Waiting
Login processing...

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

Medicine

In Vivo Utvärdering av fraktur förhårdnader utveckling under läkning hos möss med en MRI-kompatibel osteosyntes enhet för mus lårbenet

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

Summary

Utvärderingen av vävnad utveckling i den fraktur förhårdnader under endochondral benläkning är nödvändigt att övervaka läkningsprocessen. Här rapporterar vi användning av en magnetisk resonanstomografi (MRT)-kompatibel extern fixeringsanordning för mus lårbenet så att MRI File under ben regenerering i möss.

Abstract

Endochondral frakturläkning är en komplex process som involverar utvecklingen av fibrösa, brosk och bendefekter vävnad i den fraktur förhårdnader. Mängden olika vävnader i förhårdnader ger viktig information om frakturen läka framsteg. Tillgängliga i vivo tekniker längdriktningen bevaka callus vävnad utveckling i prekliniska frakturläkning studier med små djur inkluderar digital radiografi och µCT imaging. Båda teknikerna är dock endast kunna skilja mellan mineraliserade och icke-mineraliserad vävnad. Följaktligen är det omöjligt att diskriminera brosk från fibrös vävnad. Däremot magnetisk resonanstomografi (MRT) visualiserar anatomiska strukturer som bygger på deras vattenhalt och skulle därför kunna identifiera noninvasivt mjuk vävnad och brosk i den fraktur förhårdnader. Här rapporterar vi användning av en MRI-kompatibel extern fixeringsanordning för mus lårbenet att tillåta Magnettomografi under ben förnyelse i möss. Experimenten visade att fixeringsanordning och en skräddarsydd monteringsenheten tillåter repetitiva Magnettomografi, vilket möjliggör längsgående analys av fraktur-callus vävnad utveckling.

Introduction

Sekundära frakturläkning är den vanligaste formen av benläkning. Det är en komplex process som härma specifika aspekter av ontogenic endochondral benbildning1,2,3. Tidig fraktur hematom består huvudsakligen av immunceller, granulering och fibrös vävnad. Låg syrehalt spänning och hög biomekanisk stammar hämma osteoblast differentiering vid fraktur gap, men främjar differentiering av stamceller i kondrocyter4,5,6. Dessa celler börjar att föröka sig på platsen för skadan att bilda en brosk matris ger inledande stabilitet av brutna ben. Under callus mognad, kondrocyter bli hypertrofisk, genomgå apoptos eller trans-differentieras till osteoblaster. Kärlnybildning vid övergångszonen brosk-till-ben ger förhöjd syrehalt, så att bildandet av beniga vävnad7. Efter beniga överbryggande av fraktur klyftan, biomekaniska stabiliteten ökat och osteoklastisk omdaning av den externa fraktur förhårdnader uppstår för att få fysiologiska ben kontur och struktur3. Därför ger belopp av fibrösa, brosk och beniga vävnad i den fraktur förhårdnader viktig information om benet läkningsprocessen. Störd eller fördröjd läkning blir synlig vid förändringar av callus vävnad utveckling både hos människor och möss8,9,10,11. Tillgängliga i vivo tekniker längdriktningen övervaka callus vävnad utveckling i prekliniska fracture healing studier med hjälp av små djur inkluderar digital radiografi och µCT imaging12,13. Båda teknikerna är dock endast kunna diskriminera mellan mineraliserade och icke-mineraliserad vävnad. Däremot MRI ger utmärkt mjukvävnad kontrast och skulle därför kunna identifiera mjuk vävnad och brosk i den fraktur förhårdnader.

Tidigare arbete visade lovande resultat för postmortala MRI i möss med artikulära frakturer14 och i vivo MRI i möss under intramembranous ben-defekt helande15. Båda studierna angav emellertid också begränsad rumslig upplösning och vävnad kontrast. Vi visat tidigare genomförbarheten av högupplösta i vivo MRI för längsgående bedömning av mjuk förhårdnader bildas under murina endochondral fracture healing16. Här rapporterar vi protokollet för att använda en MRI-kompatibel extern fixeringsanordning för lårbenet osteotomi i möss för att övervaka callus vävnad utveckling längdriktningen under den endochondral fraktur läkningsprocessen. Utformningen av en skräddarsydd monteringsenheten för insättning av den extern fixeringsanordning garanteras en standardiserad position under upprepade skanningar.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

alla djur experiment följt internationella föreskrifter för skötsel och användning av laboratoriedjur och godkändes av de regionala tillsynsmyndigheterna (nr 1250, Regierungspräsidium Tübingen, Tyskland). Alla möss bibehölls i grupper om två till fem djur per bur på en 14-h ljus, 10-h mörka dygnsrytmen med vatten och mat enligt ad libitum.

1. beredning av kirurgiska Material och förbehandling av möss

  1. Sterilize alla kirurgiska material. Använda en autoklav temperatur 120-135 ° c i 20-30 min av steriliseringstiden.
  2. Köp C57BL/6 möss eller möss från en annan stam som är mellan 19-35 g kroppsvikt. Följ lämpliga djurvård och experimentella protokoll i enlighet med nationella riktlinjer som är godkänd av prövaren ' s djur institutionsvård och användning kommittén. Minst 7 dagars acklimatisering period innan du startar proceduren.
  3. Ge smärtlindring till alla möss via dricksvattnet en dag innan operationen till den tredje postoperativa dagen.

2. Kirurgiska förfarandet och tillämpningen av den extern fixeringsanordning

  1. plats med musen i ett rör preloaded med 5-7% isofluran och 60 mL/min syre. Efter förlusten av posturala reflexer, ta bort musen från anestesi induktion röret och underhåll av anestesi via en inandning mask som ger 1-3% isofluran och 60 mL/min syre.
    1. Övervaka andningen mönster och hind paw reflex under anestesi. Se till att andningen är runt 100 cykler/min och hind tass reflexen är frånvarande.
      ​ Obs: mängden gas som behövs beror på ålder, kön, kroppsvikt och stam av musen.
  2. Före operation, injicera musen med en engångsdos antibiotika subkutant (klindamycin, 45 mg/kg). Dessutom för underhåll av den fysiologiska vätskebalansen, injicera musen med en subkutan vätska depot 500 µL koksaltlösning (0,9% NaCl).
  3. Att förebygga korneal torkning, gäller ögonsalva mus ögon. Placera musen på en värmeplattan vid 37 ° C under anestesi och kirurgiska ingrepp att upprätthålla fysiologiska kroppstemperatur.
  4. Ta bort pälsen från den högra bakbenen och skrubba det kirurgiska området med ett alkoholbaserade desinfektionsmedel. Täcka höger bakben tass med en liten del av en steril handske att undvika osterila områden. Desinficera den högra bakbenen tre gånger. Placera en steril draperi över hela musen förutom kirurgiska området.
  5. Incisionsfilm huden ungefär 1 cm längdriktningen längs den främre sidan av högra lårbenet med en skalpell. Separat rakt på sak den m. biceps femoris och m. vastus lateralis med micro sax och pincett. Skär den sena ursprung sidan vid den lårben trochanter med en mikro sax att ge gratis tillgång till den anterolaterala delen av benet. Kontrollera att ischiasnerven bevaras.
  6. Position på extern fixeringsanordning (axiell stelhet 3 N/mm, figur 1 A) parallellt med lårbenet. Manuellt borra borrhålen genom cortex med en 0,45 mm borr och placera den keramiska montering pins i borrhålen. Börja med den mest proximala pin, följt av den mest distala pin, och två stiften emellan.
    1. Kontrollera att det finns ingen spänning, komprimering eller skjuvspänningen på fixeringsanordning under förfarandet för montering, annars uppnådda osteotomi klyftan inte kommer att räcka på grund av avslappning av fixeringsanordning.
  7. Fukta på benet med en liten mängd steril NaCl att undvika uttorkning under förfarandet för sågning.
  8. Skapa en 0,4 mm osteotomi genom hela benet mellan de två inre stiften med en 0,4 mm gigli tråd såg.
    Obs: Eventuellt en oscillerande micro såg kan användas att skapa osteotomin. Se till att undvika eventuella metallspån från sågen på området osteotomi.
  9. Spola osteotomi klyftan noggrant med 2 mL steril NaCl att ta bort ben marker mellan de två brutna cortices.
  10. Anpassa musklerna med hjälp av en kontinuerlig sutur med en resorberbar sutur (se Tabell för material). Anpassa sedan huden med hjälp av avbrutna icke-resorberbara suturer (se Tabell för material). För att undvika sår bita, placera inte suturen på den kraniella delen av såret.
    Obs: Använd inte huden lim eller klipp eftersom möss brukar ta bort det från den sår som orsakar ytterligare skador på huden.
  11. Rengör kirurgiska området med ett desinfektionsmedel och Placera musen i dess bur. Monitor musen och leverans tillräcklig värme (t.ex. genom infrarött ljus) tills den är helt vaken. övervaka vatten, födointag och kroppsvikt efter operationen till Se till att djuret inte är i smärta och ångest. Ge smärtlindring till alla möss via dricksvattnet till den tredje postoperativa dagen.
    Obs: Möss kan inrymmas i upp till fyra djurgrupper.
  12. Övervaka musen ' s aktivitet på dagar 1 till 5 efter operationen. Under denna tid, bör musen bära vikt på det opererade lem. Annars musen måste undantas från ytterligare analys.

3. MRI förfarande och bildanalys

  1. före MRI scanning förfarande, bedöva musen enligt protokollet i steg 2.1 och 2.3, och hålla andningsfrekvensen runt 100 cykler/min. infoga den extern fixeringsanordning vid den högra bakbenen av den musen försiktigt in en anpassad enhet ( figur 1 B, C).
    1. Se till att undvika bockning eller kompression av fixeringsanordning under detta steg eftersom detta kan störa frakturläkning.
      Obs: Magnettomografi kan utföras så tidigt som 3 dagar efter operation, beroende på djurens vård och experimentprotokoll.
  2. Placera musen på en kontrollerad temperatur vagga för införsel till MRI enheten. Fästa monteringsenheten stelt till fyra element huvud spolen.
  3. Förvärva MRI data med hjälp av en dedikerad hög-fältet små djur MRI-systemet som på 11,7 T.
    ​ Obs: The MRI data förvärv geometri är i linje med lårbenet ben, ortogonalt till skruvarna.
    1. Förvärva data genom att tillämpa en proton densitet fett-undertryckta flera segment TSE sekvens (PD-TSE) med hjälp av förvärvet parametrar: echo/upprepning tid TE = 5,8 ms/TR = 2 500 ms, resolution Δr = 52 × 52 × 350 µm³, fält-of-view (FOV) = 20 × 20 mm² och bandbredd Δω = 150 KHz.
    2. Obs: 22 skivor totalt förvärv är 36 min.
  4. Öppna förvärvade data med bild analys programvara. Ange en voxel storlek som 0,05 x 0,05 x 0,35 mm 3. Segmentera olika vävnader i den fraktur förhårdnader (ben, brosk, fibrös vävnad/benmärg) baserat på deras intensitet med halvautomatisk tröskelvärde enligt följande.
    1. Klicka på den " redigera nya etikettfältet ", klicka på " lägga till Material ", och byta namn på materialet som " callus ". Särskilja området förhårdnader från omgivande vävnader baserat på hypo-intensiv signal från periostet med den " Lasso " verktyget.
    2. Klicka " lägga till material ". Klicka på " lägga till Material " och Byt namn på materialet till " brosk ". Segmentera brosk med hjälp av den " tröskel " verktyg och " Välj endast aktuellt material " från " callus ". Klicka på " brosk " och " lägga till material ". Upprepa stegen med " ben " och " benmärg/fibrös vävnad ".
  5. Generera 3D rekonstruktioner av de brutna lårben baserat på vävnad segmentering data med hjälp av bild analys programvara. Klicka på " generera yta ", tillämpa " ingen " för " Smoothing typ " och klicka på " yta se ".
    Obs: Mycket liten, hyper-intensiva områden som omger svDS av de splittrade cortices sannolikt är artefakter på grund av övergången från beniga till mjuk vävnad. Dessa områden bör undantas från ytterligare analys. Hyper-intensiva områden i mitten frakturen callus under den endochondral fasen av fracture healing representerar brosk vävnaden. Hypo-intensiva områden på den fraktur förhårdnader distala från osteotomi klyftan på fasen endochondral benbildning och områden med samma intensitet under hela den hela fraktur förhårdnader på senare healing faser utgör nybildade beniga callus vävnad. Även om dessa områden har en hypo-intensiv signal, är signal intensiteten från mogna ben (cortex) ännu lägre. Efter tröskelvärde signal intensiteten för beniga vävnad och brosk vävnaden i den fraktur förhårdnader, markera den återstående vävnaden som benmärg och fibrös vävnad. Värden för vävnad segmentering är: beniga vävnad (inklusive mogen cortex, trabekulärt ben och beniga callus vävnad) är segmenterad inom spänna av 1-3.3 (normaliserade signalintensitet mogen cortex), benmärg/fibrös vävnad inom spänna av 3,4-5.4, och benigt callus vävnad inom spänna av 5,5-6.2.
  6. Om det behövs, upprepa MRI scan längdriktningen under frakturen läkningsprocessen. Att övervaka brosk förhårdnader utveckling, skanna mössen på dagar 10, 14 och 21 efter kirurgi.
    Obs: Tidpunkter kan bero på djurvård och experimentella protokoll.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Första kan framgången för det kirurgiska ingreppet bekräftas genom analys av de Magnettomografi (se exempel i figur 2). Alla fyra stiften ska placeras i mitten av femorala axeln. Storleken på osteotomi mellanrummet ska vara mellan 0,3-0,5 mm. Om storleken på osteotomi gapet varierar kraftigt från dessa värden, bör musen undantas från ytterligare analys.

För det andra, utvärdering av längsgående skanningar under frakturen läkningsprocessen i samma djur ger information om callus vävnad utveckling. Om möss skannas på dag 10, 14 och 21 (se exempel i figur 3), brosk vävnaden syns i mitten av den fraktur förhårdnader på dag 10 (relativa brosk område = 30,8%) och dag 14 (relativa brosk område = 29,0%), och minskar tills dag 21 efter kirurgi (relativa brosk område = 10,5%) (Figur 3). Beniga vävnad syns på peripheryen av den fraktur förhårdnader på dag 10 (relativa ben område = 7,2%), ökar fram till dag 14 (relativa ben område = 15,6%), och kroppen bryggning sker tills dag 21 (relativa ben område = 45,7%).

För det tredje, efter segmentering av olika vävnader i den fraktur förhårdnader med bild analys programvara, 3D-bilder från det brutna lårbenet och den fraktur förhårdnader kan genereras. I exemplet som visas i figur 4skannade en hela lårbenet på dag 26 efter fraktur visas. Mogen cortex markeras i grått, keramiska stiften är markerade med gult, förhårdnader mjukvävnad markeras i grönt, broskvävnad markeras i rött och callus beniga vävnad är markerade i lila.

Figure 1
Figur 1 : Extern fixeringsanordning med keramiska montering stift och MRI monteringsenheten. (A), plast kroppen av den extern fixeringsanordning visas samt de fyra keramiska montering stiften som är kompatibla med Magnettomografi. Skalstapeln: 1 cm. (B) den datorstödd ritning av skräddarsydda monteringsenheten för införande av den extern fixeringsanordning under Magnettomografi visas. Den extern fixeringsanordning på högra lårbenet musen infogas i lindring av monteringsenheten. Då är enheten ansluten på fyra element huvud spolen före skanning. Skalstapeln: 0,4 cm. (C) musen placeras i monteringsenheten (blått), bifogas 4-element huvud spolen (vit). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 2
Figur 2 : PD-TSE MRI bild av ett brutna lårben 3 dagar efter operationen. En central bit av ett brutna lårben skannade på dag 3 efter kirurgi visas. BM: benmärg; B: Ben; FX: fraktur gap. Skalstapeln: 0,5 mm. vänligen klicka här för att visa en större version av denna siffra.

Figure 3
Figur 3 : Longitudinell uppföljning av fraktur förhårdnader med MRI teknik. En mus skannade på (A) dag 10, (B) dag 14 och (C) dag 21 efter kirurgi visas centrala skivor MRI från det brutna lårbenet. Hyper-intensiv brosk vävnaden syns i mitten av den fraktur förhårdnader på dag 10 och dag 14 och minskar tills dag 21 efter operation. Hypo-intensiv beniga vävnad syns på peripheryen av den fraktur förhårdnader på dag 10, ökar fram till dag 14, och kroppen bryggning sker tills dag 21. BM: benmärg; CG: brosk vävnaden; B: beniga vävnad. Skalstapeln: 0,5 mm. vänligen klicka här för att visa en större version av denna siffra.

Figure 4
Figur 4 : 3D rekonstruktion från ett brutna lårben skannade på dag 26 efter operationen. Mogen cortex markeras i grått, keramiska stiften är markerade med gult, förhårdnader mjukvävnad markeras i grönt, broskvävnad markeras i rött och callus beniga vävnad är markerade i lila. Bilden skapades med bild analys programvara. Skalstapeln: 0,4 mm. vänligen klicka här för att visa en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Modifieringar och felsökning:

Det huvudsakliga målet med denna studie var att beskriva ett protokoll för att använda av en MRI-kompatibel extern fixeringsanordning för lårbenet osteotomi i musen med möjlighet att övervaka callus vävnad utveckling längdriktningen under endochondral frakturläkning processen. Utformningen av en skräddarsydd monteringsenheten för insättning av den extern fixeringsanordning garanteras en standardiserad position under upprepade skanningar. Halvautomatiska vävnad segmentering kan analysen av belopp av fibrösa, brosk och beniga vävnad i den fraktur förhårdnader. Dessutom tillåter 3D rekonstruktioner av MRI bilderna visualisering av den endochondral fraktur läkningsprocessen i varje individuell mus.

Kritiska steg i protokollet:

De mest kritiska steg det kirurgiska ingreppets med hjälp av MRI-kompatibel extern fixeringsanordning är: (1) Undvik skada på ischiasnerven under operationen, annars musen kommer inte att kunna vikt björnen inom 5 dagar efter osteotomin och måste undantas från ytterligare analys. (2) Undvik spänning, komprimering eller skjuvning stress på fixeringsanordning under förfarandet för montering, annars osteotomi klyftan inte kommer att ha en standardiserad storlek och form. Dessutom se till att montera den fixeringsanordning parallellt med den längsgående axeln av lårbenet, att säkerställa en stabil fixering av osteotomin. (3) Undvik metallspån från sågen om använder en gigli tråd såg, eftersom de kommer att störa MRI scanning förfarande.

De mest kritiska steg av MRI scanning förfarande är: (1) se till att undvika bockning eller kompression av fixeringsanordning under införande och avlägsnande av monteringsenheten eftersom detta kan störa frakturläkning. (2) säkerställa korrekt temperaturkontroll under förfarandet skanning för att upprätthålla fysiologiska kroppstemperatur.

Betydelse med avseende på befintliga metoder och begränsningar av tekniken:

Tidigare studier som visade lovande resultat för efter slakt MRT i möss med artikulära frakturer14 och i vivo MRI i möss med intramembranous ben-defekt helande15. Båda studierna angav emellertid också begränsad rumslig upplösning och vävnad kontrast. Vi visat tidigare genomförbarheten och noggrannhet av högupplösta i vivo MRI för längsgående analys av mjuk callus bildandet under den tidiga och mellanliggande faser av fracture healing hos möss genom att jämföra den nya Mr-tekniken med den guld standarderna µCT och histomorphometry16. Men fann vi också att den rumsliga upplösningen i MRI är betydligt lägre än upplösningen av ex vivo µCT. Detta är en tydlig begränsning av MRI teknik jämfört med konkurrerande tekniker, inklusive ex vivo , men också i vivo µCT.

Framtida tillämpningar:

Framtidsutsikter för användning av MRI under murina frakturläkning studier är: (1) kombination av Magnettomografi med användning av kontrastmedel att mäta blodflödet genom den skada extremiteten. (2) kombination av MRI och PET File, samt märkning av celler med superparamagnetiska partiklar av järnoxid för cell människohandel experiment17,18,19,20.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författaren Romano Matthys är anställd av RISystem AG Davos, Schweiz som producerar implantaten och implantat specifika instrument som används i denna artikel. Alla andra författare har inga konkurrerande finansiella intressen.

Acknowledgments

Vi tackar Sevil Essig, Stefanie Schroth, Verena Fischer, Katja Prystaz, Yvonne Hägele och Anne Subgang för utmärkt teknisk support. Vi tackar också den tyska forskningsfondens (CRC1149, INST40/499-1) och AO Trauma Foundation Tyskland för finansiering av denna studie.

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

Medicin fråga 129 Fracture healing lårbenet osteotomi MRI extern fixeringsanordning musmodell förhårdnader utveckling
<em>In Vivo</em> Utvärdering av fraktur förhårdnader utveckling under läkning hos möss med en MRI-kompatibel osteosyntes enhet för mus lårbenet
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