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Medicine

Eine Minimal-Invasive Modell Endochondral Frakturheilung bei Mäusen unter standardisierten Bedingungen biomechanische Analyse

Published: March 22, 2018 doi: 10.3791/57255

Summary

Dieses Protokoll beschreibt eine minimal-invasive Osteosynthese-Technik mit einem intramedullären Schraube für standardisierte Stabilisierung des Femur-Frakturen, die zum Analysieren der Endochondral Knochenheilung bei Mäusen.

Abstract

Heilende Knochenmodelle sind notwendig, um die komplexen Mechanismen der Frakturheilung zur Verbesserung der klinischen Frakturbehandlung analysieren. Während des letzten Jahrzehnts wurde ein vermehrter Einsatz von Mausmodellen in der orthopädischen Forschung festgestellt, wahrscheinlich weil Maus-Modelle eine große Anzahl von genetisch veränderten Stämmen und spezielle Antikörper für die Analyse der molekularen Mechanismen der Frakturheilung bieten. Um die biomechanischen Bedingungen zu steuern, sind gut charakterisierten Osteosynthese-Techniken obligatorisch, auch bei Mäusen. Hier berichten wir über die Gestaltung und Nutzung von einem geschlossenen Knochenheilung Modell Femur-Frakturen bei Mäusen zu stabilisieren. Die intramedulläre Schraube, medizinischem Edelstahl bietet durch Bruch Kompression eine axiale und rotatorische Stabilität im Vergleich zu der am meisten verwendete einfache intramedulläre Pins, die einen völligen Mangel an axial- und Rotations-Stabilität zeigen. Die Stabilität erreicht, indem die intramedulläre Schraube ermöglicht die Analyse der Endochondral Heilung. Eine große Menge von Kallus Gewebe, erhielt nach der Stabilisierung mit der Schraube, bietet ideale Bedingungen zum Gewebe für biochemische und molekulare Analysen zu ernten. Ein weiterer Vorteil der Verwendung der Schraube ist die Tatsache, dass die Schraube in das Femur mit einer minimal-invasiven Technik eingefügt werden kann, ohne Schäden an den Weichteilen. Zusammenfassend ist die Schraube ein einzigartiges Implantat, die ideal einsetzbar in geschlossenen Frakturheilung Modelle bieten standardisierte biomechanische Bedingungen.

Introduction

Knochen Heilung Studien an Mäusen sind in der großen Nachfrage wegen ein breites Spektrum von Antikörpern und gentechnisch veränderte Tiere. Diese Tatsachen lassen um die molekularen Mechanismen der Knochenheilung1zu studieren. In den letzten Jahren entwickelt verschiedene Knochenheilung Modelle für Mäuse wurden2. Diese Modelle können in offene Modelle, in die Knochen osteotomized ist mit einem offenen seitlichen chirurgischen Ansatz und geschlossene Modelle, in denen der Knochen gebrochen ist, basierend auf dem Bruch-Modell von Bonnares und Einhorn3eingeführt unterteilt werden. Mit diesem Verfahren eine standardisierte Quere Fraktur kann durch ein 3-Punkt-Biegung-Gerät erzeugt werden und intramedulläre Implantate eingesetzt werden, durch einen kleinen medialen Parapatellar Schnitt in einer minimal-invasiven Technik einen großen weichen Gewebetrauma zu vermeiden.

Die intramedulläre Schraube kann für geschlossene Fraktur Stabilisierung bei Mäusen angewendet werden. Die Schnecke bietet Rotations- und axiale Stabilität. Dies wird durch die Kompression der Fraktur durch einen proximalen Thread und eine distale Kopf4erreicht. Weitere Vorteile der Schraube sind der einfache Operationstechnik, niedrige Grad der Invasivität, die niedrige Implantat-Gewicht und vor allem eine höhere Stabilität, die Bereitstellung von standardisierten und kontrollierter biomechanischer Bedingungen im Vergleich zu anderen intramedulläre 5-Implantate. In der Tat in den meisten geschlossenen Fraktur-Modellen, die Fragmente sind nur durch einfache Pins, die einen völligen Mangel an Rotations- und axiale Stabilität und ein hohes Risiko für Pin zugeordnet ist stabilisiert und auch Fraktur Dislokation. Dies kann deutlich den Heilungsprozess beeinflussen die verzögerte Heilung oder Pseudarthrose Bildung führen können.

Es ist bekannt, dass die Stabilität der Frakturfixation einen enormen Einfluss auf die heilenden Prozess6,7 hat. Eine hohe starre Fixierung führen intramembranous Heilung, während eine weniger starre Fixierung, die Micromovements in den Frakturspalt ermöglichen kann, im Endochondral Heilung ergeben. Stabilisierung der Fraktur mit der intramedullären Schraube zeigt überwiegend eine Endochondral Heilung mit einer großen Menge von Kallus Gewebe, besonders nach 2 Wochen der Frakturheilung. Die Möglichkeit, eine große Menge von Kallus Gewebe zu ernten ermöglicht die Analyse von mehreren Parametern durch verschiedene Techniken.

Hier berichten wir über die Gestaltung und Anwendung der intramedullären Schraube bei Mäusen, sowie auf ihre vor- und Nachteile in experimentellen Studien über normale Endochondral Knochenheilung.

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Protocol

Alle Verfahren wurden nach den Richtlinien der National Institutes of Health für den Einsatz von Versuchstieren durchgeführt und institutionellen Leitlinien (Forschungsdefizite Für Verbraucherschutz, Zentralstelle Amtstierärztlicher Dienst, Saarbrücken, gefolgt (Deutschland).

1. Vorbereitung von chirurgischen Instrumenten und Implantaten

  1. Wählen Sie eine Skalpellklinge (Größe 15), einen kleinen Tupfer, feine Pinzette, 27 G Nadel, ein 5: 0-nicht resorbierbare Naht, Schere und einen Nadelhalter aus der mikrochirurgischen Instrument.
  2. Entpacken Sie die intramedulläre Schraube, den Führungsdraht (0,3/0,2 mm Durchmesser, 10 cm Länge), Zentrier-Bohrer (0,5 mm Durchmesser) und die Handbohrmaschine (Abbildung 1; siehe Tabelle of Materials).
    Hinweis: Die intramedulläre Schraube (0,5 mm Durchmesser, Länge 17,2 mm) besteht aus medizinischem Edelstahl für retrograde Implantation in den Oberschenkelknochen. Die Schraube hat einen proximalen Thread (0,5 mm Durchmesser, 4 mm Länge) mit einer Nase (0,2 mm Durchmesser, 0,4 mm Länge) an der Spitze und distalen kegelförmigen Kopf (0,8 mm Durchmesser, Länge 0,9 mm), Fraktur Kompression sowie axial- und Rotations-Stabilität zu erreichen.
  3. Setzen Sie der Implantate und alle chirurgischen Instrumente für eine desinfizierende Lösung (96 % igem Alkohol) für 5 min oder Sterilisieren Sie (Dampfsterilisation, 130 ° C, 25 min). Legen Sie nach Desinfektion oder Sterilisation die Instrumente auf einem Betrieb Tuch. Positionieren Sie das Betrieb Tuch direkt neben dem kleinen Tier OP-Tisch.

(2) Tiere, Anästhesie und Analgesie

  1. Wählen Sie die Belastung, Alter und Geschlecht der Mäuse nach der Studie-Frage, die angesprochen wird.
    Hinweis: Für diese Studie wurden 12 bis 14 Wochen alten männliche CD-1 Mäusen verwendet. Das entsprechende Körpergewicht die intramedulläre Schraube zu verwenden ist zwischen 25-35 g.
  2. Die Mäuse mit einer intraperitonealen Injektion von 15 mg/kg Xylazin und 75 mg/kg Ketamin zu betäuben. Bestätigen Sie die Anesthetization von Zehe Prise. Wenden Sie Auge Schmiermittel zum Schutz der Tiere Augen vor dem Austrocknen während der Narkose. Platzieren Sie nach Induktion der Anästhesie den Mauszeiger unter einem Heizkörper Wärme um die Körpertemperatur konstant zu halten. Während des Verfahrens wurden Tiere mit wiederholten Zehe Prise Sicherstellung eine geeignete Ebene der Narkose überwacht.
  3. Beantragen Sie Tramadol-Hydrochlorid in das Trinkwasser (1,0 mg/mL) Analgesie ab 1 Tag vor der Operation bis zum 3. Tag nach der Operation.
    Hinweis: Analgesie und Infektion Prävention sollte in Absprache mit den jeweiligen Richtlinien des Landes und der Institution wo sind die Experimente durchgeführt werden.

(3) chirurgischen Eingriff und intramedulläre Schraube Implantation

  1. Rasieren Sie vor der Operation das gesamte rechts Hinterbein und wenden Sie eine Enthaarungscreme an. Entfernen Sie nach 5 min die Creme und reinigen Sie das Bein mit Wasser zu. Wenden Sie dann eine Desinfektionslösung mit 96 % igem Alkohol. Betadine oder Chlorhexidin kann der Alkohol vollständig Asepsis sicherzustellen hinzugefügt werden.
  2. Platzieren Sie unter aseptischen Bedingungen den Mauszeiger in die Rückenlage auf dem kleinen Tier OP-Tisch. Beugen Sie das rechte Knie an einem anterioren Zugang zu den Kondylen des Knies zu ermöglichen. Führen Sie einen 5 mm mediale Parapatellar Schnitt am rechten Knie mit dem Skalpell-Messer.
  3. Das Patella Band vorsichtig mit dem Skalpell-Messer und den Tupfer zu mobilisieren. Dann, Verschieben der Kniescheibe seitlich mit den feinen Pinzette interkondylären Kerbe des Oberschenkelknochens aussetzen.
  4. Öffnen Sie die interkondylären Kerbe genau in der Mitte des Femur zwischen beiden Kondylen. Achten Sie darauf, nicht 1,0 mm in der Tiefe für die Bohrung.
    1. Start manuelle Bohren mit einer langsamen Geschwindigkeit und einem 45° Offset ventral, der Femur-Achse mit dem 0,5 mm Zentrierung Bohrer und Handbohrer (Abbildung 1 und D, Abbildung 2). Während des Bohrens kontinuierlich sinken Sie den Winkel 0° Offset (parallel mit der Knochen-Achse des Femur). Bei eine Tiefe von 1,0 mm erreichen Bohren zu stoppen.
  5. Nach dem Öffnen des Knochens an der interkondylären Kerbe, setzen Sie die 27 G Nadel in den intramedullären Hohlraum über die ganze Länge des Oberschenkelknochens. Ries die intramedulläre Hohlraum des Oberschenkelknochens manuell durch Drehbewegungen der 27 G Nadel. Schieben Sie die Nadel nach vorne um zu die Kortikalis auf den Trochanter Major proximal zu perforieren.
  6. Entfernen Sie die 27 G Nadel und wenden Sie den Führungsdraht durch den distalen Teil des Oberschenkelknochens.
    1. Machen Sie einen Hautschnitt mit einem Skalpellklinge (Größe 15) proximal über den Führungsdraht und schieben Sie den Führungsdraht nach vorne, bis beide Enden des Führungsdrahtes außerhalb sind. Achten Sie darauf, den Führungsdraht in Position zu halten.
  7. Erstellen einer definierten geschlossene Fraktur mit der Guillotine.
    1. Platzieren Sie den Mauszeiger in Seitenlage mit dem rechten Bein unter die Guillotine. Stellen Sie sicher, dass die Diaphysen Teil des Oberschenkelknochens in der Mitte der Guillotine platziert wird.
    2. Ziehen Sie das Gewicht (200 g) aus den definierten Abstand von 25,5 cm.
  8. Die Konfiguration der Fraktur und Fraktur Position sowie die Position des Führungsdrahtes (Abbildung 3) mit dem Röntgengerät zu kontrollieren (siehe Tabelle der Materialien).
  9. Schließen Sie die intramedulläre Schraube mit der Nase am distalen Ende um 0,2 mm Führungsdraht und stecken Sie ihn in das Femur unter ständigem Druck und Drehung im Uhrzeigersinn.
    1. Scher der Antriebswelle wenn genügend Drehmoment erreicht wird.
    2. Entfernen Sie den Führungsdraht proximal.
  10. Positionieren Sie die Patella und befestigen Sie Patellasehne zu den Muskeln mit einer einzigen Naht mit einem 5: 0 Synthetik, Monofile, nonabsorbable Polypropylen Naht. Verwenden Sie einzelne Fäden aus dem selben Material und Größe, um die Wunde zu schließen. Die Reduzierung der Fragmente und der Schneckenposition radiologisch mit dem Röntgengerät zu kontrollieren (siehe Tabelle der Materialien).
  11. Halten Sie die Tiere unter der Hitze-Heizkörper, bis sie aus der Narkose zu erholen. Nicht unbeaufsichtigt lassen die Tiere bis sie ausreichend aufwachte haben um ventrale liegen zu erhalten. Die Tiere in einzelne Käfige in der Tierstation zurück. Nicht zurück die Tiere an die Gesellschaft anderer Tiere während der ersten 24 h, auch wenn sie aus der Narkose vollständig erholt haben.
  12. Verfolgen Sie die Tiere sorgfältig jeden Tag. Postoperative Analgesie mit Tramadol-Hydrochlorid in das Trinkwasser mit einer Dosierung von 1,0 mg/mL in den ersten drei Tagen zu erhalten. Weiter Analgesie, wenn am 4. Tag nach der Operation, die Tiere immer noch Schmerzen, Beweis durch Vokalisierung, Unruhe, mangelnde Mobilität, scheitern zu pflegen, abnorme Körperhaltung und Mangel an normale Zinsen in einer Umgebung. Analgesie zu kündigen, wenn die Tiere sind schmerzfrei.
  13. Am Ende des Experiments einschläfern des Tieres durch eine Überdosierung von Barbituraten.

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Representative Results

Die Betriebszeit von Hautschnitt Verschluss aufgezogen war 20 min. Die Operation kann ohne ein Stereo-Mikroskop durchgeführt werden. Postoperativ wurden die Tiere täglich überwacht. Postoperative Analgesie wurde nach 2 Tagen abgebrochen, da keines der Tiere Beweis der Schmerz nach dieser Zeit zeigte. Die Tiere zeigten auch normale Belastung innerhalb von 2 Tagen nach der Operation. Wundinfektionen wurden nicht während des gesamten Beobachtungszeitraums beobachtet.

Radiologische Untersuchungen nach 2 Wochen eine offensichtliche Bildung von Kallus Gewebe die Fraktur Lücke (Abb. 4A) zeigte. Nach 5 Wochen war der Bruch geheilt, und die periostalen Kallus fast vollständig umgebaut wurde (Abbildung 4 b).

Histologische Analysen der Hornhaut und der Bruchzone nach 2 Wochen zeigten typische Gewebeverteilung von Endochondral Heilung mit Knorpelgewebe gebaut während des Chondrogenic-Prozesses und gewebt Knochen (Abb. 5A). Nach 5 Wochen das Knorpelgewebe verschwunden, und die gesponnene Knochen umgebaut lamellarer Knochen um die normale anatomische rekonstruieren und tragende Eigenschaften des Knochens (Abb. 5 b).

Biomechanische Analysen nach 2 Wochen eine Biegesteifigkeit von 37 % im Vergleich zu den kontralateralen ungebrochener Knochen angegeben. Nach 5 Wochen war die Biegesteifigkeit fast 100 % vollständige Heilung (Abbildung 6) angibt.

Figure 1
Abbildung 1: Implantate. A. die intramedulläre Schraube (0,5 mm Durchmesser, 17,2 mm Länge) mit Gewinde (0,5 mm Durchmesser, 4 mm Länge) und die Nase (0,2 mm Durchmesser, 0,4 mm Länge) proximal und einen kegelförmigen Kopf (0,8 mm Durchmesser, Länge 0,9 mm) distal. B. Führungsdraht (0,3/0,2 mm Durchmesser, 10 cm Länge). C. die Zentrierung Bohrer (0,5 mm Durchmesser). D. die Handbohrmaschine. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 2
Abbildung 2: schematische Zeichnung der die Oberschenkel-Kondylen zeigt den Eintrag Punkt für die intramedulläre Schraube. Oberschenkel-Kondylen mit der interkondylären Kerbe im anterior-posterioren anzeigen (links) und sagittaler Ansicht (rechts). Das Kreuz (links) zeigt den Einstiegspunkt für die intramedulläre Schraube, der Pfeil (rechts) zeigt den 45° Versatz, der Femur-Achse, anfangen zu bohren. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 3
Abb. 3: Röntgenbild des Oberschenkelknochens mit einem quer-Bruch und die eingefügten Führungsdraht. Röntgenbild zeigt die Konfiguration und quer Fraktur in der Diaphysen Teil des Oberschenkelknochens (Pfeil) und der Führungsdraht in den intramedullären Hohlraum Überbrückung der Fraktur. Maßstabsleisten repräsentieren 5 mm. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 4
Abbildung 4: Röntgenaufnahmen nach 2 bis 5 Wochen der Knochenheilung. A. radiographische Analyse ein Oberschenkelknochen stabilisiert mit der Schraube nach 2 Wochen zeigen offensichtliche Kallus-Bildung. B. radiologische Analyse ein Oberschenkelknochen stabilisiert mit der Schraube nach 5 Wochen demonstrieren, nahezu vollständige Heilung des Bruchs mit dem Umbau der Kallus. Maßstabsleisten repräsentieren 5 mm. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 5
Abbildung 5: histologische Abschnitte nach 2 bis 5 Wochen der Knochenheilung. A. histologische Analyse ein Oberschenkelknochen stabilisiert mit der Schraube nach 2 Wochen zeigen die typischen Gewebeverteilung während Endochondral Knochenheilung mit (c) Knorpel- und Knochengewebe (b) innerhalb der Kallus. B. histologische Analyse ein Oberschenkelknochen mit der Schraube nach 5 Wochen demonstrieren die fast vollständige Umgestaltung lamellarer Knochen stabilisiert. Die histologischen Abschnitte waren nach der trichrome Methode befleckt. Maßstabsleisten repräsentieren 1000 µm. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 6
Abbildung 6: biomechanische Analyse. Biomechanische Analyse der Biegesteifigkeit nach 2 Wochen (weißer Balken, n = 9) und 5 Wochen (schwarzer Balken, n = 8). Biegesteifigkeit wird in Prozent in den kontralateralen nicht gebrochenen Oberschenkelknochen angegeben. Daten sind als Mittelwert ± Standardfehler des Mittelwertes (SEM), gegeben * p < 0,05 vs. 2 Wochen. Nach Nachweis der Annahme für Normalverteilung (Kolmogorov-Smirnov-Test) und gleicher Varianz (F-Test), war der Vergleich zwischen den beiden experimentellen Gruppen mit Student t-Test durchgeführt. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

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Discussion

Wichtige Schritte des chirurgischen Eingriffs, den richtige Einstiegspunkt für die Implantation der Schraube in der Mitte des Femur Kondylen an der interkondylären Kerbe sowie die optimale Ausrichtung der Nadel parallel zur Achse für das Reiben von Knochen zu finden sind die intramedulläre Hohlraum. Um eine falsche Eingabe-Position zu vermeiden, sollte der Chirurg die Kerbe vorbereiten, bis eine optimale Sicht erreicht ist. Um die Orientierung beim reiben zu kontrollieren, sollte das Femur der Mäuse mit den Fingern in einer stabilen Position gehalten werden. Ein weiterer wichtiger Schritt ist das Einfügen der Schraube in das Femur über den Führungsdraht, weil der Führungsdraht aus der proximalen Knochenstück, was zu einer Fraktur Dislokation rutschen kann. In diesem Fall der Chirurg kann versuchen, die Knochenfragmente wieder thread aber dieses Manöver ist meist nicht erfolgreich, und die Tiere müssen dann aus der Studie ausgeschlossen werden.

Darüber hinaus kann der chirurgische Eingriff einige Komplikationen entwickeln. Beispielsweise kann die Patella Bänder, die seitlich verschoben wird, um eine optimale Sicht auf die Kondylen zu erhalten, brechen. Dies erfordert eine Naht der das Ligament nach Schraube einsetzen. Beim Öffnen der Knochen an den Kondylen und reiben die intramedulläre Hohlraum, bersten die Kondylen. In diesem Fall gibt es keine Möglichkeit der Fehlerbehebung, weil die Schraube nicht angemessen am distalen Ende fixiert werden und die Kompression der Fraktur wird nicht erreicht. Eine weitere Komplikation ist die Versetzung der eingefügten Führungsdraht oder eine falsche Position aus den Knochen. Diese Komplikation kann durch Behandlung mit Vorsicht und radiologische Analyse nach dem Einlegen auf die richtige Platzierung während der Operation zu bestätigen reduziert werden. Darüber hinaus der Chirurg sollte darauf achten, dass die Schraube ist vollständig eingesetzt, weil eine Vorwölbung der Schraube die Bewegungsfreiheit der Maus Schränken oder die Fraktur Kompression reduzieren kann. Daher ist ein Röntgengerät obligatorisch für den chirurgischen Eingriff. Nur Tiere nach radiologische Bestätigung am Ende der Operation sollte in das Studienprotokoll aufgenommen werden.

Entfernung der intramedullären Schraube am Ende des Experiments kann ohne Schwierigkeiten, durchgeführt werden, weil der Kopf der Schraube an eine spezielle Entfernung Instrument angeschlossen werden kann oder alternativ die Schraube mit den Nadelhalter auch entfernt werden kann.

Eine Einschränkung der Technik ist, dass die intramedulläre Schraube durch das Unternehmen nur in einer Größe mit einer definierten Länge von 17,2 mm erfolgt und somit die Größe des Oberschenkelknochens berücksichtigt werden. Eine weitere Einschränkung auf die Verwendung der intramedullären Schraube ist, dass in Vivo Mikro Tomographie-(CT berechnet) oder Magnetresonanztomographie (MRT) Analysen des Heilungsprozesses sind fast unmöglich, durch das Implantat-Material, das welches das Bild auswirkt Qualität. Daher können diese Analysen nur nach Sterbehilfe und Entfernung des Implantats am Ende des Untersuchungszeitraumes durchgeführt werden. Schließlich kann nicht die Schraube zum analysieren Knochenheilung defekt, weil die axiale Stabilität durch die Kompression der Knochenfragmente durch den proximalen Thread und der distalen Spitze erreicht wird.

Knochen Heilung Studien verwenden entweder offen8,9,10,11,12,13,14 oder geschlossen4,15, 16,17 Knochenheilung Modelle. Offenen Knochenmodelle Heilung ermöglichen eine starre Fixierung der Fragmente, die im Vergleich zu geschlossenen Knochenheilung Modelle, wodurch eine höhere Menge an intramembranous Heilung ohne eine ausgeprägte Kallus-Bildung. Da offene Modelle mit wenig Kallus-Bildung verbunden sind, können diese Modelle nicht in Experimenten bevorzugt, die größere Mengen von Kallus Gewebe für biochemische und molekulare Analysen benötigen. Ein weiterer Nachteil der offenen Modelle ist die Notwendigkeit für eine invasive seitlichen Ansatz mit einem großen Weichgewebe-Trauma. Im Gegensatz dazu erfordert die Verwendung von ein geschlossenes Modell nur einer kleine weniger invasive Einschnitt. Bis jetzt gibt es nur ein paar geschlossene Modelle in Mäusen2.

In geschlossenen Knochenheilung Modelle wird meist eine einfache intramedullären Pin verwendet. Diese Technik hat jedoch deutliche Nachteile. Vor allem das Fehlen von axial- und Rotations-Stabilität. Dadurch können in einem heterogenen heilende Antwort5. Dieser Nachteil ist zwar bekannt, experimentelle Ergebnisse18zu beeinflussen, verwenden neuere Studien, die die Mechanismen der Knochenheilung analysieren wollen, noch murinen Modelle, in denen die Fraktur stabilisiert sich nur mit einem Stift oder bleibt auch nicht stabilisierten7 . Wir fühlen, dass stabile Osteosynthese-Techniken, vergleichbar mit denen in der klinischen Praxis auch bei Mäusen verwendet werden soll. Um axial- und Rotations-Stabilität zu erreichen, wurde die intramedulläre Schraube von einem distalen Kopf und einem proximalen Thread entwickelt die Fraktur Kompression induziert. Von Interesse die Anwendung der intramedullären Schraube erzeugt keine starre Fixierung, und somit die Torsionssteifigkeit der gebrochenen Oberschenkelknochen stabilisiert mit der intramedullären Schraube ist deutlich geringer im Vergleich zu der gebrochenen Oberschenkelknochen durch einen Fixateur externe oder eine Verriegelung Platte5stabilisiert. Eine weniger starre Fixierung ist jedoch erforderlich, um zu studieren Endochondral Knochenheilung, weil nur eine weniger starre Fixierung ermöglicht Micromovements von Knochenfragmenten, die den Heilungsprozess Endochondral provozieren. Dennoch, wie in einem früheren ex-Vivo-Studie gezeigt, produziert die intramedulläre Schraube eine deutliche axial- und Rotations-Stabilität. Biomechanische Analysen ergaben, dass die intramedulläre Schraube eine Torsionssteifigkeit von 0.34 ± 0,18 erreicht Nmm / °, die deutlich höher ist im Vergleich zu, die mit einem herkömmlichen Stift erreicht (± 0,00 0,00 Nmm / °)5. Somit ist die intramedulläre Schraube hier vorgestellten das einzige Implantat in einer minimal-invasiven Technik verwendet werden kann und vorsehen, dass standardisierte biomechanische Bedingungen für die Studie Endochondral Frakturheilung bei Mäusen.

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Disclosures

Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessenkonflikte.

Acknowledgments

Diese Arbeit wurde von der RISystem AG, Davos, Schweiz unterstützt.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Mouse Screw RISystem AG 221,100
Guide wire RISystem AG 521,100
Centering bit RISystem AG 590,205
Hand drill RISystem AG 390,130
Cotton-Swab (150 mm, small head) Fink Walter GmbH 8822428
Suture (5-0 Prolene) Ethicon 8614H
Forceps Braun Aesculap AG &CoKG BD520R
Scissors Braun Aesculap AG &CoKG BC100R
Needle holder Braun Aesculap AG &CoKG BM024R
27 G needle Braun Melsungen AG 9186182
Scalpel blade size 15 Braun Aesculap AG &CoKG 16600525
Heat radiator Sanitas 605.25
Depilatory cream Asid bonz GmbH NDXZ10
Eye lubricant Bayer Vital GmbH 2182442
Xylazine Bayer Vital GmbH 1320422
Ketamine Serumwerke Bernburg 7005294
Tramadol Grünenthal GmbH 2256241
Disinfection solution (SoftaseptN) Braun Melsungen AG 8505018
CD-1 mice Charles River 22
X-ray Device Faxitron MX-20, Faxitron X-ray Corporation 2321A0988
Fracture device small RISystem AG 891,100

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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Medizin Ausgabe 133 Frakturheilung Knochenheilung Modell minimal-invasive Mäuse intramedulläre Schraube Biomechanik geschlossen Endochondral Heilung
Eine Minimal-Invasive Modell Endochondral Frakturheilung bei Mäusen unter standardisierten Bedingungen biomechanische Analyse
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Histing, T., Bremer, P., Rollmann,More

Histing, T., Bremer, P., Rollmann, M. F., Herath, S., Klein, M., Pohlemann, T., Menger, M. D., Fritz, T. A Minimally Invasive Model to Analyze Endochondral Fracture Healing in Mice Under Standardized Biomechanical Conditions. J. Vis. Exp. (133), e57255, doi:10.3791/57255 (2018).

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