Abstract
हड्डी चिकित्सा मॉडल नैदानिक फ्रैक्चर के इलाज के लिए नई चिकित्सकीय रणनीति के विकास के लिए आवश्यक हैं। इसके अलावा, माउस मॉडल होते जा रहे हैं और आमतौर पर आघात अनुसंधान में इस्तेमाल किया। वे हड्डी चिकित्सा की अत्यधिक विभेदित प्रक्रिया के पीछे आणविक तंत्र के विश्लेषण के लिए उत्परिवर्ती उपभेदों और एंटीबॉडी की एक बड़ी संख्या प्रदान करते हैं। बायोमैकेनिकल पर्यावरण को नियंत्रित करने के लिए, मानकीकृत और अच्छी तरह से विशेषता osteosynthesis तकनीक चूहों में अनिवार्य कर रहे हैं। यहाँ, हम डिजाइन और एक intramedullary नाखून के उपयोग पर रिपोर्ट चूहों में खुले फीमर osteotomies स्थिर करने के लिए। नाखून, चिकित्सा ग्रेड स्टेनलेस स्टील से बना है, उच्च अक्षीय और बारी-बारी से कठोरता प्रदान करता है। प्रत्यारोपण आगे परिभाषित, निरंतर osteotomy अंतराल के सृजन 0.00 मिमी से 2.00 मिमी आकार की अनुमति देता है। Intramedullary 0.00 मिमी और 0.25 मिमी के अंतराल के आकार के साथ फीमर osteotomies के नाखून स्थिरीकरण ताला लगा endochondral और intramembranous ossificat के माध्यम से पर्याप्त हड्डी चिकित्सा में परिणामआयन। के एट्रोपिक गैर संघ में 2.00 मिमी परिणाम अंतराल के आकार के साथ फीमर osteotomies का स्थिरीकरण। इस प्रकार, intramedullary ताला लगा नाखून चिकित्सा और गैर चिकित्सा मॉडल में इस्तेमाल किया जा सकता है। नाखून अन्य खुले हड्डी चिकित्सा मॉडल की तुलना के उपयोग का एक और लाभ यह संभावना पर्याप्त रूप से हड्डीवाला एकीकरण की प्रक्रिया का अध्ययन करने के क्रम में हड्डी के विकल्प और scaffolds ठीक करने के लिए है। intramedullary नाखून के उपयोग का एक नुकसान और अधिक आक्रामक शल्य प्रक्रिया, बंद मॉडल की तुलना में सभी खुले प्रक्रियाओं के लिए निहित है। एक और नुकसान intramedullary गुहा को कुछ नुकसान की प्रेरण, extramedullary स्थिरीकरण प्रक्रियाओं की तुलना में सभी intramedullary स्थिरीकरण तकनीक के लिए निहित हो सकता है।
Introduction
हड्डी चिकित्सा के जीव विज्ञान सेल और अंडाकार आकृति संस्कृतियों का उपयोग कर इन विट्रो में अध्ययन किया जा सकता है, लेकिन यह भी विवो में आवश्यकता जानवरों के अध्ययन का उपयोग कर दृष्टिकोण। बड़े पशु प्रयोगों अभी भी preclinical परीक्षण में एक महत्वपूर्ण भूमिका अदा करते हैं, उत्पादों या परिकल्पना के प्रारंभिक चरण के परीक्षण के पिछले 10 वर्षों के दौरान बदल गया है और आजकल अक्सर छोटे पशु मॉडल 1 में आयोजित किया जाता है। यह स्विच कई कारणों के लिए किया गया था। उत्पादन और चूहों और चूहों के रखरखाव सस्ता सूअर और भेड़ की तुलना में कर रहे हैं। इसके अलावा, छोटे जानवरों कम प्रजनन के समय और कम अवधि के सामान्य चिकित्सा, जो दोनों के पुराने प्रयोगों की एक बड़ी श्रृंखला के प्रदर्शन की सुविधा है। अंत में, जीन-लक्षित जानवरों और विशिष्ट एंटीबॉडी की उपलब्धता हड्डी चिकित्सा में आणविक तंत्र के विश्लेषण के लिए अनुमति देता है। हालांकि, जबकि पहले से बड़ा पशु मॉडल में osteosynthesis तकनीक का इस्तेमाल कम से कम variat साथ अनुवाद किया जा सकता मानव या पशु चिकित्सा नैदानिक रोगी की देखभाल, छोटे आकार के चूहों और चूहों में विकास और osteosynthesis तकनीक के आवेदन में इस्तेमाल इसी तरह की प्रक्रियाओं से आयन निकला चुनौतीपूर्ण हो।
यह अच्छी तरह से है कि बायोमैकेनिकल माहौल काफी हड्डी चिकित्सा प्रक्रिया 2 प्रभावित करती है जाना जाता है। , चिकित्सा के अलग मोड, सूक्ष्मस्थानांतरण साथ कम कठोर निर्धारण के बाद कठोर निर्धारण और endochondral हड्डी बन जाना के बाद intramembranous हड्डी बन जाना शामिल है, में फ्रैक्चर स्थिरीकरण परिणाम में मतभेद मानव में फ्रैक्चर चिकित्सा से जाना जाता है। पूरा अक्षीय या घूर्णी अस्थिरता घाव भरने की प्रक्रिया में देरी हो सकती है या गैर यूनियनों 3 में परिणाम हो सकता है। तदनुसार, हम महसूस करते हैं कि यह परिष्कृत प्रत्यारोपण सिस्टम और चूहों और चूहों में osteosynthesis तकनीक विकसित करने के लिए आवश्यक है। इस तरह, biomechanical की स्थिति उचित रूप से मानकीकृत किया जा सकता, मान्य परिणाम की गारंटी जब घाव भरने की प्रक्रिया का विश्लेषण।
e_content "> हालांकि अत्यधिक परिष्कृत murine स्थिरीकरण तकनीक की काफी संख्या में पिछले कुछ वर्षों के दौरान पेश किया गया है, सबसे अधिक इस्तेमाल तकनीक अभी भी सरल intramedullary पिन है। इस तकनीक का बड़ा नुकसान है, तथापि, बारी-बारी से और अक्षीय की कमी है स्थिरता 4। घूर्णी और अक्षीय स्थिरता में सुधार करने के लिए, एक intramedullary पेंच चूहों 5 में फीमर भंग स्थिर करने के लिए पेश किया गया था। हालांकि, पेंच निर्धारण से संपर्क करें और हड्डी के टुकड़े के बीच संपीड़न में लिए जरूरत की वजह से अस्थि-दोषपूर्ण चिकित्सा का विश्लेषण करने के लिए इस्तेमाल नहीं किया जा सकता बारी-बारी से स्थिरता बनाए रखने के लिए आदेश।Intramedullary कील ताला लगा उच्च अक्षीय और बारी-बारी से स्थिरता सरल पिन और intramedullary पेंच 4 की तुलना में प्रदान करता है। एक अत्यधिक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य फीमर osteotomy, Gigli के लिए गाइड की वजह से संभव देखा और परिभाषित अंतराल के आकार बनाने की क्षमता, दोनों सामान्य बॉन के विश्लेषण के लिए अनुमति देता हैई चिकित्सा और अस्थि-दोषपूर्ण चिकित्सा 6। इंटरलॉकिंग पिन की प्रविष्टि के कारण, intramedullary कील ताला लगा पूरे उपचार प्रक्रिया के दौरान एक निरंतर अंतराल के आकार की गारंटी देता है, यहाँ तक कि जब पूरा वजन असर। यहाँ, हम डिजाइन और intramedullary लॉकिंग नेल के आवेदन पर रिपोर्ट, साथ ही अपने फायदे और सामान्य और देरी हड्डी चिकित्सा पर प्रयोगात्मक अध्ययन में नुकसान के रूप में।
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Protocol
सभी प्रक्रियाओं थे IACUC को मंजूरी दी और संस्थागत दिशा निर्देशों (Landesamt फर Verbraucherschutz, Zentralstelle Amtstierärztlicher Dienst, Saarbrücken, जर्मनी) का पालन किया। Analgesia और संक्रमण की रोकथाम के लिए देश और संस्था के संबंधित दिशा निर्देशों जहां प्रयोगों का प्रदर्शन हो रहे हैं के साथ समझौते में होना चाहिए।
1. समाविष्ट और सर्जिकल उपकरणों की तैयारी
- एक छुरी ब्लेड (आकार 15), छोटे तैयारी कैंची, ठीक संदंश, ड्रेसिंग संदंश, छोटे चिमटा, 24 गेज (जी) और 27 जी सुइयों, एक गैर resorbable 5-0 सीवन, और एक सुई धारक microsurgical साधन बॉक्स का चयन करें ।
- Intramedullary नाखून, इंटरलॉकिंग पिन, विशेष लक्ष्य डिवाइस, Gigli देखा, Gigli के लिए टेम्पलेट देखा, एकत्रित ड्रिल बिट (1 मिमी व्यास), ड्रिल बिट (0.3 मिमी व्यास), और हाथ ड्रिल अनपैक (चित्रा 2, सामग्री की सूची देखें)।
नोट: intramedullary नाखून (0.8 मिमी व्यास, 15.7 मिमी लंबाई) एक intramedullary ताला लगा नाखून फीमर में प्रतिगामी आरोपण के लिए चिकित्सा ग्रेड स्टेनलेस स्टील से बना है। नाखून एक समीपस्थ धागा (4 मिमी लंबाई) और इंटरलॉकिंग पिन की प्रविष्टि (0.3 मिमी व्यास) अक्षीय और बारी-बारी से स्थिरता प्राप्त करने के लिए दो छेद (चित्रा 1) है। - 5 मिनट के लिए एक disinfecting समाधान (जैसे, 96% शराब) के प्रत्यारोपण और सभी सर्जिकल उपकरणों बेनकाब या उन्हें बाँझ (भाप नसबंदी, 130 डिग्री सेल्सियस, 25 मिनट)। कीटाणुशोधन या नसबंदी के बाद, एक बाँझ ऑपरेशन कपड़े पर उपकरणों की जगह है। बाँझ ऑपरेशन कपड़े सीधे छोटे जानवर ऑपरेशन टेबल से सटे स्थिति।
2. पशु, संज्ञाहरण, और analgesia
- तनाव, आयु, और अध्ययन और प्रश्न है जिस के लिए आवश्यक के रूप में चूहों के लिंग का चयन करें।
नोट: इस अध्ययन 12 से 14 सप्ताह के एक पुरुष सीडी 1 चूहों करने के लिए इस्तेमाल किया गया। नाखून impla के लिए35 ग्राम - ntation, जानवरों के आदर्श शरीर के वजन 25 है। - 15 मिलीग्राम / किलो xylazine और 75 मिलीग्राम / किग्रा ketamine के एक intraperitoneal इंजेक्शन के साथ चूहों anesthetize। पैर की अंगुली चुटकी द्वारा anesthetization की पुष्टि करें। नेत्र स्नेहक लागू संज्ञाहरण के दौरान सूखने से जानवरों की आंखों की रक्षा के लिए। संज्ञाहरण के अधिष्ठापन के बाद, एक गर्मी दीपक के नीचे माउस जगह शरीर के तापमान को स्थिर रखने के लिए।
- सर्जरी के बाद 3 दिन तक सर्जरी से पहले लागू 1 दिन से analgesia के लिए पीने के पानी (2.5 मिलीग्राम / 100 मिलीलीटर) में tramadol-हाइड्रोक्लोराइड।
3. सर्जिकल प्रक्रिया और कील आरोपण
- सर्जरी से पहले, पूरे सही हिंद पैर दाढ़ी और एक लोमनाशक क्रीम लागू होते हैं। 5 मिनट के बाद, क्रीम को हटा दें और पानी से पैर साफ। एक disinfecting समाधान (जैसे, 96% शराब) के प्रत्यारोपण और सभी सर्जिकल उपकरणों बेनकाब या उन्हें बाँझ (भाप नसबंदी, 130 डिग्री सेल्सियस, 25 मिनट)।
- सड़न रोकनेवाला शर्तों के तहत, इस समझौता ज्ञापन पर जगहछोटे जानवर ऑपरेशन टेबल पर लापरवाह स्थिति में एसई। सही घुटने मोड़ घुटने की condyles के लिए एक पूर्वकाल दृष्टिकोण के लिए अनुमति देने के लिए। दाएं घुटने स्केलपेल ब्लेड का उपयोग करने पर एक 5 मिमी औसत दर्जे का parapatellar चीरा प्रदर्शन करना।
- ठीक संदंश के साथ patellar बंधन लिफ्ट और स्केलपेल ब्लेड के साथ सावधानी से बंध लामबंद। फिर, फीमर के intercondylar पायदान बेनकाब करने के लिए स्केलपेल ब्लेड के साथ laterally पटेला पाली।
- ड्रिलिंग तक intramedullary गुहा तक पहुँच जाता है द्वारा intercondylar पायदान खोलें।
- एक 45 º 1 मिमी ड्रिल बिट केंद्रित का उपयोग कर फीमर अक्ष करने के लिए ऑफसेट के साथ ड्रिलिंग शुरू करो। धीरे-धीरे ड्रिलिंग जब तक यह फीमर की हड्डी अक्ष समानताएं दौरान ड्रिल बिट की दिशा बदल जाते हैं। ड्रिलिंग यदि intramedullary गुहा तक पहुँच जाता है बंद करो।
- intercondylar पायदान पर हड्डी खोलने के बाद, फीमर की पूरी लंबाई पर intramedullary गुहा में 24 जी सुई डालें। intrame बीस जिस्तामैन्युअल 24 जी सुई के रोटरी गति के माध्यम से फीमर के dullary गुहा। 24 जी सुई निकालें और intramedullary गुहा में पतली 27 जी सुई डालें। proximally अधिक trochanter पर फीमर के cortical हड्डी छेदना के लिए तत्पर सुई पुश।
- फीमर से 27 जी सुई निकालें। हाथ ड्रिल का उपयोग करना, निरंतर रोटेशन और अक्षीय दबाव में intercondylar पायदान के माध्यम से intramedullary नाखून प्रत्यारोपण जब तक नाखून के बाहर का अंत condyles के स्तर तक पहुँचता है।
नोट: नाखून के बाहर का अंत एक छोटे निशान के साथ पहचाना जा सकता है। - बाएं पार्श्व स्थिति में माउस रखें। आदेश में शल्य चिकित्सा द्वारा फीमर के midshaft को बेनकाब करने में कूल्हे के लिए संयुक्त घुटने से पार्श्व फीमर के diaphyseal भाग के साथ स्केलपेल ब्लेड का उपयोग कर एक अनुदैर्ध्य त्वचा चीरा प्रदर्शन करना।
- छोटे तैयारी कैंची का प्रयोग, प्रावरणी विभाजित है और पार्श्व की ओर से फीमर अक्ष की दिशा में मांसपेशियों में फैल गया।मांसपेशियों बिखरा हुआ है जब तक फीमर के diaphyseal हिस्सा अवगत कराया है। sciatic तंत्रिका को बचाना।
- ड्रेसिंग संदंश के साथ हड्डी को कम से फीमर के पूरे परिधि तैयार करें। फिर, ड्रेसिंग संदंश के प्रसार के द्वारा मांसपेशियों को वापस लेना और फीमर बेनकाब।
- नाखून के बाहर का अंत करने के लिए लक्ष्य डिवाइस माउंट। डिवाइस अग्रिम जब तक यह नाखून के एडाप्टर निकला हुआ किनारा करने के लिए देता है और फीमर को अग्रपाश्विक स्थिति में लक्ष्य डिवाइस बारी।
- एक समीपस्थ और एक बाहर का इंटरलाकिंग पिन के साथ नाखून गूंथ।
- समीपस्थ इंटरलाकिंग पिन के साथ शुरू करो।
- एकत्रित ड्रिल बिट (1 मिमी व्यास) हाथ ड्रिल में डालें। समीपस्थ इंटरलाकिंग छेद स्थिति में हड्डी Countersink।
नोट: countersinking करके, एक छोटा सा गुहा की हड्डी के माध्यम से ड्रिलिंग के बिना सामना करना पड़ रहा cortical हड्डी में बनाई गई है। इस गुहा सुधार एकत्रित करना और पतले ड्रिल बिट के मार्गदर्शक (0.3 मिमी व्यास) के लिए अनुमति देता है,बाद में इस्तेमाल किया। - ड्रिल बिट (0.3 मिमी व्यास) हाथ ड्रिल में डालें। लक्ष्य डिवाइस का उपयोग करना, दोनों का सामना करना पड़ और टल cortical हड्डी (bicortical) के माध्यम से छेद ड्रिल। लक्ष्य डिवाइस के माध्यम से पहली इंटरलॉकिंग पिन डालें। इंटरलॉकिंग पिन ड्राइव शाफ्ट कैंची जैसे ही इंटरलॉकिंग टोक़ हासिल की है बंद।
- बाहर का इंटरलाकिंग पिन के लिए इस प्रक्रिया को दोहराएं।
- diaphyseal osteotomy प्रदर्शन करना।
- दो इंटरलॉकिंग पिन के बीच पार्श्व पक्ष पर लक्ष्य डिवाइस के लिए देखा गाइड संलग्न। फिर, हड्डी देखा Gigli साथ नमक के साथ निरंतर सिंचाई के तहत देखा। osteotomy पूरा हो गया है के बाद, एक छोर पर देखा कटौती, हड्डी के करीब। देखा ध्यान से निकालें मुलायम ऊतकों को नुकसान के कारण से बचने के लिए।
- लक्ष्य डिवाइस निकालें और, छोटे आंखें साथ चिह्नित लाइन पर intramedullary नाखून के शेष शाफ्ट बंद क्लिप।
- Lat में पेशी परतों बंदफीमर के आम साइट और एकल टांके के साथ त्वचा को बंद करते हैं। घुटने के पूर्वकाल साइट पर, पटेला का स्थान और एक ही सीवन के साथ मांसपेशियों को पटेला कण्डरा तय कर लो। एकल टांके का प्रयोग के रूप में अच्छी तरह से इस घाव को बंद करने के लिए।
- जब तक वे संज्ञाहरण से उबरने गर्मी दीपक के तहत जानवरों रखें। जानवरों की पहुंच से बाहर छोड़ जब तक वे पर्याप्त होश आ गया है उदर लेटना बनाए रखने के लिए नहीं है। जानवरों की सुविधा में एकल पिंजरों के लिए पशुओं को लौटें।
- हर दिन ध्यान से जानवरों की निगरानी। पहले तीन दिनों के दौरान पश्चात पीड़ानाश बनाए रखें। पीड़ानाश जारी रखते हैं, सर्जरी के बाद 4 दिन पर, पशु अभी भी दर्द का सबूत दिखाने के लिए, के रूप में वोकलिज़ेशन, बेचैनी, गतिशीलता की कमी है, दूल्हे के लिए विफलता, असामान्य मुद्रा, और आसपास के सामान्य ब्याज की कमी से संकेत दिया। पीड़ानाश बर्खास्त जब जानवरों को दर्द के लिए स्वतंत्र हैं।
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Representative Results
शल्य चिकित्सा की प्रक्रिया के लिए समग्र समय बंद घाव त्वचा चीरा से लगभग 30 मिनट था। प्रदान की प्रत्यारोपण शल्य चिकित्सा का प्रयोग, सर्जरी एक स्टीरियो माइक्रोस्कोप के बिना किया जा सकता है। ऑपरेशन के बाद जानवरों दैनिक निगरानी की गई। क्योंकि पशुओं में से कोई भी दर्द (वोकलिज़ेशन, बेचैनी, गतिशीलता की कमी है, दूल्हे के लिए विफलता, असामान्य मुद्रा, या परिवेश में सामान्य ब्याज की कमी) इस समय अवधि के बाद के सबूत से पता चला पोस्ट ऑपरेटिव analgesia 3 दिनों के बाद समाप्त किया गया। जानवरों की सर्जरी के बाद 2 दिनों के भीतर सामान्य वजन असर दिखाया। घाव संक्रमण या माध्यमिक भंग पूरे प्रेक्षण अवधि के दौरान नहीं मनाया गया।
सबसे महत्वपूर्ण समस्या है कि हो सकता है संयुक्त घुटने (चित्रा 3 ए) के साथ condyles नाखून स्तर का फलाव साथ, लॉकिंग नेल की गलत आरोपण है। यह मुख्य रूप से पाए जाते हैंलक्ष्य डिवाइस की गलत निपटने के लिए या एक बहुत छोटे फीमर, विशेष रूप से 20 ग्राम से नीचे शरीर के वजन के साथ चूहों में से एक पशु के उपयोग के कारण की वजह से है। एक और जटिलता एक इंटरलॉकिंग पिन (चित्रा 3 बी) की अव्यवस्था है। इस जटिलता के दौरान या तुरंत सर्जरी के बाद सही प्रत्यारोपण प्लेसमेंट की रेडियोग्राफिक पुष्टि करने से बचा जा सकता है। यह समस्या मुख्य रूप से पिन की अधूरी प्रविष्टि के कारण होता है। अंत में, प्रयोग के अंत में हड्डी फसल एक बार कुछ बाधा है क्योंकि यह इंटरलॉकिंग पिन को दूर करने के लिए मुश्किल था। यह पिन स्थिति के आसपास ब्रिजिंग बोनी की वजह से था।
5 सप्ताह 0.25 मिमी osteotomy खाई का पूर्ण उपचार की पुष्टि के बाद रेडियोलॉजिकल विश्लेषण करती है। इस समय बिंदु पर, periosteal घट्टा लगभग पूरी तरह से (चित्रा 4 ए) remodeled किया गया था। इसके विपरीत, एक 2.00 मिमी अंतर के साथ स्थिर femora में, osteotomy चंगा नहीं किया गया था। femora मज़बूती से पता चला है एक n atrophic गैर संघ गठन। यह भी हड्डी चिकित्सा के 10 सप्ताह (चित्रा 4 बी) के बाद इस बात की पुष्टि की गई थी।
एक 0.25 मिमी osteotomy अंतर के साथ स्थिरीकरण के बाद, ऊतकीय विश्लेषण intramembranous और endochondral हड्डी बन जाना भी शामिल है घट्टा गठन, साथ माध्यमिक अस्थिभंग उपचार का एक विशिष्ट पैटर्न का पता चला। 5 सप्ताह के बाद, osteotomy पूरी तरह से हड्डीवाला ऊतक के साथ पाटने था। इस समय बिंदु पर, बुना हड्डी पहले से ही परतदार हड्डी (चित्रा 5 ए) में remodeled किया गया था। इसके विपरीत, femora स्थिर 2.00 मिमी osteotomy अंतराल के अवलोकन के 10 सप्ताह के बाद atrophic गैर संघ से पता चला है के साथ। इस osteotomy अंतराल के भीतर रेशेदार ऊतक का एक उच्च मात्रा के साथ जुड़े थे। Osteotomies में से कोई भी (चित्रा 5 बी) हड्डी चिकित्सा या जब histologically विश्लेषण किया पाटने के लक्षण दिखाई।
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चित्रा 1: प्रत्यारोपण। ए intramedullary नाखून (0.8 मिमी व्यास, 15.7 मिमी लंबाई) एक समीपस्थ धागा (तीर, 4 मिमी लंबाई) और दो छेद (तीर सिर) इंटरलॉकिंग पिन की प्रविष्टि के लिए के साथ। नाखून एक शाफ्ट (डबल तीर) की सुविधा के लिए आवेदन। बी इंटरलाकिंग पिन (0.3 मिमी व्यास, तीर) घूर्णी और अक्षीय स्थिरता प्राप्त करने से जुड़ा है। इंटरलॉकिंग पिन भी एक माउस फीमर में आरोपण के बाद एक शाफ्ट (डबल तीर) से जुड़ा है आवेदन की सुविधा के लिए सी intramedullary नाखून।। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 2: नाखून आरोपण के लिए सर्जिकल उपकरणों। ए प्रविष्टि के लिए लक्ष्य डिवाइसनाखून की। बी इंटरलॉकिंग पिन के लिए छेद ड्रिलिंग के लिए गाइड देखा 0.25 मिमी के अंतराल के आकार के साथ osteotomy के निर्माण के लिए इस्तेमाल किया जाएगा। सी ड्रिल बिट। डी इंटरलॉकिंग पिन होल की countersinking के लिए ड्रिल बिट एकत्रित ई। हाथ कील, countersinking, छेद ड्रिलिंग, और इंटरलॉकिंग पिन की प्रविष्टि की प्रविष्टि के लिए इस्तेमाल किया ड्रिल। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 3: पश्चात रेडियोग्राफ। ए रेडियोग्राफ़ condyles के स्तर पर संयुक्त घुटने में कील की एक फलाव (तीर) का प्रदर्शन है। बी रेडियोग्राफ़ समीपस्थ interloc की एक अधूरी प्रविष्टि का प्रदर्शनकिंग पिन (तीर)। स्केल सलाखों 4 मिमी प्रतिनिधित्व करते हैं।
चित्रा 4: हड्डी चिकित्सा के 5 और 10 सप्ताह के बाद रेडियोग्राफ। एक फीमर के ए रेडियोग्राफिक विश्लेषण 5 हफ्तों के बाद एक 0.25 मिमी osteotomy अंतर के साथ स्थिर हो। पर्याप्त हड्डी चिकित्सा का प्रदर्शन, एक फीमर के बी रेडियोग्राफिक विश्लेषण 10 सप्ताह के बाद एक 2.00 मिमी osteotomy अंतर के साथ स्थिर, प्रदर्शन atrophic गैर संघ। स्केल सलाखों 4 मिमी प्रतिनिधित्व करते हैं।
चित्रा 5: हड्डी चिकित्सा के 5 और 10 सप्ताह के बाद histological वर्गों। एक फीमर के ए histological विश्लेषण 5 हफ्तों के बाद एक 0.25 मिमी osteotomy अंतर के साथ स्थिर, पर्याप्त हड्डी चिकित्सा का प्रदर्शन है। परतदार हड्डी के साथ लगभग पूरा remodeling ध्यान दें। बी Histएक फीमर के ological विश्लेषण 10 सप्ताह के बाद एक 2.00 मिमी osteotomy अंतर के साथ स्थिर, प्रदर्शन atrophic गैर संघ। नोट osteotomy अंतराल में रेशेदार ऊतक। histological वर्गों trichrome विधि के अनुसार दाग रहे थे। स्केल सलाखों 800 माइक्रोन प्रतिनिधित्व करते हैं।
चित्रा 6: अस्थि स्थानापन्न आरोपण में विवो फोटोग्राफ एक माउस की दायीं जांघ की हड्डी में एक कमानी अस्थि दोष का प्रदर्शन है।। दोष एक हड्डी स्थानापन्न (तीर) द्वारा भरा जाता है। हड्डी स्थानापन्न नाखून के ऊपर प्रत्यारोपित किया जाता है, पर्याप्त स्थिति और निर्धारण प्रदान करते हैं।
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Discussion
सर्जिकल तकनीक का सबसे महत्वपूर्ण कदम नाखून, लक्ष्य डिवाइस, और पिन की सही स्थिति में हैं। कील, कील के बाहर अंत में चिह्नित इंडेंट करने के लिए पूरी तरह से डाला जाएगा क्योंकि condyles के स्तर पर संयुक्त घुटने में कील की एक फलाव घुटने (चित्रा 3 ए) के आंदोलन को प्रतिबंधित कर सकता है। इसलिए, फीमर के आकार और, तदनुसार, जानवरों के शरीर के वजन, विचार किया जाना चाहिए। सर्जन भी लक्ष्य डिवाइस नाखून के एडाप्टर निकला हुआ संलग्न की अंतिम स्थिति पर विशेष ध्यान देना चाहिए। यह गारंटी है कि osteotomy एक समान midshaft स्थिति में हमेशा होता है। अंत में, इंटरलॉकिंग पिन प्रेक्षण अवधि (चित्रा 3 बी) के दौरान पिन अव्यवस्था से बचने के लिए पूरी तरह से bicortically डाला जाना है। इसलिए, पिन फीमर घूर्णी आंदोलनों और निरंतर अक्षीय भार का उपयोग करने में डाला जाना चाहिए। पिन ड्राइव शाफ्ट कैंचीजैसे ही इंटरलॉकिंग टोक़ हासिल की है बंद। कील और पिन की अंतिम स्थिति रेडियोग्राफी के माध्यम से पुष्टि की जानी चाहिए जानवरों अध्ययन प्रोटोकॉल में शामिल किए गए हैं पहले।
प्रयोग के अंत में, हड्डी फसल के दौरान सबसे महत्वपूर्ण कदम नाखून से इंटरलॉकिंग पिन को हटाने की है। बहुत बार, पिन के सिरों नवगठित बोनी ऊतकों द्वारा कवर कर रहे हैं। वास्तव में, इस बोनी ऊतक तक पिंस हटाया जा सकता है उच्छेदन किया जाना है। क्योंकि फीमर को कोई नुकसान चंगा हड्डी के biomechanical गुणों को प्रभावित कर सकते हैं यह बहुत सावधानी से किया जाना चाहिए। कभी कभी, पिन और अधिक आसानी से फीमर के पृष्ठीय पक्ष से हटाया जा सकता है। नाखून अपने आप में एक साधारण सुई धारक का उपयोग कर किसी भी कठिनाइयों के बिना हटाया जा सकता है।
उपकरणों और इस शल्य चिकित्सा की प्रक्रिया के लिए प्रत्यारोपण, अत्यधिक विशिष्ट हैं इसलिए प्रक्रिया के लिए संशोधन नहीं किया जा सकता। प्रक्रिया कॉम का विकास हो सकता हैplications, हमारे हाथ में है, वे दुर्लभ (यानी, 2% के नीचे) कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, patellar बंधन है, जो प्रक्रिया के दौरान laterally स्थानांतरित कर दिया है, संबंध विच्छेद हो सकती है। इस कील आरोपण के बाद बंधन के suturing की आवश्यकता है। 24 जी सुई और फीमर के reaming के सम्मिलन के दौरान, condyles फट सकता है। पिन के दौरान प्रविष्टि और Gigli साथ osteotomy देखा, ऊरु अस्थि midshaft क्षेत्र में तोड़ सकता है। इन जटिलताओं के लिए समस्या निवारण की कोई संभावना नहीं है, इसलिए इन जानवरों को एक मानकीकृत प्रयोग के लिए इस्तेमाल नहीं किया जा सकता।
तकनीक की एक सीमा है कि जानवरों के विभिन्न आकारों और, इस प्रकार, femora, प्रत्यारोपण के विभिन्न आकारों की आवश्यकता होती है। प्रत्यारोपण के उपयोग पर एक और सीमा यह है कि इन विवो सूक्ष्म में सीटी सामग्री प्रत्यारोपण (चिकित्सा ग्रेड स्टेनलेस स्टील), जो छवि गुणवत्ता को प्रभावित करता के कारण घाव भरने की प्रक्रिया लगभग असंभव दौरान osteotomy का विश्लेषण करती है।
विवो मेंहड्डी चिकित्सा अध्ययनों से खुली या बंद मॉडल का उपयोग किया जा सकता है। ज्यादातर अध्ययनों में, फीमर के उपचार या टिबिअ विश्लेषण किया है। यह तकनीक और पिछले दशक के दौरान चूहों के लिए विकसित मॉडल के लिए सच है। ये खुला 7-10 मॉडल के रूप में अच्छी तरह से बंद कर दिया 5,11,12 दृष्टिकोण है, जो एक कठोर या एक कम कठोर निर्धारण प्रदान कर सकता है शामिल हैं। ब्याज की, चूहों में पिछले अध्ययनों एक सरल intramedullary पिन का इस्तेमाल किया। इस तरह के एक सरल पिन विशाल घट्टा गठन के साथ जुड़े थे के साथ स्थिर भंग की चिकित्सा हालांकि, तकनीक नुकसान की काफी संख्या में उत्पन्न हुए। इनमें पिन अव्यवस्था और अक्षीय और बारी-बारी से स्थिरता की विफलता के कारण एक विषम चिकित्सा प्रतिक्रिया। हालांकि इन नुकसान प्रयोगात्मक परिणाम, हाल ही के अध्ययन है, जो हड्डी चिकित्सा के तंत्र का विश्लेषण करने का इरादा प्रभावित करने के लिए जाना जाता है, अभी भी murine मॉडल, जिसमें फ्रैक्चर एक 13 पिन के साथ ही स्थिर है या यहां तक कि unstabilized छोड़ दिया है का उपयोग
जब साधारण intramedullary पिन की तुलना intramedullary कील ताला लगा की लागत काफी अधिक है। हालांकि, पिन अव्यवस्था का जोखिम भालू और अक्षीय और बारी-बारी से स्थिरता प्रदान नहीं करता है। यह परिणामों की गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं और अध्ययन के लिए जानवरों की एक बड़ी संख्या की आवश्यकता हो सकती है। इसके विपरीत, intramedullary कील ताला लगा परिणामों की कम परिवर्तनशीलता में जिसके परिणामस्वरूप, मानकीकरण के एक उच्च डिग्री के साथ osteotomies और अस्थि दोष के स्थिरीकरण के लिए अनुमति देता है। यह जानवरों की आवश्यक संख्या में कमी हो जाती है।
आमतौर पर इस्तेमाल किया पिन के अक्षीय और बारी-बारी से अस्थिरता पर काबू पाने के लिए, कई प्रत्यारोपण पिछले कुछ वर्षों के दौरान पेश किया गया है।ये intramedullary पेंच है, जो एक विशेष रूप से संशोधित बाहर का सिर और समीपस्थ धागा 5 से फ्रैक्चर संपीड़न लाती शामिल हैं।
सर्जिकल तकनीक पेंच प्रत्यारोपण करने के लिए आवश्यक सरल और intramedullary नाखून की तुलना में कम आक्रामक है। हालांकि, पेंच कम घूर्णी कठोरता कील 4 की तुलना से पता चलता है। इसके अलावा, यह दोषपूर्ण चिकित्सा की एक मॉडल के रूप में क्योंकि अक्षीय स्थिरता हड्डी फ्रैक्चर भर में हड्डी के टुकड़े का अक्षीय संपीड़न के माध्यम से हासिल की है नहीं किया जा सकता।
आंतरिक लॉकिंग प्लेट, जो कठोर निर्धारण के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, हड्डी चिकित्सा, जो intramembranous हड्डी बन जाना 9 का प्रभुत्व है में परिणाम है। क्योंकि चिकित्सा के इस प्रकार थोड़ा घट्टा गठन के साथ जुड़ा हुआ है, इस मॉडल प्रयोगों है कि जैव रासायनिक और आणविक विश्लेषण के लिए घट्टा ऊतक की बड़ी मात्रा की आवश्यकता होती है में पसंद नहीं किया जा सकता है। ब्याज की, आंतरिक लॉकिंग प्लेट भी डी जा सकती हैएक और अधिक लचीला निर्धारण तकनीक 16 के लिए esigned। यह लचीला प्लेट का उपयोग करना, हड्डी चिकित्सा endochondral हड्डी बन जाना प्रभुत्व है और इस तरह घट्टा ऊतक की बड़ी मात्रा में यह परिणाम है। हालांकि, घट्टा गठन साइट विपरीत प्लेट स्थापन पर मुख्य रूप से होने वाली विषम है। लॉकिंग प्लेट भी अस्थि दोष के स्थिरीकरण के लिए अनुमति देता है। हालांकि, अंतराल के आकार सीमित है और एक विश्वसनीय गैर संघ गठन 6 में परिणाम नहीं करता है।
चूहों के लिए बाहरी fixator अस्थि दोष चिकित्सा विश्लेषण करने के लिए नाखून के लिए एक अच्छी तरह से परिभाषित विकल्प प्रदान करता है। नाखून यहाँ शुरू की तुलना में बाहरी fixator के प्रमुख लाभ हड्डी चिकित्सा 17 के दौरान विवो में प्रत्यारोपण कठोरता को सत्यापित करने की संभावना है। हालांकि, पिन संक्रमण और सामान्य शारीरिक गतिविधि के परिवर्तन बाहर से लागू निर्धारण घटकों के कारण भी विचार किया जाना चाहिए।
विशेष ब्याज की है, न तो internal लॉकिंग प्लेट और न ही बाहरी fixator अलग हड्डी के विकल्प और ऊतक इंजीनियरिंग निर्माणों, जो हड्डी दोष उपचार में विश्लेषण किया जा सकता है के मानकीकृत निर्धारण अनुमति देते हैं। इन दोनों तकनीकों का उपयोग करते हुए, हड्डी के विकल्प या ऊतक इंजीनियरिंग निर्माणों दोष है, जो आम तौर पर अतिरिक्त निर्धारण 18 की आवश्यकता है में रखा जाना चाहिए। इसके विपरीत, नाखून का उपयोग पर्याप्त स्थिति और निर्धारण (चित्रा 6) उपलब्ध कराने के नाखून के ऊपर हड्डी स्थानापन्न के आरोपण के लिए अनुमति देता है।
intramedullary लॉकिंग नेल यहां पेश नैदानिक व्यवहार में आघात के रोगियों के इलाज के लिए इस्तेमाल नाखून के बराबर है। तदनुसार, हमें लगता है कि नाखून murine अस्थि चिकित्सा सामान्य से दोषपूर्ण को लेकर अनुसंधान के एक विस्तृत दायरे में इस्तेमाल किया जा सकता है।
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Acknowledgments
इस काम RISystem एजी, दावोस, स्विटजरलैंड द्वारा समर्थित किया गया।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| MouseNail | RISystem AG | 221,122 | |
| MouseNail aiming device | RISystem AG | 221,201 | |
| MouseNail interlocking pin | RISystem AG | 221,121 | |
| Centering bit | RISystem AG | 592,205 | |
| Drill bit | RISystem AG | 590,200 | |
| Gigli wire saw | RISystem AG | 590,100 | |
| Suture (5-0 Prolene) | Ethicon | 8614H | |
| Forceps | Braun Aesculap AG &CoKG | BD520R | |
| Dressing forceps | Braun Aesculap AG &CoKG | BJ009R | |
| Scissors | Braun Aesculap AG &CoKG | BC100R | |
| Needle holder | Braun Aesculap AG &CoKG | BM024R | |
| 24 G needle | BD Mircolance 3 | 304100 | |
| 27 G needle | Braun Melsungen AG | 9186182 | |
| Scalpel blade size 15 | Braun Aesculap AG &CoKG | 16600525 | |
| Pincers | Knipex | 7932125 | |
| Heat radiator | Sanitas | 605.25 | |
| Depilatory cream | Asid bonz GmbH | NDXZ10 | |
| Eye lubricant | Bayer Vital GmbH | 2182442 | |
| Xylazine | Bayer Vital GmbH | 1320422 | |
| Ketamine | Serumwerke Bernburg | 7005294 | |
| Tramadol | Grünenthal GmbH | 2256241 | |
| Disinfection solution (SoftaseptN) | Braun Melsungen AG | 8505018 | |
| CD-1 mice | Charles River | 22 |
References
- Histing, T., et al. Small animal bone healing models: standards, tips, and pitfalls results of a consensus meeting. Bone. 49 (4), 591-599 (2011).
- Claes, L., Augat, P., Suger, G., Wilke, H. J. Influence of size and stability of the osteotomy gap on the success of fracture healing. J Orthop Res. 15 (4), 577-584 (1997).
- Histing, T., et al. Characterization of the healing process in non-stabilized and stabilized femur fractures in mice. Arch Orthop Trauma Surg. 136 (2), 203-211 (2016).
- Histing, T., et al. Ex vivo analysis of rotational stiffness of different osteosynthesis techniques in mouse femur fracture. J Orthop Res. 27 (9), 1152-1156 (2009).
- Holstein, J. H., et al. Development of a stable closed femoral fracture model in mice. J Surg Res. 153 (1), 71-75 (2009).
- Garcia, P., et al. The LockingMouseNail-a new implant for standardized stable osteosynthesis in mice. J Surg Res. 169 (2), 220-226 (2011).
- Cheung, K. M., Kaluarachi, K., Andrew, G., Lu, W., Chan, D., Cheah, K. S. An externally fixed femoral fracture model for mice. J Orthop Res. 21 (4), 685-690 (2003).
- Garcia, P., et al. A new technique for internal fixation of femoral fractures in mice: impact of stability on fracture healing. J Biomech. 41 (8), 1689-1696 (2008).
- Histing, T., et al. An internal locking plate to study intramembranous bone healing in a mouse femur fracture model. J Orthop Res. 28 (3), 397-402 (2010).
- 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).
- Hiltunen, A., Vuorio, E., Aro, H. T. A standardized experimental fracture in the mouse tibia. J Orthop Res. 11 (2), 305-312 (1993).
- Manigrasso, M. B., O'Connor, J. P. Characterization of a closed femur fracture model in mice. J Orthop Trauma. 18 (10), 687-695 (2004).
- Lovati, A. B., et al. Diabetic mouse model of orthopaedic implant-related Staphylococcus aureus infection. PLoS One. 8 (6), e67628 (2013).
- Slade Shantz, J. A., Yu, Y. Y., Andres, W., Miclau, T. 3rd, Marcucio, R. Modulation of macrophage activity during fracture repair has differential effects in young adult and elderly mice. J Orthop Trauma. 28, 10-14 (2014).
- Claes, L. E., et al. Effects of mechanical factors on the fracture healing process. Clin Orthop Relat Res. 355 (Suppl), 132-147 (1998).
- Gröngröft, I., et al. Fixation compliance in a mouse osteotomy model induces two different processes of bone healing but does not lead to delayed union. J Biomech. 18 (13), 2089-2096 (2009).
- Glatt, V., Matthys, R. Adjustable stiffness, external fixator for the rat femur osteotomy and segmental bone defect models. J Vis Exp. (9), e51558 (2014).
- 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).
