Hier presenteren we een chirurgisch protocol bij konijnen met als doel om botsubstitutie materialen te beoordelen in termen van botregeneratie capaciteiten. Door het gebruik van PEEK cilinders bevestigd op konijn schedels, osteogelei ding, osteoinductie, osteogenesis en vasculogenese geïnduceerd door de materialen kunnen worden geëvalueerd op levende of geëdoseerde dieren.
Het basisprincipe van het konijn calvarial model is het verticaal kweken van nieuw botweefsel bovenop het corticale deel van de schedel. Dit model maakt het mogelijk om botsubstitutie materialen voor orale en craniofaciale botregeneratie te beoordelen in termen van botgroei en neovascularisatie ondersteuning. Zodra dieren zijn verdoving en geventileerd (Endotracheale intubatie), worden vier cilinders gemaakt van polyether ether keton (PEEK) op de schedel geschroefd, aan beide zijden van de mediaan en coronale hechtingen. Vijf intramedullaire gaten worden geboord binnen het door elke cilinder gescheiden botgebied, waardoor de instroom van beenmergcellen mogelijk wordt. De materiaalmonsters worden in de cilinders geplaatst die vervolgens worden gesloten. Ten slotte wordt de operatieplaats gehecht en worden dieren wakker. Botgroei kan worden beoordeeld op levende dieren met behulp van microtomografie. Zodra de dieren worden geëoerd, kunnen botgroei en neovascularisatie worden geëvalueerd met behulp van microtomografie, immuunhistologie en immunofluorescentie. Aangezien de evaluatie van een materiaal een maximale standaardisatie en kalibratie vereist, lijkt het calvarial-model ideaal. De toegang is zeer eenvoudig, kalibratie en standaardisatie worden vergemakkelijkt door het gebruik van gedefinieerde cilinders en vier monsters kunnen tegelijkertijd worden beoordeeld. Bovendien kan Live tomografie worden gebruikt en kan uiteindelijk een grote afname van de te euthande dieren worden verwacht.
Het calvariale model van botvergroting werd ontwikkeld in de jaren 90 met als doel het concept van geleide botregeneratie (GBR) in het orale en craniofaciale chirurgische domein te optimaliseren. Het basisprincipe van dit model is het verticaal kweken van nieuw botweefsel bovenop het corticale deel van de schedel. Hiervoor wordt een reactor (bijv. Titanium koepel,-cilinder of-kooi) op de schedel bevestigd om de botregeneratie te beschermen die door een transplantaat wordt uitgevoerd (bijv. hydrogel, botsubstituut, enz.). Met behulp van dit model, Titanium of keramische kooien1,2,3,4,5,6, GbR membranen7,8,9 ,10, osteogenic factoren11,12,13,14,15,16,17, nieuw bot substituten12,16,17,18,19,20,21,22,23 , 24 , 25 , 26 , 27 , 28 , 29 of het mechanisme van neovascularisatie tijdens het botregeneratie proces30 werden beoordeeld.
Vanuit een translationeel oogpunt vertegenwoordigt het calvariale model een defect van één wand dat kan worden vergeleken met een defect van klasse IV in de kaak31. Het doel is om nieuw bot te kweken boven een corticale gebied, zonder laterale steun van endogene botwanden. Het model is dus uiterst streng en beoordeelt het reële potentieel van verticale osteogelei ding over het corticale deel van het bot. Als het model dat hierin wordt beschreven primair gewijd is aan de beoordeling van osteogelei ding in botsubstituten, kunnen osteogenese en/of osteoinductie ook worden beoordeeld, evenals vasculogenese1,2,3, 4,5,6,7,8,9,10,11,12,13 ,14,15,16,17,18,19,20,21,22 ,23,24,25,26,27,28,29,30.
In essentie om ethische, praktische en economische redenen, werd het calvarial-model ontwikkeld in het konijn waarin het botmetabolisme en de structuur heel relevant zijn in vergelijking met humane32. Van de 30 bovengenoemde referenties gebruikte 80% het konijn calvarial model1,2,3,4,5,6,7,8 ,9,10,11,12,13,14,15,17,22, 23,26,27,28,29,30,33, waardoor de relevantie van dit diermodel wordt aangetoond. In 2008, de Busenlechner groep overgedragen de calvarial model naar het varken, om de vergelijking van acht Bot substituten gelijktijdig20 (in vergelijking met twee botvervangers met het konijn). Aan de andere kant heeft onze fractie het konijn calvarial-model overgebracht naar schapen. Kort gezegd werden Titanium koepels op schapen schedels geplaatst om de osteogelei ding van een nieuwe 3D-gedrukte botsubstitutie te karakteriseren. Deze studies lieten ons het calvariale model en de analyse16,21ontwikkelen en beheersen.
De laatste drie studies aangehaald16,20,21, samen met een aantal andereonderzoeken 12,17,18,19,22, 23,24,26,27,28,29, bevestigde het grote potentieel van het calvariale model als een screening en karakterisering Model. Hoewel de behaalde resultaten behoorlijk bevredigend waren, wezen ze er echter ook op enkele beperkingen: (1) het gebruik van titanium koepels, die Röntgen diffusie en op zijn beurt Live micro-CT gebruik voorkomen. Deze kunnen niet worden verwijderd voor histologische verwerking, waardoor de onderzoekers de monsters in poly (methylmethacrylaat) hars (PMMA) insluiten. De daaruit voortvloeiende analyses waren dus grotendeels beperkt tot topografie. (2) hoge financiële kosten, vooral vanwege de kosten van de dieren, en kosten in verband met de logistiek, het onderhoud en de chirurgie van de dieren. (3) moeilijkheden bij het verkrijgen van ethische goedkeuringen voor grote dieren.
Een recente studie van Polo, et al.26 heeft het model op het konijn grotendeels verbeterd. Titanium koepels werden vervangen door afsluitbare cilinders die konden worden gevuld met een constante hoeveelheid materiaal. Vier van deze cilinders werden op konijn schedels geplaatst. Bij voltooiing konden de cilinders worden verwijderd zodat biopsieën Metaalvrij waren, wat veel meer flexibiliteit introduceerde met betrekking tot de monsterverwerking. Het konijn calvarial-model werd aantrekkelijk voor gelijktijdige tests met lagere kosten, gemakkelijke verwerking van dieren en vergemakkelijking van de monsterverwerking. Door gebruik te maken van deze recente ontwikkelingen hebben we het model verder verbeterd door titanium te vervangen door PEEK om cilinders te produceren, waardoor Röntgen diffusie en het gebruik van microtomografie op levende dieren mogelijk worden.
In dit artikel beschrijven we de anesthesie-en operatie processen en laten we voorbeelden zien van outputs die kunnen worden verkregen met behulp van dit protocol, d.w.z. (immuno-) histologie, histomorphometrie, Live en ex vivo microtomografie om de mechanismen van bot te evalueren regeneratie en Kwantificeer de nieuwe botsynthese, ondersteund door botafvervangende materialen.
Het model dat hierin wordt beschreven is eenvoudig en moet vrij gemakkelijk worden ontwikkeld, zolang alle stappen worden gevolgd en de apparatuur geschikt is. Aangezien het beschreven protocol een chirurgische methode is, worden alle stappen kritisch weergegeven en moeten ze goed worden opgevolgd. Het is van cruciaal belang om te worden getraind voor dierproeven, vooral in de behandeling van konijnen en anesthesie. Aarzel niet om professionele anesthesist en veterinaire hulp te vragen. Het is van cruciaal belang om te a…
The authors have nothing to disclose.
De auteurs zijn dank verschuldigd aan Geistlich AG (Wolhusen, CH) en de osteologie Stichting (Luzern, CH) (Grant n ° 18-049) voor hun steun, evenals Global D (BRIGNAIS, FR) voor het leveren van de schroeven. Een bijzondere dank gaat uit naar Dr. B. Schaefer van Geistlich. We zijn ook Eliane Dubois en Claire Herrmann dankbaar voor hun uitstekende histologische verwerking en hun kostbare adviezen. Ten slotte erkennen we van harte Xavier Belin, Sylvie Roulet en het hele team van PR Walid Habre, “experimentele chirurgie dpt”, voor hun opmerkelijke technische assistentie.
Drugs | |||
Enrofloxacine Baytril 10% | Bayer | Antibiotic | |
Fentanyl | Bischel | For analgesia | |
Ketalar 50mg/ml | Pfizer | Ketamine for anesthesia | |
Lidohex | Bichsel | Lubricating gel for the eyes | |
Opsite | Smith and Nephew | 66004978 | Sprayable dressing |
Povidone iodine 10%, Betadine | Mundipharma | anti-infective agent | |
Propofol 2% | Braun | 3538710 | For anesthesia |
Rapidocain 2% | sintetica | Local anesthesia | |
Ringer-acetate | Fresenius Kabi | Volume compensation | |
Rompun 2% | Bayer | Xylazin for anesthesia | |
Sevoflurane 5% | Abbvie | For anesthesia | |
Sterile saline | Sintetica | ||
Temgesic | Reckitt Benckiser | Buprenorphine hydrochloride, analgesia | |
Thiopental Inresa | Ospediala | For anesthesia | |
Xylocaine 10% spray | Astra Zeneca | For intubation | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Equipment | |||
Fresenius Vial pilot C | Imexmed | Infusion pump | |
Heated pad | Harvard Apparatus | ||
Suction dominant 50 | Medela | ||
Suction tubing Optimus | Promedical | 80342.2 | |
Surgical motor | Schick dental | Qube | Drilling of intramedullary holes |
Ventilation | Maquet Servo1 | ||
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Material | |||
Cylinders and caps | Boutyplast | Customized | composition: PEEK (poly ether ether ketone) |
Manual self-retaining shaft | GlobalD | ACT1K | |
Mobile handle for self-retaining shaft | GlobalD | MTM | |
Self- drilling screws | GlobalD | VA1.2KL4 | cross-drive screws composed by Titanium grade5, ISO 5832-3 |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Surgical tray | |||
Endotracheal tube Shiley diameter 2,5mm | Covidien | 86233 | For intubation |
Endotracheal tube Shiley diameter 4,9mm | Covidien | 107-35G | For intubation |
Ethicon prolene 4-0 | Ehticon | 8581H | Non-resorbable suture |
Forceps | Marcel Blanc | BD027R | 145 mm |
Intubation catheter | Cook medical | Guide for intubation | |
Needlle holder | Marcel Blanc | BM008R | |
Needles BD Microlance3 | Becton Dickinson | 300300/304622 | 26G; 18G |
Periosteal | HU-Friedy | P9X | |
Round surgical burs | Patterson | 78000 | 0.8 mm in diameter, Drilling of intramedullary holes |
Scalpel | Swann-Morton | n°10 and n°15 | |
Scissors | Marcel Blanc | 00657 | 180 mm |
Syringes Omnifix | Braun | 4616057V | 5ml, 10ml and 50ml |
Venflon G22 | Braun | 42690985-01 | Vasofix safety for the ear iv line |