Login processing...

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

Medicine

Generering av slutna lårbensfrakturer hos möss: en modell för att studera benläkning

doi: 10.3791/58122 Published: August 16, 2018

Summary

Murina stängda femorala fraktur modellen är en kraftfull plattform för att studera frakturläkning och nya terapeutiska strategier att påskynda ben. Målet med detta kirurgiska protokoll är att generera ensidiga stängda lårbensfrakturer hos möss med en intramedullär stål stång för att stabilisera lårbenet.

Abstract

Benfrakturer innebär en enorm socioekonomisk börda för patienter, förutom avsevärt påverkar deras livskvalitet. Terapeutiska strategier som främjar effektiv läkning är obefintlig och hög efterfrågan. Effektiv och reproducerbara djurmodeller av frakturer helande behövs för att förstå komplexa biologiska processer i samband med ben. Många djurmodeller av frakturläkning har genererats genom åren; murina fraktur modeller har dock nyligen dykt upp som kraftfulla verktyg att studera benläkning. En mängd öppna och slutna modeller har utvecklats, men stängda femorala fraktur modellen står ut som en enkel metod för att generera snabba och reproducerbara resultat i ett fysiologiskt relevanta sätt. Målet med detta kirurgiska protokoll är att generera ensidiga stängda lårbensfrakturer hos möss och underlätta en efter fraktur stabilisering av lårbenet genom att infoga en intramedullär stål stång. Även om enheter såsom en spik eller en skruv erbjuder större axiella och roterande stabilitet, ger användningen av en intramedullär rod en tillräcklig stabilisering för konsekvent helande utfall utan att producera nya defekter i benvävnaden eller skada i närheten mjuk vävnad. Radiografisk imaging används för att övervaka utvecklingen av förhårdnader bildandet, tåns och efterföljande omdaning av den beniga förhårdnader. Ben helande utfall är vanligtvis förknippas med styrkan av läkta ben och mätt med torsional tester. Fortfarande, förstå de tidiga cellulära och molekylära händelser associerade med frakturreparation är kritisk i studien av ben vävnadsregeneration. Den slutna femorala fraktur modellen i möss med intramedullära fixering fungerar som en attraktiv plattform för att studera benläkning av fraktur och utvärdera behandlingsstrategier för att påskynda läkning.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Frakturer är bland de vanligaste skador som drabbar rörelseorganen och är associerade med en enorm socioekonomisk börda, inbegripet behandlingskostnader som projiceras för att överträffa 25 miljarder dollar årligen i USA1, 2. Även om majoriteten av frakturer läker utan incidenter, är healing förknippat med betydande driftstopp och förlust av produktivitet. Cirka 5-10% av alla frakturer resulterar i en fördröjd läkning eller utanför unionen, på grund av ålder eller andra underliggande kroniska sjukdomstillstånd, såsom benskörhet och diabetes mellitus3,4,5. Inga FDA-godkända farmakologiska behandlingar finns tillgängliga att främja effektiv benläkning och förkorta återhämtningstiden.

Frakturläkning är en komplex och mycket dynamisk process som omfattar samordning av flera celltyper. En omfattande förståelse av de cellulära och molekylära händelser associerade med ben är därför avgörande för identifiering av terapeutiska mål att påskynda denna process. Som med andra mänskliga sjukdomar är inrättandet av en mycket öppen och reproducerbar djurmodell avgörande i studien av benläkning. Större djur, som får och svin, har ben remodeling egenskaper och biomekanik liknande människor, men är dyra, kräva betydande läkningstiden och kan inte lätt bli föremål för genetisk manipulation6. Däremot, erbjuder små djurmodeller, som råttor och möss, många fördelar, bland annat en enkel hantering, låga kostnader för underhåll, kort avel cykler och en kortare helande tid7. Dessutom är mus genomet fullt sekvenserade, vilket möjliggör snabb manipulation och generation av genetiska varianter. Musen är således ett kraftfull modellsystem att studera mänskliga sjukdomar, skador, och reparera8. I människor ökar samsjuklighet som benskörhet och diabetes mellitus sannolikheten för att en fördröjd läkning. Ett antal befintliga musmodeller finns tillgängliga att studera effekterna av samsjuklighet såsom benskörhet och diabetes mellitus på benskada och helande. Patienter som lider av benskörhet har en markant Försämrad benbildning under de senare stadierna av en fraktur som helande9. Ovariectomized (OVX) möss uppvisar snabb benförlust och fördröjd ben healing liknande den som observerats i postmenopausal osteoporos10,11. Dessutom många musmodeller av typ I och typ II diabetes efterlikna låg benmassa massa fenotyper och nedsatt frakturläkning sett människor11. Dessutom murina fraktur modeller fungerar som en mångsidig plattform för att studera de komplexa biologiska processer som sker i förhårdnader och utforska nya terapeutiska strategier som påskyndar ben vävnadsregeneration.

Trots skillnader i benstomme och metabolism, den övergripande processen för benfraktur healing återstår mycket liknande i möss och människor, med en kombination av endochondral och intramembranous ossifikation följt av benremodellering. Endochondral benbildning innebär rekrytering av stamceller till mindre mekaniskt stabila regioner som omger fraktur klyftan, där de differentieras till kondrocyter som hypertrofi och mineralize brosk för att producera en mjuk förhårdnader. Den andra vågen av stamceller infiltrera förhårdnader och differentieras till mogen osteoblaster som utsöndrar nya ben matrix12,13,14,15. Under intramembranous benbildning, stamfäder på periost och endosteala ytorna direkt differentieras till matrix utsöndrar osteoblaster och underlätta överbryggande av fraktur lucka9,11,12 ,13. Tillsammans, resultera den endochondral och intramembranous ossifications i utveckling av en hård Valk, som ytterligare är ombyggda med tiden till ett stark sekundära ben kan stödja mekanisk belastning13,14 ,15. Hos friska människor tar läkningsprocessen cirka 3 månader, jämfört med endast 35 dagar i möss16.

Frakturläkning har ofta studerats med antingen öppna eller stängda kirurgiska modeller17. Öppna kirurgiska metoder, till exempel generering av en kritiskt storlek defekt eller komplett osteotomi, standardisera skada läge och geometri för att minska avvikelser orsakade av komminuta frakturer. Osteotomier tjäna som en utmärkt modell för att studera den underliggande mekanismen bakom en icke-unionen eftersom healing är ofta försenad jämfört med slutna frakturer. Dessutom krävs en stel extern fixering att stabilisera osteotomized ben, vilket innebär förnyelse beror främst på den intramembranous benbildning. Öppna kirurgiska metoder använda enheter som låsning naglar, pin-klipp och låsning plåtar för att ge axiella och roterande stabilitet till fractured lemmen. dock sådana enheter är dyra och kräver betydligt mer tid i kirurgi18,19,20,21. Däremot, är stängda modeller stabiliserad med en enkel intramedullära fixering enhet, vilket möjliggör tillräckligt instabilitet att stimulera endochondral läkning. Sluten fraktur modeller följaktligen inte lätt efterliknar villkoren för en icke-union. Intern fixering tekniker, såsom intramedullära stift, naglar och kompressionsskruvar, är fördelaktigt eftersom de är billiga, lätt att använda, och minimera tiden i kirurgi21,22,23. I vissa fall intramedullära stift infogas före frakturen, men böjning av intramedullära stift kan leda till vinkling eller förskjutning av bröt lårbenet, bidrar till en variabel callus storlek och helande. Den fraktur läge och geometri är svårare att standardisera i slutna modeller, som de skapas med en tre-punkt bockning enhet, vari en vikt tappas på diaphysis. Men med rätt teknik erbjuder detta kirurgiska tillvägagångssätt snabba och konsekventa resultat. Sluten fraktur modellen fungerar dessutom som ett kliniskt relevanta verktyg för att studera frakturer orsakade av hög kraft inverkan eller mekanisk stress22.

Detta kirurgiska protokoll anpassades från tidigare beskrivna metoder med en intramedullära stift för att stabilisera brutna lårben i råttor och möss22,24,25. Först en intramedullär nålen med en liten diameter sätts genom intracondylar skåran att upprätta en kontaktpunkt och en ledaren introduceras innan genererar en tvärgående fraktur på den femorala midshaft använder trepunkts en allvar-beroende bockning enhet. Efter den framgångsrika generationen av en sluten femorala fraktur ingår en intramedullär stav av större diameter över ledaren för att stabilisera brutna lårbenet. Den här metoden undviker risken för fördröjd läkning orsakas av vinkling av det intramedullära stiftet under frakturen, eftersom placeringen av rod efter frakturen möjliggör ompositionering och optimerad stabiliseringen av skadade lårbenet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Följande procedur utfördes med godkännande från Indiana University skola av medicin institutionella djur vård och användning kommittén (IACUC). Alla överlevnad operationer utfördes under sterila förhållanden som beskrivs av NIH riktlinjerna. Smärta och risken för infektioner sköttes med ordentlig smärtstillande och antibiotika för att säkerställa ett lyckat resultat.

1. anestesi och förberedelse

  1. Väga musen och söva den med en blandning av ketamin (100 mg/kg) och xylazin (10 mg/kg) administreras via sträckan intraperitoneal (IP). Placera musen i en tom bur och övervaka det tills det är helt drogad.
  2. Se till att musen är drogad med en tå nypa reflex. Oftalmologiska salva gälla dess ögon att skydda dem från uttorkning.
  3. Ta bort pälsen från det högra ledet. Torka ner operationsområdet med en jod-scrub och 70% etanol. Skrubba den kirurgiska platsen börjar på mitten av knät och göra ett cirkulär svep utåt. Upprepa detta 3 x med färska scrubs, slutar med 70% etanol.
  4. Administrera en preoperativ dos av buprenorfin hydroklorid analgesi (0,03 mg/kg) subkutant för den omedelbar postoperativ smärtlindring.
  5. Placera musen på en värmedyna som omfattas av en steril kirurgiska pad.

2. kirurgisk metod

Obs: Före frakturen, vikt och fallhöjden empiriskt bestämmas för särskilda stam, ålder och kön av mössen före operationen. Denna operationsmetod är optimerad för C57BJ6 hanmöss vid 10 veckors ålder.

  1. Placera musen på ryggen och flex knäet av operativa benet. Med hjälp av en skalpell blad, gör en 1,5 cm snitt centrerad över knäleden.
  2. Sidled förflytta patella med pincett för att exponera den distala änden av lårbenet. Infoga en 1,5 - i långa 25 gauge rostfritt stål injektionsnål i mitten av trochlear skåran, ned längden på medullär kanalen på en retrograd sätt och genom den proximala änden av lårbenet. Ta en röntgen för att säkerställa korrekt placering av PIN-koden.
    Obs: Nålen bör avsluta den dorsala sidan av musen för att skapa en väg för ledaren.
  3. Passera en 4 - in lång 36-gauge volfram ledaren genom axeln av nålen, genom navet på distala lårbenet och urstigningsteknik avfasningen på ryggsidan av musen.
  4. Efter lyckad placering av ledaren, ta försiktigt bort 25 gauge nålen genom att försiktigt dra på navet medan du håller extremiteten och ledaren på plats. Kontrollera placeringen av ledaren av röntgen.
  5. Hålla en 391 g vikt från en höjd av 34,6 cm ovanför inverkan skivan (figur 1A). Ställning lårbenet horisontellt över de två stödjande punkter, så att regionerna intertrokantära och supracondylar av lårbenet vila på de support städ (figur 1B) och den laterala sidan av lemmen står inför den lastning punkten (figur 1 c ). Tappa vikt och ta försiktigt bort musen från enheten omedelbart efter frakturen.
  6. Bekräfta platsen fraktur med röntgen.
  7. Sätt in 24-gauge rostfritt stål hypodermic slangen ledaren att stabilisera brutna lårbenet.
    Obs: Detta program kan kräva vissa kraft som införselorten genererades med hjälp av en nål med en mindre diameter. Denna skillnad i diameter förhindrar effektivt en potentiell migration av 24-gauge staven genom den proximala änden av lårbenet. Djupet av införande kan kännas manuellt som trubbiga slangen uppfyller det kortikala benet i ju större trochanter.
  8. Bekräfta stålstav ställning och stabiliseringen av det brutna lårbenet med röntgen innan du tar bort ledaren.
  9. Klipp överflödigt slangen på den distala änden av lårbenet med avbitare. Begrava exponerade slangen under ytan av de kondyler med pincett för att använda en mild nedåtriktade kraft, vara noga med att inte rubba knäleden.
  10. Flytta patella med pincett. Stäng webbplatsen snitt med en 5-0 resorberbar sutur.

3. postoperativ Management

  1. Efter operation, kan möss I.P. rutten för att hjälpa dem i deras postoperativ återhämtning injiceras med upp till 500 µL av steril koksaltlösning via .
  2. Övervaka djuren på en uppvärmd återhämtning säng tills de vaknar från kirurgi. När ambulatory, återföra dem till deras bur.
  3. Fortsätta att noga övervaka möss i flera dagar efter operationen så de läker ordentligt och återfå rörlighet. Administrera buprenorfin hydroklorid analgesi (0,03 mg/kg) subkutant varje 6 h 3 dagar efter operationen, och vid behov därefter. Undvika användning av icke-steroida antiinflammatoriska läkemedel (NSAID) som de har visat att försämra läkning efter operation.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Ett framgångsrikt genomförande av det kirurgiska ingreppet övervakades med radiografisk imaging. Viktiga steg omfattar införandet av en intramedullär nål, placeringen av en guidekabel, induktion av en tvärgående fraktur på den femorala midshaft och ordentlig stabilisering med en intramedullär spö (figur 2Ajag - 2Aiv). Den helande progressionen av den fraktur förhårdnader övervakades med veckovisa radiografiska bilder upp till 28 dagar efter operationen (figur 2B). På dagar 10-16 efter fraktur, en kondrocyter genomgick hypertrofi och producerade mineraliserade brosk för att bilda en framstående mjuk förhårdnader.

Förstå de tidiga cellulära och molekylära händelserna inblandade i endochondral och intramembranous ossifications är viktigt när man studerar läkning av fraktur. Lårbenet var målat med toluidinblått blå på 7 och 14 dagar efter fraktur att visualisera bildandet av en brosk matris vid fraktur gap (figur 3A). Brosk bildandet var detekterbar 7 dagar efter frakturen och i linje med fraktur klyftan av dag 14 efter fraktur.

Efter bildandet av den mjuka förhårdnader, osteoklaster resorberas förkalkat brosk och mogen osteoblaster syntetiseras nya benmatrix. Ben matrix nedfall inom förhårdnader ursprungligen rumsligt ospecifika, men en omdaning av förkalkade brosket, över tid, produceras mer definierade strukturer i den centrala regionen och peripheryen av den fraktur förhårdnader. Typ 1 kollagen (kolumn1) är en viktig del av benmatrix och dess uttryck visade den rumsliga organisationen och relativa mängd benmatrix som var närvarande 14 dagar efter fraktur (figur 3B). Dessa data tillsammans och visar samordnade produktionen av brosk och primära benmatrix under endochondral läkning.

Därefter, under dagar 17-35 efter fraktur, var den primära ben gradvis ombyggda för att bilda en stark sekundära ben som liknar det av den kortikala midshaft12. Microcomputed tomografi (mikro-CT) analysen visade callus volymen minskade med cirka 50% mellan dag 14 och 28 efter fraktur, vilket indikerar en effektiv omdaning av förhårdnader (figur 4A - 4B). Även om radiografisk avbildningstekniker ger en värdefull bedömning av ben innehåll och mikroarkitektur, bör torsional testning utföras för att korrekt bedöma benstyrkan i förhållande till de icke-skadade motsatt femur.

Figure 1
Figur 1: ett diagram över apparaten som fraktur och placeringen av musen under genereringen av en fraktur. (A) denna panel visar ett diagram över den apparat som används för att generera frakturer och en identifiering av komponenter: (A1) inverkan skivan, (A2) muttrar och gängade stavar, (A3) den övre plattformen, (A4) vertikal inlägg, (A5) våren och skaft, (A6) den lägre plattform, (A7) de stöd scenen, (A8) den räfflade knappen, och (A 9) basen. Pilarna anger en nedåtgående förskjutning av gängade stavar och skaft efter en vikt är tappade på inverkan skiva. (B) frakturer skapas på den mellersta diaphysis med hjälp av en (B1) giljotin blad medan den intertrokantära och supracondylar regioner av lårbenet stöds av (B2) städ. (C) dessa bilder visar placeringen av mus bakben över de stöd städ före generering av en fraktur. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 2
Figur 2: fraktur induktion och helande progression övervakas med hjälp av radiografi. (A) radiografiska bilder på möss togs under hela operationen visar (Ai) införandet av en 25-gauge nål retrograd genom längden på lårbenet, (Aii) placering av 30-gauge volfram ledaren före ( AIII) generering av en tvärgående fraktur och (Aiv), stabilisering av fractured lårbenet med ett 24-gauge spö. (B) varje vecka radiografiska bilder användes för att övervaka utvecklingen av den helande upp till 28 dagar efter fraktur. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 3
Figur 3: brosk bildas och nya ben matrix nedfall under endochondral benbildning. (A) denna panel visar histologiska sektioner av 7 - och 14-dagars gamla valkar färgas med toluidinblått blå. Callus periferin är rödmarkerade. (B) denna panel visar den immunohistokemi färgning för kollagen typ 1 uttryck som gröna inuti den fraktur förhårdnader 14 dagar efter fraktur (40 X och 100 X förstoring). Proverna var counterstained med DAPI att visualisera atomkärnor som blå. Bil = brosk; BM = benmärgen; Okt = gamla kortikala benet; Mus = muskel. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 4
Figur 4: Micro-CT analys av den fraktur förhårdnader. (A) denna panel visar longitudinella och tvärsnittsdata mikro-CT-bilder av frakturen callus på 14 och 28 dagar efter fraktur (n = 6/grupp). (B) denna panel visar den genomsnittliga callus volymen (mm3) på 14 och 28 dagar efter fraktur. Felstaplar representera en standardavvikelse. Den statistiska jämförelsen mellan behandlingsgrupperna utfördes med hjälp av en oparade 2 Students t-test. Standardavvikelse, p < 0,05. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Målet med detta kirurgiska ingrepp är att generera standardiserade stängda lårbensfrakturer hos möss. En viktig fördel med denna modell är att den intern fixationen sker efter generationen av frakturen, därmed undvika en vinkling av intramedullära stången. Kanske är den mest kritiska aspekten av detta protokoll generering av en standardiserad tvärgående fraktur på den femorala midshaft, som fraktur geometri är beroende av den böjande kraften och placering av bakbenen. Felaktig positionering av lårbenet under det böjande ögonblicket kan leda till sneda eller komminuta frakturer. Vikt och släpp höjden måste vara empiriskt förutbestämd, eftersom de är beroende av ålder, kön och stam av möss. Tillämpad kraft kan styras ytterligare med ett material som testning maskin utrustad med en tre-punkt böjande apparater i stället för en tappad vikt24. Generera frakturer med en tappad vikt är dock ett kliniskt relevant modell av hög effekt eller stressrelaterade skador.

Dessutom kan komplikationer utvecklas under det kirurgiska ingreppet. Ledaren kan bli förskjuten efter generering av frakturen, leder till en förskjutning av skadade lårbenet under stabiliseringen med intramedullära stav. Detta kan förhindras genom övervakning med radiografisk imaging före och efter generationen av frakturen. Vid komminuta frakturer kan exkluderas djuret från studien. Dessutom bör djur övervakas noggrant efter operationen för migrering av intramedullära staven, eftersom detta kan påverka rörligheten och läkning av den skada extremiteten. En begränsning med tekniken är att i vivo mikro-CT eller magnetisk resonanstomografi (MRT) analyser är inte möjligt, som det rostfria stålet intramedullära spö skulle äventyra bildkvaliteten. Dessa analyser kan därför endast vara utförda ex vivo, efter noggrann borttagning av intramedullära staven.

Det finns många murina fraktur modeller, står stängda femorala fraktur modellen ut som en enkel, effektiv, och kliniskt relevant metod att studera ben. Den intern fixation med en intramedullär stav, som beskrivs i detta protokoll, ger tillräcklig stabilitet för konsekvent ben healing, men kan ändå tillåta en viss axiell och roterande rörelse av skadade lårbenet. Öppna modeller såsom osteotomier möjliggör generering av standardiserade ”frakturer”, de kräver en styv extern fixering av benet medan läkningen bygger på intramembranous benbildning. Akut långa benfrakturer läker vanligtvis genom en kombination av endochondral och intramembranous benbildning. Därför, de slutna lårbensfrakturer som beskrivs i detta protokoll ger en fysiologiskt relevanta modell för att studera den underliggande mekanismen vid läkning. Framtida studier med murin stängda lårbensfrakturer skulle dra nytta av utvecklingen av en radiolucent intramedullära spö som möjliggör in-vivo avbildningstekniker, såsom användning av kontrast färgämnen att mäta bildandet av nya kärlsystemet i den skadad lem. Sammantaget murina stängda femorala fraktur modellen är en attraktiv plattform för att studera de cellulära och molekylära händelser associerade med benskada och förnyelse och identifiera nya terapeutiska mål för att påskynda läkning.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna till detta manuskript har något att avslöja. Författarna ytterligare uppger att det finns inga begränsningar på den full tillgången till alla de material som används i studien rapporterade detta manuskript.

Acknowledgments

Detta arbete stöds av bidrag från Department of Defense (DoD) oss armén medicinsk forskning och Materiel Command (USAMRMC) Congressionally riktat Medical Research program (CDMRP) (PR121604) och nationell institut av artrit och muskuloskeletala systemet och hudsjukdomar (NIAMS), NIH R01 AR068332 till Uma Sankar.

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).
Generering av slutna lårbensfrakturer hos möss: en modell för att studera benläkning
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

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).More

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