Waiting
Login processing...

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

Medicine

En Vivo Evaluación del desarrollo del callo de fractura durante la cicatrización ósea en ratones usando un dispositivo de osteosíntesis de MRI-compatible para el fémur de ratón

Published: November 14, 2017 doi: 10.3791/56679
* These authors contributed equally

Summary

La evaluación del desarrollo de tejido en el callo de fractura durante la cura de hueso endocondral es esencial para monitorear el proceso de curación. Aquí, Divulgamos el uso de una resonancia magnética (MRI)-compatible con fijador externo para fémur de ratón para permitir MRI las exploraciones durante la regeneración ósea en los ratones.

Abstract

Curación de fractura endocondral es un proceso complejo que involucra el desarrollo de tejido fibroso, cartilaginoso y óseo en el callo de fractura. La cantidad de los diferentes tejidos en el callo proporciona información importante sobre la fractura cura progreso. Disponible en vivo técnicas longitudinalmente, controlar el desarrollo de tejido de callo en estudios preclínicos de la curación de fractura con pequeños animales incluyen radiografía digital y la proyección de imagen de µCT. Sin embargo, ambas técnicas sólo son capaces de distinguir entre el tejido mineralizado y no mineralizado. Por lo tanto, es imposible diferenciar cartílago de tejido fibroso. En cambio, la proyección de imagen de resonancia magnética (RM) visualiza estructuras anatómicas basadas en su contenido en agua y por lo tanto, podrían ser capaces de identificar de forma no invasiva suave del tejido y del cartílago en el callo de fractura. Aquí, Divulgamos el uso de un fijador externo de MRI-compatible para el fémur de ratón para permitir las exploraciones de MRI durante la regeneración ósea en los ratones. Los experimentos demostraron que el fijador y un dispositivo de montaje a medida permiten IRM repetitivas, permitiendo análisis longitudinal del desarrollo de tejido de callo de fractura.

Introduction

Curación de fractura secundaria es la forma más común de cicatrización ósea. Es un proceso complejo que mímico aspectos específicos de ontogenic endocondral osificación1,2,3. El hematoma de fractura temprana consiste en predominante de las células inmunes, granulación y tejido fibroso. Tensión de oxígeno baja alta tensiones biomecánicas dificultan la diferenciación de osteoblastos en el boquete de la fractura, y promoción la diferenciación de células progenitoras en condrocitos4,5,6. Estas células comienzan a proliferar en el sitio de la lesión para formar una matriz cartilaginosa proporcionando estabilidad inicial del hueso fracturado. Durante la maduración del callo, condrocitos ser hipertróficas, experimentan apoptosis, o trans-se diferencian en osteoblastos. Neovascularización en la zona de transición de cartílago a hueso proporciona niveles elevados de oxígeno, que permite la formación de tejido óseo7. Después ósea tiende un puente sobre la brecha de la fractura, se incrementa la estabilidad biomecánica y remodelación osteoclástica del callo de fractura externa se produce obtener hueso fisiológico contorno y estructura3. Por lo tanto, la cantidad de tejido fibroso, cartilaginoso y óseo en el callo de fractura proporciona importante información sobre el proceso de curación del hueso. Perturbado o retrasada la curación llega a ser visible por alteraciones del desarrollo del tejido de callo en los seres humanos y ratones8,9,10,11. Disponible en vivo técnicas longitudinalmente controlar desarrollo de tejido de callo en preclínica fractura cura estudios con animales pequeños incluyen radiografía digital y µCT de12,13. Sin embargo, ambas técnicas sólo son capaces de discriminar entre tejido mineralizado y no mineralizado. Por el contrario, MRI proporciona contraste tejidos blandos excelente y por lo tanto, podría ser capaces de identificar los tejidos blandos y cartílago en el callo de fractura.

Trabajos previos demostraron resultados prometedores para post mortem MRI en ratones con fracturas articulares RM14 e in vivo en ratones durante defecto intramembranosa del hueso curativo15. Sin embargo, ambos estudios también declaró contraste de tejido y resolución espacial limitada. Previamente hemos demostrado la viabilidad de MRI de alta resolución en vivo para la evaluación longitudinal de la formación de un callo suave durante fractura endocondral murino curación16. Aquí, Divulgamos el protocolo para el uso de un fijador externo de MRI-compatible para la osteotomía del fémur en ratones para supervisar el desarrollo de tejido de callo longitudinalmente durante la fractura endocondral proceso de curación. El diseño de un dispositivo de montaje a la medida para la inserción del fijador externo garantiza una posición estandarizada durante los análisis repetidos.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

animal todos los experimentos cumplen con normas internacionales para el cuidado y uso de animales de laboratorio y fueron aprobados por la autoridad regulatoria regional (no. 1250, competente Tübingen, Alemania). Todos los ratones fueron mantenidos en grupos de dos a cinco animales por jaula en una luz 14-h, 10 h oscuro del ritmo circadiano con agua y comida proporcionados ad libitum.

1. preparación del Material quirúrgico y tratamiento previo de los ratones

  1. esterilizar todo quirúrgico material. Utilizar una temperatura de esterilización en autoclave de 120-135 ° C por 20-30 min de duración de la esterilización.
  2. Compra C57BL/6 ratones o ratones de otra cepa que son entre 19-35 g de peso corporal. Siga el cuidado apropiado de los animales y protocolos experimentales con arreglo a directrices nacionales que es aprobada por el investigador ' s cuidado Animal institucional y Comité de uso. Deje un mínimo de 7 días de período de aclimatación antes de iniciar el procedimiento de.
  3. Proporcionar analgesia a todos los ratones vía agua de bebida un día antes de la cirugía hasta el tercer día postoperatorio.

2. Procedimiento quirúrgico y la aplicación de fijador externo

  1. lugar el ratón en un tubo precargado con 5-7% de isoflurano y 60 mL/min de oxígeno. Después de la pérdida de los reflejos posturales, quitar el ratón desde el tubo de inducción de la anestesia y mantener la anestesia a través de una máscara de inhalación proporcionar 1-3% isoflurano y 60 mL/min de oxígeno.
    1. Monitor de la respiración patrón y trasero pata reflejo durante la anestesia. Asegúrese de que la tasa de respiración es de alrededor de 100 ciclos/min y el reflejo de la patas traseras se ausenta.
      ​ Nota: la cantidad de gas necesitada es dependiente de la edad, sexo, peso corporal y la tensión del ratón.
  2. Antes de la cirugía, inyectar el ratón con una dosis única de antibióticos por vía subcutánea (clindamicina, 45 mg/kg). Además, para el mantenimiento del equilibrio líquido fisiológico, inyectar el ratón con un depósito de líquido subcutáneo de solución salina 500 μl (0,9% NaCl).
  3. Para evitar que la córnea secado, aplica ungüento oftálmico en los ojos de ratón. Coloque el ratón sobre una placa de calentamiento a 37 ° C durante la anestesia y procedimiento quirúrgico fisiológica de mantener temperatura del cuerpo.
  4. Quitar la piel de las extremidades derecha y frote el área quirúrgico con un desinfectante a base de alcohol. Cubrir la pata trasera derecha con una pequeña parte de un guante estéril para evitar zonas sin esterilizar. Desinfectar las extremidades derecha tres veces. Colocar un paño estéril sobre el ratón todo excepto el área quirúrgico.
  5. Incide la piel de aproximadamente 1 cm longitudinalmente a lo largo de la parte anterior del fémur derecho con un bisturí. Separar claramente el m. bíceps femoral y el m. vastus lateralis con pinzas y tijeras micro. Corte el lado de origen del tendón en el trocánter del fémur con una tijera micro para permitir el acceso libre a la parte anterolateral del hueso. Asegúrese de que el nervio ciático se conserva.
  6. Colocar el fijador externo (rigidez axial de 3 N/mm, figura 1 A) paralela al fémur. Perfore los agujeros a través de la corteza con una broca de 0.45 mm y coloque lo pernos de montaje en los agujeros de cerámica manualmente. Comienzan con el pasador más proximal, seguido por el pin más distal y las dos clavijas en el medio.
    1. Asegúrese de que no hay ninguna tensión, compresión o tensión de esquileo en el fijador durante el procedimiento de montaje, de lo contrario la brecha osteotomía alcanzado no será suficiente debido a la relajación de la fixator.
  7. Humidificar el hueso con una pequeña cantidad de NaCl estéril para evitar la deshidratación durante el proceso de aserrado.
  8. Crear una osteotomía de 0,4 mm a través del hueso entero entre los dos pernos interiores usando una sierra de alambre gigli de 0,4 mm.
    Nota: Opcionalmente, un micro sierra oscilante se puede utilizar para crear la osteotomía. Asegúrese de evitar cualquier viruta metálica de la sierra en la zona de osteotomía.
  9. Eliminar la brecha de la osteotomía con 2 mL de NaCl estéril para retirar virutas de hueso entre las dos cortezas fracturadas.
  10. Adaptar los músculos mediante el uso de una sutura continua con una sutura reabsorbible (véase Tabla de materiales). Luego adaptar la piel mediante el uso de suturas no reabsorbibles interrumpidas (véase Tabla de materiales). Para evitar la herida penetrante, debe colocar la sutura en la parte craneal de la herida.
    Nota: No use el pegamento de la piel o clips desde ratones generalmente extraerlo la herida que causa más dañan a la piel.
  11. Limpiar la zona quirúrgica con un desinfectante y colocar el ratón en su jaula. Monitor el mouse y suministro suficiente calor (por ejemplo por luz infrarroja) hasta que está totalmente despierto. Monitor de agua, consumo de alimentos y peso corporal después de la cirugía a Asegúrese de que el animal no está en el dolor y el malestar. Proporcionar analgesia a todos los ratones mediante el agua potable hasta el tercer día postoperatorio.
    Nota: Ratones pueden ser alojados en grupos de hasta cuatro animales.
  12. Controlar el ratón ' actividad de s 1 a 5 días después de la cirugía. Durante ese tiempo, el ratón debe tener peso en el miembro operado. De lo contrario, el ratón debe excluirse de análisis.

3. Procedimiento de RMN y análisis de imágenes

  1. antes de la MRI exploración procedimiento, anestesiar el ratón según el protocolo en los pasos 2.1 y 2.3 y mantener la frecuencia respiratoria de alrededor de 100 ciclos/min Introduzca el fijador externo en las extremidades derecha de la ratón con cuidado en un dispositivo de montaje a medida ( figura 1 B, C).
    1. Asegúrese de evitar flexión o compresión del fijador durante este paso ya que esto puede interferir con la cicatrización de la fractura.
      Nota: Las exploraciones de MRI pueden llevarse a cabo tan pronto como 3 días después de la cirugía, dependiendo del cuidado de los animales y el protocolo experimental.
  2. Coloque el ratón sobre una base de temperatura controlada para la introducción en el dispositivo de MRI. Conecte el dispositivo de montaje rígido a la bobina principal de cuatro elementos.
  3. Datos de MRI de adquirir mediante un alto campo pequeño animal MRI sistema operando a 11,7 T.
    ​ Nota: geometría de adquisición de datos de la resonancia magnética está alineado con el hueso fémur, ortogonalmente a los tornillos.
    1. Adquirir datos aplicando una densidad de protones gordo-suprimidas multicorte TSE secuencia (PD-TSE) utilizando los parámetros de adquisición: Eco/repetición tiempo TE = 5,8 ms/TR = 2.500 ms, resolución Δr = 52 × 52 × 350 µm³, campo de visión (FOV) = 20 × 20 mm ² y Δω de ancho de banda = 150 KHz.
    2. Nota: el tiempo de adquisición total de 22 rebanadas es min 36
  4. Abra los datos adquiridos con software de análisis de imagen. Indique el tamaño del voxel como 0.05 x 0.05 x 0.35 mm 3. Segmento de los diferentes tejidos en el callo de fractura (hueso, cartílago, médula ósea tejido fibroso) basados en su intensidad con umbralización automática como sigue.
    1. Haga clic en el " editar nuevo etiqueta campo ", haga clic en " añadir Material " y cambiar el nombre del material a " callos ". Distinguir el área del callo de los tejidos circundantes, basados en la señal hipo intensa desde el periostio usando el " Lasso " herramienta.
    2. Clic " agregar al material ". Haga clic " agregar Material " y cambiar el nombre del material a " cartílago ". El cartílago del segmento mediante el uso de la " umbral " herramienta y " seleccione sólo material actual " de " de callos ". Haga clic en " cartílago " y " añadir a material ". Repita estos pasos con " ósea " y " tejido de la médula/fibroso ".
  5. Generar reconstrucciones 3D de la fracturada fémur basada en los datos de segmentación del tejido usando software de análisis de imagen. Haga clic en " generar superficie ", aplique " ninguno " para " tipo alisado " y haga clic en " vista de superficie ".
    Nota: Muy pequeñas áreas hiper intenso alrededor de la enDS de las cortezas fracturadas están probable que sean artefactos debido a la transición de la huesuda a tejidos blandos. Estas áreas deben ser excluidas del análisis posterior. Áreas hyper-intensas en medio de la fractura callo durante la fase de endocondral de fractura cura representan tejido cartilaginoso. Áreas hipo intensa en el callo de fractura distal de la brecha de la osteotomía en la fase de osificación endocondral y con la misma intensidad a lo largo del callo de fractura completa en la cura después de etapas representan tejido recién formado callo oseo. Aunque estas zonas tienen una señal hipo intensa, la intensidad de señal del hueso maduro (corteza) es aún menor. Después de umbral la intensidad de la señal para el tejido óseo y tejido cartilaginoso en el callo de fractura, marcar los restantes tejidos como médula ósea y tejido fibroso. Los valores de segmentación del tejido son: tejido óseo (incluyendo corteza madura y hueso trabecular tejido de callo oseo) está segmentada dentro de la gama de 1-3.3 (intensidad de la señal normalizada a corteza madura), tejido de la médula/fibroso dentro de la gama de 3.4-5.4, y tejido cartilaginoso callo dentro del rango de 5.5-6.2.
  6. Si es necesario, repetir la exploración de MRI longitudinalmente durante el proceso de curación de fractura. Supervisar el desarrollo de callo cartilaginoso, explorar los ratones en los días 10, 14 y 21 después de la cirugía.
    Nota: Los puntos del tiempo dependerá del cuidado de los animales y el protocolo experimental.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

En primer lugar, el éxito del procedimiento quirúrgico se puede confirmar por el análisis de las exploraciones de MRI (ver ejemplo en figura 2). Todos los cuatro pines deben ser situados en el centro del eje femoral. El tamaño de la brecha de la osteotomía debe ser entre 0.3-0.5 mm. Si el tamaño de la brecha de osteotomía varía mucho de estos valores, el ratón debe excluirse del análisis posterior.

En segundo lugar, la evaluación del análisis longitudinales durante la fractura cura el proceso en el mismo animal proporciona información sobre el desarrollo de tejido de callo. Si ratones se analizan en el día 10, 14 y 21 (ver ejemplo en figura 3), tejido cartilaginoso es visible en el centro del callo de fractura en día 10 (zona de cartílago relativa = 30,8%) y el día 14 (zona de cartílago relativa = 29,0%) y disminuye hasta el día 21 después de cirugía (área de cartílago relativa = 10.5%) (Figura 3). Tejido óseo es visible en la periferia del callo de fractura en día 10 (zona ósea relativa = 7.2%), aumenta hasta el día 14 (zona ósea relativa = 15.6%), y cuerpo puente ocurre hasta el día 21 (zona ósea relativa = 45.7%).

En tercer lugar, después de la segmentación de los diferentes tejidos en el callo de fractura usando software de análisis de imagen, se pueden generar imágenes en 3D desde el fémur fracturado y el callo de fractura. En el ejemplo mostrado en la figura 4, un fémur completo analizado en día 26 después de que aparezca la fractura. Corteza madura está marcada en gris, los pernos de cerámica están marcados en amarillo, callo suave del tejido está marcada en verde, tejido cartilaginoso está marcado en rojo y tejido óseo callo está marcado en púrpura.

Figure 1
Figura 1 : Fijador externo con los pernos de montaje cerámica y dispositivo de montaje de MRI. (A) el cuerpo plástico del fijador externo se muestra, así como los cuatro pernos de montaje de cerámica que son compatibles con IRM. Barra de escala: 1 cm. (B) el asistido por computadora dibujo del dispositivo de montaje a la medida para inserción del fijador externo durante las exploraciones de MRI se muestra. El fijador externo en fémur derecho del ratón se inserta en el alivio del dispositivo de montaje. Entonces, el dispositivo está conectado en la bobina principal del cuatro elementos antes de la exploración. Barra de escala: 0,4 cm. (C) ratón colocado en el dispositivo de montaje (azul), unido a la bobina principal 4-elemento (blanco). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 2
Figura 2 : Imagen PD-TSE de un fémur fracturado 3 días después de la cirugía. Una porción central de un fémur fracturado a escanear en día 3 después de la cirugía se muestra. BM: la médula ósea; B: hueso; FX: la brecha fractura. Barra de escala: 0,5 mm. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 3
Figura 3 : Seguimiento longitudinal del desarrollo del callo de fractura utilizando la técnica de MRI. Central rodajas de MRI del fémur fracturado de un ratón escaneadas en (A) día 10 (B) día 14 y (C) día 21 después de la cirugía se muestran. Hyper-intenso tejido cartilaginoso es visible en el centro del callo de fractura en día 10 y 14 y disminuye hasta el día 21 después de la cirugía. Hipo intenso tejido óseo es visible en la periferia del callo de fractura el día 10, aumenta hasta el día 14, y cuerpo tendiendo un puente sobre produce hasta el día 21. BM: la médula ósea; CG: tejido cartilaginoso; B: tejido óseo de. Barra de escala: 0,5 mm. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 4
Figura 4 : Reconstrucción 3D de un fémur fracturado analizan el día 26 después de la cirugía. Corteza madura está marcada en gris, los pernos de cerámica están marcados en amarillo, callo suave del tejido está marcada en verde, tejido cartilaginoso está marcado en rojo y tejido óseo callo está marcado en púrpura. La imagen fue generada usando software de análisis de imagen. Barra de escala: 0,4 mm. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Modificaciones y resolución de problemas:

El objetivo principal de este estudio era describir un protocolo para el uso de un fijador externo de MRI-compatible para la osteotomía del fémur en el ratón con la capacidad para monitorear el desarrollo de tejido de callo longitudinalmente durante el proceso de curación de fractura endocondral. El diseño de un dispositivo de montaje a la medida para la inserción del fijador externo garantiza una posición estandarizada durante los análisis repetidos. Segmentación semiautomática del tejido permite el análisis de las cantidades de tejido fibroso, cartilaginoso y óseo en el callo de fractura. Además, las reconstrucciones 3D de las imágenes de MRI permiten visualización de la fractura endocondral proceso en cada mouse individual de curación.

Pasos críticos dentro del Protocolo:

Los pasos más críticos del procedimiento quirúrgico usando el fixator del external de MRI-compatible son: (1) evitar cualquier daño en el nervio ciático durante la cirugía, de lo contrario el ratón no serán capaces de oso de peso dentro de los 5 días después de la osteotomía y deben ser excluido de su análisis posterior. (2) evitar tensión, compresión o cizallamiento la tensión en el fijador durante el procedimiento de montaje, de lo contrario la brecha de la osteotomía no tendrá un tamaño estandardizado y la forma. Además, asegúrese de montar el fijador paralelo al eje longitudinal del fémur, asegurando una fijación estable de la osteotomía. (3) evitar rebabas de la sierra si usando un alambre gigli Sierra, ya que los va a interferir con la MRI exploración procedimiento.

Los pasos más críticos de la MRI exploración procedimiento son: (1) hacer el seguro para evitar flexión o compresión del fijador durante la inserción y remoción del dispositivo de montaje, esto puede interferir con la cicatrización de la fractura. (2) garantizar el control de la temperatura adecuada durante el procedimiento para mantener la temperatura corporal fisiológica.

Importancia con respecto a los métodos existentes y las limitaciones de la técnica:

Anteriores estudios demostrados resultados prometedores para post mortem MRI en ratones con fracturas articulares14 y en vivo MRI en ratones con intramembranosa-defecto del hueso curativo15. Sin embargo, ambos estudios también declaró contraste de tejido y resolución espacial limitada. Previamente demostramos la factibilidad y exactitud de alta resolución en vivo MRI para el análisis longitudinal de soft callo formación durante el temprano e intermedio fases de fractura en ratones mediante la comparación de la nueva técnica de MRI con la los patrones oro µCT y histomorphometry16. Sin embargo, también encontramos que la resolución espacial de la RM es significativamente menor que la resolución de µCT ex vivo . Esto es una clara limitación de la técnica de MRI en comparación con técnicas de competencia, incluyendo ex vivo , sino también en vivo µCT.

Futuras aplicaciones:

Perspectivas futuras para el uso de MRI durante estudios murinos curación de fractura son: (1) combinación de IRM con el uso de agentes de contraste para medir el flujo sanguíneo a través de la extremidad lesionada. (2) combinación de MRI y PET scans, así como de etiquetado de las células con partículas superparamagnéticas de óxido de hierro para celular trata experimentos17,18,19,20.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

El autor Romano Matthys es un empleado de RISystem AG Davos, Suiza, que produce los implantes e implantar instrumentos específicos utilizados en este artículo. Otros autores tienen intereses financieros que compiten.

Acknowledgments

Agradecemos Sevil Essig, Stefanie Schroth, Verena Fischer, Katja Prystaz, Yvonne Hägele y Anne Subgang excelente soporte técnico. También agradecemos a la Fundación alemana de investigación (CRC1149, INST40/499-1) y la Alemania AO Trauma Fundación para la financiación de este estudio.

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

Medicina número 129 fractura cura fijador externo de la osteotomía MRI de fémur modelo de ratón desarrollo de callo
<em>En Vivo</em> Evaluación del desarrollo del callo de fractura durante la cicatrización ósea en ratones usando un dispositivo de osteosíntesis de MRI-compatible para el fémur de ratón
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