Waiting
Login processing...

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

Medicine

마우스에 닫힌된 대 퇴 골절의 발생: 뼈 치유 연구 모델

Published: August 16, 2018 doi: 10.3791/58122

Summary

Murine 닫힌된 대 퇴 골절 모델 골절 치유를 공부 하는 강력한 플랫폼 이며 뼈 재생을 촉진 하는 새로운 치료 전략. 이 수술 프로토콜의 목표는 일방적인 폐쇄 대 퇴 골절 대 퇴 골을 안정화 하는 intramedullary 강철 막대를 사용 하 여 마우스에 생성.

Abstract

뼈 골절 환자, 그들의 삶의 질에 크게 영향을 미치는 이외에 엄청난 사회 경제적 부담 부과. 효율적인 뼈 치유를 촉진 하는 치료 전략-존재와 높은 수요에 있습니다. 골절 치유의 효과적이 고 재현 가능한 동물 모델 뼈 재생와 관련 된 복잡 한 생물 학적 과정을 이해 하는 것 필요 합니다. 골절 치유의 많은 동물 모델; 수 년에 걸쳐 생성 된 그러나, 골절 murine 모델 최근 뼈 치유 연구를 강력한 도구로 떠오르고 있다. 열리고 닫히는 모델의 다양 한 개발 되었습니다, 하지만 닫힌된 대 퇴 골절 모델 생리 적으로 관련 된 방식으로 신속 하 고 재현성 결과 생성 하기 위한 간단한 방법으로 밖으로 서. 이 수술 프로토콜의 목표는 쥐에 일방적인 폐쇄 대 퇴 골절을 생성 하는 intramedullary 강철 막대를 삽입 하 여 대 퇴 골의 골절 후 안정화를 촉진 것입니다. Intramedullary 막대를 사용 하 여 뼈 조직에 새로운 결함을 생산 또는 소프트 근처 손상 없이 일관 된 치료 결과 대 한 충분 한 안정화를 제공 못 또는 나사 장치 큰 축 및 회전 안정성을 제공, 조직입니다. 방사선 영상 굳은 살 형성, 뼈, 연합과 뼈 굳은 살의 개장 하는 다음의 진행을 모니터링 하는 데 사용 됩니다. 뼈 치료 결과 일반적으로 치유 뼈의 강도 연관 하 고 비틀림 테스트와 측정. 아직도, 골절 수리와 관련 된 초기 세포 및 분자 이벤트는 뼈 조직 재생 연구에 중요 한 이해. Intramedullary 고정 된 마우스에서 닫힌된 대 퇴 골절 모델 뼈 골절 치유를 연구 하 고 치유를 가속 치료 전략을 평가 하는 매력적인 플랫폼 역할을 합니다.

Introduction

골절 musculoskeletal 시스템에 발생 하는 가장 일반적인 부상 중 고 엄청난 사회경제적 부담, 매년 미국1에서 $25 십억을 능가 것으로 예상 되는 치료 비용을 포함 한 연관 2. 비록 사고 없이 대부분 골절의 치료, 치유는 상당한 시간 및 생산성의 손실을 연결 됩니다. 모든 골절의 약 5-10% 지연 치유 또는 비-연합, 나이 또는 골다공증과 당뇨병 mellitus3,,45같은 다른 기본적인 만성 건강 상태에 결과. 아니 FDA 승인 약리 치료 효율적인 뼈 치유를 촉진 하 고 복구 시간 단축을 현재 사용할 수 있습니다.

골절 치유와 관련 된 여러 종류의 세포 조정 복잡 하 고 매우 역동적인 과정 이다. 따라서, 뼈 재생와 관련 된 세포 및 분자 사건의 포괄적인 이해는이 과정을 촉진 하는 치료 대상의 식별에 중요 합니다. 으로 다른 인간의 질환과 매우 순종 하 고 재현할 수 동물 모델 설립은 뼈 치료의 연구에 중요 한. 양, 돼지 등 큰 동물 뼈 개장 속성 및 역학 인 간에 게 유사한 하지만 비싸다, 실질적인 치유 시간이 있고 쉽게 유전자 조작6의무가 없습니다. 다른 한편으로, 고양이 쥐, 작은 동물 모델, 처리, 유지 보수, 짧은 번 식 주기, 그리고 짧은 치료 시간7의 낮은 비용의 용이성을 포함 한 많은 장점을 제공 합니다. 또한, 마우스 게놈은 완전히 시퀀싱, 신속한 조작 및 유전 이체의 생성에 대 한 허용. 따라서, 마우스 인간의 질병, 부상, 공부 하 고8을 복구 하는 강력한 모델 시스템 이다. 인간에서는, 골다공증과 당뇨병 같은 comorbidities 지연 치유의 가능성을 증가. 기존 마우스 모델의 수가 있습니다 뼈 부상에 comorbidities 골다공증, 당뇨병 등의 효과 공부 하는 사용이 가능 하 고 치유. 골다공증으로 고통 받아 환자9치유는 골절의 나중 단계 동안 현저 하 게 감소 뼈 형성을 있다. Ovariectomized (OVX) 마우스 빠른 뼈 손실 및 폐 경 후 골다공증10,11에서 관찰 된 저것과 유사한 치유 지연된 뼈 전시. 또한, 많은 마우스 모델 유형 I 및 유형 II 당뇨병 모방 낮은 뼈 질량 고기 및 장애인된 골절 치유 인간11에서. 또한, 골절 murine 모델은 굳은 살에 발생 하는 복잡 한 생물 학적 과정을 공부 하는 다양 한 플랫폼으로 고 뼈 조직 재생을 촉진 하는 새로운 치료 전략.

뼈 구조와 물질 대사, 뼈 골절 남아 생쥐와 인간, 매우 비슷한 치유의 전반적인 과정에 차이도 불구 하 고 endochondral 및 intramembranous 나오고 뼈 뒤의 조합 참여. Endochondral 나오고 골절 간격, 그들은 비 대 하 고 부드러운 굳은 살을 생산 하는 연골을 형성할 chondrocytes로 차별화를 둘러싼 덜 기계적으로 안정 된 지역에 조상 세포의 채용을 포함 한다. 조상 세포의 두 번째 파도 굳은 살에 침투 하 고 성숙한 osteoblasts 새로운 뼈 매트릭스12,13,,1415분 비로 차별화 합니다. Intramembranous 나오고, 동안 periosteal endosteal 표면에 창시자 직접 osteoblasts 은닉 매트릭스로 구분을 용이 하 게 골절 간격9,11,12의 브리지 ,13. 함께, endochondral 및 intramembranous ossifications 결과 기계적 부하13,14 를 지원할 수 있는 강력한 보조 뼈 형성에 시간이 지남에 추가 개조 하드 굳은 살의 개발 15. 건강 한 인간, 치유 과정이 마우스1635 일만에 비해 약 3 개월 걸립니다.

골절 치유는 일반적으로 연구 되었습니다 중 하나 열려 있거나 닫혀 외과 모델17를 사용 하 여. 비판적으로 크기의 결함의 생성 등의 수술 방법을 열기 또는 뼈를 완료, 부상 위치 및 鋭 골절에 의해 발생 하는 편차를 줄이기 위해 형상을 표준화. Osteotomies 종종 지연 치유 때문에 비-연합 뒤에 기본 장치를 공부 하는 우수한 모델 폐쇄 골절에 비해 제공 합니다. 또한, 엄격한 외부 고정은 재생 intramembranous 나오고에 주로 의존할 것 이다 의미 osteotomized 뼈를 안정화 하는 데 필요한. 오픈 수술 접근 잠금 손톱, 핀 클립, 그리고 잠금 플레이트와 같은 장치를 사용 하 여 골절된 다리;에 축과 회전 안정성을 제공 하 그러나, 이러한 장치는 비싼 고 크게 수술18,19,,2021에 더 많은 시간을 필요로. 다른 한편으로, 닫힌된 모델 endochondral 치유를 자극 하기 충분 한 불안정성에 대 한 수 있도록 간단한 intramedullary 고정 장치, 안정 됩니다. 그 결과, 폐쇄 골절 모델 비 연합 조건을 쉽게 모방 하지 않습니다. 내부 고정 기법, intramedullary 핀, 손톱, 등 압축 나사는 그들은 저렴 한, 사용 하기 쉬운, 그리고 수술21,,2223시간 최소화에 유리한 있습니다. 경우에 따라 intramedullary 핀은 골절 전에 삽입 하지만 angulation 또는 골절된 대 퇴 골, 가변 굳은 살의 크기에 기여 하 고 치유의 변위 이어질 수 intramedullary 핀의 굽 힘. 그들은 어떤 점에서 무게는 diaphysis에 삭제 됩니다 3-포인트 절곡 장치를 사용 하 여 생성 되는 골절 위치와 형상은 닫힌 모델, 표준화 하기 더 어렵습니다. 그러나, 적절 한 기법으로이 수술 방법은 신속 하 고 일관 된 결과 제공합니다. 또한, 폐쇄 골절 모델 높은 힘 영향 또는 기계적 스트레스22에 의해 발생 하는 골절을 연구 하는 임상 관련 도구 역할을 합니다.

이 수술 프로토콜 안정 골절된 화관 쥐 및 쥐22,,2425intramedullary 핀을 사용 하 여 앞에서 설명한 방법에서 적응 했다. 첫째, 작은 직경의 intramedullary 바늘 항목의 지점을 설립 intracondylar 노치를 통해 삽입 되 고는 guidewire은 중력 의존 3-포인트를 사용 하 여 대 퇴 midshaft에 가로 골절을 생성 하기 전에 도입 벤딩 장치입니다. 닫힌된 대 퇴 골절의 성공적인 세대에 따라 더 큰 직경의 intramedullary 로드 가이드 와이어 안정 골절된 대 퇴 골을 통해 통합 됩니다. 이 방법은 지연 치유의 골절 중 intramedullary 핀의 angulation 기인한 로드 후 골절의 배치 허용 부상된 대 퇴 골의 조정 및 최적화 된 안정화에 대 한 위험을 방지 합니다.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

다음 절차는 인디애나 대학 학교의 약 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (IACUC)에서 승인 된 수행 되었다. NIH 지침에 의해 설명 된 대로 모든 생존 수술은 무 균 조건 하에서 수행 했다. 통증과 감염의 위험에 적절 한 진통제와 항생제 성공적인 결과를 관리 했다.

1. 마 취와 준비

  1. 그리고 마우스 무게 복 (I.P.) 경로를 관리 하는 케 타 민 (100mg/kg) 및 xylazine (10 mg/kg)의 혼합 을 통해 와 anesthetize. 빈 감 금 소에 마우스를 놓고 완전히 진정 될 때까지 그것을 모니터링 합니다.
  2. 마우스 발가락 핀치 반사를 사용 하 여 진정은 확인 하십시오. 밖으로 건조에서 그들을 보호 하기 위해 눈에 안과 연 고를 적용 됩니다.
  3. 오른쪽 다리에서 모피를 제거 합니다. 요오드 기반 스크럽과 70% 에탄올과 외과 사이트 아래로 닦으십시오. 무릎의 센터에서 시작 하 고 바깥쪽 원형 청소를 만드는 수술 사이트 스크럽. 신선한 스크럽, 70% 에탄올으로 끝나는이 3 x를 반복 합니다.
  4. 피하 즉시 수술 후 통증 관리에 대 한 buprenorphine 염 진통 (0.03 mg/kg)의 수술 전 복용량을 관리 합니다.
  5. 메 마른 외과 패드 적용 생리대에 마우스를 놓습니다.

2. 수술 접근법

참고: 골절, 이전 무게와 드롭 높이 결정 되어야 합니다 경험적으로 특정 스트레인, 나이, 그리고 수술 전에 생쥐의 섹스에 대 한. 이 수술 C57BJ6 남성 쥐 나이의 10 주에 최적화 되어 있습니다.

  1. 그것의 뒤에 마우스를 놓고 요원 다리의 무릎을 플렉스 합니다. 메스 블레이드를 사용 하 여 가운데 무릎 관절에 1.5 c m 절 개를 확인 합니다.
  2. 옆으로 노출 대 퇴 골의 원심 끝에 집게를 사용 하 여 슬 개 골 치환. 골 수 운하 역행 방식에서 및 대 퇴 골의 근 위 끝의 길이 아래로 trochlear 홈의 센터에서 1.5-긴 25 게이지 스테인레스 스틸 피하 주사 바늘을 삽입 합니다. 핀의 적절 한 배치를 위해 x-레이 가져가 라.
    참고: 바늘 종료는 guidewire에 대 한 경로 만들 마우스의 등 쪽 쪽.
  3. 한 4-긴 36 게이지 텅스텐 guidewire 바늘, 원심 대 퇴 골에서 허브를 통해 입력 하 고 마우스의 등 쪽 측에 경사를 종료의 샤프트를 통해 전달 합니다.
  4. guidewire의 성공적인 배치에 따라 신중 하 게 장소에 나가서는 guidewire를 들고 하는 동안 허브를 살짝 당겨 25 게이지 바늘을 제거 합니다. X-레이로 guidewire의 배치를 확인 합니다.
  5. 위에 영향 디스크 (그림 1A) 34.6 c m의 높이에서 391 g 무게를 잡아. 대 퇴 골의 intertrochanteric 및 supracondylar 지역 지원 모 (그림 1B)에 휴식 하 고 다리의 측면 사이드 로드 포인트 (그림 1C 직면 하 고 그런 위치는 대 퇴 골 두에 걸쳐 가로로 포인트 지원 ). 무게를 삭제 하 고 조심 스럽게 골절 직후 장치에서 마우스를 제거.
  6. X-레이로 골절 위치를 확인 합니다.
  7. 안정 골절된 대 퇴 골 guidewire 통해 24 게이지 스테인레스 스틸 피하 튜브를 삽입 합니다.
    참고:이 응용 프로그램 항목의 포인트는 작은 직경의 바늘을 사용 하 여 생성 되었습니다 강제로 필요할 수 있습니다. 직경에서이 차이 효과적으로 대 퇴 골의 근 위 끝 통해 24 게이지 막대의 잠재적인 마이그레이션을 방지합니다. 삽입의 깊이 무딘 튜브 충족 큰 trochanter의 외피 뼈로 직접 느낄 수 있습니다.
  8. 강철 막대의 위치와 x-레이로 골절된 대 퇴 골의 안정화는 guidewire를 제거 하기 전에 확인 합니다.
  9. 철사 절단기를 사용 하 여 대 퇴 골의 원심 끝에 초과 튜브를 잘라. 집게를 사용 하 여 무릎 관절 탈 구 주의 부드러운 하향 힘 condyles의 표면 아래에 노출된 튜브를 묻어.
  10. 슬 개 골 집게를 사용 하 여 위치를 변경할. 5-0 흡수 봉합 절 개 사이트를 닫습니다.

3. 수술 후 관리

  1. 수술, 다음 쥐 수 주입의 멸 균 식 염 수를 통해 최대 500 µ L로 그들의 수술 후 복구에서 그들을 원조 하는 I.P. 경로.
  2. 그들은 수술에서 각 성 때까지 온수 복구 침대에 동물을 모니터링 합니다. 일단 외래, 그들의 감 금 소에 그들을 반환 합니다.
  3. 그들은 제대로 치유 하 고 이동성을 회복 하는 수술 후 몇 일 동안 생쥐를 밀접 하 게 모니터를 계속. 관리 buprenorphine 염 진통 (0.03 mg/kg) 피하 모든 6 h 3 일 수술, 그리고 필요한 이후. 그들은 뼈 수술 후 치유 손상 표시 되었습니다로 비 스테로이드 성 항 염증 약물 (Nsaid)의 사용을 하지 않습니다.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

수술의 성공적인 구현은 방사선 영상으로 모니터링 했다. 주요 단계는 intramedullary 바늘, 가이드 와이어의 배치, 대 퇴 midshaft 그리고 intramedullary 막대 (그림 2A- 2Aiv)와 적절 한 안정화에 가로 골절의 유도의 삽입을 포함합니다. 골절 굳은 살의 치료 진행 (그림 2B) 수술 후 28 일 최대 주간 방사선 이미지 모니터링 했다. 10 월 16 일 후 골절는 chondrocytes 비 수술 하 고 눈에 띄는 부드러운 굳은 살을 형성 하기 위하여 광물 화 된 연골을 생산.

뼈 골절 치유 공부를 할 때 endochondral와 intramembranous ossifications에 관련 된 초기 세포 및 분자 이벤트를 이해 하는 것이 중요 합니다. 화관 골절 간격 (그림 3A)에 연골 매트릭스의 형성을 시각화 하기 위해 7 그리고 14 일 후 골절에서 파란색 톨루이와 얼룩이 있었다. 연골 형성 골절 후 감지 7 일 이었고, 하루 14 후 골절에 의해 분쇄 갭에 맞춰집니다.

부드러운 굳은 살 형성에 따라 osteoclasts resorbed 연골 석 회화, 그리고 성숙한 osteoblasts 합성 새로운 뼈 매트릭스. 초기에 굳은 살 내 뼈 매트릭스 증 착이 공간적 중앙 지역 및 골절 굳은 살의 주변에서 더 정의 된 구조를 생산 하는 일반적인, 하지만 시간이 지남에, 석 회화 연골의 리 모델링. 1 형 콜라겐 (c o l 1) 뼈 매트릭스의 주요 구성 요소 이며 그것의 식 공간 조직 및 뼈 매트릭스를 현재 14 일 후 골절 (그림 3B)은의 상대적인 양을 보였다. 함께 찍은, 이러한 데이터 endochondral 치료 기간 동안 연골 및 기본 뼈 매트릭스의 조정된 생산을 보여줍니다.

그 후, 17-35 일 후 골절, 하는 동안 기본 뼈는 점차 리 모델링 대뇌 피 질의 midshaft12의 유사한 강력한 보조 뼈를 형성 하. Microcomputed 컴퓨터 단층 촬영 (마이크로 CT) 분석 공개 굳은 살 볼륨을 14 및 28 일 후 골절, 굳은 살 (그림 4A - 4B)의 효과적인 개장 나타내는 사이 약 50% 감소 했다. 방사선 이미징 기술을 제공 뼈 콘텐츠 및 마이크로 아키텍처의 가치 평가, 비틀림 테스트 제대로 상대적인 비 부상 contralateral 대 퇴 골 뼈의 강도 평가 하기 위해 수행 되어야 한다.

Figure 1
그림 1: 골절 기구 및 골절의 생성 하는 동안 마우스의 위치 다이어그램. (A)이이 패널의 골절 및 구성 요소를 식별 하는 데 사용 하는 기구는 다이어그램을 보여준다:(1)영향 디스크,(2)견과류와 스레드 봉,(3)위 플랫폼 (4)수직 게시물, (A5) 봄, 정강이,(6)낮은 플랫폼,(7)지원 단계, (A8) 널드 노브, 그리고 (A 9) 기지. 화살 무게 영향 디스크에 떨어뜨린 후 스레드 봉과 칼의 하향 변위를 나타냅니다. (B) 분쇄 동안에 intertrochanteric (B1) 단두대 블레이드를 사용 하 여 중간 diaphysis에서 생성 되 고 대 퇴 골의 supracondylar 지역 (B2) 모에 의해 지원 됩니다. (C) 이러한 이미지 지원 추 골절의 발생 이전에 걸쳐 마우스 뒷 다리 사지의 위치를 보여줍니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 2
그림 2: 유도 및 방사선의 사용과 모니터링 진행 치유 골절. 쥐의 (A) 방사선 이미지 ( 이전 30 게이지 텅스텐 guidewire의 배치 (Ai) 25 게이지 바늘의 삽입 (좋아) 대 퇴 골의 길이 통해 역행 보여주는 수술 내내 촬영 했다 Aiii) 가로 골절, 및 (Aiv) 24 게이지 막대와 골절된 대 퇴 골의 안정화의 세대. (B) 주간 방사선 이미지는 최대 28 일 후 골절 치유의 진행을 모니터링 하는 데 사용 되었다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 3
그림 3: 연골 형성 및 endochondral 나오고 동안 새로운 뼈 매트릭스 증 착. (A)이이 패널 표시 조직학 섹션의 7 및 14-일 오래 된 굳은 살 톨루이와 스테인드 파란. 굳은 살 주변 빨간색 요약. (B)이이 패널 표시 immunohistochemistry 얼룩 콜라겐 유형에 대 한 녹색 골절 굳은 살 안쪽으로 1 식 14 일 후 골절 (40 X 및 100 배 확대) 됩니다. 샘플은 파란색으로 핵을 시각화 DAPI와 counterstained 했다. 자동차 = 연골; BM = 골; 10 월 = 오래 된 외피 뼈; 머 스 = 근육. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 4
그림 4: 골절 굳은 살의 마이크로-CT 분석. (A)이이 패널 표시 경도 및 14 및 28 일 후 골절에서 골절의 횡단면 마이크로-CT 이미지 callus (n = 6/그룹). (B)이이 패널 14 및 28 일 후 골절에서 평균 굳은 살 볼륨 (m m3)을 보여준다. 오차 막대는 표준 편차를 나타냅니다. 치료 그룹 간의 통계적 비교는 짝이 없는 2 꼬리 학생의 t를 사용 하 여 수행 되었다-테스트. 표준 편차; p < 0.05입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

이 수술의 목표는 쥐에 표준화 된 닫힌된 대 퇴 골절을 생성. 이 모델의 주요 장점은 내부 고정 함으로써 피하는 angulation intramedullary 막대의 골절의 발생 후 일어난입니다. 아마도이 프로토콜의 가장 중요 한 측면으로 골절 기하학 적용된 벤딩 힘 및 뒷 다리의 위치에 따라 달라 집니다 대 퇴 midshaft에서 표준화 된 가로 골절의 세대입니다. 벤딩 순간 동안 대 퇴 골의 잘못 된 위치 경사 또는 鋭 골절 될 수 있습니다. 그들은 나이, 성별, 그리고 쥐의 긴장에 무게와 드롭 높이 경험적으로 미리 결정 되어야 합니다. 적용 된 힘은 자료 삭제 무게24대신 3-포인트 절곡 장치 장착 테스트 기계를 사용 하 여 추가 제어 수 있습니다. 그러나, 높은-영향 또는 압박 하 관련 된 상해의 임상 관련 모델입니다 손실 된 무게와 골절을 생성.

또한, 합병증 수술 동안 개발할 수 있습니다. guidewire intramedullary 막대와 안정화 기간 동안 부상된 대 퇴 골의 부정합으로 이끌어 골절의 발생 후 탈 구 될 수 있습니다. 이 골절의 발생 전후 방사선 영상으로 모니터링 하 여 방지할 수 있습니다. 鋭 골절의 경우는 동물 연구에서 제외 해야 합니다. 또한, 동물 모니터링 해야 합니다 수 밀접 하 게 intramedullary 막대의 마이그레이션에 대 한 수술 후이 성과 부 상당한 다리의 치유에 영향을 미칠 수 있습니다. 기술의 한계가 그 비보에 마이크로-CT 또는 자기 공명 영상 (MRI) 분석은 가능, 스테인레스 스틸으로 intramedullary 로드 이미지 품질을 손상 할 것입니다. 따라서, 이러한 분석 수행 비보 전, intramedullary 막대의 주의 제거 다음 하실 수 있습니다.

비록 많은 murine 골절 모델, 닫힌된 대 퇴 골절 모델 간단 하 고, 효율적인, 그리고 임상 관련 메서드 뼈 재생 연구를 띈다. Intramedullary 막대와 내부 고정이이 프로토콜에서 설명 된 대로 치유, 일관 된 뼈에 대 한 충분 한 안정성을 제공 하지만 여전히 어느 정도의 부상된 대 퇴 골의 축 및 회전 운동에 대 한 수 있습니다. 오픈 모델 osteotomies 표준화 "골절"의 세대에 대 한 허용과 같은, 하는 동안 그들은 뼈의 단단한 외부 정착을 요구 하 고 intramembranous 나오고 의존 치유. 급성 긴 뼈 골절은 일반적으로 endochondral와 intramembranous 나오고의 조합을 통해 치유. 따라서,이 프로토콜에서 설명 하는 닫힌된 대 퇴 골절 뼈 치유의 기본 메커니즘을 연구 하는 순수 관련 모델을 제공 합니다. Murine 닫힌된 대 퇴 골절을 포함 하는 미래 학문 vivo에서 이미징 기법에 새로운 맥 관 구조 형성을 측정 하기 위해 대조 염료의 사용 등에 대 한 있도록 radiolucent intramedullary 막대의 개발에서 도움이 될 것 이라고는 다리 부상. 전부, murine 닫힌된 대 퇴 골절 모델 뼈 상해 및 재생 관련 된 세포 및 분자 이벤트를 공부 하는 매력적인 플랫폼 이며 뼈 치유를 가속 화 하기 위해 소설 치료 목표를 식별.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

이 논문의 저자를 사용 없다 공개 수 있습니다. 저자 추가 상태는이 원고에 보고 된 연구에 사용 된 모든 자료에 대 한 전체 액세스에 제한이 없습니다.

Acknowledgments

이 작품은 국방부 (국방부) 미국 육군 의료 연구 물자 명령 (USAMRMC) Congressionally 감독 의학 연구 프로그램 (CDMRP) (PR121604) 및 관절염의 국가 학회 및 Musculoskeletal에서 교부 금에 의해 지원 되었다 및 피부 질환 (NIAMS), 우 마 Sankar에 NIH R01 AR068332.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Oster Minimax Trimmer Animal World Network 78049-100
POVIDONE-IODINE Thermo Fisher Scientific 395516
OPHTHALMIC OINTMENT Thermo Fisher Scientific NC0490117
Styker T/Pump Warm Water Recirculator Kent Scientific Corporation TP-700
1ml Sub-Q Syringe Thermo Fisher Scientific 309597
ENCORE Sensi-Touch PF Moore Medical LLC 30347 Latex, powder-free surgical glove
PrecisionGlide 25G Hypodermic Needles Thermo Fisher Scientific 14-826-49
Ultra-High-Temperature Tungsten Wire, McMaster-Carr 3775K37 0.005" Diameter, 1/16 lb. Spool, 380' Long
304 stainless steel, 24G thin walled tubing Microgroup Inc 304h24tw-5ft
#15 Scalpel Blades Fine Science Tools 10015-00
#10 Scalpel Blades Fine Science Tools 10010-00
Narrow Pattern Forceps Fine Science Tools 11002-12 Serrated/Straight/12cm
Iris Forceps Fine Science Tools 11066-07 1x2 Teeth/Straight/7cm
Dissector Scissors Fine Science Tools 14081-09 Slim Blades/Angled to Side/Sharp-Sharp/10cm
Fine Scissors Fine Science Tools 14058-11 ToughCut/Straight/Sharp-Sharp/11.5cm
Olsen-Hegar Needle Holder with Suture Cutter Fine Science Tools 12002-12 Straight/Serrated/12cm/with Lock
Crile Hemostat Fine Science Tools 13004-14 Serrated/Straight/14cm
Tungsten Wire Cutter ACE Surgical Supply Co., Inc. 08-051-90 ACE #150 Wire Cutter, tungsten carbide tips
3-0 VICRYL Suture Ethicon Suture J423H 3-0 VICRYL UNDYED 27" FS-2 CUTTING
piXarray 100 Digital Specimen Radiography System Bioptics, Inc Cabinet x-ray system
Einhorn 3-Point Bending Device N/A N/A Custom Built

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Schnell, S., Friedman, S. M., Mendelson, D. A., Bingham, K. W., Kates, S. L. The 1-Year Mortality of Patients Treated in a Hip Fracture Program for Elders. Geriatric Orthopaedic Surgery & Rehabilitation. 1 (1), 6-14 (2010).
  2. Burge, R., et al. Incidence and economic burden of osteoporosis-related fractures in the United States, 2005-2025. Journal of Bone and Mineral Research. 22 (3), 465-475 (2007).
  3. Cunningham, B. P., Brazina, S., Morshed, S., Miclau, T. III Fracture healing: A review of clinical, imaging and laboratory diagnostic options. Injury. 48, S69-S75 (2017).
  4. Einhorn, T. A. Can an anti-fracture agent heal fractures? Clinical Cases in Mineral and Bone Metabolism. 7 (1), 11-14 (2010).
  5. Hak, D. J., et al. Delayed union and nonunions: epidemiology, clinical issues, and financial aspects. Injury. 45, Suppl 2. S3-S7 (2014).
  6. Decker, S., Reifenrath, J., Omar, M., Krettek, C., Muller, C. W. Non-osteotomy and osteotomy large animal fracture models in orthopedic trauma research. Orthopaedic Reviews (Pavia). 6 (4), 5575 (2014).
  7. Histing, T., et al. Small animal bone healing models: standards, tips, and pitfalls results of a consensus meeting. Bone. 49 (4), 591-599 (2011).
  8. Jacenko, O., Olsen, B. R. Transgenic mouse models in studies of skeletal disorders. Journal of Rheumatology Supplement. 43, 39-41 (1995).
  9. 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).
  10. Bain, S. D., Bailey, M. C., Celino, D. L., Lantry, M. M., Edwards, M. W. High-dose estrogen inhibits bone resorption and stimulates bone formation in the ovariectomized mouse. Journal of Bone and Mineral Research. 8 (4), 435-442 (1993).
  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. Einhorn, T. A., Gerstenfeld, L. C. Fracture healing: mechanisms and interventions. Nature Reviews in Rheumatology. 11 (1), 45-54 (2015).
  13. Schindeler, A., McDonald, M. M., Bokko, P., Little, D. G. Bone remodeling during fracture repair: The cellular picture. Seminar in Cellular and Developmental Biology. 19 (5), 459-466 (2008).
  14. Ai-Aql, Z. S., Alagl, A. S., Graves, D. T., Gerstenfeld, L. C., Einhorn, T. A. Molecular mechanisms controlling bone formation during fracture healing and distraction osteogenesis. Journal of Dental Research. 87 (2), 107-118 (2008).
  15. Gerstenfeld, L. C., et al. Three-dimensional Reconstruction of Fracture Callus Morphogenesis. Journal of Histochemistry & Cytochemistry. 54 (11), 1215-1228 (2006).
  16. Marsell, R., Einhorn, T. A. Emerging bone healing therapies. Journal of Orthopaedic Trauma. 24, Suppl 1. S4-S8 (2010).
  17. Lybrand, K., Bragdon, B., Gerstenfeld, L. Mouse models of bone healing: fracture, marrow ablation, and distraction osteogenesis. Current Protocols of Mouse Biology. 5 (1), 35-49 (2015).
  18. Garcia, P., et al. The LockingMouseNail--a new implant for standardized stable osteosynthesis in mice. Journal of Surgical Research. 169 (2), 220-226 (2011).
  19. Histing, T., et al. An internal locking plate to study intramembranous bone healing in a mouse femur fracture model. Journal of Orthopaedic Research. 28 (3), 397-402 (2010).
  20. Garcia, P., et al. A new technique for internal fixation of femoral fractures in mice: impact of stability on fracture healing. Journal of Biomechistry. 41 (8), 1689-1696 (2008).
  21. Holstein, J. H., et al. Advances in the establishment of defined mouse models for the study of fracture healing and bone regeneration. Journal of Orthopaedic Trauma. 23 (5 Suppl), S31-S38 (2009).
  22. Bonnarens, F., Einhorn, T. A. Production of a standard closed fracture in laboratory animal bone. Journal of Orthopaedic Research. 2 (1), 97-101 (1984).
  23. Holstein, J. H., Menger, M. D., Culemann, U., Meier, C., Pohlemann, T. Development of a locking femur nail for mice. Journal of Biomechistry. 40 (1), 215-219 (2007).
  24. McBride-Gagyi, S. H., McKenzie, J. A., Buettmann, E. G., Gardner, M. J., Silva, M. J. Bmp2 conditional knockout in osteoblasts and endothelial cells does not impair bone formation after injury or mechanical loading in adult mice. Bone. 81, 533-543 (2015).
  25. Williams, J. N., et al. Inhibition of CaMKK2 Enhances Fracture Healing by Stimulating Indian Hedgehog Signaling and Accelerating Endochondral Ossification. Journal of Bone and Mineral Research. , (2018).

Tags

의학 문제 138 뼈 골절 대 퇴 골 골절 치유 마우스 골절 모델
마우스에 닫힌된 대 퇴 골절의 발생: 뼈 치유 연구 모델
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Williams, J. N., Li, Y., ValiyaMore

Williams, J. N., Li, Y., Valiya Kambrath, A., Sankar, U. The Generation of Closed Femoral Fractures in Mice: A Model to Study Bone Healing. J. Vis. Exp. (138), e58122, doi:10.3791/58122 (2018).

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