Waiting
Login processing...

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

Medicine

אין ויוו הערכה של שבר פיתוח קסם במהלך עצם הריפוי בעכברים שימוש בהתקן התואם ל- MRI Osteosynthesis את העכבר אתי

Published: November 14, 2017 doi: 10.3791/56679
Automatic Translation
1, 1,4, 2, 3, 1, 4, *3, *1
1Institute of Orthopedic Research and Biomechanics, University Medical Center Ulm, 2RISystem, 3Core Facility Small Animal MRI, University Medical Center Ulm, 4Department of Traumatology, Hand-, Plastic-, and Reconstructive Surgery, University Medical Center Ulm
* These authors contributed equally

Summary

הערכת התפתחות רקמת ב קסם שבר במהלך הריפוי עצם endochondral חיוני לעקוב אחר תהליך הריפוי. כאן, אנחנו מדווחים על השימוש תהודה מגנטית הדמיה (MRI)-fixator חיצוני תואם את אתי העכבר כדי לאפשר MRI סריקות במהלך התחדשות העצם בעכברים.

Abstract

Endochondral ריפוי השבר הוא תהליך מורכב מעורבים בפיתוח של רקמה סיבית, הסחוס ואת osseous בקסם שבר. הכמות ברקמות שונות, קסם מספק מידע חשוב על השבר ריפוי התקדמות. זמין ויוו טכניקות כדי longitudinally לעקוב אחר התפתחות רקמת קסם מחקרים פרה שבר-הילינג, באמצעות חיות קטנות כוללים רדיוגרפיה דיגיטליות µCT הדמיה. עם זאת, בשתי הטכניקות הם רק מסוגלים להבחין בין רקמות על בסיס מינרלים מן, הלא-על בסיס מינרלים מן. כתוצאה מכך, זה בלתי אפשרי להפלות את הסחוס של סיבי רקמת. לעומת זאת, דימות תהודה מגנטית (MRI) מדמיין מבנים אנטומיים בהתאם לתוכן מים שלהן, ולכן עשוי להיות מסוגל לזהות noninvasively רקמות רכות והסחוס בנשיכה קסם שבר. . הנה, מדווחים על השימוש התואמים ל- MRI חיצוני fixator את אתי העכבר כדי לאפשר סריקות MRI במהלך התחדשות העצם בעכברים. הניסויים הראו כי את fixator ואת התקן הרכבה מחוייט לאפשר סריקות MRI חוזרות, ובכך מאפשר ניתוח האורך של התפתחות רקמת שבר-קסם.

Introduction

שבר משני ריפוי הוא הצורה הנפוצה ביותר של עצם ריפוי. זה תהליך מורכב מחקה היבטים ספציפיים של endochondral אונטוגנית התאבנות1,2,3. שטף דם מוקדם שבר מורכב ברובו תאים חיסוניים, פרור, סיבי רקמת. חמצן נמוך מתח גבוהה זנים biomechanical ה"בלתי אוסטאובלסט בידול בפירצה שבר, אך לקדם את הבידול של ובתאים לתוך chondrocytes4,5,6. תאים אלה להתחיל להתרבות באתר של פציעה כדי ליצור מטריצה הסחוס לספק יציבות ראשונית של עצם שבורה. במהלך ההבשלה קסם, chondrocytes הופכים היפרטרופית, עוברים אפופטוזיס, או טרנס-להבדיל לתוך תאי העצם. כורוידאלית באיזור סחוס-עד-עצם המעבר מספק רמות החמצן מוגברות, המאפשר את היווצרות הגרמית7. לאחר גרמית גישור על הפער שבר, יציבות biomechanical מתגברת, שיפוץ osteoclastic של קסם חיצוני שבר מתרחשת כדי לזכות מתאר ומבנה העצם פיזיולוגיים3. לכן, הכמויות של רקמה סיבית, הסחוס, העצם בקסם שבר לספק מידע חשוב על עצם תהליך הריפוי. מוטרד או מתעכבות ריפוי הופך גלוי על ידי שינויים של התפתחות רקמת קסם הן בני אדם והן עכברים8,9,10,11. טכניקות זמינים ויוו לפקח longitudinally קסם התפתחות רקמת ב שבר פרה ריפוי מחקרים באמצעות חיות קטנות כוללים רדיוגרפיה דיגיטליות µCT הדמיה12,13. עם זאת, בשתי הטכניקות מסוגלים רק מתלבטים על בסיס מינרלים מן, הלא-על בסיס מינרלים מן הרקמות. לעומת זאת, MRI מספקת ניגודיות מעולה רקמה רכה, ולכן עשוי להיות מסוגל לזהות רקמות רכות והסחוס בנשיכה קסם שבר.

העבודות הקודמות הראה תוצאות מבטיחות עבור פוסט מורטם MRI בעכברים עם שברים במפרק14 וויוו MRI בעכברים במהלך ריפוי פגם עצם intramembranous15. עם זאת, שני המחקרים הצהיר גם מוגבל מרחבית החדות ברזולוציה ורקמות. בעבר להדגים את הכדאיות של MRI ברזולוציה גבוהה ויוו להערכת האורך היווצרות קסם רך במהלך שבר endochondral מאתר הריפוי16. כאן, אנו מדווחים על הפרוטוקול עבור שימוש fixator חיצוניים התואמים ל- MRI של עצם הירך osteotomy בעכברים כדי לעקוב אחר התפתחות רקמת קסם longitudinally במהלך השבר endochondral תהליך הריפוי. העיצוב של התקן הרכבה בהזמנה אישית עבור החדרת fixator חיצוני הבטיחו עמדה סטנדרטית במהלך סריקות חוזרות ונשנות.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

חיה כל הניסויים פעלו לפי תקנות בינלאומיות עבור טיפול והשתמש של חיות מעבדה ואושרו על-ידי הרשויות הרגולטוריות אזוריות (1250 מס, Regierungspräsidium טיבינגן, גרמניה). כל העכברים היו מתוחזקים בקבוצות של שניים עד חמישה בעלי חיים לכל הכלוב על אור 14-h, 10-h כהה ביולוגי עם מים ואוכל סיפק ad libitum.

1. הכנת חומר כירורגית וטיפול קדם של העכברים

  1. Sterilize כירורגית כל חומר. שימוש autoclaving טמפרטורה של 120-135 מעלות צלזיוס למשך 20-30 דקות של זמן עיקור.
    2. עכברים
  2. רכש C57BL/6 או עכברים מהמאמץ אחר אשר הם בין 19-35 גרם של משקל הגוף. בצע את טיפול בבעלי חיים המתאים והפרוטוקולים ניסיוני על פי קווים מנחים הלאומי אושרה על ידי החוקר ' s טיפול בעלי חיים מוסדיים והוועדה שימוש. הקדישו לפחות תקופת הסתגלות 7 ימים לפני תחילת ההליך.
  3. לספק שיכוך כאבים עכברים כל דרך המים לשתייה יום אחד לפני הניתוח עד היום השלישי שלאחר הניתוח.

2. הליך כירורגי ויישום של Fixator חיצוני

  1. במקום העכבר לתוך צינור מראש עם 5-7 אחוז חמצן איזופלוריין ו- 60 mL/min. לאחר אובדן רפלקסים בתנוחה, להסיר את העכבר מהצינור אינדוקציה הרדמה ולקיים ההרדמה באמצעות מסיכת אינהלציה מתן חמצן 1-3% איזופלוריין ו- 60 mL/min. דפוס
    1. צג הנשימה ואת הינד paw רפלקס במהלך הרדמה. ודא קצב הנשימה מחזורים בסביבות 100/דקה רפלקס כפת האחוריות נעדר.
      ​ הערה: כמות הדלק הדרוש הוא תלוי גיל, מין, משקל גוף, זן של העכבר.
  2. לפני הניתוח, להזריק את העכבר עם מנה אחת של אנטיביוטיקה subcutaneously (clindamycin, 45 מ"ג/ק"ג). יתר על כן, לצורך תחזוקה של איזון נוזלים פיזיולוגיים, להזריק את העכבר עם מחסן נוזלים תת-עורי תמיסת µL 500 (0.9% NaCl).
  3. למניעת הקרנית ייבוש, להחיל משחה עין העיניים העכבר. הנח את העכבר על צלחת חימום ב 37 מעלות צלזיוס במהלך ההרדמה, הליך כירורגי כדי לשמור על פיזיולוגית וחום הגוף.
  4. להסיר את הפרווה של האיבר הינד נכון, לשפשף את האזור הכירורגי עם חומר חיטוי בסיס אלכוהול. מכסים הכפה האחוריות נכון עם חלק קטן של כפפה סטרילית להימנע אזורים תקיימו. לחטא את האיבר הינד נכון שלוש פעמים. הצב תלוי סטרילי על העכבר כל פרט האזור הכירורגי.
  5. תחתכי את העור כ 1 ס"מ longitudinally לאורך הצד הקדמי של עצם הירך נכון עם אזמל. נפרדים שמותחת את הדו-ראשי אמ, את אמ vastus lateralis עם מספריים מיקרו וחדים. חותכים לצד מקור גיד תל הירך עצם הירך עם מספריים מיקרו כדי לאפשר גישה חופשית אל החלק anterolateral של העצם. ודא כי בעצב נשמר.
  6. למקם את fixator חיצוני (מפוח נוקשות 3 N/מ מ, איור 1 א') מקביל עצם הירך. באופן ידני לקדוח את קדחים דרך הקליפה עם מקדחה 0.45 מ מ ומניחים את הקרמי הרכבה סיכות לתוך קדחים. להתחיל עם ה-pin מקורב ביותר, ואחריו את הסיכה דיסטלי ביותר, ואת שני הפינים שביניהם.
    1. ודא כי שם אין מתח, דחיסה או גזירה על fixator במהלך ההליך הרכבה, אחרת הפער osteotomy מושגת לא יהיה מספיק בגלל הרפיה של fixator.
  7. ללחלוח העצם עם כמות קטנה של NaCl סטרילי למניעת התייבשות במהלך ההליך ניסור.
  8. ליצור osteotomy 0.4 מ מ דרך העצם שלם בין שני הפינים הפנימי באמצעות מסור תיל ג'יגלי 0.4 מ מ.
    הערה: לחלופין, ראה מיקרו נדנוד יכול לשמש כדי ליצור את osteotomy. לוודא למנוע כל שבבי מתכת החל המסור באזור osteotomy.
  9. להוריד את הפער osteotomy בזהירות עם 2 מ של NaCl סטרילי כדי להסיר את שבבי עצם בין cortices שבר שני.
  10. להתאים את השרירים באמצעות בתפר רצוף בתפר resorbable (ראה טבלה של חומרים). ואז להתאים את העור באמצעות תפרים שאינם resorbable קטע (ראה טבלה של חומרים). כדי למנוע את הפצע נושכת, אל תמקם את התפר בחלק הגולגולת של הפצע.
    הערה: אין להשתמש בדבק עור או קליפים מאז עכברים בדרך כלל להסיר אותו הפצע גרימת נזק נוסף על העור-
  11. לנקות את האזור הכירורגי עם חומר מחטא למקם העכבר לתוך הכלוב שלו. הצג את העכבר ואת אספקת חום מספיק (למשל על ידי אור אינפרא-אדום) עד שהוא הוא ער לגמרי. לפקח על מים, צריכת מזון ומשקל הגוף אחרי הניתוח ודא כי החיה אינו נמצא כאב ומצוקה. לספק שיכוך כאבים עכברים כל דרך המים לשתייה עד היום השלישי שלאחר הניתוח.
    הערה: עכברים ייתכן ישוכנו בקבוצות של עד ארבע חיות.
  12. לפקח על העכבר ' s פעילות בימים 1 ל 5 לאחר הניתוח. במהלך הזמן הזה, העכבר צריך לשאת משקל על האיבר המופעלים. אחרת, העכבר לא ייכללו ניתוח נוסף.

3. MRI הליך וניתוח תמונה

  1. לפני ה MRI סריקה נוהל, להרדים את העכבר לפי הפרוטוקול בשלבים 2.1 ו- 2.3, ולשמור את קצב הנשימה סביב 100 לדקה מחזורים להוסיף את fixator חיצוני האיבר הינד נכון של העכבר בזהירות לתוך התקן הרכבה בהזמנה אישית ( איור 1 ב, ג).
    1. לוודא למנוע כיפוף או דחיסה של fixator במהלך שלב זה, מאז זה עשוי להפריע ריפוי השבר.
      הערה: סריקות MRI יכול להתבצע מוקדם ככל 3 ימים לאחר הניתוח, בהתאם טיפול בבעלי חיים נסיוני.
  2. במקום בעכבר על עריסה מבוקרת טמפרטורה על ההקדמה לתוך המכשיר MRI. לחבר את המכשיר הרכבה נוקשה לסליל ראש ארבעה.
  3. MRI לרכוש נתונים באמצעות גבוהה-שדה קטן-חיה MRI מערכת ייעודית פועלים ב 11.7 טי
    ​ הערה: MRI נתוני הרכישה הגיאומטריה מיושר עם עצם הירך, orthogonally הברגים.
    1. רכוש נתונים על-ידי החלת פרוטון-צפיפות דיכא שומן פרוסה רב TSE רצף (טסה-PD) באמצעות רכישת פרמטרים: אקו/החזרה זמן טה = ms 5.8/יח = 2,500 ms, רזולוציה Δr = 52 × 52 × 350 µm³, שדה-of-view (FOV) = 20 × 20 mm ², ואת רוחב הפס Δω = 150 קילו-הרץ-
    2. הערה: הזמן הכולל רכישת לפרוסות 22 הוא מינימלית 36
  4. לפתוח את הנתונים שהושגו עם התמונה ניתוח תוכנה. להזין את voxel בגודל כ- 0.05 x 0.05 x מ מ 0.35 3. קטע ברקמות שונות, קסם שבר (עצמות, סחוס, רקמה סיבית/מח) מבוסס על עצמתם עם סף חצי אוטומטי כדלקמן.
    1. לחץ " לערוך שדה תווית חדש ", לחץ על " להוסיף חומר ", ולשנות את החומר " מתייבש ". להבחין בין האזור קסם מן הרקמות הסובבות בהתבסס על האיתות היפו-אינטנסיבי באמצעות קרום העצם " לאסו " כלי.
    2. לחץ " להוסיף חומר ". לחץ על " להוסיף חומר " ולשנות את החומר " הסחוס ". קטע הסחוס באמצעות " הסף " הכלי, " בחר רק הנוכחי חומר " מן " מתייבש ". לחץ על " הסחוס ", " להוסיף חומר ". חזור על שלבים אלה עם " עצם " ו " מח עצם/סיבי רקמת ".
  5. ליצור שחזורים תלת-ממד של עצמות, עדיין יש שבר בהתבסס על הנתונים פילוח רקמות באמצעות תוכנת ניתוח התמונה. לחץ על " ליצור משטח ", החל " אף " עבור " סוג החלקת " ולחץ על " משטח התצוגה ".
    הערה: קטן מאוד, רגשניים באזורים המקיפים את ends של cortices שבר שסביר להניח חפצים עקב המעבר גרמית רקמות רכות. אזורים אלה לא להיות כלולים ניתוח נוסף. באזורים Hyper-אינטנסיבי במרכז השבר מתייבש במהלך שלב endochondral של שבר ריפוי רקמות הסחוס מייצגים. אזורים היפו-עז-קסם שבר דיסטלי מן הפער osteotomy בשלב התקשות endochondral, אזורים באותה אינטנסיביות לאורך כל קסם כל שבר ב מאוחר יותר ריפוי בשלבים מייצגים קסם גרמית שהוקם רקמות. למרות באזורים אלה יש אות היפו-אינטנסיבית, עוצמת האות של עצם בוגרת (cortex) הוא אפילו פחות. לאחר קביעת סף עוצמת האות הגרמית, רקמות הסחוס קסם שבר, לסמן הרקמה הנותרת כמו מח העצם ורקמות סיביים. ערכים עבור מקטעי רקמת הם: הגרמית (כולל בוגרת קליפת העצם trabecular, רקמת העצם קסם) הוא מקוטע בטווח של 1-3.3 (עוצמת האות מנורמל ל קליפת בוגר), מח עצם/סיבי רקמת בטווח של 3.4-5.4, ו רקמת הסחוס קסם בטווח של 5.5-6.2.
  6. אם יש צורך, חזור על ה-mri longitudinally במהלך השבר תהליך הריפוי. כדי לעקוב אחר התפתחות קסם הסחוס, לסרוק את העכברים בימים 10, 14, ו- 21 לאחר הניתוח.
    הערה: נקודות זמן עשוי תלויים על טיפול בבעלי חיים, נסיוני.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

ראשית, ההצלחה של הליך כירורגי יכול להיות מאושרות על ידי ניתוח של MRI סריקות (עיין בדוגמה באיור 2). כל הפינים ארבע צריך להיות ממוקם הפיר הירך. גודל הפער osteotomy צריך להיות בין 0.3-0.5 מ מ. אם גודל הפער osteotomy משתנה במידה רבה בין ערכים אלה, העכבר לא להיות כלולים ניתוח נוסף.

שנית, ההערכה של סריקות האורך במהלך השבר ריפוי בתהליך אותה חיה מספק מידע אודות התפתחות רקמת קסם. אם עכברים נסרקים ביום 10, 14, 21 (עיין בדוגמה באיור 3), רקמות הסחוס הוא גלוי באמצע קסם שבר ביום 10 (באזור הסחוס יחסית = 30.8%) וביום 14 (באזור הסחוס יחסית = 29.0%), והוא פוחת עד ליום 21 לאחר ניתוח (באזור הסחוס יחסית = 10.5%) (איור 3). הגרמית מוצגת בפריפריה של קסם שבר ביום 10 (באזור העצם יחסית = 7.2%), עליות עד יום 14 (אזור עצם יחסית = 15.6%), הגוף גישור מתרחשת עד ליום 21 (באזור העצם יחסית = 45.7%).

שלישית, לאחר פילוח של רקמות שונות ב- קסם שבר באמצעות תוכנת ניתוח תמונה, תמונות 3D בין קסם שבר את עצם הירך שבורה ניתן להפיק. בדוגמה המוצגת באיור4, עצם הירך כל נסרקים על יום 26 לאחר שבר מוצג. קליפת בוגרת מסומן באפור, הפינים קרמיקה מסומנים בצהוב, רקמות רכות קסם מסומן בירוק, רקמת סחוס מסומן באדום, קסם הגרמית המסומנת בסגול.

Figure 1
איור 1 : Fixator חיצוני עם סיכות הרכבה קרמיקה התקן הרכבה MRI. (א) גוף פלסטיק fixator חיצוניים מוצג, כמו גם ארבעה פינים הרכבה קרמיקה אשר תואמים סריקות MRI. סרגל קנה מידה: 1 ס מ. (B) בעזרת מחשב ציור של התקן הרכבה בהזמנה אישית עבור החדרת fixator חיצוניים במהלך סריקות MRI מוצג. Fixator חיצוני-עצם הירך נכון של העכבר מוכנס לתוך ההקלה של התקן הרכבה. . אז, המכשיר מחובר לחשמל על ארבעה הסליל ראש לפני הסריקה. סרגל קנה מידה: 0.4 ס"מ. העכבר (C) להציב התקן הרכבה (כחול), מצורף 4-אלמנט הראש הסליל (לבן). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 2
איור 2 : MRI טסה PD-תמונה של עצם הירך שבורה לאחר 3 ימים מהניתוח. פרוסת עצם הירך שבורה שנסרקו על יום 3, לאחר הניתוח מוצג מרכזי. מוניטור: מח עצם; ב': עצם; FX: שבר הפער. סרגל קנה מידה: 0.5 מ מ. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 3
איור 3 : ניטור האורך של שבר קסם פיתוח באמצעות MRI טכניקה. MRI פרוסות המרכזי של עצם הירך שבורה של עכבר אחד שנסרקו ב (א) יום 10, היום (ב') 14 ויום (ג) 21 לאחר ניתוח מוצגים. רקמת הסחוס Hyper-אינטנסיבי הוא גלוי באמצע קסם שבר ביום 10 וביום 14, פוחתת עד ליום 21 לאחר הניתוח. היפו-אינטנסיבי הגרמית גלוי בפריפריה של קסם שבר ביום 10, עליות עד יום 14, הגוף גישור מתרחשת עד ליום 21. מוניטור: מח עצם; Cg: רקמת הסחוס; ב': הגרמית. סרגל קנה מידה: 0.5 מ מ. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 4
איור 4 : שחזור תלת-ממד של עצם הירך שבורה שנסרקו ביום 26 לאחר הניתוח. קליפת בוגרת מסומן באפור, הפינים קרמיקה מסומנים בצהוב, רקמות רכות קסם מסומן בירוק, רקמת סחוס מסומן באדום, קסם הגרמית המסומנת בסגול. התמונה נוצרה באמצעות תוכנת ניתוח התמונה. סרגל קנה מידה: 0.4 מ מ. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

שינויים, פתרון בעיות:

המטרה העיקרית של מחקר זה היה לתאר את פרוטוקול לשימוש של fixator חיצוני MRI תואם עבור עצם הירך osteotomy העכבר עם היכולת לעקוב אחר התפתחות רקמת קסם longitudinally במהלך תהליך ריפוי השבר endochondral. העיצוב של התקן הרכבה בהזמנה אישית עבור החדרת fixator חיצוני הבטיחו עמדה סטנדרטית במהלך סריקות חוזרות ונשנות. פילוח רקמות חצי אוטומטי מאפשר הניתוח של הכמויות של רקמה סיבית, הסחוס, העצם בקסם שבר. יתר על כן, שחזורים תלת-ממד של תמונות MRI מאפשרים ויזואליזציה של השבר endochondral עכבר בודדות כל תהליך הריפוי.

שלבים קריטיים בתוך הפרוטוקול:

השלבים הקריטיים ביותר של ניתוחי ההליך באמצעות את fixator חיצוניים התואמים ל- MRI הם: (1) להימנע יש נזק בעצב במהלך הניתוח, אחרת העכבר לא יהיו מסוגלים לשאת משקל בתוך 5 ימים לאחר osteotomy, לא ייכללו ניתוח נוסף. (2) להימנע מתח, דחיסה או הטיה דגש על fixator במהלך ההליך הרכבה, אחרת הפער osteotomy לא יהיה בצורה ובגודל סטנדרטית. יתר על כן, ודא לעלות את fixator במקביל לציר האורך של עצם הירך, הקפדה על קיבוע יציבה של osteotomy. (3) להימנע שבבי מתכת החל המסור אם באמצעות חוט ג'יגלי ראה, שכן אלו יפריעו ה MRI בהליך סריקה.

השלבים הקריטיים ביותר של ה MRI בהליך סריקה הם: (1) וודא כי למנוע כיפוף או דחיסה של fixator במהלך ההוספה והסרה של התקן הרכבה כפי זה עלולים להפריע ריפוי השבר. (2) להבטיח בקרת טמפרטורה נאותה במהלך ההליך סריקה כדי לשמור על טמפרטורת הגוף פיזיולוגיים.

משמעות ביחס שיטות קיימות מגבלות של הטכניקה:

מחקרים הקודם הראה תוצאות מבטיחות אחרי המוות MRI בעכברים עם שברים במפרק14 ו- MRI ב- vivo בעכברים עם intramembranous עצם פגם הריפוי15. עם זאת, שני המחקרים הצהיר גם מוגבל מרחבית החדות ברזולוציה ורקמות. אנחנו הפגינו בעבר היתכנות והדיוק של ברזולוציה גבוהה ויוו MRI לניתוח האורך של רך מתייבש היווצרות בשנות ה ו ביניים שלבי ריפוי בעכברים על-ידי השוואת הטכניקה MRI חדש עם שבר סטנדרטים זהב µCT ו- histomorphometry16. עם זאת, מצאנו גם כי הרזולוציה המרחבית של MRI הוא נמוך באופן משמעותי ברזולוציה של µCT לשעבר vivo . זוהי הגבלה ברורה של הטכניקה MRI לעומת טכניקות מתחרות, כולל vivo לשעבר אלא גם ויוו µCT.

יישומים עתידיים:

פרספקטיבות בעתיד לשימוש של MRI במהלך לימודי ריפוי השבר מאתר הם: (1) שילוב של MRI סריקות עם השימוש של סוכנים בניגוד למדידת זרימת הדם דרך האיבר הפגוע. (2) שילוב של MRI ו- PET סורק, כמו גם תיוג של תאים עם פאראמגנטי חלקיקי תחמוצת ברזל תא סחר ניסויים17,18,19,20.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

הסופר רומנו Matthys הוא עובד של RISystem AG בדאבוס, שוויץ, אשר מייצרת את השתלים להשתיל כלים ספציפיים המשמשים במאמר זה. כל לעורכים אחרים יש אין אינטרסים כלכליים מתחרים.

Acknowledgments

אנו מודים Sevil Essig, סטפני Schroth, Verena פישר, Katja Prystaz, איבון Hägele ו- Subgang אן על תמיכה טכנית מצוינת. אנו מודים גם קרן מחקר גרמני (CRC1149, INST40/499-1) וגרמניה AO לטראומה קרן למימון מחקר זה.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Anaesthesia tube FMI, Seeheim, Germany ZUA-82-ANA-TUB-Mouse
Anaesthetic machine  FMI, Seeheim, Germany ZUA-82-GME-MA
Artery forceps  Aesculap, Tuttlingen, Germany BH104R
Autoclave Systec, Wettenberg, Germany DX-150
Autoclaving packaging Stericlin, Feuchtwangen, Germany 2301-04/06/10/12/16
Avizo software FEI, Burlington, USA - Version 8.0.1
BioSpec 117/16 magnetic resonance imaging system Bruker Biospin, Ettlingen, Germany 117/16
Bulldog clamp  Aesculap, Tuttlingen, Germany BH 021R
Carbon steel scalpel no. 11/15 Aesculap, Tuttlingen, Germany BA211/215
Ceramic mounting pin 0.45 mm  RISystem, Davos, Switzerland HS691490
Clindamycin (300 mg / 2ml) Ratiopharm, Ulm, Germany -
Dressing forceps 115 mm  Aesculap, Tuttlingen, Germany BD210R
Dressing forceps 130 mm  Aesculap, Tuttlingen, Germany BD025R
Drill bit coated 0.45 mm  RISystem, Davos, Switzerland HS820420
Durogrip needle holder 125 mm  Aesculap, Tuttlingen, Germany BM024R
Foliodrape  Hartmann, Heidenheim, Germany 2513026
Frekaderm Fresenius, Bad Homburg, Germany 4928211
Gigli saw 0.44 mm  RISystem, Davos, Switzerland RIS.590.110.25
Hand drill RISystem, Davos, Switzerland RIS.390.130-01
Heating plate  FMI, Seeheim, Germany IOW-3704
Hygonorm gloves  Hygi, Telgte, Germany 2706
Isoflurane Abbot, London, UK Forene
Micro forceps 155 mm  Aesculap, Tuttlingen, Germany BD343R
Micro scissors 120 mm  Aesculap, Tuttlingen, Germany FD013R
Mouse FixEx L 0.7 mm  RISystem, Davos, Switzerland RIS.611.300-10
Needle case for drills  Aesculap, Tuttlingen, Germany BL911R
Needle holder Aesculap, Tuttlingen, Germany BB078R
Octenisept Schülke, Norderstedt, Germany 121403
Osirix software Pixmeo SARL, Bernex, Switzerland - Version 4.0
Oxygen, medical grade MTI, Ulm, Germany -
Resolon 5/0 Resorba, Nürnberg, Germany 88143
Saline 0.9% Braun, Melsungen, Germany 3570350
Scalpel handle 125 mm Aesculap, Tuttlingen, Germany BB073R
Scissors 150 mm  Aesculap, Tuttlingen, Germany BC006R
Sealer for autoclave packaging  Hawo GmbH, Obrigheim, Germany HM500
Sterican 27 G  Braun, Melsungen, Germany 4657705
Sterile surgical blades no. 11/15  Aesculap, Tuttlingen, Germany BB511/515
Surgical gloves  Hartmann, Heidenheim, Germany Peha-micron 9425712
Surgical light  Maquet SA, Ardon, France Blue line 80
Syringes 5 ml  Braun, Melsungen, Germany Injekt 4606051V
Tissue forceps 80 mm  Aesculap, Tuttlingen, Germany OC091R
Tramadol 25 mg/l Grünenthal, Aachen, Germany 100mg/ml
Vasofix Safety  Braun, Melsungen, Germany 4268113S-01
Vicryl 5-0  Ethicon, Norderstedt, Germany V30371
Visdisic eye ointment  Bausch & Lomb, Berlin, Germany 3099559

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Claes, L., Recknagel, S., Ignatius, A. Fracture healing under healthy and inflammatory conditions. Nat Rev Rheumatol. 8 (3), 133-143 (2012).
  2. Einhorn, T. A. The cell and molecular biology of fracture healing. Clin Orthop Relat Res. (355), Suppl S7-S21 (1998).
  3. Einhorn, T. A., Gerstenfeld, L. C. Fracture healing: mechanisms and interventions. Nat Rev Rheumatol. 11 (1), 45-54 (2015).
  4. Augat, P., et al. Local tissue properties in bone healing: influence of size and stability of the osteotomy gap. J Orthop Res. 16 (4), 475-481 (1998).
  5. Claes, L. E., Heigele, C. A. Magnitudes of local stress and strain along bony surfaces predict the course and type of fracture healing. J Biomech. 32 (3), 255-266 (1999).
  6. Claes, L. E., et al. Effects of mechanical factors on the fracture healing process. Clin Orthop Relat Res. (355), Suppl 132-147 (1998).
  7. Hu, D. P., et al. Cartilage to bone transformation during fracture healing is coordinated by the invading vasculature and induction of the core pluripotency genes. Development. 144 (2), 221-234 (2017).
  8. Hankenson, K. D., Zimmerman, G., Marcucio, R. Biological perspectives of delayed fracture healing. Injury. 45, Suppl 2 8-15 (2014).
  9. Meyer, R. A., et al. Age and ovariectomy impair both the normalization of mechanical properties and the accretion of mineral by the fracture callus in rats. J Orthop Res. 19 (3), 428-435 (2001).
  10. Nikolaou, V. S., Efstathopoulos, N., Kontakis, G., Kanakaris, N. K., Giannoudis, P. V. The influence of osteoporosis in femoral fracture healing time. Injury. 40 (6), 663-668 (2009).
  11. Haffner-Luntzer, M., Kovtun, A., Rapp, A. E., Ignatius, A. Mouse Models in Bone Fracture Healing Research. Current Molecular Biology Reports. 2 (2), 101-111 (2016).
  12. Garcia, P., et al. Rodent animal models of delayed bone healing and non-union formation: a comprehensive review. Eur Cell Mater. 26, 1-14 (2013).
  13. Histing, T., et al. Small animal bone healing models: standards, tips, and pitfalls results of a consensus meeting. Bone. 49 (4), 591-599 (2011).
  14. Zachos, T. A., Bertone, A. L., Wassenaar, P. A., Weisbrode, S. E. Rodent models for the study of articular fracture healing. J Invest Surg. 20 (2), 87-95 (2007).
  15. Taha, M. A., et al. Assessment of the efficacy of MRI for detection of changes in bone morphology in a mouse model of bone injury. J Magn Reson Imaging. 38 (1), 231-237 (2013).
  16. Haffner-Luntzer, M., et al. Evaluation of high-resolution In Vivo MRI for longitudinal analysis of endochondral fracture healing in mice. PLoS One. 12 (3), 0174283 (2017).
  17. Beckmann, N., Falk, R., Zurbrugg, S., Dawson, J., Engelhardt, P. Macrophage infiltration into the rat knee detected by MRI in a model of antigen-induced arthritis. Magn Reson Med. 49 (6), 1047-1055 (2003).
  18. Al Faraj,, Shaik A, S. ultana, Pureza, A., A, M., Alnafea, M., Halwani, R. Preferential macrophage recruitment and polarization in LPS-induced animal model for COPD: noninvasive tracking using MRI. PLoS One. 9 (3), 90829 (2014).
  19. Rolle, A. M., et al. ImmunoPET/MR imaging allows specific detection of Aspergillus fumigatus lung infection in vivo. Proc Natl Acad Sci U S A. 113 (8), 1026-1033 (2016).
  20. Niemeyer, M., et al. Non-invasive tracking of human haemopoietic CD34(+) stem cells in vivo in immunodeficient mice by using magnetic resonance imaging. Eur Radiol. 20 (9), 2184-2193 (2010).

Tags

שבר רפואה גיליון 129 ריפוי עצם הירך osteotomy MRI חיצוניים fixator מודל העכבר פיתוח קסם
<em>אין ויוו</em> הערכה של שבר פיתוח קסם במהלך עצם הריפוי בעכברים שימוש בהתקן התואם ל- MRI Osteosynthesis את העכבר אתי
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Haffner-Luntzer, M.,… More

Haffner-Luntzer, M., Müller-Graf, F., Matthys, R., Abaei, A., Jonas, R., Gebhard, F., Rasche, V., Ignatius, A. In Vivo Evaluation of Fracture Callus Development During Bone Healing in Mice Using an MRI-compatible Osteosynthesis Device for the Mouse Femur. J. Vis. Exp. (129), e56679, doi:10.3791/56679 (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