Waiting
Login processing...

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

Medicine

Generation af lukkede femur frakturer i mus: en Model til at studere knogleheling

Published: August 16, 2018 doi: 10.3791/58122

Summary

Modellens murine lukkede collum fraktur er en kraftfuld platform at studere frakturheling og roman terapeutiske strategier til at fremskynde knogle regenerering. Målet med denne kirurgisk protokol er at generere ensidige lukkede femur frakturer i mus med et intramedullære stål stang til at stabilisere lårbenet.

Abstract

Knoglebrud være en enorm socio-økonomiske byrde for patienter, ud over væsentligt påvirker deres livskvalitet. Terapeutiske strategier, der fremmer effektiv knogleheling er ikke-eksisterende og i høj efterspørgsel. Effektiv og reproducerbare dyremodeller for frakturer healing er nødvendig for at forstå de komplekse biologiske processer forbundet med knogle regenerering. Mange dyremodeller frakturheling er blevet genereret gennem årene; dog er murine fraktur modeller for nylig dukket op som effektive værktøjer til at studere knogleheling. En bred vifte af åbne og lukkede modeller er blevet udviklet, men den lukkede collum fraktur model skiller sig ud som en simpel metode til at generere hurtige og reproducerbare resultater i en fysiologisk relevante måde. Målet med denne kirurgisk protokol er at generere ensidige lukkede femur frakturer i mus og lette en efter fraktur stabilisering af lårbenet ved at indsætte et intramedullære stål stang. Selvom enheder f.eks et søm eller en skrue giver større axial og roterende stabilitet, giver brug af et intramedullære stang en tilstrækkelig stabilisering for konsekvent helbredende resultater uden producerer nye fejl i knoglevævet eller skader i nærheden soft væv. Radiografisk imaging bruges til at overvåge udviklingen af callus dannelse, tåens og efterfølgende ombygning af den benede callus. Knogle helbredende resultater er typisk forbundet med styrken af helede knoglen og målt med torsionsstivhed test. Stadig, forstå de tidlige cellulære og molekylære begivenheder tilknyttet fraktur reparation er kritisk i studiet af knogle væv revitalisering. Modellens lukkede collum fraktur i mus med intramedullært fiksering fungerer som en attraktiv platform for at studere fraktur knogleheling og evaluere terapeutiske strategier for at fremskynde heling.

Introduction

Frakturer er blandt de mest almindelige skader opstår til bevægeapparatet og er forbundet med en enorm socioøkonomisk byrde, herunder udgifter til behandling, der forventes for at overgå 25 milliarder dollar årligt i USA1, 2. Selv om fleste af frakturer helbrede uden uheld, er healing forbundet med betydelige nedetid og tab af produktivitet. Ca 5-10% af alle knoglebrud resultere i forsinket heling eller ikke-union, på grund af alder eller andre underliggende kroniske sundhedsmæssige betingelser, såsom osteoporose og diabetes mellitus3,4,5. Ingen FDA-godkendt farmakologiske behandlinger er i øjeblikket tilgængelig at fremme effektiv knogleheling og forkorte restitutionstid.

Frakturheling er en kompleks og yderst dynamisk proces, der omfatter koordinering af flere celletyper. Derfor, en omfattende forståelse af de cellulære og molekylære begivenheder tilknyttet knogle regenerering er afgørende for identifikation af terapeutiske mål, at fremskynde denne proces. Som med andre sygdomme hos mennesker er etablering af en meget medgørlige og reproducerbare dyremodel afgørende i studiet af knogleheling. Større dyr som får og svin, har knogle remodellering egenskaber og biomekanik ligner for mennesker, men er dyre, kræver betydelige helbredende tid, og er ikke umiddelbart indstillet til genmanipulation6. På den anden side tilbyder lille dyremodeller, som rotter og mus, mange fordele, herunder en nem håndtering, lave omkostninger vedligeholdelse, korte avl cykler og en kortere helbredende tid7. Derudover er mus genom fuldt sekventeret, giver mulighed for hurtig manipulation og generation af genetiske varianter. Således er musen en kraftfuld modelsystem til at studere menneskelig sygdom, skade, og reparere8. Hos mennesker øger co-morbiditet som knogleskørhed og diabetes mellitus sandsynligheden for en forsinket heling. En række eksisterende musemodeller er tilgængelige til at studere virkningerne af co-morbiditet såsom osteoporose og diabetes mellitus på knogle skade og healing. Patienter, der lider af osteoporose har en markant nedsat knogledannelse under de senere faser af en fraktur, healing9. Ovariectomized (OVX) mus udviser hurtig knogletab og forsinket knogle heling svarende til den konstaterede i postmenopausale osteoporose10,11. Derudover mange musemodeller af type I- og type II diabetes efterligne lav knogle masse fænotyper og nedsat frakturheling set i mennesker11. Derudover murine fraktur modeller tjene som en alsidig platform til at studere de komplekse biologiske processer, der forekommer i callus og udforske roman terapeutiske strategier, der fremskynder knogle væv revitalisering.

Trods forskelle i knoglestruktur og metabolisme, den overordnede proces for knoglebrud healing er fortsat meget ens i mus og mennesker, der involverer en kombination af endochondral og intramembranous ossifikation efterfulgt af knogle remodellering. Endochondral ossifikation indebærer ansættelse af stamceller til mindre mekanisk stabile regioner omkring fraktur gap, hvor de differentiere sig til chondrocytter, der Hjertehypertrofi og mineralize brusk til at producere en blød callus. Den anden bølge af stamceller infiltrere callus og differentiere sig til modne osteoblaster, der udskiller ny knogle matrix12,13,14,15. Under intramembranous ossifikation, stamfaderen på de periosteal og knoglens endosteale overflader direkte differentiere i matrix secernerende osteoblaster og lette bridging fraktur hul9,11,12 ,13. Sammen, resultere endochondral og intramembranous ossifications i udviklingen af en hård hård hud, som er yderligere ombygget over tid til at danne en stærk sekundære knogle understøtter mekaniske belastninger13,14 ,15. Hos raske mennesker tager helingsprocessen ca 3 måneder, sammenlignet med kun 35 dage i mus16.

Frakturheling er almindeligt blevet undersøgt ved hjælp af enten åbne eller lukkede kirurgisk modeller17. Åbn kirurgisk tilgange, såsom generation af en kritisk størrelse defekt eller komplet osteotomi, standardisere skade placering og geometri at reducere afvigelser forårsaget af artikulære frakturer. Osteotomier tjene som en fremragende model til at studere de underliggende mekanisme bag en ikke-union, fordi healing er ofte forsinket i forhold til lukkede frakturer. En stiv ekstern fiksering er desuden forpligtet til at stabilisere den osteotomized knogle, hvilket betyder regenerering vil primært afhænge af intramembranous ossifikation. Åben kirurgisk tilgange bruge hjælpemidler såsom låsning negle, pin-klip og låsning plader til at give aksial og roterende stabilitet til de brækkede lemmer; men sådanne anordninger er dyre og kræver væsentligt mere tid i kirurgi18,19,20,21. På den anden side er lukkede modeller stabiliseret med en simpel intramedullært fiksering enhed, giver mulighed for nok ustabilitet at stimulere endochondral healing. Som et resultat, efterligne lukket fraktur modeller ikke let betingelserne af en ikke-union. Intern fiksering teknikker, såsom intramedullært stifter, søm og kompressionsskruer, er fordelagtigt, da de er billige, let at bruge, og minimerer tid i kirurgi21,22,23. I nogle tilfælde intramedullært nåle indsættes før frakturen, men bøjning af intramedullært pin kan føre til vinkling eller forskydning af det brækkede lårbenet, bidrager til en variabel callus størrelse og healing. Fraktur placering og geometri er mere vanskeligt at standardisere i lukkede modeller, som de er genereret ved hjælp af en tre-punkts bøjning enhed, hvori en vægt er faldet på diaphysis. Dog med den rette teknik tilbyder denne kirurgiske tilgang hurtige og konsistente resultater. Desuden fungerer lukket fraktur model som en klinisk relevant værktøj til at studere frakturer skyldes høj kraft virkning eller mekanisk stress22.

Denne kirurgisk protokol var tilpasset fra tidligere beskrevne metoder ved hjælp af et intramedullære pin til at stabilisere brækkede lårben i rotter og mus22,24,25. Først, en intramedullært nål med en lille diameter er indsat gennem intracondylar hak at oprette et kontaktpunkt, og en guidewire er indført før generering af en tværgående brud på den femorale midshaft ved hjælp af en tyngdekraft-afhængige tre-punkts bøjning enhed. Efter den vellykkede generation af en lukket collum fraktur indgår et intramedullære stang med en større diameter over guidewire til at stabilisere brækkede lårbenet. Denne metode undgår risikoen for forsinket heling forårsaget af vinkling af intramedullært pin under fraktur, som placeringen af stang efter fraktur tillader for repositionering og optimeret stabilisering af det skadede lårbenet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Følgende procedure blev udført med godkendelse fra Indiana University skole af medicin institutionelle Animal Care og brug udvalg (IACUC). Alle overlevelse operationer blev udført under sterile forhold som skitseret af NIH retningslinjer. Smerter og risikoen for infektioner var lykkedes med rette smertestillende og antibiotika for at sikre et vellykket resultat.

1. anæstesi og forberedelse

  1. Vejer musen og bedøver den med en blanding af ketamin (100 mg/kg) og xylazin (10 mg/kg) administreres via ruten intraperitoneal (I.P.). Placere musen i et tomt bur og overvåge det, indtil det er fuldt bedøvet.
  2. Sikre, at musen er bedøvet ved hjælp af en tå knivspids refleks. Anvende oftalmologiske salve til dens øjne til at beskytte dem mod udtørring.
  3. Fjern skindet fra det højre led. Tør ned operationsstedet med en jod-baserede krat og 70% ethanol. Skrub operationsstedet startende fra midten af knæet og gør en cirkulær feje udad. Gentag denne 3 x med friske krat, slutter med 70% ethanol.
  4. Administrere en præoperativ dosis af buprenorphin hydrochlorid analgesi (0,03 mg/kg) subkutant til den umiddelbare postoperative smertebehandling.
  5. Placer musen på en varmepude, er omfattet af en steril kirurgiske pad.

2. kirurgiske tilgang

Bemærk: Før frakturen, vægten og faldhøjden empirisk fastsættes for specifikke stamme, alder og køn af mus forud for kirurgi. Denne kirurgiske procedure er optimeret til C57BJ6 mandlige mus ved 10 uger gammel.

  1. Placer musen på ryggen og bøj knæ af udløsende benet. Ved hjælp af en skalpel blade gøre en 1,5 cm incision centreret over knæleddet.
  2. Sideværts fortrænge patella brug af pincet til at udsætte den distale ende af lårbenet. Indsæt en 1,5 - tommer lange 25-gauge rustfrit stål kanyle i midten af den trochlea groove, ned på længden af den medullære kanalen på en retrograd måde og gennem den proksimale ende af lårbenet. Tage en X-ray til at sikre en korrekt placering af pin.
    Bemærk: Nålen skal afslutte den dorsale side af musen til at oprette en sti til guidewire.
  3. Passere en 4 - tommer lange 36-gauge wolfram guidewire gennem skaftet af nålen, ind gennem hub på den distale femur og spændende facetten på den dorsale side af musen.
  4. Efter den vellykkede placering af guidewire, Fjern forsigtigt 25-gauge kanyle ved forsigtigt at trække på hubben mens du holder lemmer og guidewire på plads. Bekræfte placeringen af guidewire af X-ray.
  5. Hold en 391 g vægt fra en højde på 34,6 cm over indvirkning disc (figur 1A). Position lårbenet vandret på tværs af de to støtte punkter, således at regionerne intertrochanteric og supracondylar af lårbenet hvile på støtte Ambolte (figur 1B) og den laterale side af lemmer vender lastning punkt (figur 1 c ). Droppe vægt og forsigtigt fjerne musen fra enheden umiddelbart efter fraktur.
  6. Bekræfte fraktur placeringen af X-ray.
  7. Indsæt den 24-gauge rustfrit stål subkutan slanger over guidewire til at stabilisere brækkede lårbenet.
    Bemærk: Dette program kan kræve nogle kraft at indførselsstedet blev genereret ved hjælp af en nål med en mindre diameter. Denne forskel i diameter forhindrer effektivt en potentiel overførsel af 24-gauge stangen igennem den proksimale ende af lårbenet. Dybden af indsættelse kan mærkes manuelt som den stump slange opfylder den kortikale knogle i større trochanter.
  8. Bekræfte placeringen af den stålstang og stabilisering af det brækkede lårbenet af X-ray før fjernelse af guidewire.
  9. Skær overskydende slangen på den distale ende af lårbenet ved hjælp af bidetang. Begrave udsatte slangen under overfladen af condyles bruge pincet til at anvende en blid nedadgående kraft, være omhyggelig med ikke at splitte knæleddet.
  10. Flytte patella med pincet. Lukke indsnit site med en 5-0 resorberbar sutur.

3. postoperative Management

  1. Efter kirurgi, kan musene injiceres med op til 500 µL sterilt saltvand via I.P. rute for at støtte dem i deres postoperative genopretning.
  2. Overvåge dyr på en opvarmet opsving seng, indtil de vække fra kirurgi. Når Ambulant, returnere dem til deres bur.
  3. Fortsat nøje overvåge mus i flere dage efter operation for at sikre, at de er healing korrekt og genvinde mobiliteten. Administrere buprenorphin hydrochlorid analgesi (0,03 mg/kg) subkutant hver 6 h 3 dage efter operationen, og efter behov derefter. Undgå brug af non-steroide anti-inflammatoriske lægemidler (NSAID), som de har vist sig at forringe knogleheling efter operationen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

En vellykket gennemførelse af den kirurgiske procedure blev overvåget med Radiografisk billeddannelse. Nøglen skridt omfatter indsættelse af et intramedullære nål, placeringen af en guidewire, induktion af et tværgående brud på den femorale midshaft og en ordentlig stabilisering med et intramedullære stang (figur 2Ajeg - 2Aiv). Den helbredende progression af fraktur callus blev overvåget med ugentlige Radiografisk billeder op til 28 dage efter operationen (figur 2B). På dage 10-16 efter fraktur, chondrocytter undergik hypertrofi og produceret mineraliseret brusk til at danne en fremtrædende bløde callus.

Forstå de tidlige cellulære og molekylære begivenheder involveret i endochondral og intramembranous ossifications er vigtigt, når man studerer knogle fraktur healing. Lårben var plettet med toluidin blå på 7 og 14 dage efter fraktur til at visualisere dannelsen af en brusk matrix ved fraktur gap (figur 3A). Brusk dannelse var påviselige 7 dage efter fraktur og justeret med fraktur kløften ved dag 14 efter fraktur.

Efter dannelsen af den bløde callus osteoklaster resorberet forkalkede brusk og modne osteoblaster syntetiseret nyt knoglematrix. I første omgang, knogle matrix deposition inden for callus var rumligt ikke-specifikke, men en ombygning af den forkalkede brusk, over tid, fremstillet mere definerede strukturer i den centrale region og periferien af fraktur callus. Type 1 kollagen (Kol1) er en vigtig del af knoglematrix, og dens udtryk viste rumlige organisation og relativ mængde af knoglematrix, der var nuværende 14 dage efter fraktur (figur 3B). Taget sammen, viser disse data koordineret produktionen af brusk og primær knoglematrix i endochondral healing.

Derefter, under dage 17-35 efter fraktur, blev den primære knogler gradvist ombygget for at danne en stærk sekundære knogle minder om den kortikale midshaft12. Microcomputed tomografi (mikro-CT) analyse afslørede callus mængden faldt med ca 50% mellem dag 14 og 28 efter fraktur, der angiver en effektiv remodellering af callus (figur 4A - 4B). Selv om Radiografisk Billeddannende teknikker giver en værdifuld vurdering af knogle-indhold og -mikroarkitektur, bør torsionsstivhed test udføres for at korrekt vurdering knoglestyrke i forhold til ikke-skadet kontralaterale lårbenet.

Figure 1
Figur 1: et diagram af apparatet fraktur og placeringen af musen i generation af en fraktur. (A) dette panel viser et diagram over de apparater, der anvendes til at generere frakturer og en identifikation af komponenterne: (A1) indvirkning disc, (A2) nødder og gevindstænger, (A3) den øverste platform, (4)lodrette stillinger, (A5) forår og skaft, (A6) lavere platform, (A7) støtte fase, (A8) riflede knop og (A 9) basen. Pilene indikerer en nedadgående forskydning af gevindstænger og skanken efter en vægt er faldet på indvirkning disken. (B) frakturer er genereret på midten diaphysis ved hjælp af en (B1) guillotine blade mens den intertrochanteric og supracondylar regioner af lårbenet er støttet af (B2) Ambolte. (C) disse billeder viser placeringen af mus hind lemmer på tværs af støtte Ambolte forud for generation af en fraktur. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Figur 2: fraktur induktion og healing progression overvåges med brug af radiografi. (A) Radiografisk billeder af mus blev taget under hele operationen viser (Ai) indsættelsen af en 25-gauge kanyle retrograd gennem længden af lårbenet, (Aii) placeringen af 30-gauge wolfram guidewire før ( AIII) generation af en tværgående fraktur og (Aiv) stabilisering af det brækkede lårbenet med en 24-gauge stang. (B) ugentlige Radiografisk billeder blev brugt til at overvåge udviklingen af healing op til 28 dage efter fraktur. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3
Figur 3: brusk dannelse og ny knogle matrix aflejring under endochondral ossifikation. (A) dette panel viser histologiske sektioner af 7 og 14-dage gamle hård hud farves med toluidin blå. Callus periferien er skitseret i rød. (B) dette panel viser Immunhistokemi farvning for kollagen type 1 udtryk som grøn inde fraktur callus 14 dage efter fraktur (40 X og 100 X forstørrelse). Prøverne blev counterstained med DAPI at visualisere kerner som blå. Bil = brusk; BM = knoglemarv; Oktober = gamle kortikale knogle; Mus = muskel. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 4
Figur 4: Micro-CT analyse af fraktur callus. (A) dette panel viser langsgående og tværsnits micro-CT billederne af frakturen callus på 14 og 28 dage efter fraktur (n = 6/gruppe). (B) dette panel viser den gennemsnitlige callus volumen (mm3) på 14 og 28 dage efter fraktur. Fejllinjer udgør en standardafvigelse. Den statistiske sammenligning blandt grupperne behandling blev udført ved hjælp af en uparret 2-tailed Student's t-test. Standard afvigelse; p < 0,05. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Målet med denne kirurgiske procedure er at generere standardiseret lukkede femur frakturer i mus. En vigtig fordel ved denne model er, at den intern fiksering finder sted efter generation af fraktur, således at man undgår en vinkling af intramedullære stang. Måske er det mest kritiske aspekt af denne protokol generation af en standardiseret tværgående brud på den femorale midshaft, fraktur geometri er afhængig af den anvendte bøjning kraft og positionering af hind lemmer. Forkert placering af lårbenet under et bøjende moment kan føre til skrå eller artikulære frakturer. Vægt og drop højden skal være empirisk forudbestemt, som de er afhængige af alder, køn og stamme af mus. Den anvendte kraft kan kontrolleres yderligere, ved hjælp af et materiale, test maskine monteret med en tre-punkts bøjning apparat i stedet for en faldt vægt24. Imidlertid er generere frakturer med en faldt vægt en klinisk relevante model for stor effekt eller stress-relaterede skader.

Derudover kan komplikationer udvikle i løbet af den kirurgiske procedure. Guidewire kan blive forvredet efter generation af fraktur, fører til en forskydning af tilskadekomne lårbenet under stabilisering med intramedullære stang. Dette kan forhindres ved overvågning med Radiografisk imaging før og efter generation af frakturen. I forbindelse med artikulære frakturer, bør dyret udelukkes fra undersøgelsen. Endvidere bør dyr overvåges nøje efter operation for migration af intramedullære stang, da dette kunne påvirke mobilitet og helingen af det skadede led. En begrænsning af teknikken er at i vivo mikro-CT eller magnetisk resonans imaging (MR) analyser er ikke muligt, som rustfrit stål intramedullære stang vil kompromittere billedkvalitet. Disse analyser kan derfor kun være udført ex vivo, efter omhyggelig fjernelse af intramedullære stang.

Selvom der er mange murine fraktur modeller, lukkede collum fraktur model skiller sig ud som en enkel, effektiv, og klinisk relevante metode til at studere knogle regenerering. Intern fiksation med et intramedullære stang, som beskrevet i denne protokol, giver tilstrækkelig stabilitet for konsekvent knogle heling, men kan stadig giver mulighed for en vis grad af aksial og roterende bevægelse af tilskadekomne lårbenet. Mens åbne modeller såsom osteotomier giver mulighed for generation af standardiseret "knoglebrud", de kræver en stiv ekstern fiksation af knoglen, og heling afhængig af intramembranous ossifikation. Akut lang knoglebrud typisk heler gennem en kombination af endochondral og intramembranous ossifikation. Derfor giver de lukkede femur frakturer er beskrevet i denne protokol en fysiologisk relevante model for at studere de underliggende mekanisme af knogleheling. Fremtidige undersøgelser der involverer murine lukkede femur frakturer vil drage fordel af udviklingen af en radiolucent intramedullære stang til at give mulighed for i vivo billeddannelse teknikker, såsom brugen af kontrast farvestoffer til at måle dannelsen af nye Vaskulaturen i den skadet legemsdel. Helt, modellens murine lukkede collum fraktur er en attraktiv platform til at undersøge de cellulære og molekylære begivenheder tilknyttet ben skade og regenerering og identificere nye terapeutiske mål for at fremskynde knogleheling.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne til dette manuskript har intet at videregive. Forfatterne yderligere, at der er ingen begrænsninger på den fuld adgang til alt det materiale, der anvendes i undersøgelsen rapporterede i dette håndskrift.

Acknowledgments

Dette arbejde blev støttet af tilskud fra den Department of Defense (DoD) os hær medicinalforskning og Materiel kommando (USAMRMC) Kongressen instrueret Medical Research programmer (CDMRP) (PR121604) og de nationale institutter for gigt og bevægeapparat og hudsygdomme (NIAMS), NIH R01 AR068332 til 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).

Tags

Medicin spørgsmål 138 knoglebrud lårben frakturheling musemodel fraktur
Generation af lukkede femur frakturer i mus: en Model til at studere knogleheling
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