De groeiplaat is een kraakbeenachtig gebied in de lange botten van kinderen waarbij longitudinale groei optreedt. Wanneer gewond, kan botweefsel vormen en de groei verminderen. We beschrijven een ratmodel van groeiplaatschade die leidt tot benige reparatieweefsel, waardoor de studie van herstelmechanismen en regeneratiestrategieën voor groeiplaatjes mogelijk is.
Een derde van alle pediatrische fracturen betreffen de groeiplaat en kan leiden tot een verminderde botgroei. De groeiplaat (of physis) is kraakbeenweefsel gevonden aan het einde van alle lange botten bij kinderen die verantwoordelijk zijn voor longitudinale botgroei. Eenmaal beschadigd, kan kraakbeenweefsel in de groeiplaat een vroegtijdige verenging ondergaan en leiden tot ongewenst botherstelweefsel, dat een "bony bar" vormt. In sommige gevallen kan deze benige bar resulteren in vervorming van botgroei, zoals hoekdeformaties, of het kan de botengroei van de lengte volledig stoppen. Er is momenteel geen klinische behandeling die een gewonde groeiplaat volledig kan repareren. Het gebruik van een diermodel van groeiplaatschade om de mechanismen van de bony barvorming beter te begrijpen en om manieren te identificeren om hem te remmen, is een geweldige kans om betere behandelingen te ontwikkelen voor de groei van de plaatbeschadigingen. Dit protocol beschrijft hoe u de proximale tibiale groeiplaat met een boorgat defect kunt verstoren. Deze smaLl diermodel produceert betrouwbaar een benige bar en kan resulteren in groei misvormingen die vergelijkbaar zijn met die die bij kinderen worden gezien. Dit model maakt het mogelijk om de moleculaire mechanismen van bony bar formatie te onderzoeken en dient als middel om potentiële behandelingsopties te testen voor groeiplaatverwondingen.
Plantenverwondingen zijn 30% van alle pediatrische fracturen en kunnen leiden tot een verminderde botgroei 1 . Naast fracturen kunnen groeiplaatletsel veroorzaakt worden door andere etiologieën, waaronder osteomyelitis 2 , primaire bottumoren 3 , straling en chemotherapie 4 en iatrogene schade 5 . De groeiplaat (of physis) is een kraakbeenregio aan het einde van de lange botten van de kinderen die verantwoordelijk is voor longitudinale botgroei. Het vergt botverlenging door endochondrale ossificatie; Chondrocyten ondergaan proliferatie en hypertrofie en worden vervolgens door inkomende osteoblasten herbouwd om trabekulair bot 6 te vormen. De groeiplaat is ook een zwak gebied van het ontwikkelende skelet, waardoor het vatbaar is voor letsel. Het grote probleem met groeiplaatbreuken of verwondingen is dat het beschadigde kraakbeenweefsel in de groeiplaat kan bE vervangen door ongewenste botten reparatie weefsel, ook bekend als een "bony bar." Afhankelijk van de grootte en de plaats binnen de groeiplaat kan de bony bar leiden tot hoekdeformaties of volledige groeiregst, een verwoestende sequela voor jonge kinderen die nog niet volledig zijn bereikt 7 .
Er is momenteel geen behandeling die een gewonde groeiplaat volledig kan repareren. Zodra de benige staaf vormt, moet de arts besluiten of hij 8 chirurgisch moet verwijderen. Patiënten met een resterende skeletgroei van tenminste 2 jaar of 2 cm en met een benige staaf die minder dan 50% van het groeiplaatgebied bedragen, zijn meestal kandidaten voor de bony barresectie 8 . Chirurgische verwijdering van de benige staaf wordt vaak gevolgd door een interologie van een autologe vetgraft om te voorkomen dat het beenderweefsel wordt hervormd en de omringende onbedekte groeiplaat te laten groeien om de groei te herstellen. Deze technieken zijn echter problEmatic en vaak falen, wat leidde tot een bony bar herhaling en voortgezet negatief effect op groei 9 . Er is een kritieke noodzaak om effectieve behandelingen te ontwikkelen die niet alleen voorkomen dat de bony barvorming wordt gevormd, maar ook de kraakbeen van het groeiplaatje regenereert, waardoor normale botverlenging wordt hersteld.
De moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen aan de vorming van de bonybaren moeten nog niet volledig worden uitgelicht. Een beter inzicht in deze biologische mechanismen kan leiden tot effectievere therapeutische interventies voor kinderen die lijden aan groeiplaatletsel. Aangezien het bestuderen van deze mechanismen bij mensen moeilijk is, zijn dierenmodellen gebruikt, met name het ratmodel van groeiplaatschade 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 . De methode die hierin wordt gepresenteerdPapier beschrijft hoe een boorgatafwijking in de rattenbloed groeiplaat leidt tot voorspelbaar en reproduceerbaar reparatieweefsel dat al 7 dagen na verwonding begint te worden en een volgroeide benenbalk vormt met remodeling op 28 dagen na verwonding 10 . Dit verschaft een klein dier in vivo model waarin de biologische mechanismen van de bony barvorming worden bestudeerd, evenals nieuwe therapieën die de bottenbalk kunnen voorkomen en / of het groeiplaat kraakbeen kunnen regenereren. Bijvoorbeeld, dit model kan gebruikt worden om chondrogeen biomaterialen te testen die groeiplaatkraakbeen kunnen regenereren en een waardevolle behandeling bieden voor kinderen die lijden aan groeiplaatletsel. De technieken die in dit document worden gepresenteerd, beschrijven de chirurgische methoden die gebruikt worden om het groeiplaatletsel te veroorzaken en de daaropvolgende bezorging van biomaterialen op de schadeplaats. We zullen ook methoden bespreken om de bony barvorming te beoordelen en weefsel te repareren.
Een groeiplaat schade dier model voegt sterk toe bij ons inzicht in de biologische mechanismen van dit letsel, waardoor het mogelijk is om effectiever therapeutische interventies te geven voor kinderen die lijden aan groeiplaatletsel. Om succesvol een benige staaf te maken en zijn in vivo vorming te bestuderen door gebruik te maken van het model dat in dit werk wordt gepresenteerd, is het van kritieke belang om de groeiplaat te ontwrichten door voldoende voldoende diepte te boren zonder de gewrichtskraakbeen te…
The authors have nothing to disclose.
De auteurs erkennen financieringssteun van het National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases van de National Institutes of Health (NIH) onder onderscheidingsnummer R03AR068087, het Academisch Verrijking Fonds van de Universiteit van Colorado School of Medicine en het Gates Center for Regenerative Medicine . Dit werk werd ook ondersteund door NIH / NCATS Colorado CTSA Grant Nummer UL1 TR001082. De inhoud is de verantwoordelijkheid van de auteurs en vertegenwoordigt niet noodzakelijkerwijs officiële NIH-standpunten.
Scalpel handle | McKesson | MCK42332500 | |
Needle holder | Stoelting | RS-7824 | |
Adson tissue forceps | Sklar | 50-3048 | |
Iris Scissors | Sklar | 47-1246 | |
Rotary Tool | Dremel | 7700 | Variable speed rotary tool |
Keyless Rotary Tool Chuck | Dremel | 4486 | |
Dental Burs | Dental Burs USA | FG6 | Round carbide bur, ≤2mm |
Steinmann pins | Simpex Medical | T-078 | |
Hair clippers | Wahl | 5537N | |
3-0 PGA surutes | Oasis | MV-J398-V | |
Sterile gauze 2×2" | Covidien | 441211 | |
Povidone Iodine | McKesson | 922-00801 | |
Sterile saline | Vetone | 510224 | |
10 ml luer lock syringe | Becton Dickinson | 309604 | |
23 gauge needle | Becton Dickinson | 305145 | |
Isopropyl alcohol pads | Dynarex | 1113 | |
Isoflurane | IsoFlo | 30125-2 | |
Caliper | Mitutoyo | 500-196-30 | |
Carprofen | Rimadyl | 27180 | |
Buprenorphine | Par Pharmaceuticals Inc | NDC 42023-179 | |
Fenestrated Surgical Drape | McKesson | 25-517 | |
Surgical Gloves | Uline | S-20204 | |
#15 Scalpel Blade | Aven | 44044 | |
9mm wound clips | Fine Science Tools | 12032-09 | |
Reflex clip applier | World Precision Instruments | 500345 | |
Absorbant underpads | McKesson | MON 43723110 | |
Tec 3 Iso Vaporizer | VetEquip | 911103 | |
Germinator 500 | Braintree Scientific | GER 5287-120V | |
Warm water recirculator | Kent Scientific | TP-700 | |
Absorbent Underpads | Medline Industries | MSC281230 |