Summary
Tutarlı kırıklar verim için kırık üretimi parametrelerini optimize etmek için protokol hedefidir. Bu iletişim kuralı kemik boyutu ve hayvanlar arasında varolabilir morfoloji değişimler hesapları. Ayrıca, bir maliyet-etkin, ayarlanabilir kırık aparatı açıklanmıştır.
Abstract
Hayvan modellerinde tutarlı stabilize kırıklar güvenilir nesil kemik rejenerasyon biyoloji anlama ve tedavi ve cihazlar geliştirmek için önemlidir. Ancak, mevcut yaralanma modelleri boşa hayvanlar ve kaynakları ve kusurlu veri sonucu tutarsızlık boğulmuş. Kırık heterojenite bu sorunu çözmek için burada açıklanan yöntemin amacı kırık üretimi parametreleri her hayvan için belirli optimize etmek ve bir tutarlı kırık konum ve desen verim etmektir. Bu iletişim kuralı kemik boyutu ve fare suşları arasında bulunabilir ve tutarlı kırıklar sıçan gibi diğer türler oluşturmak için adapte edilebilir morfoloji hesapları. Ayrıca, bir maliyet-etkin, ayarlanabilir kırık aparatı açıklanmıştır. Geçerli stabil kırığı teknikleri için karşılaştırıldığında, en iyi duruma getirme Protokolü ve yeni kırık aparatı stabil kırığı desen ve mekanlar artan tutarlılık göstermektedir. Kullanarak parametreleri örnek türüne, açıklanan protokol artar bağlı travmalar, genellikle kapalı kırık üretimi yordamlarda gözlenen kırık heterojenite minimize duyarlığını optimize.
Introduction
Kırık iyileşmesi araştırma büyük bir klinik ve ekonomik sorunu çözmek gereklidir. Her yıl 12 milyon kırıklar Amerika Birleşik Devletleri1, maliyet $80 milyar yıl2başına ele alınır. Bir erkek veya kadın bir kırık onların yaşam boyu acı olasılığı % 25 ve % 44, sırasıyla3olduğunu. Kırık iyileşmesi ile ilgili sorunları ile nüfus yaş olarak artan comorbidities artış bekleniyor. Çalışma ve bu sorunu çözmek için kırık üretimi ve sabitleme sağlam modellerinin gereklidir. Kemirgen modelleri ideal bu amaç için uygundur. Onlar klinik önemi sağlamak ve adresi belirli koşullara (yani, birden fazla yaralanmalar, açık, kapalı, iskemik ve virüslü kırıklar) değiştirilebilir. Klinik senaryoları çoğaltma ek olarak, hayvan kırık modelleri kemik biyoloji ve gelişmekte olan tedavi ve aygıtların anlamak için önemlidir. Ancak, müdahaleler arasında farklılıklar çalışmaya girişimleri tutarsız kırık oluşturma tarafından kullanılmaya başlandı değişkenlik karmaşık. Böylece, tekrarlanabilir ve sürekli olarak kapalı kırık hayvan modellerinde üreten kas-iskelet araştırma alanı için esastır.
Düzgün potansiyel konu heterojenite için uygun genetik arka plan, cinsiyet, yaş ve çevre koşulları sağlayarak kontrol rağmen klinik olarak ilgili tutarlı kemik kırıklarının önemli bir değişken yapımıdır etkileyen tekrarlanabilirlik kontrol altına alınmalı. Tutarsız kırıklar kullanarak istatistiksel karşılaştırmaları deneysel gürültü ve yüksek değişkenlik4ile veba; Buna ek olarak, kırık değişkenliğine örnek boyutu veya parçalanmış veya malpositioned kırıklar hayvanlarla ötenazi için zorunluluk artırmak için ihtiyacı nedeniyle gereksiz hayvan ölüme neden olabilir. Burada açıklanan yöntemin amacı örnek türüne özgü kırık üretimi parametreler optimize etmektir ve tutarlı kırık konumu ve desen verim.
Kırık nesil mevcut modelleri kendi güçlü ve zayıf yönleri ile her iki geniş kategoriye ayrılır. Açık-kırık (osteotomi) modelleri sonra bir kırık kemik kesme veya bu zayıflaması ve sonra el ile5,6,7,8kırılma indüklenen kemik, ortaya çıkarmak için ameliyat. Bu yöntem faydaları kırık site ve bir daha tutarlı kırık konum ve desen doğrudan görselleştirme vardır. Ancak, fizyolojik ve klinik yaklaşım alaka ve yaralanma mekanizması sınırlıdır. Ayrıca, açık kırık üretimi yöntemlerinin cerrahi yaklaşım ve kapatma sırasında kontaminasyon riski için kemirgenler maruz kalır uzun süre ile gerektirir.
Kapalı teknikleri birçok açık teknik sınırlamaları gidermek. Kapalı teknikleri kırık kemik ve çevre dokular, daha fazla insan klinik yaralanmaları görülen benzer yaralanma indükler bir dışarıdan uygulanan künt cisim travması kullanarak üretmek. En yaygın yöntem 19849' Bonnarens ve Einhorn tarafından tanımlanmıştır. Onlar herhangi bir dış deri yaraları neden olmadan kemik kırmaya künt travma vermek için kullanılan ağırlıklı bir Giyotin nitelendirdi. Bu yöntem yaygın genetik10,11, farmakolojik tedavi12,13,14,15, mekanik16, etkisini incelemek için kabul edilmiş 17ve Fizyoloji18,19,20 fare ve sıçanlar şifa kemik. Kapalı yöntemleri yararına fizyolojik ilgili kırıklar olmakla birlikte, deneysel tekrarlanabilirlik ve titizlik kırık heterojenite tarafından sınırlıdır. Tutarsız kırık üretimi sınırlı grup arasında ayırt etme, kayıp numuneler ve istatistiksel anlamlılık ulaşmak için gereken hayvan artış sonuçlanır.
Değişkenlik kırık üretimi ve istikrar kontrol anlamlı sonuçlar üretmek için esastır. Kırık tamir biyoloji düzgün çalışması için basit ama sağlam bir kırık manken gereklidir. Model kemirgen türleri, kemik türleri (femur veya tibiae, örneğin) ve değişken fare genetik arka planlar genelinde çevrilebilir olmalı ve mutasyonlar indüklenen. Ayrıca, ideal yordamı Teknik olarak basit ve tutarlı sonuçlar üretmek gerekir. Adres kırık heterojenite için burada açıklanan yöntemi daha sonra parametreler optimize etmek ve ne olursa olsun yaş, cinsiyet veya genotip sürekli kapalı kırık oluşturmak için kullanılabilir bir iyi kontrollü kırık aygıt yapıdır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Bu iletişim kuralı hayvanlar gereksiz yere kullanılmaz ve tüm gereksiz acı ve sıkıntı kurtulmuş sağlamak için geliştirilmiştir; Tüm federal, eyalet, yerel ve kurumsal yasalara ve hayvan araştırma yöneten kurallar bağlı kalır. Protokol bir üniversite genelinde laboratuvar hayvan tıp programı yanında veterinarians laboratuvar hayvan tıpta uzman gözetiminde geliştirilmiştir. Protokol gözden geçirilmiş ve kurumsal hayvan bakım ve kullanım Komitesi (IACUC) tarafından onaylanmış.
1. kırık kule İnşaat
Not: Malzeme kısım (Malzemeler tablo) tüm parçalar listelenir. Detaylı teknik çizimler ek rakamlar 1-12işlenmiş ve 3D baskılı bölümlerinde verilmektedir. Yarı mamul için teknik çizimler için tüm bağlı parçaları (ek rakamlar 1, 2, 7 ve 9) fastener ayrıntılarını içerir.
-
Yarı mamul için destek
Not: destek yarı mamul teknik çizim için ek resim 1bakın.- Işın desteği--yatay bölümorta noktasını de Işın desteği--çene bölümüne ekleyin.
- Işın desteği--dikey 1 Işın desteği--çene bölümü, Işın desteği--yatay bölüm2 üst yüzeyine takın.
- Işın desteği--dikey 2 orta nokta (7 sonundan itibaren), Kiriş desteği--yatay bölüm üst yüzeyine takın.
- Eni, destek--plaka monte Işın desteği--dikey 1 ve Işın desteği--dikey 2ucunu takın. Plaka destek sona ermesi Işın destek--dikey 2arkası ile aynı hizada olmalıdır.
-
RAM takılabilir düzeneği
Not: ram yarı mamul teknik çizim için Tamamlayıcı Şekil 2bakın.- Makineli blok durdurmak ve blok Kılavuzu (ek şekil 3); çubuk Ram (ek Şekil 4); vida hizalama (ek Şekil 5); ve montaj plakası (ek Şekil 6).
- Montaj plakası Işın destek--plaka monte destek düzeneği için ekleyin.
- Aşağıdaki sıraya göre ilk Doğrusal kol taşıyanslayt; blok Kılavuzu; İkinci Kol doğrusal rulman; ve blok durdurmak Rod Ramüzerinde. Kılavuzları ve bloklar Montaj plakasıiçin ekleyin.
- ⅜-in üç fındık Rod Ramdişli bölümüne ekleyin. Bir çubuk ile Elektromıknatıs girişme sonu ile aynı hizada olmalıdır. Diğer 2 kırık derinliği ayarlamak için kullanılır.
- Yüzünü öne dön ve Hizalama vida Blok Kılavuzuvida dişli delik eklemek için Çubuk Ram koruda hizalayın.
-
Mıknatıs düzeneği
Not: ek Şekil 7için teknik çizim mıknatıs düzeneği bakın.- Elektromıknatıs yol açar tel lehim (polarite Elektromıknatıs işlemi için bir faktör değildir). Nerede kırık aygıt yerleştirilmiş olacak yere ulaşmak yeterli uzunluğa izin ver. Kullanım ZIP bağları ya da başka bir formu ek stres rahatlatmak tel.
- Güç kaynağı' nın son şerit ve Ayak pedalıiçin bağlayın. Son olarak, "(normalde açık) off" yapılandırmasında Ayak pedalı tel bağlayın. Ayak pedalı anahtarı değil basıldığında Elektromıknatıs üzerinde olduğundan emin olmak için devre test. Bu kırık önce ram konur.
- Mount mıknatıs (ek rakamlar 8A ve 8B) yazdırmak bir katkı üretim aygıtı kullanarak veya alüminyum bölümünden makine.
- Elektromıknatıs Mount mıknatısiçin ekleyin.
- 2 köşesine parantez için ışın desteği--mıknatısiliştirin.
- Aşağıdaki sırada üst Köşe aparatı ile Çubuk mıknatıs konu ve ¼ içinde bir fındık ekleyin; Mount mıknatıs; ¼-in iki fındık; ve alt Köşe aparatı. Derleme ¼-in her ucunda iki fındık ile güvenli.
-
Tam derleme
Not: tam derleme teknik çizim için Tamamlayıcı Şekil 9bakın.- Mıknatıs düzeneği eni, destek--plaka monteüst yüzeyine takın.
- Mıknatıs çubuk, Ramile yürütmektedir Işın desteği--mıknatıs hizalamasını ayarlayın.
Not: ayak pedalı basıldığında çubuk serbest bırakmıyor, elektromanyetik ve çubuk arasındaki temas bölgesinin Eni desteği--mıknatıshareket ettirerek azaltın. - Çene parantez bacak (ek Şekil 10) makine.
- İki Parantez bacak çene için Işın desteği--çene bölümekleyin. Bıraktığımda, ram ucu her çene uzaklık eşit olmalıdır.
- Platform kırık yerleştirin (takıma giren rakamlar 11A ve 11B) Çene yukarıda.
- Jig konumlandırma kırık yazdırma (takıma giren rakamlar 12A ve 12B) ve Jig PIN ölçer (takıma giren rakamlar 13A ve 13B) bir katkı üretim aygıtı kullanarak veya makine Alüminyum parçalar.
Not: 2. adımda ayrıntılı optimizasyonu adımda Jigs boyutları hesaplanır. - Jig kırık konumlandırma için Platform kırıkiliştirin.
- Etkisi derinliği iki durak fındık üzerinde Çubuk Ramkullanılarak ayarlanabilir onaylayın.
- Çarpışma hızı Mount mıknatıs yukarı ve aşağı hareket ettirerek ayarlanabilir onaylayın.
- Kırık genişliğini Parantez bacak çene daha yakın veya uzak Rod Ramdaha fazla hareket ettirerek ayarlanabilir onaylayın.
2. kırık en iyi duruma getirme
- Kırık konumu
- Ekstremite (femur veya tibia) 5 euthanized hayvanlar temsil edici bir örnek içinde kırılmış için ilerlemenin elde edilir.
Not: Yaş, genotip ve seks dayalı deneysel protokolünde kullanılan numuneler için örnek uyumlu olması. Son iletişim kuralı yalnızca bir kırık bacak için ararsa bile, her iki örnek bacaklarda kullanılacaktır. - Pozisyon kemik için true-lateral ve anterior/arka sayısı elde etmek için röntgen ışını teğet bacak. Analiz için bir ölçek sağlamak için görüntüleme uçak en bilinen Boyut nesne yerleştirin.
- Not: Eğer kemiklerine Imaging, femur tibia olarak Aksiyel aynı düzlemde nerede tam uzantısındaki ampütasyonu olduğundan emin olun.
- İstenen işaretlemek için bacak grafisi kırık konumunu kırılmış (Şekil 1A - kesikli çizgi). Tibial kalkaneal eklemi işaretli kırığı (Şekil 1A) düzeyini ölçmek. Kötü kırık uzunluğu (FL) tüm deneme örnekleri için hesaplayın. Uyluk kemiği kırıkları için intercondylar çentik üzerinden ölçmek.
- Ekstremite (femur veya tibia) 5 euthanized hayvanlar temsil edici bir örnek içinde kırılmış için ilerlemenin elde edilir.
- Jig kırık konumlandırma
- Bir destek örs dış yüzeyinden Giyotin etkisi (CGI) (Şekil 2) merkezine uzaklığı ölçmek. Kırık konumlandırma jig Derinlik (JD) hesaplamak için adım 2.1.4, açıklanan FL, üzerinden CGI çıkarma. Makine veya 3D baskı U şeklinde bir kanal bir yükseklik ve genişlik eşit örs ve bir derinlik JD için (Şekil 3A) eşit. Bir örnek teknik çizim ve CAD dosyası dahil edilen takıma giren rakamlar 12A ve 12B.
Not: bacak içinde jig yerleştirildiğinde, ayak patolojisi Giyotin etkisi uzak yüzeye karşı yalan söylemeliyim. Bacak için ek boşluk gerekiyorsa U şeklinde kanal değiştirin. - Numune kırık aparatı yüzükoyun uyluk kemiği kırıkları için veya tibia kırığı (Şekil 4) için sırtüstü pozisyonda yerleştirin. Ayak kırığı konumlandırma jig sonu karşı patolojisi tuşuna basın. El ile Giyotin Ekstremite kırıkları kadar bunalıma girmek. Jig boyutu ve kırık yer (Şekil 2B) onaylamak için kırık bacak bir grafisi edinin.
- Kırık kemik üzerinde çok distal konumuysa JD artırıp kırık konumu çok proksimal kemik üzerinde ise JD azaltabilirsiniz.
- Bir destek örs dış yüzeyinden Giyotin etkisi (CGI) (Şekil 2) merkezine uzaklığı ölçmek. Kırık konumlandırma jig Derinlik (JD) hesaplamak için adım 2.1.4, açıklanan FL, üzerinden CGI çıkarma. Makine veya 3D baskı U şeklinde bir kanal bir yükseklik ve genişlik eşit örs ve bir derinlik JD için (Şekil 3A) eşit. Bir örnek teknik çizim ve CAD dosyası dahil edilen takıma giren rakamlar 12A ve 12B.
- PIN parametrelerinin sabitleme
- Pin süre: 2.1. adımda elde ilerlemenin kullanarak, ekstremite Uzunluk (LL) tibial Plato tibia kırığı için posterior fibula veya uyluk kemiği kırıkları için daha fazla trochanter için intercondylar çentik düzeyini ölçmek. Kemik uzunluğu (PL) (Şekil 1A ve 3B) PIN uzunluğunu hesaplamak için 0,9 tarafından çarpın.
-
Pin genişliği: 2.1. adımda elde ilerlemenin kullanarak, minimum medüller çap (MD) (resim 1A) kırık bacak ölçmek. Bir ölçüm medüller çapı ve uzunluğu yaklaşık olarak eşdeğer bir iğneyle fazla 1.5 x PLseçin.
Not: Bir yaklaşık PIN 14-hafta-yaşlı C57BL/6J fare 22 G, 1½ içinde ve 27 G, femur ve tibia, içinde 1¼ sırasıyla boyutudur.
- PIN kesme ölçer
- 2.4.1. makine veya 3D baskı bir ölçüm iğne uzunluğu (CGL) (Şekil 3B; PL için eşit uzunluğu Takıma giren rakamlar 13A ve 13B). Bir ucu iğne hub karşı dinlenmek için bir çıkıntı olmalıdır ve diğer PIN nerede kesilmelidir belirtmelidir. Bir örnek teknik çizim ve CAD dosyası dahil edilen takıma giren rakamlar 13A ve 13B.
- İntramedüller PIN kırılma sabitleme
- 2.1. adımdaki kırılmış deneme örnekleri kullanarak, bir elektrik kesme makinesi veya depilatory krem ile orta tibia orta femur, diz eklemi açığa tüylerden.
- Tibia sabitleme: patellar bağ iğneyle yanal iğne yerleştirin. Patella bağ hemen geri çekin ve iğne tibia eksenine göre hizalayın. Reaming bir hareket kullanarak, yavaşça tibial Plato ihlal ve iğne medüller kavite aşağı yol.
- Femur sabitleme: patellar bağ iğneyle yanal iğne yerleştirin. Patella bağ hemen geri çekin ve iğne intercondylar çentik uyluk eksenine göre hizalayın. Reaming bir hareket kullanarak, yavaşça intercondylar çentik eklem yüzeyi ihlal ve iğne medüller kavite aşağı yol.
- Maruz kalan iğne ölçer uzunluğa eşit olana 2.4 adımda üretilen ölçer kullanarak, ream. Ölçer tarafından belirtilen düzeyinde iğne kesmek için yeterli yer (~ 3 mm) sağlamak için iğne geri çek.
Not: tehlikeli bir mermi olmak değil bu yüzden iğne proksimal (plastik) sonu kesim sırasında tutmak emin olun. - Bir PIN kesici kullanarak PIN distal ucunun 0.3 mm sarılmış ve PIN ölçer düzeyinde kesti. İğne çapı daha büyük x 1.5 çapında bir çubuk kullanarak eklem yüzeyi için PIN lavabo.
Not: Sıkma döndürme iğne ve göç iğne-kemik temas artırarak önler. - İğne ampütasyonu medüller Kanal uzunluğu genişletir ve proksimal veya distal ucundan (Şekil 1C) çıkıntı değil onaylamak için ilerlemenin elde edilir.
- Etki derinliği
- 2.1. adımda elde ilerlemenin kullanarak, istenen kırığı (Şekil 1A) düzeyde korteks çapını ölçün. Ortalama kortikal çapı (CD) için tüm deneme örnekleri hesaplayın.
- 2.2. adımda üretilen kırık konumlandırma jig ile kırık cihazın 2.5 adımda sabitlenmiş bir deneme örneği yerleştirin. Etkisi ram yaralı bacak üzerinde bekletin.
Not: bırakmak ram izin vermez; kemik bu optimizasyon adım sırasında olduğu gibi kalır. - Yeterince aşağı kuvvet yumuşak doku sıkıştırmak, ancak kemik kırık değil için ram üzerinde uygulamak. 0,75 x CD (Şekil 2) (ID) etkisi derinliğini ayarlayın.
Not: İdeal etki derinliği 0.5 x CD olmadan herhangi bir yumuşak doku kemik kırılma olduğunda. 0,75 hesapları için ek yumuşak doku sıkıştırma kullanarak.
- Örs genişliği
- Örs genişliği (AW) 0,4 cm fare tibia veya uyluk kemiği (Şekil 2) için ayarlayın.
Not: Daha geniş genişlik fareler gibi daha büyük örnekler için önerilir.
- Örs genişliği (AW) 0,4 cm fare tibia veya uyluk kemiği (Şekil 2) için ayarlayın.
- RAM ağırlık
- En az bir kilo 250 g fare numuneler için önerilir.
Not: Ek ağırlık büyük örnekler (Şekil 2) üstünde-e doğru belgili tanımlık koç dişli.
- En az bir kilo 250 g fare numuneler için önerilir.
- Çarpma hızı
- Damla yüksekliği (DH) 2 cm (Şekil 2) ayarlayın. Ram için aktif Elektromıknatıs bağlanarak başlangıç konumuna getirin.
- Deneme bir bacak kırık cihaz getirin. 2.2. adımda üretilen kırık konumlandırma jig karşı ayak patolojisi tuşuna basın. Kısaca footswitch ram serbest bırakmak için basın ve sonra başlangıç konumuna sıfırlamak.
- Etkilenen deneme uzuv grafisi. Bacak bir kırık (Şekil 1D) herhangi bir kanıt için analiz.
Not: Bu düşük hızları ile kontrollü etki derinliği kullanırken ince olabilir. - Hiçbir kırık oluşturulursa, adımları 2.9.1 - 2.9.3 yineleyin ve 2 cm damla yüksekliğini artırın.
- Bir kırık oluşturulursa, damla yüksekliği kaydetmek ve 1.1 ile çarpın. Yeni DHburası.
- 2.9.5 adımdaki DH kullanarak, bir sonraki deneme bacak kırığı.
- Hiçbir kırık oluşturulursa, adımları 2.9.1 - 2.9.6 yineleyin ve 2 cm damla yüksekliğini artırın.
- Bir kırık oluşturulan, tekrar adımları 2.9.6 - tüm örnekleri test kadar 2.9.7 kullanılır. Son DH ve optimizasyon üzerinden tüm parametreleri (FL, CGI, JD, PL, MD, PS, CGI, CD, kimliği, AWve RW) kaydedin. Deneme örnekleri yaş, cinsiyet, genotip ve ağırlık kaydedin.
3. kapalı stabilize kırık üretimi
-
Kurulum
- Tüm ekipman ve Araçlar üzerinden otoklav, sıcak boncuk daldırma veya onların eşdeğer sterilize.
- Bir ısıtma elemanı cerrahi tablasına yerleştirin ve en uygun sıcaklık ayarlayın. Öğe bir cerrahi örtüsü ile kapak. 3 x 3'te2 -cerrahi örtüsü ortasında kesip bir 0,75 içinde daire ile hazır olun.
- Her deneme (Şekil 2) önce kırık kule düzeltilmesi onaylayın. Kimliği, AW, RWve DH cinsiyet, yaş ve genotip belirlenmesi numune için belirli en iyi duruma getirme kuralından türetilmiş değerleri ayarlayın.
- Tartmak ve hayvan ağırlığını kaydedin.
-
Cerrahi
- Yeterince soluk çeken anestezikler kullanarak fare sakinleştirici (isoflurane: indüksiyon için % 4-5; bakım için % 1-2) veya başka bir laboratuvar anestezi Protokolü kuruldu. Solunum hızı 55-100 nefes/dakika olmalıdır. Hayvan hind-bacak ayak birazcık duyarlı olmamalıdır.
- Ameliyat sonrası analjezi buprenorfin ilk doz (0.1 mg/kg subkutan).
- Oküler yağlama kornea kurutma önlemek için geçerlidir.
- Hayvanın saç bir elektrik kesme makinesi ile orta tibia orta femur, diz eklemi açığa çıkarın. Reaktif olmayan bant kullanarak kıllarında sitenin temiz. % 70 ile nemlendirilmiş bir ıslak bez ile sabitleme site hazırlamak alkol. Tüm saç kesi alanından kaldırmak gerektiğinde yineleyin.
- Hazırlamak ve sabitleme alanının povidone-iyot ve % 70 alternatif temizleme bezi ile temiz alkol. Kısırlık emin olmak için iki alternatif çubukla sıraları kullanın.
- Cilt uygun şekilde dezenfekte sonra bir örtüsü sonra cerrahi site çevresinde yer alıyor.
- PIN uzuv 2.5. adımda anlatılan protokolünü kullanarak kırılmış. PIN medüller Kanal uzunluğu genişletiyor ancak proksimal veya distal ucundan çıkıntı değil onaylamak için ilerlemenin elde etmek.
- Elektromıknatıs üzerinde açın ve başlangıç bulunduğu yere etkisi ram bağlayın.
- Numune yüzükoyun uyluk kemiği kırıkları için veya tibia kırığı için sırtüstü pozisyonda yerleştirerek kırık cihaz getirin. Sabitlenmiş uzuv örs ve jig dış karşı basıldığında ayak patolojisi ile kırık konumlandırma jig içinde yer almalıdır.
- Tek elle ayak basarak ve etkisi içinde sadece bacak sağlanması hedef alan ram olsa da, kısaca ram serbest bırakmak için footswitch düşürmek. Başlangıç pozisyonuna RAM'de değiştirin.
- İlerlemenin elde etmek ve kırık konumu ve türü onaylayın.
-
Ameliyat sonrası yönetim
- Her 15 dakikada kendi kurtarma sırasında anestezi hayvan kadar bilinçli, sternal recumbency koruyabilirsiniz.. hayvan izlemek Ambulatuar. Hayvan bir 72-saat süre içinde ambulate mümkün olduğunu doğrulayın.
- Tamamen iyileşmiş kadar hayvan tek tek ev.
- 48-h süre buprenorfin ile analjezi sağlamak (0.1 mg/kg subkutan) her 12 h yönetilen.
- İzlemek ve günlük için 7-10 d veya ötenazi kadar hayvan sağlık durumunu kaydetmek.
-
Sonrası kırık Analizi
- Ölçü FL, PL, CD, MD ve kırık desen. Ölçümler bir ana veri dosyası olarak kaydedin.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Daha önce bizim Laboratuvarda kullanılan Giyotin ve 2004 yılında geliştirilen Einhorn21tarafından yayınlanan modeller dayanıyordu. Tasarım ayarlamalar yeterli kemik morfoloji tüm farklılıkları hesaba izin ve tekrarlanabilir bir uzuv konumlandırma izin değil. Ayrıca, önceki aparatı bunu çalıştırmak iki kişi gerekir. Bu nedenle, biz tasarlanmış, mühendislik ve yeni bir kırık aparatı inşa. Ana tasarım hedefi kırık derinlik, darbe kuvveti, üç sayılık kişi ve hayvan konumlandırma yüksek sadakat ayarlama imkanı oldu. Tasarım Marturano tarafından açıklanan 200822içinde bir kırık aparatı temel alır. Kendi tasarım kısıtlayıcı bir faktör kırık derinlik ve etkisi hızı arasındaki bağlantı yapıldı. Etkisi hız kırık derinlik ve hayvan konumlandırma değiştirmeden düzeltilmiş değil. Bu imkansız bir değiştirmek için yapılmış bir anda değişken kırık parametrelerini optimize. Ayrıca, kolayca bir kırık bir uzun kemik konumunu ayarlamak için bir yol vermedi. Kırık ve ram hızı nasıl düzeltilir değiştirme, burada sunulan tasarım tüm kırık değişkenleri yüksek çözünürlüklü, bağımsız düzeltilmesi izin verir. Ayrıca, cihazı tek bir kullanıcı tarafından çalıştırılabilir, düşük maliyetli ve ayarlanabilir hayvan yere özgü kırıklar üretmek için konumlandırma sağlar.
Tibia kırığı 17 haftalık C57BL/6J erkek farelerde bir optimizasyon beş numuneler kullanılarak gerçekleştirildi. Sadece tibia fibula ekleme seviyesinin altında basit enine kırıklarında oluşturmak için hedefi oldu. Distal tibia sitesi sendikasız içinde sonuçları ve, Ayrıca, Tibia homojen bir bölge sağlar ve komplikasyonlar fibula hasarla ilişkili analiz önler insan kemik kırığı ortak bir sitedir. Fareler euthanized ve radiographed. Ortalama FL kalkaneal tibial eklem üzerinden distal tibia fibula ekleme bölümüne 0,556 ± 0.025 cm. 0.4 cm bir örs genişliğini kullanarak, CGI 0.2 cm, içinden bir JD 0.356 cm hesaplanmıştır. Konumlandırma bir jig bilgisayar destekli tasarım yazılımı kullanarak ve 0,01 mm Akrilonitril bütadien stiren (ABS) 3D yazıcı (Şekil 3B) kullanarak bir çözünürlükte yazdırılan inşa edilmiştir. Bir deneme tibia, jig tasarım ve kırık konumunu kullanarak grafisi (Şekil 1B) tarafından doğrulandı.
Burada sunulan sonuçlar için PL 1.579 cm ortalama tibial uzunluğu % 90 üzerinde dayalı olarak hesaplanmıştır (1.754 ± 0,031 cm). Ortalama medüller çapı (MD) 0,05 cm oldu. 27 G x 3.175 cm iğne boyutunu aşan gerekli PL ve İntramedüller kanala (27 G = 0,041 cm) doldurmak için seçildi. Bir kesme ölçüm PIN (Şekil 3B) kesme düzeyini ayıran 1.596 cm uzunluğunda ile inşa edilmiştir. Sonra her bir kalan dokuz tibiae sıkışmış. Ortalama kortikal çapı 0,073 cm etki derinliği (ID) hesaplamak için kullanılan 0,098 cm oldu.
Başlangıç tibia hiçbir kırık sonuçlandı 1 cm damla yükseklikte etkiledi. Damla yüksekliği 1 cm ila 2 cm artış. Yeni yükseklik içinde basit bir transvers kırık sonuçlandı. Sonraki kırık için açılan yükseklik 2,2 cm 10 oranında arttı. Bu basit bir transvers kırık üstünde belgili tanımlık ilk damla üretti. Kalan tibia 2,2 cm kırılmış. Toplamda, 9/9 (% 100) sabitlenmiş ve kırık Tibia basit enine çatlaklar PIN bükmeden sonuçlandı. Hedef PIN uzunluğunu ve hedef kırılma uzunluğu için deneysel kırılma uzunluğu için deneysel pin süre yüzdesi vardı ve 97.6 %101.1 sırasıyla. Son parametreleri de temsilcisi uyluk veri içeren Tablo 1' de, rapor edilir.
Yukarıda geliştirilen en iyi duruma getirilmiş parametreleri kullanarak, bir duruşma öncesi ve sonrası optimizasyon kırıklar karşılaştırmak için yapılmıştır. Retrospektif ilerlemenin bizim laboratuarında optimizasyon olmadan basit Giyotin21 kullanarak oluşturulan önceki tibia kırığı elde. Kısaca, tibiae 0.029-cm tel kullanarak iğnelenmiş. Direnç hissedildi kadar tel eklenmiş 3 mm kesme ve yerine tahrik geri çekildi. Daha sonra fare giyotin ile çarpışma yaklaşık, tibia fibula ekleme noktası altında yerleştirildi. Giyotin sonra 10 cm bir seviyeden bırakıldı. Kırıklar, ek bir veri kümesi toplanan üretilen ayarlanabilir Giyotin ve en iyi duruma getirme Protokolü (Tablo 1) elde edilen parametreleri kullanma. Her grup 14-hafta-yaşlı, genotip eşlemeli farelerde 58 kırıklar bulunan. İlerlemenin için deneysel kırılma uzunluğu (EFL) analiz edildi: tibial kalkaneal ortak olan uzaklığı kırık, deneysel PIN uzunluğu (EPL), kemik uzunluğu ve kırık desene.
Bir ayarlanabilir kırık aygıtı kullanarak ve parametreler optimize (p < 0.001) basit enine kırıklarında (Şekil 5) üretimi önemli ölçüde geliştirilmiş. Ön optimizasyonu grubu yalnızca basit bir transvers kırık zaman %98.28 (57/58) oluşturulan sonrası optimizasyon grubuna göre zamanın %46.55 (27/58) basit bir transvers kırık oluşturulur. Tek bir örnek sonrası optimizasyon grubunda bir dizilim bozukluğu nedeniyle karmaşık bir kırık konumlandırma jig vardı. En iyi duruma getirme protokolünde açıklanan yöntemleri temel alan, kesme PIN uzunluğu toplam kemik uzunluğu yüzde 90'ını yakalamamanız gerektiğini. Optimizasyon parametreleri ve PIN kesme ölçer kullanarak, deneysel pin süre uzunluğu sonrası optimizasyon grubunda kemik yüzdesi 92,43 sadece %83.67 ön optimizasyonu grubunda (p < 0.001) göre % oldu. Optimizasyon kırık yerleri, PIN uzunluk ve PIN kemik uzunluğu yüzdesi (p < 0.001) değişkenlik de önemli ölçüde azalmıştır. Sonuçları Tablo 2' de raporlanır.
Resim 1 : En iyi duruma getirme ve basit tibia kırığı nesil. Bu paneller bir fare Tibia yanal ilerlemenin göster. (A) Bu panel gösterir öncesi kırık ölçümleri. Kesikli sarı çizgi ideal kırık konum denk gelir. Kırılma uzunluğu (FL), ekstremite Uzunluk (LL), medüller çapı (MD) ve kortikal çapı (CD) için ölçüm bindirmeleri grafisi içinde gösterilir. (B) Bu panel bir kırık konumu test gösterir. Katı ok ucu kırık konumlandırma jig parametreleri sınamak için bir olmayan-sağlamlık Tibia düzeyini gösterir. (C) Bu panel PIN uzunluğu (PL) test etmek için bir ön kırık grafisi ile bir PIN uzunluk test gösterir ve kesme ölçer. PL gereken LL, dolgu yüzde 90'ını İntramedüller kanala ve proksimale veya klemple çıkıntı değil. (D) Bu panel sonrası optimizasyon kırık üretimi gösterir. Ok ucu Anahat basit enine tibia kırığı düzeyini gösterir. PIN etkisi düzeyinde eğildi değil. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Resim 2 : Ayarlanabilir kırık aygıt tasarım. Bu rakam ön, lateral ve kırık cihazın perspektif görünümleri gösterir. Ön görünüm büyük aygıt bileşenlerinin ek açıklamalar içerir. Yan görünümü etki derinliği (ID), açılan yüksekliği (DH) ve örs genişliği (AW) düzeltmelerinde gösteren büyütülmüş ayrıntıları içerir. Ek ağırlık ram ağırlıkları üst kısmında kırmızı ok ucu tarafından belirtilen etki ram üzerinde iş parçacığı tarafından eklenebilir. Anvil genişlik ayarlama ayrıntılı noktalı çizgi çizgi etkisi gösterir. Giyotin etkisi dış yüzeyine bir destek örs (CGI) merkezi bir doğru ve kesin kırık düzeyi üretmek için konumlandırma jig derinliği hesaplamak için kullanılır. Konumlandırma jig Şekil 3Aayrıntılı olarak gösterilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 3 : Konumlandırma jig ve kesme tasarım göstergesi. (A) Bu panel jig konumlandırma fare ayrıntılarını gösterir. Jig Derinlik (JD) ekstremite üzerinde kırık yerini değiştirmek için ayarlanabilir. JD artan kırık proksimale hareket edecek ve JD azalan bir kırık klemple hareket edecek. (B) Bu panel iğne ve iğne kesim ölçer ayrıntılarını gösterir. PIN uzunluğu (PL) bacak uzunluğu (LL) (resim 1A) % 90 olmalıdır. Kesme göstergesi uzunluğu (CGL) iğne uzunluğu üzerinden PL çıkarılarak elde edilir. Bu örnekte, bir kesme ölçüm inşa edilmiştir (CGL 1.6 cm =) 27-G iğne ayırma için (uzunluğu = 3.175 cm), 1.58 cm PL kesmek sonra bırakarak. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 4 : Tibia ve femur kırığı konumlandırma. (A) bir fare tibia tepeden fotoğraflarını bunlarve (B) uyluk positing jig. (A.1) tibia kırığı için fare ile destek örsler ortasına tibia sırtüstü pozisyonda yerleştirilir ve patolojisi ayak basıldığında jig karşı. (B.1) uyluk kemiği kırıkları için fareyi yüzükoyun patolojisi ile jig karşı basıldığında ayak yerleştirilir. Kesikli sarı çizgi örs etkisi konumunu gösterir. (A.2 ve B.2) Alt fotoğraf etkisi zaman örs konumu göstermektedir. Araştırmacı elinde konumlandırma ile ram çalıştırma engel olmamalıdır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 5 . Öncesi ve sonrası optimizasyon kırık nesil. (A)ön optimizasyonu ve (B) sonrası optimizasyon kırık grupları temsilcisi kırıkları yanal ilerlemenin bu paneller göster. Grup 58 fareler büyüklüğündeydi. Katı ok uçları ve ok ucu özetliyor kırık öncesi ve sonrası optimizasyon gruplarındaki düzeyini sırasıyla gösteren. (A.1 - A.5) Oluşturulan kırık öncesi optimizasyonu yüksek seviyede ezme ve kırık düzeyi değişkenlik göstermektedir. PIN çapı sadece kısmen İntramedüller kanala uzunluk farklılıklarına yüksek bir derece ile doldurur. PIN uzunluk tutarsızlık (A.3) Sigara stabilize kırıklar ve (A.3 - A.5) PIN pozlama sonuçlandı. Kırık Derinlik kontrolü eksikliği (A.4) bent içinde sonuçlandı pimleri ve (A.1 - A.5) katkıda ezme. Oluşturulan kırık sonrası optimizasyonu (bkz. Tablo 1 parametreleri kümesini için), kırık yerleri (sarı ok ucu anahatlar) düşük bir değişkenlik konumlandırma jig (Şekil 3A) kullanımıyla sonuçlanan. Öncesi kırık ilerlemenin dayalı PIN genişliği optimizasyonu İntramedüller kanala dolu bir PIN seçim sonuçlandı. Bir PIN kesme ölçer (Şekil 3B) kullanımı tutarlı pin süre içinde sonuçlandı. Damla yükseklik ve etkisi derinlik optimizasyonu basit enine kırığı ezme veya bent iğnelerine ile üretilen. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
| Kısaltma | Tibia | Uyluk kemiği | ||
| Ön kırık parametreleri | ||||
| Örs Genişlik (cm) | AH | 0,40 | 0,40 | |
| RAM ağırlığı (g) | RW | 272.00 | 272.00 | |
| Ön kırık ölçümleri | ||||
| Bacak uzunluk (cm), mean±SD | LL | 1.75±0.03 | 1.32±0.05 | |
| Kortikal çapı (cm), mean±SD | CD | 0.10±0.00 | 0.15±0.01 | |
| Medüller çapı (cm), mean±SD | MD | 0.05±0.00 | 0.09±0.01 | |
| PIN boyutu (ölçer/cm) | PS | 27/3.175 | 23/3.810 | |
| Giyotin merkezi etkisi (cm) AW = / 2 | CGI | 0,20 | 0,2 | |
| Kırık Uzunluk (cm), mean±SD | FL | 0.56±0.02 | 0.64±0.01 | |
| En iyi duruma getirme | ||||
| PIN Uzunluk (cm) 0,9 = * LL | PL | 1.58 | 1.19 | |
| Etkisi Derinlik (cm) 0,75 = * CD | KİMLİĞİ | 0,07 | 0,11 | |
| Ölçüm Uzunluk (cm) kesme PS - PL = | CGL | 1,60 | 2,62 | |
| Jig Derinlik (cm) FL - CGI = | JD | 0,36 | 0,44 | |
| Damla yükseklik (cm) | DH | 2.20 | 4,40 | |
| Sonrası kırık ölçümleri | ||||
| Deneysel PIN Uzunluk (cm), mean±SD | EPL | 1.60±0.06 | 1.19±0.04 | |
| Deneysel Pin süre için PIN uzunluğu (%) | %101.1 | %100,0 | ||
| Deneysel kırık Uzunluk (cm), mean±SD | EFL | 0.54±0.01 | 0.62±0.06 | |
| Deneysel kırılma uzunluğu uzunluğu (%) kırık | %97.6 | %97.1 | ||
| Basit transvers kırık (%) | 9/9 (% 100) | 9/9 (% 100) | ||
Tablo 1: Parametreler kırık nesil önce ve sonra yeni Giyotin sisteminin geliştirilmesi.
| Öncesi en iyi duruma getirme | Sonrası en iyi duruma getirme | Test | Önemi | |
| Deneysel kırık Uzunluk (cm), mean±SD | 0.74±0.28 | 0.52±0.05 | t | < 0,001 |
| F | < 0,001 | |||
| Deneysel PIN Uzunluk (cm), mean±SD | 1.47±0.21 | 1.57±0.09 | t | < 0,001 |
| F | < 0,001 | |||
| Kemik uzunluğu (%), mean±SD pin | 83.67±11.97 | 92.43±5.29 | t | < 0,001 |
| F | < 0,001 | |||
| Basit transvers kırık (%) | 46.55 | 98.28 | Pearson | < 0,001 |
Tablo 2: Kırık öncesi ve sonrası parametre optimizasyon sonuçları.
Ek Şekil 1: destek yarı mamul teknik çizim. Bu şekilde destek bileşenlerini montaj için teknik bir resim gösterilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Ek Şekil 2: Ram yarı mamul teknik çizim. Bu şekilde bir teknik resim ram montaj için bileşenler gösterilmektedir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Ek resim 3: blok teknik çizim. Bu şekilde dur üretimi ve bloklar kırık aygıtı rehberlik için kullanılan bir teknik resim gösterilir. Biz alüminyum kullanılır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Ek Şekil 4: Rod, Ram teknik çizim. Bu şekilde kırık aparatı için ram üretmek için kullanılan bir teknik resim gösterilir. Paslanmaz çelik kullandık. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Ek Şekil 5: vida, hizalama teknik çizim. Bu şekilde ram hizalamak için bir yuva kapağı vida değiştirmek için kullanılan bir teknik resim gösterilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Ek Şekil 6: Pate, teknik resim montaj. Bu şekilde kırık aparatı montaj plakası üretimi için bir teknik çizim gösterilir. Biz alüminyum kullanılır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Ek Şekil 7: mıknatıs düzeneği teknik çizim. Bu şekilde bir teknik resim mıknatıs bileşenleri montaj için gösterilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Ek Şekil 8: Mount, mıknatıs teknik çizim ve CAD dosyası. Bu şekilde(a)bir teknik resim ve mıknatıs montaj üretimi için kullanılan (B) CAD dosyası gösterilmektedir (dosya formatı: *.stl). Biz 3D baskılı polylactic asit (PLA) kullanarak bölümü. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Ek Şekil 9: tam derleme teknik çizim ve CAD dosyası. Bu rakam(a)bileşenleri ve (B) ile tam kırık derlemenin CAD dosyasını çizim bir teknik gösterir (dosya formatı: *.iam). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Ek Şekil 10: aparatı, bacak çene teknik çizim. Bu şekilde bacak destekler kırık aparatı için üretmek için kullanılan bir teknik resim gösterilir. Köşeli ayraçlar alıp 8020 köşe parantez işlenmiş. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Ek Şekil 11: Platform, kırık teknik çizim ve CAD dosyası. Bu şekilde(a)bir teknik resim ve kırık platform üretimi için kullanılan (B) CAD dosyası gösterilmektedir (dosya formatı: *.stl). Biz 3D baskılı polylactic asit (PLA) kullanarak bölümü. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Ek Şekil 12: Jig, konumlandırma kırık teknik çizim ve CAD dosyası. Bu şekilde(a)bir teknik resim ve uzuv konumlandırma jig imalatında kullanılan (B) CAD dosyası gösterilmektedir (dosya formatı: *.stl). Biz 3D baskılı polylactic asit (PLA) kullanarak bölümü. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Ek şekil 13: Jig, PIN ölçer teknik çizim ve CAD dosyası. Bu şekilde(a)bir teknik çizim ve bir PIN kesme ölçüm imalatında kullanılan (B) CAD dosyası gösterilmektedir (dosya formatı: *.stl). Biz 3D baskılı polylactic asit (PLA) kullanarak bölümü. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Bu kırık en iyi duruma getirme ve üretimi iletişim kuralı araştırmacılar kırık parametreleri türetme yapıp yapmayacağınızı ve hassas, tekrarlanabilir, enine kırıklarında üretir minimal invaziv bir işlem gerçekleştirmek için verimli bir yöntem sağlar. Ayrıca, bu protokol yöntemi tutarlılık araştırmacılar arasında teşvik kırık üretimi parametreleri, ortak bir dizi oluşturur. Bu parametreler parametreleri (Örneğin, yaş, cinsiyet, cinsiyet ve genotip) çeşitli üzerinde dayalı kırık standartlarını oluşturmak için ortak bir kırık veritabanı oluşturulmasını sağlayacaktır. Kırık değişkenlerin bir optimizasyon önemli ölçüde örnek heterojenite - zaman kaybı, kayıp kaynaklar ve kullanılamaz veri miktarını azaltarak azaltır.
Doğru ve hassas kırıklar üretmek için standart bir özgüllüğü yüksek derecede üreten ve kırık yerleri değişkenliği azaltmak kırık üretimi parametre kümesi kurmak için önemlidir. Kırık nesil ek olarak, yeterli istikrar da kırık Kallus oluşumu teşvik etmek ve sendikasız olasılığını azaltmak için gereklidir. İntramedüller sabitleme Apendiküler uzun kemik kırıkları deneysel ve klinik olarak stabilize etmek için kullanılan bir ortak fiksasyon yöntemidir. Dahili olarak sabitlenmiş kırıklar dolaylı olarak - bir süreç doku farklılaşması, kemik rezorpsiyonu kırık yüzeyde içeren iyileşmek eğilimindedir ve sendika ile sonraki kırık oluşumu ve remodeling Nasıra. Bu işlemler hareket kırık kavşağında ve PIN medüller kavite içinde geçirilmesi tarafından engellemiştir. Bu iletişim kuralı fiksasyon takip kırık sitesinde yer değiştirme derecesini azaltır ve PIN göç kullanmanıza gerek kalmadan karmaşık cerrahi ekipman ve gereksiz zarar verebilir teknikleri ölçüde sınırlar bir fiksasyon yöntemi kullanır kortikal kemik dokusu. İntramedüller ilgili belirli örnek türü başına en üst düzeye çıkarmak PIN parametreleri kümesini üreten uygun Kallus oluşumu ve kemik remodeling için gerekli istikrar sağlar.
Bir kez İntramedüller PIN yerleştirildi, kritik bir adım basit bir transvers kırık oluşturuyor. Dışarıdan uygulanan, kırıkları ile darbe üretmek protokolleri parçalanmış kırıklar üretmek ve fiksasyon donanım zarar potansiyeline sahip. Bu komplikasyonlar etkisini azaltmak için her örnek kümesi23ortalama kortikal çapı x 0.5 eşit olmak zorunda etki derinliği kontrol önemlidir. Kırık ezme da aşırı yük dış künt travma işlemler sırasında neden olabilir. Çarpma hızı kritik bir eşik aşarsa, çatlak yayılma hızı birden çok kırık siteleri24' te kaynaklanan stres dalgalar oluşturur. Bu süre de stres dalga üretim, ezme olasılığını azaltmaya etki hız eşiğin altında kalan bir kırık üretmek için yeterli kinetik enerji üretecektir bir ram ağırlık ve bırak yükseklik kurmak için önemlidir. Etkileyici hız hızlı yükleme kemiğin kırık oluşturulan25olmadan aşırı enerji emme üreten neden olur. Kırık yayılması aşırı enerji yükleme sırasında absorbe sigara-doğrusal, dolayısıyla ezme ortaya çıktı. Bir alt çarpma hızı ve daha yavaş yük-in enerji üreten bir lineer kırık etkileyici hızları ve hızlı yükleme26göre daha yüksek bir olasılık var. Ezme, insidansı en aza indirmek için bu iletişim kuralı bir standart ram ağırlığı 250 g fareler için kullanır - bu büyük bir tür uyum sağlayacak şekilde ayarlanabilir. Çok genç hayvanlar veya (Örneğin, osteopeni veya osteosclerosis) bilinen kemik hastalığı olanlar ile çalışırken, ram ağırlık azaltmak gerekli olabilir. Ne zaman damla yüksekliği kadar tek değişken ayarlama bir anda iyileştiriliyor tutarlı ram ağırlık kullanmak önemlidir. Hesaplamalar için species-specific ideal etkisi hızları daha tutarlı kırıklar boyutu ve yumuşak doku morfoloji örnek küçük farklılıklar için muhasebe tarafından üretecek.
Yukarıda açıklanan yöntemleri, diğer kırık üretimi protokollerinin birçok eksiklikleri ortadan kaldırmak; Ancak, bazı yönleri verimli bir şekilde istenen sonuçları üretmek için eğitim kullanmanız gerekebilir. Yordamın bir mümkün komplikasyon potansiyel olarak önemli kemik veya yumuşak doku hasarı neden yanlış PIN yerleşimdir. Bu öncelikle yaklaşım sınırlı görünürlüğünü ve yeterli ikili el beceri eksikliği kaynaklanmaktadır. İnternal fiksasyon açık bir kesik olmadan beceri yordamı gerçekleştirmeniz kişiden adil bir miktar gerektirebilir. Bu nedenle, o ya da o yeterli eğitim - kadavra üzerinde gerekirse - iyileşme süreci boyunca komplikasyonlara neden aşırı yumuşak doku hasarı önlemek olmuştur önemlidir. Protokol (patella bağ, tibial Plato ve femur intercondylar çentik) alanında belirtilen yapıları tanıma tutarlı, kesin en az yumuşak doku hasarı ile sabitleme üretmek yardımcı olacaktır. Ancak, açıklanan çalışma amacı ayrıntılı yönerge pin yerleştirme için mevcut değil ancak oldukça ideal kırıklar oluşturmak için yöntemleri anlatmak için oldu.
Kesme ölçer kullanımı herhangi bir Proksimal femur veya distal tibia sonu sonuna doğru raybalamada önlemek için önerilir. Proksimal femur sonuna sondaj yumuşak doku gereksiz zarar veya iyileşme süreci sırasında hareket eden ve yaralanma komplikasyonlara neden kalça kemik olabilir. Benzer şekilde, tibia distal sonuna doğru oyma ayak bileği yapıları, yürüyüş mekaniği, yükleme ve Kallus oluşumu değiştirme zarar verir.
Kırık konum doğruluğunu artırmak için özel bir uzuv konumlandırma jig uzuv cihazın içinde uygun konumlandırma sağlamak için tasarlanabilir. Kesin ve doğru etkisi yerleşim sürekli olarak kırıklar istediğiniz konumda oluşturmak için önemlidir. Bizim Laboratuvar Şu anda iki jigs kullanır: bir orta tibial kırıkları ve diğer orta femur kırığı, ama bir modüler tasarım ve 3D baskı çok yönlülük için araştırmacılar kırıklar, çeşitli yerlerden oluşturmak için yeteneği verir. Belirli bir konumda kırıklar üretmek için tasarlanmış özel bir jig ilavesi doğruluk ve kesinlik kırık nesil operatör hatalarını olasılığını kısıtlayarak artırır.
Bu yönteminin bazı sınırlamalarını diğer mevcut kapalı kırık teknikleri karşılaştı benzer. Aşırı yumuşak doku veya yağ kırıklar, nesil büyük veya kilolu farelerde görüldüğü gibi engelleyebilir. Bu normalde gücü ve etkisi derinlik eksikliği için değil bir eksikliği nedeniyle olduğuna dikkat etmek önemlidir. Bu sınırlama ram ağırlık veya kırık siteye uygulanan kinetik enerji artırmak için hız artırarak üstesinden gelebilir. Bu yöntem da endosteal kemik yüzeyine bozabilir ve şifa etkileyebilecek internal fiksasyon dayanır. Endosteum onarım kırık katkısını okudu endosteal bozulma da klinik olarak İntramedüller Çivileme ile oluşur, eksternal fiksasyon veya tabak daha iyi bir seçenek olabilir. Ek bir sınırlama kurbanlık hayvan başlangıç parametreleri kurmak için gerekli örneğidir; Ancak, daha fazla örnek türü için kırık değişkenleri kurulan ve veritabanı geliştirir gibi ek kurban örnekleri için ihtiyaç azaltmak gerekir.
Açıklanan protokolü kullanılarak standart parametreler belirli örnek türü, genellikle kapalı kırık üretimi yordamlarda görülen kırık heterojenite en aza indirmek için bağlı travmalar duyarlığını artırır. En güncel kırık üretimi iletişim kuralları yalnızca fare türleri için geçerlidir ve orta derecede tutarlı kırıklar üretmek. Çoğu zaman en iyi sonuçları elde etmek için belirli örnek türü kullanımını gerektiren veya çeşitleri içinde suşları için hesap yapmak. Protokol hesapları varyasyon için fare suşları arasında bulunabilir ve tutarlı kırıklar diğer türler oluşturmak için adapte edilebilir boyutu veya kemik morfoloji burada sundu. Ayrıca, bu iletişim kuralı yaygın uygulama araştırmacılar arasında bir standart kırık dil kabulü destekleyecektir. Benzer protokoller ortak değişkenleri ile kullanma yöntemi tutarlılığı geliştirmek ve çalışmalar arasında karşılaştırmalar güçlendirmek. Yukarıda açıklanan parametreleri için fare uzun kemiklerde belirli olmakla birlikte, daha fazla çok yönlülük bir toplu kırık üretimi parametre artan ek kırık modellerinde kullanılacak kırık optimizasyonu iletişim kuralı için potansiyel var veritabanı. Bu kırık optimizasyonu Protokolü istihdam homojen, kullanışlı örnekleri üretimini desen ve kırık konumunu tutarlılığını geliştirerek artacaktır. Örnekleri daha yüksek yüzde verim laboratuvar kaynak israfı azaltmak, hayvanların gerekli sayıda azaltmak ve çalışma verimliliğini artırmak.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarlar ifşa gerek yok.
Acknowledgments
Bu yayında bildirilen araştırma Ulusal Enstitüsü artrit ve Musculoskeletal tarafından desteklendi ve cilt hastalıkları Ulusal Sağlık Enstitüleri Ödülü altında F30AR071201 ve R01AR066028 sayısı.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Support Subassembly | Supplementary Figure 1 | ||
| Beam, Support--Jaw Section | 80/20 | 1003 x 9.00 | w/ #7042 at A, C, in Left End |
| Beam, Support--Horizontal Section | 80/20 | 1002 x 14.00 | |
| Beam, Support--Vertical 1 | 80/20 | 1050 x 10.50 | w/ #7042 at A in Left End and at A in Right End |
| Beam, Support--Vertical 2 | 80/20 | 1010 x 10.50 | w/ #7042 at D, B in Left End and at A in Right End |
| Beam, Support--Plate Mount | 80/20 | 1030 x 8.00 | w/ #7036 at Left End |
| Beam, Support--Magnet | 80/20 | 1010 x 13.50 | w/ #7042 at A, C, in Right End |
| Anchors (3) | 80/20 | 3392 | |
| Double Anchor (3) | 80/20 | 3091 | |
| Bolt Assembly (6) | 80/20 | 3386 | 1/4-20 x 3/8" |
| Button Head Socket Cap Screw (6) | 80/20 | 3604 | 1/4-20 x 3/4" |
| Ram Subassembly | Supplementary Figure 2 | ||
| Block, Stop | Custom | Supplementary Figure 3 | |
| Block, Guide | Custom | Supplementary Figure 3 | |
| Rod, Ram | Custom | Supplementary Figure 4 | |
| Alignment Screw | Custom | Supplementary Figure 5 | |
| Plate, Mounting | Custom | Supplementary Figure 6 | |
| Linear Sleeve Bearing (2) | McMaster-Carr | 8649T2 | |
| Hex Nut (3) | McMaster-Carr | 92673A125 | 3/8-16 UNC |
| Socket Cap Screw (8) | McMaster-Carr | 92196A108 | 4/40 x 3/8" |
| Socket Cap Screw (6) | McMaster-Carr | 92196A032 | 4/40 x 1 1/8" |
| Socket Cap Screw (1) | McMaster-Carr | 92196A267 | 10/32 3/8" |
| Magnet Subassembly | Supplementary Figure 7 | ||
| Mount, Magnet | Custom | Supplementary Figure 8 | |
| Power Supply | McMaster-Carr | 70235K23 | |
| Foot Switch | McMaster-Carr | 7376k2 | |
| Electromagnet | McMaster-Carr | 5698k111 | |
| Wire - 10 feet | McMaster-Carr | 9936k12 | |
| Rod, Magnet | McMaster-Carr | 95412A566 | 1/4" Threaded Rod x 7" |
| Corner Bracket (6) | 80/20 | 4108 | |
| Socket Cap Screw (1) | McMaster-Carr | 92196A705 | 10/32 1 1/4" |
| Hex Nut (4) | McMaster-Carr | 92673A113 | 1/4-20 UNC |
| Complete Assembly | Supplementary Figure 9 | ||
| Bracket, Leg Jaw (2) | Custom | Supplementary Figure 10 | |
| Platform, Fracture | Custom | Supplementary Figure 11 | |
| Jig, Positioning-Fracture | Custom | Supplementary Figure 12 | |
| Other | |||
| Pin Cutter | Medical Supplies and Equipment | 150S | |
| Needles | Sigma | Z192430, Z192376 | 23g x 1.5" - mouse femur, 27g x 1.25" - mouse tibia |
References
- BMUS: The Burden of Musculoskeletal Diseases in the United States. , Available from: http://www.boneandjointburden.org/ (2014).
- Corso, P., Finkelstein, E., Miller, T., Fiebelkorn, I., Zaloshnja, E. Incidence and lifetime costs of injuries in the United States. Injury Prevention. 12 (4), 212-218 (2006).
- Nguyen, N. D., Ahlborg, H. G., Center, J. R., Eisman, J. A., Nguyen, T. V. Residual lifetime risk of fractures in women and men. Journal of Bone and Mineral Research: The Official Journal of the American Society for Bone and Mineral Research. 22 (6), 781-788 (2007).
- Thompson, Z., Miclau, T., Hu, D., Helms, J. A. A model for intramembranous ossification during fracture healing. Journal of Orthopaedic Research: Official Publication of the Orthopaedic Research Society. 20 (5), 1091-1098 (2002).
- Cheung, K. M. C., Kaluarachi, K., Andrew, G., Lu, W., Chan, D., Cheah, K. S. E. An externally fixed femoral fracture model for mice. Journal of Orthopaedic Research. 21 (4), 685-690 (2003).
- Connolly, C. K., et al. A reliable externally fixated murine femoral fracture model that accounts for variation in movement between animals. Journal of Orthopaedic Research. 21 (5), 843-849 (2003).
- 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).
- Gröngröft, I., et al. Fixation compliance in a mouse osteotomy model induces two different processes of bone healing but does not lead to delayed union. Journal of Biomechanics. 42 (13), 2089-2096 (2009).
- Bonnarens, F., Einhorn, T. A. Production of a standard closed fracture in laboratory animal bone. Journal of Orthopaedic Research. 2 (1), 97-101 (1984).
- Huang, C., et al. The spatiotemporal role of COX-2 in osteogenic and chondrogenic differentiation of periosteum-derived mesenchymal progenitors in fracture repair. PloS One. 9 (7), 100079 (2014).
- Waki, T., et al. Profiling microRNA expression during fracture healing. BMC Musculoskeletal Disorders. 17, 83 (2016).
- Yee, C. S., et al. Sclerostin antibody treatment improves fracture outcomes in a Type I diabetic mouse. Bone. 82, 122-134 (2016).
- Wong, E., et al. A novel low-molecular-weight compound enhances ectopic bone formation and fracture repair. The Journal of Bone and Joint Surgery. American Volume. 95 (5), 454-461 (2013).
- Prodinger, P. M., et al. Does Anticoagulant Medication Alter Fracture-Healing? A Morphological and Biomechanical Evaluation of the Possible Effects of Rivaroxaban and Enoxaparin Using a Rat Closed Fracture Model. PloS One. 11 (7), 0159669 (2016).
- Menzdorf, L., et al. Local pamidronate influences fracture healing in a rodent femur fracture model: an experimental study. BMC Musculoskeletal Disorders. 17, 255 (2016).
- Hagiwara, Y., et al. Fixation stability dictates the differentiation pathway of periosteal progenitor cells in fracture repair. Journal of Orthopaedic Research: Official Publication of the Orthopaedic Research Society. 33 (7), 948-956 (2015).
- Gardner, M. J., et al. Differential fracture healing resulting from fixation stiffness variability: a mouse model. Journal of Orthopaedic Science: Official Journal of the Japanese Orthopaedic Association. 16 (3), 298-303 (2011).
- Catma, M. F., et al. Remote ischemic preconditioning enhances fracture healing. Journal of Orthopaedics. 12 (4), 168-173 (2015).
- Lichte, P., et al. Impaired Fracture Healing after Hemorrhagic Shock. Mediators of Inflammation. 2015, 132451 (2015).
- Lopas, L. A., et al. Fractures in geriatric mice show decreased callus expansion and bone volume. Clinical Orthopaedics and Related Research. 472 (11), 3523-3532 (2014).
- Bonnarens, F., Einhorn, T. A. Production of a standard closed fracture in laboratory animal bone. Journal of orthopaedic research. 2 (1), 97-101 (1984).
- Marturano, J. E., et al. An improved murine femur fracture device for bone healing studies. Journal of Biomechanics. 41 (6), 1222-1228 (2008).
- Jackson, R. W., Reed, C. A., Israel, J. A., Abou-Keer, F. K., Garside, H. Production of a standard experimental fracture. Canadian Journal of Surgery. Journal Canadien De Chirurgie. 13 (4), 415-420 (1970).
- Byrne, M., Cleveland, B., Marturano, J., Wixted, J., Billiar, K. Design of a reproducible murine femoral fracture device. Conference: Bioengineering Conference, 2007. NEBC '07. IEEE 33rd Annual Northeast. , (2007).
- Carter, D. R., Hayes, W. C. Compact bone fatigue damage-I. Residual strength and stiffness. Journal of Biomechanics. 10 (5), 325-337 (1977).
- McGee, A., Qureshi, A., Porter, K. Review of the biomechanics and patterns of limb fractures. Trauma. 6 (1), 29-40 (2004).
