Waiting
Login processing...

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

Medicine

Vivo Fare uyluk için bir MRI uyumlu Osteosentez aygıtı kullanma farelerde kemik iyileşme sırasında kırık Kallus gelişimi değerlendirme

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

Summary

Endochondral kemik iyileşme sırasında kırık Kallus dokusu geliştirme değerlendirilmesi iyileşme süreci izlemek için önemlidir. Burada, bir manyetik rezonans görüntüleme (MRG) kullanımı raporu-uyumlu eksternal fiksatör fare uyluk için MRG izin farelerde kemik rejenerasyon sırasında tarar.

Abstract

Endochondral kırık iyileşmesi fibröz kıkırdak ve kemik dokusunda kırık Kallus gelişimi içeren karmaşık bir işlemdir. Kallus farklı dokularda miktarda ilerleme şifa kırık önemli bilgiler sağlar. Dijital Radyografi ve µCT görüntüleme boyuna preklinik kırık iyileşmesi çalışmalar küçük hayvanlar kullanarak Kallus dokusu gelişiminde izlemek için kullanılabilir vivo içinde teknikleri içerir. Ancak, her iki teknikleri sadece mineralize ve mineralize olmayan doku arasında ayırt edebiliyoruz. Sonuç olarak, kıkırdak fibröz doku ayırt etmek mümkün değildir. Buna ek olarak, manyetik rezonans görüntüleme (MRG) su içeriğine göre anatomik yapıları görüntüler ve bu nedenle Noninvazif yumuşak doku ve kıkırdak içinde kırık Kallus tanımlamak mümkün olabilir. Burada, Mr uyumlu fare uyluk için fiksatör MRI taramaları farelerde kemik yeniden oluşturma işlemi sırasında izin vermek için dış kullanımı raporu Deneyler fiksatör ve ısmarlama montaj aygıt tekrarlayan MRI taramaları, böylece kırık-Kallus dokusu gelişimin boyuna analizi etkinleştirmek izin gösterdi.

Introduction

İkincil kırık iyileşmesi kemik iyileşme en yaygın şeklidir. Ontogenic endochondral ossifikasyon1,2,3, belirli özellikleriyle taklit karmaşık bir süreçtir. Erken kırık hematom ağırlıklı olarak bağışıklık hücreleri, granülasyon ve fibröz doku oluşur. Düşük oksijen gerilim ve yüksek biyomekanik suşları osteoblast farklılaşma kırık boşluğu, engel ama progenitör hücre farklılaşma kondrosit4,5,6içine teşvik. Bu hücreler kırık kemiğin ilk istikrar sağlayan bir kıkırdak matris oluşturmak için yaralanma sitesinde çoğalırlar başlar. Kallus olgunlaşma sırasında kondrosit Hipertrofik, haline geçmesi apoptosis veya trans-dokusunu ayırt etmek. Neovaskülarizasyon kıkırdak-kemik geçiş bölgesi, yüksek oksijen düzeyleri, kemik doku7oluşumunu sağlayarak verir. Kemik kırığı köprü sonra daha biyomekanik istikrarlı ve fizyolojik kemik kontur ve yapısı3kazanmak için sebep harici kırığı Kallus remodeling oluşur. Bu nedenle, kırık Kallus fibröz kıkırdak ve kemik dokusunda miktarda kemik iyileşme süreci hakkında önemli bilgiler sağlar. Rahatsız veya gecikmeli şifa değişiklikler Kallus dokusu gelişme hem insanlar ve fareler8,9,10,11tarafından görünür hale gelir. Dijital Radyografi ve12,13görüntüleme µCT boyuna preklinik kırık küçük hayvanlar kullanarak çalışmalar şifa Nasırlaşma doku gelişiminde izlemek için kullanılabilir vivo içinde teknikleri içerir. Ancak, her iki teknikleri sadece mineralize ve mineralize olmayan doku arasında ayırımcılık edebiliyoruz. Buna ek olarak, Mr mükemmel yumuşak doku kontrast sağlar ve bu nedenle yumuşak doku ve kıkırdak içinde kırık Kallus tanımlamak mümkün olabilir.

Önceki çalışma Intramembranous kemik-kusur şifa15sırasında farelerde post mortem MRI farelerde ile eklem kırıkları14 ve in vivo MRI için umut verici sonuçlar gösterdi. Bununla birlikte, her iki çalışmaları da sınırlı uzamsal çözünürlük ve doku kontrast belirtti. Biz daha önce yüksek çözünürlüklü vivo içinde Mr16şifa fare endochondral kırık sırasında yumuşak Kallus oluşumu boyuna değerlendirmesi için fizibilite gösterdi. Burada, Kallus dokusu geliştirme boyuna endochondral kırık iyileşme süreci sırasında izlemek için uyluk osteotomi farelerde için bir MRI uyumlu eksternal fiksatör kullanarak için protokol raporu. Eksternal fiksatör yerleştirilmesi için özel montaj aygıtının tasarım standart bir pozisyon tekrarlanan taramalar sırasında sağlamıştır.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

tüm hayvan deneyleri için bakım ve kullanım laboratuvar hayvanlarının uluslararası düzenlemelere uyulması ve bölgesel düzenleyici otoriteler tarafından (No 1250, Regierungspräsidium Tübingen, Almanya) kabul edildi. Bütün fareler yapılmaktadır 14-h ateşin üzerinde kafes başına iki ila beş hayvanların gruplarındaki 10-h karanlık sirkadiyen ritim su ve yiyecek ile sağlanan ad libitum.

1. cerrahi malzeme ve farelerin ön arıtma hazırlanması

  1. Sterilize tüm cerrahi malzeme. 120-135 ° C bir ısıyla sıcaklık sterilizasyon zaman için 20-30 dk kullanın.
  2. Satınalma C57BL/6 fare veya başka bir zorlanma arasında 19-35 g vücut ağırlığı olan fareler. Uygun hayvan bakımı ve araştırmacı tarafından onaylanmış Ulusal kurallara uygun olarak deneysel iletişim kuralları izleyin ' s kurumsal hayvan bakım ve kullanım Komitesi. 7 gün iklimlendirme süre yordamına başlamadan önce en az izin.
  3. Bir gün önce ameliyat üçüncü ameliyat sonrası güne kadar içme suyu ile tüm fareler analjezi sağlamak.

2. Cerrahi prosedür ve eksternal fiksatör uygulaması

  1. bir tüp içine fare preloaded 5-%7 isoflurane ve 60 mL/dak oksijen ile yer. Postürel refleks kaybı sonra fareyi anestezi indüksiyon tüpünden kaldırmak ve % 1-3 isoflurane ve 60 mL/dak oksijen sağlayan bir solunum maskesi ile anestezi korumak. Anestezi sırasında
    1. monitör nefes desen ve hind pençe refleks. Solunum hızı yaklaşık 100 devir/dk ve arka pençe refleks yoktur olun.
      ​ Not: yaş, cinsiyet, vücut ağırlığı ve zorlanma fare üzerinde gerekli gaz miktarını bağlıdır.
  2. Ameliyat öncesi, fareyi tek doz antibiyotik subkutan enjekte (Klindamisin, 45 mg/kg). Ayrıca, fizyolojik sıvı dengesi bakımı için fareyi 500 µL serum fizyolojik bir subkutan sıvı depo ile enjekte (% 0.9 NaCl).
  3. Kornea önlemek için
  4. kurutma, göz merhem fare gözler için geçerlidir. Anestezi sırasında bir ısıtma yüzeyi 37 ° C'de fare yerleştirin ve fizyolojik korumak için cerrahi müdahale vücut sıcaklığı.
  5. Kürk sağ arka bacak kaldırma ve cerrahi alan bir alkol bazlı dezenfektan ile fırçalayın. Sağ arka pençe ile hayır alanları önlemek için steril eldiven küçük bir bölümünü kapsar. Sağ arka bacak üç kez dezenfekte. Steril örtü cerrahi alan hariç tüm fare yerleştirin.
  6. Cilt yaklaşık 1 cm boyuna bir neşter ile sağ uyluk ön tarafındaki deşmek. Açık açık m. pazı kemiği ve m. vastus kasılmasına mikro makas ve Forseps ile ayırın. Ücretsiz kemiğin anterolateral parçası erişmesine izin vermek için mikro makas ile uyluk trochanter, tendon kökenli yan kesti. Siyatik sinir korunur emin olun.
  7. Eksternal fiksatör (3 N/mm, şekil 1 A eksenel sertlik) uyluk için paralel getirin. El ile 0,45 mm matkap ile korteks ile sondaj matkap ve iğne sondaj montaj seramik yer. En distal pim, ardından en proksimal PIN ve iki iğne ile arasında başlar.
    1. Hiçbir gerginlik, sıkıştırma veya yamultma stres fiksatör montaj prosedürü sırasında aksi takdirde elde osteotomi boşluğu fiksatör gevşeme nedeniyle yeterli olmayacaktır emin olun.
  8. Steril NaCl kesim işlemi sırasında kurutma önlemek için küçük bir miktar ile kemik nemlendirmek.
  9. Oluşturmak 0.4 mm gigli tel testere kullanarak iki iç iğne arasındaki bütün kemik üzerinden 0,4 mm osteotomi.
    Not: İsteğe bağlı olarak, salınan bir mikrop saw osteotomi oluşturmak için kullanılabilir. Herhangi bir metal cips osteotomi alanda testere gelen önlemek emin olun.
  10. Osteotomi boşluğu dikkatle 2 mL kemik parçası getirdi iki kırık cortices arasında kaldırmak için steril NaCl ile flush.
  11. Uyum kasları tekrar Emilebilen dikiş ile sürekli dikiş kullanarak (Tablo malzemeleri görmek). Sonra cilt kesintiye uğramış-tekrar Emilebilen dikiş (Tablo malzemeleri görmek) kullanarak uyum. Yara ısırma önlemek için dikiş yara kafatası kısmında koymayın.
    Not: deri yapıştırıcı kullanın veya fareler genellikle yara neden kaldırmak bu yana klipleri daha fazla zarar cilde.
  12. Cerrahi alan bir dezenfektan ile temiz ve fareyi onun kafes. monitör fare yerleştirin ve tedarik yeterli ısı (örneğin kızılötesi ışık tarafından) bu kadar tam olarak uyanık. izlemek su, gıda alımı ve vücut ağırlığı için ameliyattan sonra Hayvan acı ve sıkıntı içinde olmadığından emin olun. Üçüncü ameliyat sonrası güne kadar içme suyu ile tüm fareler analjezi sağlamak.
    Not: Fareler dört hayvan gruplarında yer alan.
  13. İzlemek fare ' ameliyat sonrası 1-5 gün faaliyete s. O zaman ders sırasında fare ağırlık işletilen bacak üzerinde ayı olmalıdır. Aksi takdirde, fare daha fazla analiz dışlanması gerekir.

3. MRI yordam ve görüntü analizi

  1. önceki yordamı, tarama MRG için fareyi adım 2.1 ve 2.3 protokolüne göre uyuşturan ve solunum hızı 100 civarında tutmak devir/dak. doğru arka bacak eksternal fiksatör Ekle fare dikkatle içine bir ısmarlama montaj aygıt ( şekil 1 B, C).
    1. Bu kırık iyileşmesi ile girişime neden olabilir beri bükme veya fiksatör sıkıştırma bu adımı sırasında önlemek emin olun.
      Not: MRI taramaları gibi erken 3 gün sonra cerrahi, hayvan bakımı ve deneysel protokol bağlı olarak yapılabilir.
  2. Bir sıcaklık kontrollü beşik için giriş içine MRI aygıt üzerinde fareyi getirin. Montaj aygıtlarını katı dört elemanlı baş bobinine bağlamak.
  3. 11.7 T. çalışan özel bir yüksek-alan küçük hayvan MRI sistemi kullanarak elde MRG veri
    ​ Not: MRG veri edinme geometri uyluk kemiği, uygun vidaları ile uyumlu. Bir proton-yoğunluk yağ bastırılmış çok dilim TSE sıra (PD-TSE) uygulayarak
    1. edinme veri toplama parametrelerini kullanarak: yankı/tekrarlama saat TE 5.8 ms/TR = 2500 ms, çözünürlük Δr = 52 × 52 × 350 µm³, görüş alanı (FOV) = = 20 × 20 mm ² ve bant genişliği Δω = 150 KHz.
    2. Not: 36 dk. 22 dilimleri toplam edinme zamanı
  4. Elde edilen veri görüntü analiz yazılımı ile açın. 0.05 0.05 0.35 mm 3 x x olarak Voksel boyutu girin. Aşağıdaki gibi onların şiddette, yarı otomatik eşik dayalı kırık Kallus (kemik, kıkırdak, fibröz doku/kemik iliği) farklı dokularda kesiminde.
    1. Tıklayın " yeni etiket alanı Düzenle ",'ı tıklatın " malzeme eklemek " ve malzeme için yeniden adlandırmak " Nasıra ". Kallus alan kapaklarini kullanarak hipo-yoğun sinyal temel çevre dokular ayırmak " Kement " aracı.
    2. Tıklama " malzeme eklemek ". ' I tıklatın " malzeme eklemek " ve malzeme için yeniden adlandırmak " kıkırdak ". Kıkırdak kullanarak segment " eşik " aracı ve " sadece geçerli malzeme seçin " üzerinden " Nasıra ". ' I tıklatın " kıkırdak " ve " malzeme eklemek ". Bu adımları yineleyin " kemik " ve " kemik iliği/fibröz doku ".
  5. Görüntü analiz yazılımı kullanarak doku segmentasyon verilere göre kırık uyluk 3B rekonstrüksiyonlar oluşturmak. ' I tıklatın " yüzey oluşturmak ", uygulamak " hiç " için " yumuşatma türü " ve'ı tıklatın " yüzey görünümü ".
    Not: tr çevreleyen çok küçük, hiper-yoğun alanlarkırık cortices DS eserler kemikli yumuşak doku geçiş nedeniyle olması muhtemeldir. Bu alanlarda daha fazla analiz dışlanmaları gerekir. Kırık ortasında Hyper-yoğun alanlarda temsil kıkırdak doku şifa kırık endochondral aşamasında Nasıra. Osteotomi boşluğu endochondral ossifikasyon faz üzerinden distal kırık Kallus hipo-yoğun alanlarda ve alanları daha sonra aşamaları şifa, bütün kırık Kallus boyunca aynı yoğunluğu ile yeni kurulan kemik Kallus dokusu temsil eder. Her ne kadar bu alanlarda hipo-yoğun bir sinyal, olgun kemik (korteks) üzerinden sinyal şiddeti daha düşük olduğunu. Eşik sonra sinyal yoğunluğu kemik doku ve kırık Kallus kıkırdak doku, kemik iliği olarak kalan doku ve fibröz doku işaretleyin. Doku bölümleme değerleri: kemik doku (olgun korteks, Trabeküler kemik ve kemik Kallus dokusu dahil) 3.4-5,4, menzili içinde kemik iliği/fibröz doku 1-3.3 (olgun korteks için normalleştirilmiş sinyal yoğunluğu), Aralık içinde parçalara ve kıkırdak Kallus dokusu 5.5-6,2 aralığında.
  6. Gerekirse, MRI tarama boyuna süreci şifa kırık sırasında yineleyin. Kıkırdak Kallus gelişimi izlemek için 10, 14 ve 21 gün ameliyat sonrası fareler tarama.
    Not: Zaman Puan hayvan bakımı ve deneysel iletişim kuralına bağlı olabilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

İlk olarak, cerrahi işlem başarısı analizi ( Şekil 2' deki örneğe bakın) MRI taramaları tarafından onaylanabilir. Tüm dört iğne ortasında femur şaft yerleştirilmemesi gerekir. Osteotomi boşluk boyutu 0.3-0.5 arasında olmalıdır mm. Osteotomi boşluk boyutunu büyük ölçüde bu değerler değişiyorsa, fare daha fazla analiz çıkarılmalıdır.

İkinci olarak, boyuna taramaları değerlendirme sırasında aynı hayvan sürecinde şifa kırık Kallus dokusu geliştirme hakkında bilgi sağlar. Fareler günde 10, 14 ve 21 (bkz şekil 3örnekte) taranır, kıkırdak doku 10 günde kırık Kallus ortasında görünür ise (göreli kıkırdak alanı = % 30.8) ve gün 14 (göreli kıkırdak alanı = %29.0) ve sonra 21 güne kadar azalır cerrahi (göreli kıkırdak alanı = %10,5) (Şekil 3). Kemik doku görünür kırık Kallus çevre günü 10 (göreli kemik alan = %7,2), gün 14 kadar artar (göreli kemik alan = %15,6), ve vücut köprüleme 21 güne kadar oluşur (göreli kemik alan %45.7 =).

Üçüncü olarak, görüntü analiz yazılımı kullanarak kırık Kallus farklı dokularda ayrılmasını sonra kırık uyluk ve kırık Kallus 3D görüntüleri oluşturulabilir. Kırık görüntülendikten sonra şekil 4' te gösterilen örnekte, bütün bir uyluk kemiği üzerinde gün 26 inceden inceye gözden geçirmek. Olgun korteks gri renkle işaretlenir, seramik pimleri Sarı renkle işaretlenir, Kallus yumuşak doku yeşil işaretlenir, kıkırdak doku kırmızıyla işaretlenen ve Nasırlaşma kemik doku mor olarak işaretlenir.

Figure 1
Resim 1 : Seramik montaj pimleri ve MRI montaj aygıt ile eksternal fiksatör. (A) eksternal fiksatör plastik gövdeli MRI taramaları için uyumlu dört seramik montaj pimleri yanı sıra gösterilir. Ölçek çubuğu: 1 cm. (eksternal fiksatör ekleme sırasında MRI taramaları gösterildiği için bilgisayar destekli özel montaj cihaz çizimB). Fareyi sağ uyluk, eksternal fiksatör montaj aygıt rahatlama eklenir. Sonra tarama önce dört elemanlı baş bobin üzerinde aygıt takılı. Ölçek çubuğu: 0.4 cm. (C) fare yerleştirilen montaj cihazda (mavi), 4-eleman kafa bobin (beyaz) bağlı. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 2
Resim 2 : Kırık uyluk ameliyat sonrası 3 gün PD-TSE MRG görüntüsü. Bir kırık kalça kemiği ameliyatı gösterilir sonra üzerinde 3 gün inceden inceye gözden geçirmek merkezi bir dilim. BM: kemik iliği; B: kemik; FX: kırık boşluk. Ölçek çubuğu: 0.5 mm. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 3
Şekil 3 : Boyuna Mr tekniği kullanarak kırık Kallus gelişimi izleme. Merkezi MRI dilim kırık uyluk gelen bir fare(a)taranan gün 10, (B) gün 14 ve (C) gün sonra bu ameliyat 21. Hyper-yoğun kıkırdak doku 10 gün ve gün 14 kırık Kallus ortasında görünür ve ameliyat sonrası 21 güne kadar azalır. Hipo-yoğun kemik doku kırık Kallus çevre günde 10, 14, güne kadar artar görünür ve vücut köprüleme 21 güne kadar gerçekleşir. BM: kemik iliği; CG: kıkırdak doku; B: kemik dokusu. Ölçek çubuğu: 0.5 mm. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 4
Şekil 4 : Bir kırık uyluk dan 3D imar inceden inceye gözden geçirmek gün 26 ameliyat sonrası. Olgun korteks gri renkle işaretlenir, seramik pimleri Sarı renkle işaretlenir, Kallus yumuşak doku yeşil işaretlenir, kıkırdak doku kırmızıyla işaretlenen ve Nasırlaşma kemik doku mor olarak işaretlenir. Görüntü görüntü analiz yazılımı kullanılarak oluşturulan. Ölçek çubuğu: 0.4 mm. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Değişiklikler ve sorun giderme:

Kallus dokusu geliştirme boyuna endochondral kırık iyileşmesi işlemi sırasında izleme olanağı ile uyluk osteotomi fare için bir MRI uyumlu eksternal fiksatör ile kullanmak için bir iletişim kuralı tanımlamak için bu çalışmanın ana hedefi oldu. Eksternal fiksatör yerleştirilmesi için özel montaj aygıtının tasarım standart bir pozisyon tekrarlanan taramalar sırasında sağlamıştır. Yarı otomatik doku segmentasyon kırık Kallus fibröz kıkırdak ve kemik dokusunda miktarda analiz sağlar. Ayrıca, MRI görüntüleri 3D rekonstrüksiyonlar bireysel her fare sürecinde şifa endochondral kırık görselleştirme sağlar.

Protokol içindeki kritik adımlar:

Mr uyumlu eksternal fiksatör kullanarak cerrahi işlem en kritik adımlar şunlardır: (1) kaçının herhangi bir zarar için siyatik sinir ameliyat sırasında aksi takdirde fare osteotomi sonra 5 gün içinde ağırlık ayı için mümkün olmayacaktır ve üzerinden dışlanması gerekir daha fazla çözümleme. (2) kaçının gerginlik, sıkıştırma veya yamultma stres fiksatör üzerinde montaj prosedürü sırasında aksi takdirde osteotomi gap standart boyutu ve şekli olmaz. Ayrıca, osteotomi stabil fiksasyonu sağlamak fiksatör femur, boyuna eksenine paralel bağlamak emin olun. Bu yordam tarama MRG ile engel olacaktır beri gigli tel kullanarak, görsen testere gelen (3) kaçının metal parçaları.

Yordam tarama MRG en kritik adımlar şunlardır: (1) yapmak emin bükme veya ekleme sırasında fiksatör sıkıştırılması ve montaj aygıtın kaldırılmasına bu kırık iyileşmesi ile girişime neden olabilir önlemek için. (2) fizyolojik vücut ısısını korumak için tarama işlemi sırasında uygun sıcaklık kontrolü sağlamak.

Önemi ile ilgili mevcut yöntemler ve teknik sınırlamaları:

Önceki çalışmalar için umut verici sonuçlar gösterdi Post mortem Mr artiküler kırıklar14 ile farelerde ve in vivo MRG ile Intramembranous farelerde kemik-şifa15kusur. Bununla birlikte, her iki çalışmaları da sınırlı uzamsal çözünürlük ve doku kontrast belirtti. Biz daha önce fizibilite ve yüksek çözünürlüklü vivo içinde Mr yumuşak boyuna analiz için doğruluğunu Nasıra oluşumu sırasında erken ve orta yeni MRI tekniği ile karşılaştırarak farelerde şifa kırık aşamalarını gösterdi Altın standartları16µCT ve Histomorfometri. Ancak, biz de MRI Uzaysal çözünürlük ex vivo µCT çözünürlük önemli ölçüde daha düşük bulundu. Bu Mr tekniği ex vivo aynı zamanda vivo içinde µCT de dahil olmak üzere rakip teknikleri için karşılaştırıldığında net bir kısıtlamasıdır.

Gelecekteki uygulamalar:

MRI kullanmak fare kırık iyileşmesi çalışmaları sırasında gelecekteki bakış açıları vardır: (1) kombinasyonu MRI taramaları yaralı bacak yoluyla kan akışını ölçmek için kontrast ajanlar kullanımı ile. (2) Mr ve PET kombinasyonu, demir oksit hücre kaçakçılığı deneyler17,18,19,20superparamagnetic parçacıkları ile hücrelerin etiketleme yanı sıra inceden inceye gözden geçirmek.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Romano Matthys yazar RISystem AG Davos, İsviçre implantlar üretir ve özel aletler bu makalede kullanılan implant bir çalışandır. Diğer yazarlar hiçbir rakip mali ilgi alanlarına sahip.

Acknowledgments

Sevil Essig, Stefanie Schroth, Verena Fischer, Katja Prystaz, Yvonne Hägele ve Anne Subgang mükemmel teknik destek için teşekkür ederiz. Ayrıca bu çalışmada finansmanı için AO travma Vakfı Almanya ve Alman Araştırma Vakfı (CRC1149, INST40/499-1) teşekkür ederiz.

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

Tıp sayı: 129 kırık şifa uyluk osteotomi MRI eksternal fiksatör fare modeli Kallus gelişimi
<em>Vivo</em> Fare uyluk için bir MRI uyumlu Osteosentez aygıtı kullanma farelerde kemik iyileşme sırasında kırık Kallus gelişimi değerlendirme
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