Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Bioengineering

Эффективное и воспроизводимые протокол для отвлечения остеогенез в мышиной модели, ведущие к функциональной регенерированный бедренной кости

Published: October 23, 2017 doi: 10.3791/56433
* These authors contributed equally

Summary

Это исследование описывает, воспроизводимые и подробный протокол с помощью недавно разработанных внешних фиксаторов для отвлечения остеогенез в бедренной крыса модели какие разрешения физиологических несущие животных после удаления внешних фиксаторов.

Abstract

Этот протокол описывает использование недавно разработанных внешних фиксаторов для отвлечения остеогенез в мышиной модели бедренной кости. Отвлечение Остеогенез (ДУ) является хирургической техники, ведущих к костной регенерации после остеотомии. Osteotomized конечностей перемещаются друг от друга, постепенно отвлечение достичь желаемого удлинения. Эта процедура широко используется людьми для нижних и верхних конечностей, удлинение, лечение после исправления кости, или регенерации дефекта кости после иссечения опухоли костей, а также в реконструкции челюстно-лицевой хирургии. Только несколько исследований четко продемонстрировать эффективность их протокола в получении функционального регенерации костей, т.е., кости, которые будут поддерживать физиологическое несущие без разрушения после удаления внешних фиксаторов. Кроме того протоколы для различны и воспроизводимость ограничивается отсутствием информации, что делает сравнение между исследованиями трудно. Целью данного исследования было разработать воспроизводимые протокол, состоящий из соответствующих внешних фиксаторов дизайн для крыс Удлинение конечностей, с подробной хирургическая техника, которая позволяет физиологических несущие животного после удаления внешнего фиксаторов.

Introduction

Отвлечение Остеогенез (ДУ) является хирургическая техника широко используется клинически1,2,,34 людей для нижней1,2 и верхние3 удлинения конечностей, лечение после исправления кости, или регенерации после хирургии для костей опухоль иссечение также как и челюстно-лицевая реконструкция4дефекта кости. Сделайте приводит к костной регенерации после размещения внешних фиксаторов в кости и остеотомии. Osteotomized конечностей перемещаются друг от друга путем постепенного отвлечение2 для достижения желаемого удлинения. Следует период консолидации, в течение которого существует не больше удлинение.

Процедуры делать делится на три этапа: задержка, дистракции и консолидации. Как правило задержка 7-дневный период начинается сразу после остеотомии4. Это позволяет кости ремонт начать первый шаг заживление процесс4. Латентный период сопровождается отвлечение период где тяговой силы применяются к регенерации каллуса и окружающих мягких тканей1,2,4. При достижении желаемого удлинения, начинается отвлечение останавливается и периода консолидации. В этот период внешних фиксаторов сохраняется до регенерации кости функциональных достаточно для поддержки его удаление.

Различные параметры влияют кости ремонт например длину и частоту удлинение, тип внешних фиксаторов, частота дистракции, длина периода консолидации, или тип механического стресса, применяется к отвлекаться каллуса. Например скорость и частота удлинения может привести преждевременной консолидации5 или срыва этого процесса путем создания невосстановимый ущерб как некротических тканей или кисты в пределах каллуса6,7.

Многие делают протоколы были прикладной к различных животных моделей8,9,10 для изучения процессов репарации кости и максимизировать костной консолидации. У крыс большинство исследований11,12,13,,1415 сосредоточена на как сократить ду Протокол путем ускорения процесса консолидации каллуса. Некоторые из этих экспериментальных исследований используются уже имеющиеся внешние фиксаторы для человека клинических приложений5,13,,1516. Однако эти типы внешних фиксаторов не подходят для ДУ на бедренной кости крыс, которая exhibits различные анатомические характеристики от человека бедренной кости. Кроме того лишь немногие исследования ясно продемонстрировать эффективность их протоколов в получении функционального регенерации кости7,16. Поэтому трудно сравнивать результаты различных исследований ДУ, благодаря их различные протоколы и отсутствием информации о внешних фиксаторов12,13,14,17.

Таким образом целью данного исследования было описать в мышиной модели, эффективной и воспроизводимые протокол для ДУ на бедра, что приводит к функциональным регенерации кости. С этой целью мы разработали домашние и easy-to-use внешних фиксаторов специально для крыс бедренной кости, который мы описали подробно в настоящем Протоколе. В разработке технических спецификаций для этого устройства, мы учли все основные ограничения для хорошее распределение механических напряжений и избегая производство остаточных напряжений. Техническая спецификация включает соответствующие геометрии для устройства позволить чисто тягловую силу на кости и окружающих тканей, соответствующий вес для походку животных, контроля длины удлинение костей, и хороший выравнивание костей сегментов без производства касательное напряжение на пересечении булавки и кости. Кроме того это устройство должно использоваться без седации животного во время дистракции, биосовместимых и стерилизации без повреждения. После 7 недель консолидации этот протокол для ДУ на бедра крыса привело к функциональной регенерированный кости, продемонстрированные животных физиологических несущие без разрушения регенерированный каллуса после удаления внешних фиксаторов. Физиологические походку животных согласуется с архитектурной параметры, полученные из микро CT анализ регенерированный каллуса и рентгеноструктурного анализа.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

все описанные процедуры были утверждены университета Экс-Марсель институциональных животных ухода и использования Комитетом и министерством французских исследовательских и выступал в обычных животных дома (Марсель медицинский факультет Франция).

1. определить функциональные характеристики внешних фиксаторов на основе следующих руководящих принципов

  1. оптимизировать кости Анкоридж.
    1. Имплантата половину Резьбовые штифты с диаметром (нарезную) 1 мм.
  2. Выбрать дизайн для уменьшения дискомфорта для животное.
    1. Выбрать внешних фиксаторов небольшого размера, который вписывается в объеме 7 723 мм 3 (32 x 19 x 12,7 мм).
    2. Выбрать внешних фиксаторов с низким весом, менее 13 g без булавки, чтобы не мешать животных ' походкой. Выберите алюминия как материала для двух блоков из-за его низкой плотности.
      Примечание: Фаски блоков значительно уменьшить вес двух частей.
  3. Управления движением фиксаторов такова, что направление растягивающее усилие поддерживается параллельно направлению кости и обеспечить чистой силы растяжения.
    1. Использовать раздвижные бар, проходит через два блока. Паз и открыть блоки, так что каждый может нести две булавки.
    2. Использовать удлинение винт с одной гладкой стороной, которая превращает свободно в блоке и может быть охвачен пальцами и с резьбовой стороной, которая вытесняет второй блок вращения. Якорь два контакта в кости, на каждой стороне перелома, чтобы сохранить направление растягивающее усилие параллельно направлению кости. Поддерживать растяжение силы по продольной оси, чтобы позволить хорошее распределение напряжений на контакты. Обеспечить четыре булавки с фиксирующими винтами.
  4. Выбор материалов, как алюминий, Титан и сталь, которая может выдерживать температуры стерилизации.
  5. , Убедитесь, что ПИН размещение соответствует геометрии внешних фиксаторов ( рис. 1 -B).
    1. Использовать бурения руководство, содержащее струбциной, затянуты на кости сохранить положение бурения.
    2. Сократить рычаг зажима для низкой зажима. Расположите зажим в середине устройство, выше будущего разрушения, чтобы очистить стороны.
  6. Сделать легко руководство отвлечение настроить, добавив накатанной головкой затянуть и выпустить мобильный блок.
    1. Используйте винт достаточно широким, чтобы манипулировать с пальцами одиночку.
    2. Добавить просверленные квадратную гайку в середине удлинение винт между двумя блоками, чтобы позволить легко отвлечение.
    3. Сделать эту квадратную гайку (8 мм с каждой стороны) больше, чем двух блоков, чтобы позволить ручного использования с тонкой спицей или любого объекта. Поверните винт ¼ превратить разрешить удлинения 0,125 мм.

2. Хирургия

Примечание: помощник является обязательным для всех хирургических процедур. Четыре 12 недельных самцов крыс Sprague-Dawley кормили стандартных лабораторных диета ad libitum.

  1. Подготовить хирургические инструменты.
    1. Стерилизовать все следующие хирургические инструменты: 1 rugine, 2 Senn ' s ретракторы, 1 микро Олсен-Хегар Базель-иглодержатель, 1 Иглодержатель Майо-Хегар Базель, 1 Майо ножниц и 1 скальпель.
    2. Стерилизации внешних фиксаторов, бурения руководство, 4 половину Резьбовые штифты, 4 винта, кончик и строка дрель, и кончик и строка piezotome. Стерилизация автоклавированием при 135 ° C 18 мин этих инструментов
    3. Установить грелку под полем стерильных на операционном столе. Поместите все документы или инструменты на другое поле стерильным.
  2. Anesthetize и подготовить животное.
    1. Весят крыса подготовить анестетиков и болеутоляющее смесь
    2. определить и подсчитать количество Bupremorphine и Carprofen подготовить болеутоляющее смесь экспромтом. Используйте бупренорфин (0,03 мг/мл) и Carprofen (5 мг/мл) соответственно на 0,05 мг/кг и 5 мг/кг
    3. Сдерживать крыса и подкожно впрыскивают болеутоляющее смесь. Подождите несколько секунд, а затем придать внутрибрюшинно анестезии смесь.
    4. Бритья правый задние конечности с электрической бритвой и лечить конечности с повидон йод раствор.
    5. Положите животное боково (правая сторона вверх) на стерильную поле Разрешить правильное позиционирование внешних фиксаторов вдоль оси медиолатеральной.
    6. Поставить стерильные компрессы на его голову, чтобы защитить свои глаза во время хирургии.
  3. Имплантата внешних фиксаторов в бедренной.
    1. Ориентир Кожный разрез. С маркером Нарисуйте точку от дистальной части (колено) и вторую точку в проксимальной части (хип) по срединной линии в сагиттальной плоскости. Затем нарисуйте линию между этими точками 2.
    2. Надрезать растянутой кожи вдоль линии чертежа с помощью скальпеля.
    3. Вырезать между двуглавой мышцы бедра и мышц бедра до бедра полностью разоблачил, с помощью скальпеля. Использование 2 Senn ' s ретракторы (может потребоваться помощник) для облегчения мышечных разрез.
    4. Поднимите надкостницы и отсоедините мягких тканей от кости с помощью rugine.
    5. Проверить, что подвергается бедра достаточно долго.
      1. Вставить штыри в проксимальном и дистальном отверстия внешних фиксаторов.
      2. Позиция внешних фиксаторов и проверьте, что контакты можно якорь в бедренной.
    6. Имплантата 4 параллельно 1 мм половину Резьбовые штифты в бедренной кости.
      1. Взять бурения руководство и раздвинуть мышцы с 2 Senn ' s ретракторы. Затяните зажим бурения руководство в середине бедра.
      2. Сверло 4 предварительно отверстия в бедренной кости. С помощью электродрели, сверлить отверстия со скоростью до 2000 об/мин, передав металл сверло диаметром 0.6 мм через отверстия 4 руководство.
        1. Начать с самых проксимальных и дистальных отверстий и закончить с двумя средние те руководства. Будьте осторожны пройти через оба коре, но чтобы не повредить мягкие ткани под бедра.
      3. Взлет бурения руководство.
      4. Увеличить 4 до отверстия с 0,8 мм половина резьбовой штифт.
        1. Работа PIN-код и обратно через 0,6 мм отверстия. Будьте осторожны, чтобы остаться перпендикулярно к бедренной кости и раковина через оба коре.
      5. Имплантата половину Резьбовые штифты 1 мм.
        1. Ручка глава половина резьбовой штифт 1 мм с иглодержатель.
        2. Раковина булавку, чтобы увеличить до отверстия. Убедитесь, что контакты прорезать оба коре и не выступать более чем на 1 мм, с Senn ' втягивающее ф.
      6. Подключение внешних фиксаторов 4 половину Резьбовые штифты. Убедитесь, что смещение (расстояние между фиксатором ' двух блоков и поверхность кости) составляет около 6 мм позволяет легко швы и хорошей жесткостью системы 18.
      7. Обеспечить 4 винта блокировки, чтобы внешних фиксаторов заблокирован к штифтам.
  4. Osteotomize бедренной.
    1. Выполняют остеотомия между 2 Центральный контактов с piezotome.
    2. Закройте wound непрерывный шов с помощью потока рассасывающимся швом (5.0) и Майо-Хегар Базель иглодержателя. Убедитесь, что только кожи сшитые, а не мышцы.
  5. Проверить хирургии и монитор животных.
    1. Выполнять рентгеновский снимок сразу после операции, в то время как животное еще под наркозом. Проверьте глубину все контакты и osteotomized конечностей, выравниваются после длинной оси.
    2. Обеспечить обезболивающее и antibioprophylaxy подкожно бупренорфин (0,03 мг/мл) и Enrofloxacine (50 мг/мл) соответственно на 0,05 мг/кг и 10 мг/кг.
    3. Определить и подсчитать количество antipamezole положить на анестезию. Использование antipamezole в 1 мг/кг и сделать подкожная инъекция, администрирования продукта. Разрешить животное, чтобы восстановить сознание и вернуть его в своей клетке.
    4. Шесть часов после операции, ввести вторую дозу смеси анальгезию (бупренорфина и Carprofen) соответственно на 0,05 мг/кг и 5 мг/кг подкожно.
      В ближайшие 3 дня по крайней мере, дать эти инъекции дважды в день для анальгезии смеси и один раз в день для antibioprophylaxy. Регулярные диспансеризации должно выполняться оценить эффективность обезболивания и должен быть изменен согласно признаки поведения каждого животного.
    5. Проверить, что животные могут ходить с использованием их приводом задних конечностей обычно на следующий день после операции.

3. Отвлечение

  1. отпуск внешних фиксаторов в нейтральном положении фиксации на 1 неделю. Рентген конечности в конце этого этапа. Проверьте расположение контакты и выравнивание костей сегментов.
  2. Вручную поверните квадратную гайку одна половина (0,25 мм) по часовой стрелке каждые 12 ч для выполнения отвлечение. Отвлечь на 10 дней, которые должны привести к удлинению костей 5 мм, составляет 12% удлинение по отношению к исходной длины сегмента управляет кости.
    1. Не анестезировать животного во время этого шага. Рентген на полпути через и в конце этого периода, чтобы проверить, позиционированием булавки и выравнивание костей сегментов конечностей.
  3. Поддерживать внешних фиксаторов для 47 дней. Рентген конечности каждую неделю для проверки хода выполнения отвлекаться разрыв кальцификации. На день 64 удалите внешних фиксаторов и пусть животных ходить свободно для еще 2 дней (день 66). Общая консолидация период длится 7 недель.
  4. Усыпить всех крыс после 7 недель консолидации с передозировкой ингаляции севофлурана.
  5. Иссечения отвлекаться и контралатерального бедра без окружающих тканей.
    1. Сделать разрез на шрам расположен на средней линии после сагиттальной плоскости с помощью скальпеля. Выполните разрез от верхней части бедра к передней части колена.
    2. Вырезать между двуглавой мышцы бедра и мышц бедра с помощью скальпеля до тех пор, пока полностью разоблачил бедренной кости. Насколько это возможно, отключите мышц, придает кости.
    3. Вырезать всех связок колена и демонтировать артикуляции.
    4. Вырезать суставной капсулы сустава.
    5. Тщательно очистить кости без удаления половины Резьбовые штифты. Удаление всех мягких тканей с помощью скальпеля.
  6. Повторите шаги от 3.5.1 к 3.5.5 для контралатеральной бедренной.
  7. Рентген отвлекаться и контралатерального бедра. Удалите 4 половину Резьбовые штифты и хранить все бедра при-20 ° C для анализа микро-КТ (разрешение 10 μm).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Рентгеновские снимки взяты из конца хирургической процедуры с целью консолидации показали, не отпускать половина резьбовой булавки в бедренной кости, указывающее стабильного крепления. Контакты были параллельно и хорошо сохранившийся. Osteotomized конечности были хорошо выровненные вдоль продольной оси кости во время процесса ДУ (рис. 2). В конце периода задержки не кальцинированная районы были видны (рис. 2B). В конце периода отвлечение несколько Кальцифицированный областей были видны вблизи существующих коре (рис. 2C). После 28 дней консолидации (45 дней) регионе кальцинированная разрыва между osteotomized конечностей была меньше, и мы наблюдали периостальная каллуса не только вблизи разрыва, но и на уровне контактов (Рисунок 2D). После 47 дней консолидации (день 64), восстанавливающий каллуса был полностью устранен (Рисунок 2E). После удаления внешних фиксаторов и 2 дней физиологических несущие животные имели физиологические походки и не было никаких признаков разрушения (Рисунок 2F).

3D микро CT анализ серийный продольных секций восстанавливающий каллуса продемонстрировал, что кальцинированная мост был всегда представляют (рис. 3А-D). Постоянной внешней коры было отмечено на периферии восстанавливающий каллуса (рис. 3C-D). По словам продольных профилей восстанавливающий каллуса был полностью заполнен сетью костных трабекул. После 49 дней консолидации (день 66) менее минерализированных региона оставалась в центре регенерации кости (рис. 3E-F). Архитектурных параметров микро CT указала, что средняя объемная доля (BV/ТВ) для регенерации каллуса и контралатерального бедра были соответственно 55% ± 13 и 97,85% ± 1,7 (Таблица 1 и таблица 2). Среднее значение объемного костной минеральной плотности (vBMD) для регенерации каллуса был 750 мг/см3 ± 25. Среднее значение площади поперечного сечения был выше для регенерации каллуса чем для контралатеральной бедренной кости (17.23 мм2 9.3 против 9,5 мм2 ± 1,2) (Таблица 1 и Таблица 2). Средняя каллуса корковая толщина была тоньше чем корковая толщина контралатеральной бедра (0,317 мм ± 0.04 против 0,6 мм ± 0,05) (таблицы 1 и 2).

Figure 1
Рисунок 1: компьютерного проектирования (CAD) внешних фиксаторов и бурения руководство. (A) CAD внешних фиксаторов с контактами. ()B) CAD бурения руководства. Шкалы бар = 5 mm. пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 2
Рисунок 2: представитель рентген крыса бедренной кости в различные моменты времени. Рентген рентгенограммы отвлекаться каллуса на 0, 7, 17, 45, 64 и 66 дней. Рентген (A), принятые после операции (день 0). (B) рентгеновского рентгенограмме после периода 7-дневной задержки. Не кальцинированная каллуса проявляется вблизи osteotomized конечностей (OE). (C) в конце дистракции, маленький, плохо Кальцифицированный зоны проявляется вблизи osteotomized конечностей (прямоугольной зоны). (D) после 28 дней консолидации (45 дней), разрыв между osteotomized конечностей (*) и второй корковых является очевидным (желтая стрелка). (E) рентгенограмме после 47 дней консолидации (день 64) (F) рентгеновского рентгенограмме, принятых после 49 дней консолидации (день 66), с двух дней физиологических несущие. Шкалы бар = 1 мм. пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 3
Рисунок 3: 3D микро CT реконструкция отвлекаться каллуса бедренной кости крыса. Цвет от желтого до синий свидетельствует минерализации костей. (A, B) Представление промежуточного коре отвлекаться каллуса после переднезаднем и продольной оси. (C, D) Проксимальный и дистальный сечение, выявления первоначальных кортикальной кости (черная стрелка) и преодоление коре отвлекаться каллуса (желтая стрелка) (E, F) 3D продольные профили отвлекаться каллуса после 7 недель консолидации: каллуса заполняется по сети трабекулярной кости. Шкалы бар = 1000 мкм. Калибровка бар = 0 до 2,54 g/см3 (желтый = 1,73 g/см3, розовый = 0,84 г/см3и синий = 0,17 г/см3). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Table 1
Таблица 1: Мозоль параметры отвлекаться бедра после 49 дней консолидации. Области интереса (ROI), выбранные для вычисления всех параметров был зоны между osteotomized конечностей. Все значения, полученные для каждого крысы были рассчитаны на каждый фрагмент стека изображений. Результаты выражаются как среднее ± стандартное отклонение. BV/TV: объёмная; ЦСА: площадь поперечного сечения; vBMD: костной минеральной плотности; Ct.Th: корковой толщины.

Table 2
Таблица 2: Контралатеральной параметры нетронутыми бедра после 49 дней консолидации. Все значения, полученные для каждого крысы были рассчитаны на каждый фрагмент стека изображений. Результаты выражаются как среднее ± стандартное отклонение. BV/TV: объёмная; ЦСА: площадь поперечного сечения; Ct.Th: корковой толщины.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Это исследование описывает воспроизводимый протокол, состоящий из соответствующих внешних фиксаторов дизайн для крыс Удлинение конечностей, с подробной хирургическая техника, которая позволяет физиологических несущие животных после удаления внешних фиксаторов. Наши ду протокол привело к функциональной регенерации кости. После 47 дней консолидации удаление домашнее внешних фиксаторов и 2 дня физиологических несущие, животное не вызвать любой перелом восстанавливающий каллуса. Благодаря реконструкции микро CT свидетельствует о полной наводить подтвердил, что функциональные регенерированный каллуса. Предыдущие исследования наглядно положительная корреляция между присутствием Кальцифицированный преодоление и нагрузки, что регенерированные каллуса может выдержать19. Кроме того vBMD, нашел для регенерации каллуса был около 67% нашли для диафизальной части бедренной кости конечностей controlateral20vBMD. Мы также обнаружили, что средняя vBMD регенерированного каллуса, который был близок к значение описанных выше21. Это подчеркивает стабильной среды, созданный домашнее внешних фиксаторов, ведущих к эффективной кости ремонт. Кроме того фиксатором хорошо переносится животными. Позиционирование и легкий вес внешних фиксаторов не беспокоить животных gaits, так что они смогли ходить только после операции.

На протяжении всего протокола не нарушение или ослабление контактов произошло, доказательства того, что потоковая процедура обеспечивает эффективное и стабильное якорь контакты в бедренной кости. Важно, что контакты являются хорошо привязанный за хорошую стабильность делать микро-среды: ослабление один контактный было показано, что уменьшение наполовину жесткость устройства18. Кроме того крысы должен быть размещен поодиночке в клетках с специально плоской крышкой для предотвращения подключения внешних фиксаторов животного. Ручной и легко выполнять отвлечение восстанавливающий каллуса ограничивает ПИН ослабление но также позволяет избежать степенный животных каждые 12 ч в течение нескольких дней и способствует надежности и эффективности домашней внешних фиксаторов. Другим важным моментом, чтобы проверить, что штыри прорезать оба коре и не выступать более чем на 1 мм. Этот шаг является конфиденциальной, и если рентгеновского рентгенограммы не подтверждает соответствующее позиционирование булавки, это необходимо исправить вручную с помощью Майо-Хегар Базель иглодержателя, пока животное еще под наркозом. Протокол имеет некоторые ограничения. Это трудоемкий и ограничивающие протокол, который ограничивает количество животных, которые она может быть использована на. Кроме того учитывая требуется ловкость и тщательность хирургии, процедура может занять пару практики работает мастер.

На протяжении всей процедуры делать выравнивание osteotomized конечностей была сохранена. При имплантации булавки в бедренной кости, очень важно использовать бурения руководство, так что половина Резьбовые штифты параллельно, тем самым обеспечивая хорошее распределение механических напряжений без производства касательное напряжение в дистракции и консолидации фазы. Также очень важно очистить рану ежедневно для предотвращения любого блокирование квадратную гайку, что затруднит ручной отвлечение, который может повлиять на выравнивание osteotomized конечностей и надлежащего анкерные штифты. Как приступить к остеотомия представляет последний ключевой момент для регенерации. Остеотомия должна быть выполнена с piezotome для обеспечения единообразного и регулярные костной секции и во избежание теплового индуцированной некроза и повреждения окружающих мягких тканей. Кроме того чрезмерное иногда тепла при бурении до дыр. Оросительные системы, в сочетании с электродрелью может использоваться для предотвращения тепловой индуцированной некроза.

Заключить, мы описываем эффективным и воспроизводимые протокол, в мышиной модели бедренной кости, делать, что приводит к функциональным регенерации кости. Проектирование домашнее внешних фиксаторов, основанный на анатомические характеристики крыса бедренной позволило стабильной обстановки будет создан и допускается формирование Кальцифицированный регенерированный каллуса, что было достаточно для поддержки физиологических -несущие на животных. Наша следующая цель заключается в использовании этот воспроизводимый протокол для определения кратчайшего периода консолидации, совместимы с функциональной регенерации кости. Последующие целью будет улучшить технику делать, особенно ищут способы сократить период консолидации. Этот воспроизводимый протокол также может быть полезным для выявления механизмов, участвующих в ремонте кости. Наконец характеристики домашний внешних фиксаторов делают его использования в клинической практике для удлинения человеческий палец.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы не имеют ничего сообщать.

Acknowledgments

Эта работа была поддерживается и финансируется CNRS Mecabio вызов.

Авторы благодарят техник животных ухода за заботу о животных на протяжении всей процедуры. Авторы также признают IVTV Лиона, через Thierry Hoc. Благодаря Марджори Sweetko для изменения языка.

Мы благодарны Marylène Lallemand, Сесиль Génovésio и Патрик Laurent за их вклад в это экспериментальное исследование.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Kétamine Renaudin 578 540-2 Supply by animal house
Médétomidine Virbac 6799091 Supply by animal house
Sevoflurane Centravet 567 477-2 Supply by animal house
Buprenorphine Indivor France 3400932731060 Supply by animal house
Enrofloxacine ChannelPharmaceutical Facturing FR/V/4955220 Supply by animal house
Piezotome Satelec Acteon F57510
Heating pet pad Therasage AL8365936 Supply by the animal house
Dental X-ray S.A.R.L Innovation médicales et dentaires WYZ - BLUEX
Winiwix Software Softys Dental PFT
Micro-CT system nanoScan SPECT/CT GEIT-31105EN (05/14) Subcontract by IVTV central Lyon
Micro-CT analysis Software phoenix datos X2 reconstruction none Free software
Electric razor Brawn GT415 Supply by animal house
Senn’s retractors Word Precision Instruments 501718 Blunt version
Betadine Solution Mundipharma Medical Company D08AG02 Supply by animal house
Resorbable suture thread (5.0) Ethicon JV1023 Supply by animal house
Rugine Word Precision Instruments 503406
Mayo-Hegar needle holder Word Precision Instruments V503382
Metal drill Beuterlock V020944018003
Micro Olsen-Hegar Needle-holder Word Precision Instruments 501989
Mayo scissor Word Precision Instruments 501752
Scalpel Word Precision Instruments 500236
Sprague-Dawley Janvier none 12 weaks and male

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Jauregui, J. J., Ventimiglia, A. V., Grieco, P. W., Frumberg, D. B., Herznberg, J. E. Regenerate Bone stimulation following limb lengthening: a meta-analysis. BMC Musculoskelet Disord. 17 (1), 407 (2016).
  2. Morcos, M. W., Al-Jallad, H., Hamdy, R. Comprehensive review of Adipose Stem Cells and Their Implication in Distraction Osteogenesis and Bone Regeneration. Biomed Res Int. 2015 (842975), 1-20 (2015).
  3. Cansü, E., Ünal, M. B., Parmaksizoglu, F., Gürcan, S. Distraction lengthening of the proximal phalanx in distal thumb amputations. Acta Orthop Traumatol Turc. 49 (3), 227-232 (2014).
  4. Singh, M., Vashistha, A., Chaudhary, M., Kaur, G. Biological Basis of Distraction Osteogenesis - A Review. J Oral Maxillofac Surg Med Pathol. 28 (1), 1-7 (2016).
  5. Sailhan, F., Gleyzolle, B., Parot, R., Guerini, H., Viguier, E. Rh-BMP-2 in Distraction Osteogenesis: Dose Effect and Premature Consolidation. Injury. 41 (7), 680-686 (2010).
  6. Schiller, J. R., Moore, D. C., Ehrlich, M. G. Increased Lengthening Rate Decreases Expression of Fibroblast Growth Factor 2, Platelet-Derived Growth Factor, Vascular Endothelial Growth Factor, and CD31 in a Rat Model of Distraction Osteogenesis. J Pediatr Orthop. 27 (8), 961-968 (2007).
  7. Aronson, J., Shen, X. C., Skinner, R. A., Hogue, W. R., Badger, T. M., Lumpkin, C. K. Rat Model of Distraction Osteogenesis. J Orthop Res. 15 (2), 221-226 (1997).
  8. Aida, T., Yoshioka, I., Tominaga, K., Fukuda, J. Effects of latency period in a rabbit mandibular distraction osteogenesis. Int J Oral Maxillofac Surg. 32, 54-62 (2003).
  9. Lammens, J., Liu, Z., Aerssend, J., Dequeker, J., Fabry, G. distraction Bone Healing Versus Osteotomy Healing: A Comparative Biochemical Analysis. J Bone Miner Res. 13 (2), 279-286 (1998).
  10. Isefuku, S., Joyner, C. J., Simpson, A. H. R. W. A Murine Model of Distraction Osteogenesis. Bone. 27 (5), 661-665 (2000).
  11. Eberson, C. P., Hogan, K. A., Moore, D. C., Ehrlich, M. G. Effect of Low-Intensity Ultrasound Stimulation on Consolidation of the Regenerate Zone in a Rat Model of Distraction Osteogenesis. J Pediatr Orthop. 23 (1), 46-51 (2003).
  12. Özdel, A., Sarisözen, B., Yalçinkaya, U., Demirag, B. The Effect of HIF Stabilizer on Distraction Osteogenesis. Acta Orthop Traumatol Turc. 49 (1), 80-84 (2015).
  13. Takamine, Y., et al. Distraction Osteogenesis Enhanced by Osteoblastlike Cells and Collagen Gel. Clin Orthop Relat Res. 399, 240-246 (2002).
  14. Wang, X., Zhu, S., Jiang, X., Li, Y., Song, D., Hu, J. Systemic Administration of Lithium Improves Distracted Bone Regeneration in Rats. Calcif Tissue Int. 96 (6), 534-540 (2015).
  15. Xu, J., et al. Human Fetal Mesenchymal Stem Cell Secretome Enhances Bone Consolidation in Distraction Osteogenesis. Stem Cell Res Ther. 7 (1), (2016).
  16. Yasui, N., et al. Three Modes of Ossification during Distraction Osteogenesis in the Rat. Bone Joint J. 79 (5), 824-830 (1997).
  17. Chang, F., et al. Stimulation of EP4 Receptor Enhanced Bone Consolidation during Distraction Osteogenesis. J Orthop Res. 25 (2), 221-229 (2007).
  18. Nyman, J. S., et al. Quantitative Measures of Femoral Fracture Repair in Rats Derived by Micro-Computed Tomography. J Biomech. 42 (7), 891-897 (2009).
  19. Hsu, J. T., Wang, S. P., Huang, H. L., Chen, Y. J., Wu, J., Tsai, M. T. The assessment of trabecular bone parameters and cortical bone strength: a comparison of micro-CT and dental cone-beam CT. J Biomech. 46, 2611-2618 (2013).
  20. Xue, J., et al. NELL1 Promotes High-Quality Bone Regeneration in Rat Femoral Distraction Osteogenesis Model. Bone. 48 (3), 485-495 (2011).
  21. Mark, H., Bergholm, J., Nilsson, A., Rydevik, B., Strömberg, L. An External Fixation Method and Device to Study Fracture Healing in Rats. Acta Orthop. 74 (4), 476-482 (2003).

Tags

Биоинженерия выпуск 128 отвлечение остеогенез внешних фиксаторов удлинение костей крысы модель хирургической процедуры микро CT
Эффективное и воспроизводимые протокол для отвлечения остеогенез в мышиной модели, ведущие к функциональной регенерированный бедренной кости
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Pithioux, M., Roseren, F., Jalain,More

Pithioux, M., Roseren, F., Jalain, C., launay, F., Charpiot, P., chabrand, P., Roffino, S., Lamy, E. An Efficient and Reproducible Protocol for Distraction Osteogenesis in a Rat Model Leading to a Functional Regenerated Femur. J. Vis. Exp. (128), e56433, doi:10.3791/56433 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter