهم وضع مواز لوحة لعظم الفخذ عند إدخال المسمار. - حفر حفرة معظم الأعلى من لوحة بطريقة مماثلة، إدراج وقفل المسمار (الشكل 3).
- إدراج، ولكن لا تفعل القفل، المسمارين الخارجية الأخرى.
- وضع الأسلاك من مم 0.22 رأى جيجلي بشكل وثيق حول العظام في اتجاه ميديو الاطراف ثم أدخله في فتحات من رقصة (الشكل 4).
- إدراج رقصة مخصصة على جذع الماضيين مسامير وتطبيقه فوق لوحة (الشكل 5).
- إجراء ostectomy الفخذ 3.5 ملم طويلة منتصف الجدلي باستخدام رأى جيجلي تحت الري (باستخدام المياه المالحة متساوي التوتر معقمة) لمنع نخر الحراري. ومساعد الجراح أن تتخذ رقصة. هل لديك الجراح تنطبق توتر ثابت ثابت. يجب الحرص على عدم تشابك الأسلاك رأى واستخدام الوسط ثلثي السلك. تجنب السابقحركة سيس من أجل الحصول على قطع العظام على التوالي (الشكل 6).
- بعد ostectomy، وإزالة رأى جيجلي. لتجنب تلف الأنسجة اللينة، وقطع الأسلاك قريبة منشار حتى العظم على جانب واحد.
- إزالة تهزهز وقفل الماضيين مسامير (الشكل 7).
- إما ترك عيب قطعي فارغة أو جراحيا تعبئته عن طريق وضع مواد لفحصها داخل عيب.
- غزير شطف الجراحي الميداني مع المياه المالحة متساوي التوتر معقمة.
- وضع العضلات العضلة المتسعة الوحشية فضفاضة على طبق من ذهب. إغلاق اللفافة والطائرات تحت الجلد باستخدام نمط خياطة المستمر بسيط و 5.0 glycomer 631 خياطة. إغلاق الجلد مع نمط خياطة توقف بسيط باستخدام 4.0 glycomer 631 خياطة. بدلا من ذلك، فمن الممكن أيضا لإغلاق الجلد باستخدام الغراء الجلد.
5. في فيفو تقييم من تجديد العظام
- مع الفئران تحت التخدير، نفذ التصوير الشعاعيالتقييمات بطريقة طولية باستخدام كل من الأشعة السينية التقليدية (26 كيلو فولت، 10 ثانية؛ 2X التكبير، و 20 خطوط / ملم الدقة المكانية) وعالية الدقة التصوير المقطعي المحسوبة الدقيقة (μCT).
- لتحليل μCT، الحصول على صور بدرجة وضوح 36 ميكرون (50 كيلو فولت و 478 مللي أمبير، في 40 زمن التعرض مللي ثانية، وذلك باستخدام فلتر 0.5 مم الألومنيوم، خطوة دوران 0.7 درجة، وتناوب الشعاعي الطبقي من 180 درجة). تحليل الصور باستخدام برنامج المقيمين.
6. فيفو السابقين التقييمات من تجديد العظام
- بعد عشرة أسابيع من الجراحة، لحث التخدير باستخدام الأيزوفلورين في الأكسجين، ومن ثم التضحية الفئران عن طريق الحقن داخل الصفاق من جرعة زائدة من الباربيتورات (1 مل من بنتوباربيتال).
- استئصال عظام الفخذ، وإزالة تتراكب الأنسجة العضلية، وإصلاح عينات العظام في 4٪ امتصاص العرق (الرقم الهيدروجيني 7.4) لمدة أربعة أيام.
- إزالة لوحة ومسامير من كل عينة العظام رفعه بعد fixa امتصاص العرقنشوئها.
- فيفو السابقين ميكرون تحليل CT
- وضع كل العظام رفعه والثابتة في أنابيب البولي ايثيلين مليئة 75٪ كحول وتحليلها باستخدام فيفو السابقين μCT.
- الحصول على صور في 80 كيلو فولت أمبير و 100 (زمن التعرض من 1000 ميللي ثانية، والألمنيوم 0.5 التصفية، و 4 ميكرون حجم بيكسل (2400 X 4000 مع حجم فوكسل من 7 ميكرون)، متوسط أربعة إطارات لكل زيادة دوران 0.9 درجة.
- إعادة بناء الصور 3-الأبعاد (متوسط حجم فوكسل من 13 ميكرون) باستخدام الخلفية الإسقاط تصفيتها المبالغة مع البرنامج المقيم.
- للتحليل الكمي لتكوين العظام، واستخدام البرمجيات المقيمين للحصول على حجم الأنسجة المعدنية (أقل عتبة الرمادية من 45 مؤشرات الرمادي وعتبة الرمادية العليا من 240 مؤشرات تدرج الرمادي) في منطقة حازمة ومتسقة من الفائدة المقابلة لعيب.
- إجراء تحليلات بنفس الطريقة لكل الماوس مع نفس ريجأيون من الفائدة.
- استخدام اختبار في اتجاه واحد تحليل (فاصل الثقة - في 95٪ ومستوى كبير في ص <0.05) لمقارنة معدل اتحاد العظام وحجم الأنسجة المعدنية في المنطقة في المصالح بين الجماعات.
- تحليل النسيجي
- تضمين رفعه كل وعظم الفخذ في الراتنج ميتاكريليت الميثيل الثابتة وبمعالجة ذلك الأنسجة undecalcified.
- قطع كل عينة العظام بالطول إلى قسم سميكة (200 ميكرون) باستخدام منشار دائري الماس المياه المبردة.
- تطحن كل مقطع عينة العظام وصولا الى سماكة 100 ميكرون، تلميع، وصمة عار باستخدام Stevenel البقع الزرقاء وفان Gieson picrofuchsin.
ملاحظة: بعد التلوين، تظهر الخلايا في الزرقاء، وعظم باللون الوردي، والمرجان في البني تحت المجهر الضوئي.
Representative Results
استمرت العمليات الجراحية المذكورة آنفا 45-60 دقيقة. كانت Ostectomy وتثبيت طرفي العظم من السهل القيام بمساعدة مساعد الجراح ولكن من دون استخدام أي نظام مكبرة. حدثت أي مضاعفات أثناء العملية. في دراسة أولية في 18 الفئران 11، الأشعة ما بعد الجراحة قدمت أدلة على أن طول عيب العظام (3.43 ± 0.12 ملم) ووضع لوحة (المسافة بين تجويف المفصل خنق والجزء الأعلى من لوحة = 2.65 ± 0.56 ملم) كانت قابلة للتكرار.
وكان معدل الوفيات الناجمة عن التخدير حوالي 5٪.
كان الانتعاش وظيفية للطرف تعمل ممتاز في جميع الحيوانات والكامل تحمل الوزن لوحظ خلال يوم واحد بعد الجراحة (الرسوم المتحركة الشكل 1). وزن تثبيت طرفي العظم (لوحة ومسامير) المستخدمة في صوكانت دراسة يستاءون حوالي 0.1٪ من وزن جسم الفأر. حدثت أي مضاعفات ما بعد الجراحة (على سبيل المثال، عدوى الجرح، فشل الزرع والعظام الكسب غير المشروع الهجرة، وما إلى ذلك). لم تقع إصابات الذاتي أو الإصابات الناجمة عن cagemates.
عندما تركت عيوب العظام التي يسببها جراحيا فارغة، لم يلاحظ أي تكوين العظام كبير مع عدم اتحاد العظام ثابت. في المقابل، عندما امتلأت العيوب إما مع طعم إسوي أو سقالة المرجانية، عظم المشكلة حديثا تمتد من الداني والقاصي حواف العظام لوحظ. وبالإضافة إلى ذلك، سمح في حين تكوين العظام إعادة إنشاء الاستمرارية العظام في معظم العيوب تعامل مع ذلك، لوحظ فقط داخل سقالة المرجانية في العيوب مليئة هذه المواد isografts (الشكل 8). في الواقع، لم يلاحظ أي العظام على مسافة تزيد عن 1 ملم من الحواف العظمية. غياب الغضروف في كل النسيجية ويحلل النتائج تقدم دليلا للاستقرار تثبيت طرفي العظم حققت (الشكل 9، الشكل 10).
صور الأشعة والتحاليل microCT قدمت أدلة على أن اتحاد العظام لم يحدث في أي حيوان من مجموعة من العيوب اليسار فارغة، مشاركة 10 أسابيع الزرع. بلغ حجم الأنسجة المعدنية المقررة من قبل التحليلات microCT 0.8 ± 0.3 ملم 3 وكان ممثل العظام التي شكلت حديثا. في المجموعات سقالة طعم إسوي والمرجان، تم الحصول اتحاد العظام في 4 و 4 الحيوانات على التوالي. بلغ حجم الأنسجة المعدنية المقررة من قبل التحليلات microCT 4.4 ± 0.9 مم 3 و 8.9 ± 0.7 مم 3. في هذه المجموعات، ولكن لأن كلا من طعم إسوي والسقالة المرجانية يرد المعادن، تشكيل العظام الجديدة لا يمكن أن يكون المرموقين من المواد زرع المتبقية (طعم إسوي أو سقالة المرجانية). كل من معدل الاتحاد بون وحجم الأنسجة المعدنية التي تم الحصول عليها من مجموعة طعم إسوي ومن مجموعة سقالة المرجانية كانت معنويا (P <0.001) أعلى من تلك التي تم الحصول عليها من مجموعة من العيوب اليسار فارغة.
الشكل 1: التعرض الجراحي للإبداع من فخذي القطاعي عيب و15-17 ملم شق طولي الجلد، وتمتد من مفصل الورك للمشترك خنق جاء، على الجانب الأمامي الوحشي لعظم الفخذ. وقطعي لفافة العريضة. والمتسعة الوحشية العضلات والعضلة ذات الرأسين الفخذية انقسمت لفضح طول الكامل للdiaphysis الفخذ. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2: لوحةتحديد المواقع والدانية برغي التنسيب. تم تطبيق لوحة على جانب الفخذ الأمامي. تم حفر حفرة معظم القريبة من لوحة؛ تم إدراج المسمار الأول، وبعد ذلك، مؤمن. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل (3):. القاصي برغي التنسيب تم حفر حفرة معظم الأعلى من لوحة وتم إدراج المسمار ومؤمن. (طبع بإذن من الأنسجة المهندس الجزء C، 2013، 19 (4)، 271-280) الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل (4): جيجلي شهدت المواقع. وتم إدخال اثنين من البراغي الخارجية الأخرى ولكن لا يتم تأمين وربط الأسلاك من 0.22 مم مناشير جيجلي بشكل وثيق حول العظام في اتجاه ميديو الاطراف. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الرقم 5: الرقصة المواقع تم إدراج تهزهز على جذع الماضيين مسامير وتطبيقها فوق لوحة وسلك المنشار ثم إدراجه في فتحات من رقصة. (طبع بإذن من الأنسجة المهندس الجزء C، 2013، 19 (4)، 271-280) الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
تم تنفيذ Ostectomy Ostectomy وتم سحب رأى جيجلي: الرقم 6. (طبع بإذن من الأنسجة المهندس الجزء C، 2013، 19 (4)، 271-280) الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الرقم 7: مسامير الداخلية قفل تمت إزالة تهزهز والأخيرين الخناق مقفل. كانت العيوب قطعي ثم إما اليسار فارغة أو مملوءة المواد التي تم اختبارها. (طبع بإذن من الأنسجة المهندس الجزء C، 2013، 19 (4)، 271-280) الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
ر = "الشكل 8" SRC = "/ ملفات / ftp_upload / 52940 / 52940fig8.jpg" />
الرقم 8: الممثل ما بعد الجراحة الأشعة وسهمي μCT إعادة بناء العظام فخذي من الفئران عظم الفخذ مع الخلل منها إما اليسار فارغة (AE)، أو مليئة الهائل الكسب غير المشروع العظام syngenic (FJ)، أو مليئة السقالات المرجانية أكروبورا الضخمة (KO. )؛ فورا بعد الجراحة (A، F، K)، وبعد 4 أسابيع من الجراحة (B، G، L)، بعد 6 أسابيع من الجراحة (C، H، M)، وبعد 10 أسابيع من الجراحة (D، E، I، J، N ، O) (لوحة طول = 10 مم). (طبع بإذن من الأنسجة المهندس الجزء C، 2013، 19 (4)، 271-280) الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
ملفات / ftp_upload / 52940 / 52940fig9.jpg "/>
وقد لوحظ الممثل صورة شعاعية، μCT إعادة الإعمار والأنسجة من العيب معبأ مع سقالة كورال اختبارها في الدراسة هناك كمية كبيرة من العظام التي شكلت حديثا في الفترات الفاصلة بين المحيطة الحواف العظمية والسقالة المرجانية.: الرقم 9. في المقابل، كان العظم القليل الحالي داخل سقالة. البقع: Stevenel الأزرق وفون Gieson picrofuchsin. في ظل هذه الظروف، ملطخة العظام والخلايا، والمرجان الأحمر، الأزرق، والبني، على التوالي. شريط مقياس = 500 ميكرون. ACS = أكروبورا سقالة المرجانية. BN = العظام. (طبع بإذن من الأنسجة المهندس الجزء C، 2013، 19 (4)، 271-280) الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الرقم 10: ممثلى أعضاء sentative الأنسجة من العيب اليسار الخالي (A)، مليئة ضخمة Syngenic العظام الكسب غير المشروع (ب)، ومليئة المرجان سقالة (C). وفي عيب تركت فارغة، التقريب من العظمية حواف مع ملء القناة النخاعية وأنسجة ليفية وفيرة عميقة في عيب لوحظت. في خلل مليئة الهائل الكسب غير المشروع العظام syngenic، وقد لوحظ استمرارية العظم بين الكسب غير المشروع والمحيطة الحواف العظمية. كان نخاع العظام موجودة في جميع أنحاء تجويف الأصلي. في خلل مليئة سقالة المرجانية، وقد لوحظ العظام التي شكلت حديثا بين المحيطة الحواف العظمية والسقالة المرجانية، ولكن العظام القليل الحالي داخل سقالة. البقع: Stevenel الأزرق وفون Gieson picrofuchsin. في ظل هذه الظروف، ملطخة العظام والخلايا، والمرجان الأحمر، الأزرق، والبني، على التوالي. شريط مقياس = 500 مم. ACS، سقالة المرجانية. BN، العظام، BM، ونخاع العظام. FT، النسيج الليفي. (طبع بإذن من الأنسجة المهندس الجزء C، 2013، 19 (4)، 271-280)OAD / 52940 / 52940fig10large.jpg "الهدف =" _ فارغة "> الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الرسوم المتحركة / فيديو الشكل 1: فيديو ممثل مشية من بعد العملية الجراحية الماوس يوم واحد. الوزن الكامل لوحظ تأثير. الرجاء انقر هنا لعرض هذا الفيديو.
Discussion
يتم تنفيذ زرع خارج الرحم من المواد ذات الصلة العظام والجهاز في الفئران عادة لتقييم العظام تشكيل قدرات مختلفة السقالات 13،14. ومع وجود اختلافات هامة بين النماذج خارج الرحم ومثلي، بما في ذلك العوامل المكونة للعظم الإشارات المحلية والتفاعلات نظير الصماوي مع الخلايا المكونة للعظام المضيف.
هذه الدراسة تؤسس استنساخه قطعي كبير الفئران، الحجم الحرج عيب الفخذ (3.5 ملم، ما يقرب من 20-25٪ من طول عظم الفخذ). بالنظر إلى حجم هذا عيب والاستقرار الذي توفره لوحة تثبيت طرفي العظم الناتجة، وهذا نموذج يحاكي العظام الضموري غير الاتحاد سريريا واجهتها.
الفترة الزمنية اللاحقة للعمليات الجراحية المختارة في هذه الدراسة، هي في خط مع سبق وصفها الفئران نماذج غير النقابية، مما يدل على عدم وجود الشفاء الكافي بعد 8 إلى 12 أسابيع 4،9،15،16.
الأهم من ذلك، reproduوقد تم الحصول على cible ومستقر تثبيت طرفي العظم، وكذلك الاستقرار في بدائل العظام زرعها دون قسط كبير من المراضة والوفيات 1،2 مع استخدام كل لوحة القفل ورقصة لأداء ostectomy. هذه النتيجة تتناقض أيضا النتائج المعلنة عندما استخدمت إما المثبتة الخارجية أو مسمار داخل النخاع 4،5،17-24. لالمثبتات الخارجية وتشمل العيوب المحتملة: التباين في وصلابة، والتهابات المسالك الدبابيس، وتخفيف من المسامير وإمكانيات الإصابات الناجمة عن المسامير ووزن المواد (4-20٪ من وزن جسم الفأر). لمسمار داخل النقي وتشمل العيوب المحتملة: ملء تجويف النخاع مع مسمار والضرر علاجي المنشأ من السطوح المفصلية.
وقد وصفت قطعي الفئران، الحرجة حجم العيوب الفخذ أخرى استقرت لوحة تثبيت طرفي العظم مع خلل العظام إنشاؤها بواسطة لدغ وتتراوح ما بين 1.5 إلى طول 2 ملم 16،25. في الالبريد النموذج الحالي، واستخدام رقصة وسلك رأى سمح ostectomy دقة 3.5 ملم طويلة دون عضلات كبيرة الصدمة.
ومع ذلك، لتحقيق النجاح في تنفيذ الإجراء ينبغي لأحد أن يأخذ على الاعتبار عدة نقاط رئيسية: عدم استخدام الفئران الصغيرة (الفئران عارية إما مع وزن تحت 25 غراما أو تقل أعمارهم عن 8 أسابيع) على خلاف ذلك ينبغي أن تكون لوحة وقتا طويلا. عندما تقترب من عظم الفخذ، نحرص على الحفاظ على كل من العصب الوركي caudally وكبسولة المفصل بشكل أقصى. تطبيق لوحة على الجانب الأمامي من عظم الفخذ ومنذ يتم تحديد محاذاة لوحة من خلال تطبيق هذا المسمار الأول، الحرص على وضع مواز لوحة لعظم الفخذ عند إدخال هذا المسمار الأول.
قبل اتخاذ ostectomy، نحرص على إجراء تشريح دائري من عظم الفخذ في منتصف diaphysis لتجنب الصدمة العضلات. عند تنفيذ ostectomy، يجب مساعد الجراح اعتقادا راسخا في دليل وسوريجب أن يكون حذرا جيون (ط) عدم تشابك الأسلاك المنشار، (ب) لاستخدام الوسط ثلثي السلك أثناء تطبيق التوتر ثابت ثابت، و (ج) لتجنب الحركة الزائدة للحصول على قطع العظام على التوالي.
التئام العظام ممكن في النموذج الحالي بشرط ان يتم استخدام الكسب غير المشروع العظام. وعلاوة على ذلك، هذا النموذج يسمح مزيد من الدراسات من الآليات التي تشارك في استراتيجيات استبدال العظام عند استخدام إما الأصل الإنساني ترقيع أو الخلايا في المنمط جيدا، كبيرة، قطعي، عيب العظام.
وبالإضافة إلى ذلك، في خط للاتجاهات الحالية تتطلب الصقل والحد من استخدام الحيوانات في البحوث المتعلقة العظام، وهذا النموذج يمكن استخدامها جنبا إلى جنب مع في الجسم الحي تقنيات التصوير مثل تلألؤ بيولوجي. هذه التقنيات غير الغازية تسمح بمراقبة كلا بقاء الخلية المزروعة وشفاء الأنسجة دون الحاجة إلى التضحية الحيوانية 26.
القيود الرئيسية من النموذج الحالي هي كل منشروط الحاملة وحجم الخلل العظام التي تم إنشاؤها لأنها لا تحاكي تماما تلك التي واجهتها سريريا في البشر. قيود أخرى من طراز هي (ط) الراديو-التعتيم من لوحة والتي قد تتطلب إزالة لوحة قبل فيفو السابقين μCT تحليل وقد يعقد تفسير نتائج الفحص الشعاعي طولية، و (ب) عدم القدرة على تعديل لوحة تصلب التي قد تكون معلمة الميكانيكية الرئيسية في تكوين العظام 27-30.
يجب على المرء أن نأخذ في الاعتبار أيضا، عند استخدام أي طعم إسوي العظام أو السقالات أخرى تحتوي على مكون المعدنية (على وجه التحديد كربونات الكالسيوم)، التي يتم تقديمها بعض التحيز في عملية تجزئة التحليل الجزئي CT، بسبب كثافة العظام التي تشكلت حديثا تتداخل جزئيا مع إما كثافة طعم إسوي أو كثافة سقالة. لهذا السبب، فإن حجم العظام الحصول من خلال تحليل-CT الجزئي تعكس في الغالب حجم الأنسجة المعدنية (العظام التي شكلت حديثا زائدالعظام بديلا) 11،26،31.
Disclosures
الكتاب تعلن أنه ليس لديهم مصالح مالية المتنافسة.
Acknowledgments
الكتاب أود أن أشكر رينا Bizios لها تعليقات قيمة على المخطوطة.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| α-MEM , Minimum Essential Medium Eagle | Sigma-Aldrich, France | M4526 | 500 ml |
| Acropora sp. coral exoskeleton cubes, Biocoral® | Biocoral®, Inoteb, France | 3 x 3 x 3 mm cubes, autoclaving (121 °C for 20 min) sterilization | |
| Buprenorphine, Buprecare® | Axience, Pantin, France | 0.3 mg/ml | |
| Xylazine, Rompun® 2% | Bayer HealthCare, Puteaux, France | 20 mg/ml | |
| Ketamine, Ketamine 500® | Virbac, Carros, France | 50 mg/ml | |
| Isoflurane, Forène® | Abbott, Arcueil, France | ||
| Enrofloxacine, Baytril® 5% | Bayer HealthCare, Puteaux, France | 50 mg/ml | |
| Pentobarbital, Dolethal® | Vétoquinol, Lure, France | 182.2 mg/ml | |
| Anesthetizing box | Ugo Basile, Gemonio, Italy | 7900/10 | |
| Plastic transparent sterile drape, BusterOpCover 30 x 45 cm | Buster, Coveto, Montagu, France | 613867 | |
| 10% povidone iodine, Vétédine® Solution | Vétoquinol, Lure, France | 100 mg/ml | |
| Titanium micro- locking plate, MouseFix Plate XL | RISystem AG, Davos, Switzerland, http://www.risystem.com/ | RIS.401.120 | 6 holes, 10 mm long and 1.5 mm wide, autoclaving (121 °C for 20 min) sterilization or cold sterilzation (ethylene oxide) |
| 0.3 mm drill bit, Drill Bit 0.30 mm | RISystem AG, Davos, Switzerland, http://www.risystem.com/ | RIS.592.200 | autoclaving (121 °C for 20 min) sterilization or cold sterilzation (ethylene oxide) |
| Engine power | RISystem AG, Davos, Switzerland, http://www.risystem.com/ | AccuPen | Cold sterilzation (ethylene oxide) |
| Screw driver, Handrill | RISystem AG, Davos, Switzerland, http://www.risystem.com/ | RIS.390.130 | autoclaving (121 °C for 20 min) sterilization or cold sterilzation (ethylene oxide) |
| Self-tapping locking screws, MouseFix Screw 2 mm | RISystem AG, Davos, Switzerland, http://www.risystem.com/ | RIS.401.100 | 2 mm long, 0.47 mm outer diameter and 0.34 mm core diameter, autoclaving (121 °C for 20 min) sterilization or cold sterilzation (ethylene oxide) |
| Jig, MouseFix XL Drill and Saw Guide | RISystem AG, Davos, Switzerland, http://www.risystem.com/ | RIS.301.103 | 3.5 mm between the slots, autoclaving (121 °C for 20 min) sterilization or cold sterilzation (ethylene oxide) |
| 0.22-mm Gigli saws (0.22 mm Saws) | RISystem AG, Davos, Switzerland | ||
| 5.0 glycomer 631, Biosyn | Covidien, Vétoquinol, Lure, France | Tapper-cut needle | |
| 4.0 glycomer 631, Biosyn | Covidien, Vétoquinol, Lure, France | Tapper-cut needle | |
| X-ray, MX20 | Faxitron X-ray Corp, Edimex, Le Plessis Grammorie | ||
| In vivo high-resolution microcomputed tomography, Skyscan 1176 | Skyscan, Aartselaar, Belgium | ||
| Ex vivo high-resolution microcomputed tomography, Skyscan 1172 | Skyscan, Aartselaar, Belgium | ||
| Resident software: Nrecon (v1.6.9) / Ctan (v.1.14.4) | Skyscan, Aartselaar, Belgium |
References
- Auer, J. A., et al. Refining animal models in fracture research: seeking consensus in optimising both animal welfare and scientific validity for appropriate biomedical use. BMC Musculoskelet Disord. 8 (72), (2007).
- Histing, T., et al. Small animal bone healing models: standards, tips, and pitfalls results of a consensus meeting. Bone. 49 (4), 591-599 (2011).
- Horner, E. A., et al. Long bone defect models for tissue engineering applications: criteria for choice. Tissue Eng. Part B Rev. 16 (2), 263-271 (2010).
- Srouji, S., et al. A model for tissue engineering applications: femoral critical size defect in immunodeficient mice. Tissue Eng. Part C Methods. 17 (5), 597-606 (2011).
- Thompson, Z., Miclau, T., Hu, D., Helms, J. A. A model for intramembranous ossification during fracture healing. J Orthop Res. 20 (5), 1091-1098 (2002).
- Harris, J. S., Bemenderfer, T. B., Wessel, A. R., Kacena, M. A. A review of mouse critical size defect models in weight bearing bones. Bone. 55 (1), 241-247 (2013).
- Garcia, P., et al. The LockingMouseNail--a new implant for standardized stable osteosynthesis in mice. J. Surg. Res. 169 (2), 220-226 (2011).
- Garcia, P., Histing, T., Holstein, J. H., Pohlemann, T., Menger, M. D. Femoral non-union models in the mouse. Injury. 41 (10), 1093-1094 (2010).
- Garcia, P., et al. Development of a reliable non-union model in mice. J. Surg. Res. 147 (1), 84-91 (2008).
- Viateau, V., Logeart-Avramoglou, D., Guillemin, G., Petite, H. Animal Models for bone tisue enginering purposes. Sourcebook of models for biomedical research. Conn, P. M. , Humana Press. 725-738 (2008).
- Manassero, M., et al. A novel murine femoral segmental critical-sized defect model stabilized by plate osteosynthesis for bone tissue engineering purposes. Tissue Eng. Part C Methods. 19 (4), 271-280 (2013).
- Matthys, R., Perren, S. M. Internal fixator for use in the mouse. Injury. 40 Suppl 4, S103-S109 (2009).
- Becquart, P., et al. Ischemia is the prime but not the only cause of human multipotent stromal cell death in tissue-engineered constructs in vivo. Tissue Eng. Part A. 18 (19-20), 2084-2094 (2012).
- Deschepper, M., et al. Proangiogenic and prosurvival functions of glucose in human mesenchymal stem cells upon transplantation. Stem Cells. 31 (3), 526-535 (2013).
- Oetgen, M. E., Merrell, G. A., Troiano, N. W., Horowitz, M. C., Kacena, M. A. Development of a femoral non-union model in the mouse. Injury. 39 (10), 1119-1126 (2008).
- Liu, K., et al. A murine femoral segmental defect model for bone tissue engineering using a novel rigid internal fixation system. J Surg Res. 183 (2), 493-502 (2013).
- Zwingenberger, S., et al. Establishment of a femoral critical-size bone defect model in immunodeficient mice. J Surg Res. 181 (1), e7-e14 (2013).
- Cheung, K. M., et al. An externally fixed femoral fracture model for mice. J. Orthop Res. 21 (4), 685-690 (2003).
- Claes, L., et al. Hyperhomocysteinemia is associated with impaired fracture healing in mice. Calcif. Tissue Int. 85 (1), 17-21 (2009).
- Drosse, I., et al. Validation of a femoral critical size defect model for orthotopic evaluation of bone healing: a biomechanical, veterinary and trauma surgical perspective. Tissue Eng. Part C Methods. 14 (1), 79-88 (2008).
- Holstein, J. H., et al. Advances in the establishment of defined mouse models for the study of fracture healing and bone regeneration. J. Orthop. Trauma. 23 (5 Suppl), S31-S38 (2009).
- Johnson, K. D., August, A., Sciadini, M. F., Smith, C. Evaluation of ground cortical autograft as a bone graft material in a new canine bilateral segmental long bone defect model. J. Orthop. Trauma. 10 (1), 28-36 (1996).
- Meinig, R. P., Buesing, C. M., Helm, J., Gogolewski, S. Regeneration of diaphyseal bone defects using resorbable poly(L/DL-lactide) and poly(D-lactide) membranes in the Yucatan pig model. J. Orthop. Trauma. 11 (8), 551-558 (1997).
- Wu, J. J., Shyr, H. S., Chao, E. Y., Kelly, P. J. Comparison of osteotomy healing under external fixation devices with different stiffness characteristics. J. Bone Joint Surg. Am. 66 (8), 1258-1264 (1984).
- Xing, J., et al. Establishment of a bilateral femoral large segmental bone defect mouse model potentially applicable to basic research in bone tissue engineering. J. Surg. Res. 192 (2), 454-463 (2014).
- Manassero, M., et al. Comparison of Survival and Osteogenic Ability of Human Mesenchymal Stem Cells in Orthotopic and Ectopic Sites in Mice. Tissue Eng. Part A. 22 (5-6), 534-544 (2016).
- Bos, R. R., et al. Degradation of and tissue reaction to biodegradable poly(L-lactide) for use as internal fixation of fractures: a study in rats. Biomaterials. 12 (1), 32-36 (1991).
- Oest, M. E., Dupont, K. M., Kong, H. J., Mooney, D. J., Guldberg, R. E. Quantitative assessment of scaffold and growth factor-mediated repair of critically sized bone defects. J.Orthop. Res. 25 (7), 941-950 (2007).
- Pihlajamaki, H., Bostman, O., Tynninen, O., Laitinen, O. Long-term tissue response to bioabsorbable poly-L-lactide and metallic screws: an experimental study. Bone. 39 (4), 932-937 (2006).
- Rai, B., et al. Combination of platelet-rich plasma with polycaprolactone-tricalcium phosphate scaffolds for segmental bone defect repair. J. Biomed. Mater Res. A. 81 (4), 888-899 (2007).
- Komlev, V. S., et al. Kinetics of in vivo bone deposition by bone marrow stromal cells into porous calcium phosphate scaffolds: an X-ray computed microtomography study. Tissue Eng. 12 (12), 3449-3458 (2006).
