ومسمار داخل النقي قفل لالموحدة التثبيت من عظم الفخذ خزوعات عظمية لتحليل عادي وعيب العظام شفاء في الفئران

1Department of Trauma, Hand and Reconstructive Surgery, Saarland University, 2Institute for Clinical & Experimental Surgery, Saarland University, 3RISystem AG
Published 11/13/2016
0 Comments
  CITE THIS  SHARE 
Medicine

Your institution must subscribe to JoVE's Medicine section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





By clicking "Submit", you agree to our policies.

 

Summary

Cite this Article

Copy Citation

Histing, T., Menger, M. D., Pohlemann, T., Matthys, R., Fritz, T., Garcia, P., et al. An Intramedullary Locking Nail for Standardized Fixation of Femur Osteotomies to Analyze Normal and Defective Bone Healing in Mice. J. Vis. Exp. (117), e54472, doi:10.3791/54472 (2016).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

عظم نماذج الشفاء ضرورية لتطوير استراتيجيات علاجية جديدة لعلاج كسر السريرية. وعلاوة على ذلك، نماذج الماوس أصبحت أكثر شيوعا في البحوث الصدمة. وهي توفر عدد كبير من سلالات متحولة والأجسام المضادة لتحليل الآليات الجزيئية وراء عملية متباينة للغاية من التئام العظام. للسيطرة على بيئة النشاط الحيوي، وتقنيات تثبيت طرفي العظم موحدة وجيدا اتسم إلزامية في الفئران. هنا، ونحن التقرير على تصميم واستخدام وسيلة مسمار داخل النقي لتحقيق الاستقرار خزوعات عظمية الفخذ مفتوحة في الفئران. الأظافر، ومصنوعة من الصف الطبية الفولاذ المقاوم للصدأ، ويوفر المحوري عالية وصلابة التناوب. زرع مزيد يسمح خلق المعرفة، الفجوة العظم ثابتة الأحجام ابتداء من 0.00 ملم إلى 2.00 ملم. داخل النخاع تأمين الاستقرار مسمار من خزوعات عظمية عظم الفخذ مع أحجام الفجوة من 0.00 مم و 0.25 مم يؤدي إلى التئام العظام المناسب من خلال داخل الغضروف وossificat داخل الغشاءأيون. استقرار خزوعات عظمية عظم الفخذ مع حجم الفجوة من 2.00 ملم النتائج في غير الاتحاد الضموري. وهكذا، فإن داخل النخاع تأمين الأظافر يمكن أن تستخدم في العلاج وعدم الشفاء النماذج. وثمة ميزة أخرى لاستخدام مسمار مقارنة بالطرازات الأخرى شفاء مفتوحة العظام هي إمكانية لإصلاح كاف بدائل العظام والسقالات من أجل دراسة عملية الاندماج العظمي. عيوب استخدام مسمار داخل النقي هو إجراء العمليات الجراحية أكثر الغازية، ملازمة لكافة إجراءات مفتوحة مقارنة بالطرازات مغلقة. قد يكون العيب مزيد من تحريض بعض الأضرار التي لحقت تجويف داخل النخاع، ملازمة لكافة تقنيات الاستقرار داخل النقي مقارنة إجراءات الاستقرار خارج النقي.

Introduction

بيولوجيا التئام العظام قد درس في المختبر باستخدام الخلايا وكروي الثقافات، ولكنه يتطلب أيضا في الجسم الحي النهج باستخدام الدراسات على الحيوانات. في حين تجارب الحيوانات الكبيرة لا تزال تلعب دورا هاما في الاختبارات قبل السريرية، قد تغيرت أوائل مرحلة اختبار المنتجات أو فرضيات خلال السنوات ال 10 الماضية، وهذه الأيام كثيرا ما تجري في نماذج حيوانية صغيرة 1. تم إجراء هذا التبديل لعدة أسباب. إنتاج وصيانة الفئران والجرذان وأرخص بالمقارنة مع الخنازير والأغنام. وبالإضافة إلى ذلك، والحيوانات الصغيرة لديها مرات الإنجاب أقصر وأقصر فترات الشفاء الطبيعية، والتي تسهل أداء سلسلة كبيرة من التجارب المزمنة. وأخيرا، وتوافر الحيوانات المستهدفة الجينات والأجسام المضادة المحددة يسمح لتحليل الآليات الجزيئية في التئام العظام. ومع ذلك، في حين أن تستخدم في السابق تقنيات تثبيت طرفي العظم في النماذج الحيوانية الكبيرة يمكن ترجمتها مع الحد الأدنى من variat تحولت أيون من الإجراءات المماثلة المستخدمة في رعاية المرضى السريرية البشرية أو البيطرية، وتطوير وتطبيق تقنيات تثبيت طرفي العظم في الفئران صغيرة الحجم والفئران إلى أن تكون تحديا.

ومن المعروف أن البيئة النشاط الحيوي يؤثر بشكل كبير على العظام عملية 2 الشفاء. كما هو معروف من التئام الكسور في البشر، والاختلافات في كسر نتيجة لتحقيق الاستقرار في أوضاع متميزة للشفاء، بما في ذلك التعظم الغشائي بعد تثبيت جامدة والتحجر غضروفي بعد تثبيت أقل صرامة مع micromovements. المحوري الكامل أو عدم الاستقرار التناوب قد تؤخر عملية الشفاء أو قد يؤدي إلى عدم النقابات-3. وفقا لذلك، نرى أنه من الضروري تطوير أنظمة الزرع متطورة وتقنيات تثبيت طرفي العظم في الفئران والجرذان. وبهذه الطريقة، فإن ظروف النشاط الحيوي يمكن أن تكون موحدة على نحو ملائم، وضمان نتائج صحيحة عند تحليل عملية الشفاء.

e_content "> على الرغم من إدخال عدد كبير من التقنيات لتحقيق الاستقرار الفئران متطورة للغاية خلال السنوات القليلة الماضية، والتقنية الأكثر استخداما لا تزال دبوس داخل النقي البسيط. أما العيب الرئيسي لهذا الأسلوب، ومع ذلك، هو عدم وجود التناوب ومحوري الاستقرار 4. لتحسين الاستقرار التناوب والمحوري، وقدم المسمار داخل النقي لتحقيق الاستقرار كسور عظم الفخذ لدى الفئران 5. ومع ذلك، فإن تثبيت المسمار لا يمكن أن تستخدم لتحليل شفاء العظام المعيب بسبب الحاجة إلى الاتصال والضغط بين شظايا العظام في بهدف الحفاظ على الاستقرار التناوب.

في داخل النخاع قفل مسمار يقدم أعلى المحوري والاستقرار التناوب مقارنة مع دبوس بسيطة والمسمار داخل النقي 4. والعظم عظم الفخذ تكرار للغاية، ممكن لأن الدليل لجيجلي رأى والقدرة على إنشاء أحجام فجوة المعرفة، ويسمح لتحليل كل من بون الطبيعيه شفاء وعظم معيب الشفاء 6. ويرجع ذلك إلى الإدراج من الدبابيس المتشابكة، وداخل النخاع قفل مسمار يضمن حجم الفجوة المستمر أثناء عملية الشفاء كلها، حتى في الوقت الذي تحمل الوزن الكامل. هنا، ونحن التقرير على تصميم وتطبيق مسمار داخل النخاع قفل، فضلا عن مزاياه وعيوبه في الدراسات التجريبية على التئام العظم الطبيعي وتأخر.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

وكانت جميع الإجراءات IACUC التي وافق عليها واتبعت المبادئ التوجيهية المؤسسية (Landesamt FÜR Verbraucherschutz، Zentralstelle Amtstierärztlicher DIENST، ساربروكن، ألمانيا). وينبغي أن يكون للوعي والوقاية من العدوى في اتفاق مع المبادئ التوجيهية لكل من البلاد والمؤسسة التي التجارب هي التي يتعين القيام بها.

1. إعداد يزرع والأدوات الجراحية

  1. حدد شفرة مشرط (حجم 15)، مقص إعداد صغيرة، ملقط غرامة، ملقط خلع الملابس، ملاقيط صغيرة، قياس 24 (G) و 27 الإبر G، وهو غير resorbable 5-0 خياطة، وحامل إبرة من مربع أداة المجهرية .
  2. فك مسمار داخل النخاع، دبابيس المتشابكة، الجهاز تهدف خاص، رأى جيجلي، رأى قالب لجيجلي، بت تمركز حفر (1 مم)، ومثقاب (0.3 مم)، والحفر اليد (الشكل 2، وانظر قائمة من المواد).
    ملاحظة: intramمسمار edullary (مم 0.8، 15.7 ملم طول) هو داخل النخاع تأمين الأظافر مصنوعة من الصف الطبية الفولاذ المقاوم للصدأ لزرع الوراء في عظم الفخذ. مسمار لديه موضوع الداني (طول 4 ملم) واثنين من الثقوب لإدخال المسامير المتشابكة (مم 0.3) لتحقيق الاستقرار المحوري والتناوب (الشكل 1).
  3. كشف يزرع وجميع الأدوات الجراحية إلى حل تعقيم (على سبيل المثال، 96٪ كحول) لمدة 5 دقائق أو تعقيم لهم (التعقيم بالبخار، 130 درجة مئوية و 25 دقيقة). بعد التطهير أو التعقيم، ووضع الأدوات على قطعة قماش العملية العقيمة. ضع قطعة القماش عملية عقيمة المتاخمة مباشرة إلى طاولة العمليات الحيوانات الصغيرة.

2. الحيوانات، التخدير، وتسكين

  1. اختيار سلالة، والعمر، والجنس من الفئران كما اللازمة لدراسة والسؤال الذي يتعين معالجتها.
    ملاحظة: للحصول على هذه الدراسة 12- لعمرها 14 أسابيع الذكور CD-1 الفئران كانت تستخدم. لمسمار implantation، ووزن الجسم المثالي من الحيوانات هو 25-35 غرام.
  2. تخدير الفئران مع حقنة داخل الصفاق من 15 ملغ / كغ زيلازين و 75 ملغم / كغم من الكيتامين. تأكيد التخدير عن طريق قرصة أخمص قدميه. تطبيق مواد التشحيم العين لحماية العينين الحيوانات من الجفاف أثناء التخدير. بعد التخدير، ضع الماوس تحت مصباح الحرارة للحفاظ على ثبات درجة حرارة الجسم.
  3. تطبيق ترامادول هيدروكلوريد-في مياه الشرب (2.5 ملغم / 100 مل) لتسكين الألم من يوم 1 قبل الجراحة حتى اليوم 3 بعد الجراحة.

3. إجراء العمليات الجراحية والأظافر زرع

  1. قبل الجراحة، حلق كامل الساق الخلفية اليمنى وتطبيق كريم مزيل الشعر. بعد 5 دقائق، وإزالة كريم وتنظيف الساق بالماء. كشف يزرع وجميع الأدوات الجراحية إلى حل تعقيم (على سبيل المثال، 96٪ كحول) أو تعقيم لهم (التعقيم بالبخار، 130 درجة مئوية و 25 دقيقة).
  2. تحت ظروف معقمة، وضع مذكرة تفاهمحد ذاتها في موقف ضعيف على طاولة العمليات الحيوانات الصغيرة. ثني الركبة اليمنى للسماح لنهج الأمامي إلى اللقم في الركبة. إجراء 5 مم وسطي شق المحيط بالرضفة في الركبة اليمنى باستخدام شفرة المشرط.
  3. رفع الرباط الرضفي مع ملقط غرامة وتعبئة الرباط بعناية مع شفرة المشرط. ثم، تحول الرضفة أفقيا مع شفرة مشرط لفضح الثلمة بين عظم الفخذ.
  4. فتح الثلمة بين من خلال حفر حتى يتم الوصول إلى تجويف داخل النخاع.
    1. بدء الحفر مع 45º الإزاحة إلى محور عظم الفخذ باستخدام 1 ملم تركز مثقاب. ببطء تغيير اتجاه بت الحفر أثناء الحفر حتى يوازي محور عظم الفخذ. وقف الحفر إذا تم الوصول إلى تجويف داخل النقي.
  5. بعد فتح العظام في الثلمة بين، إدراج إبرة G 24 في تجويف داخل النقي على طول كامل من عظم الفخذ. احفر في intrameتجويف dullary من عظم الفخذ يدويا من خلال حركات الدورانية للإبرة G 24. إزالة إبرة G 24 وإدراج أرق 27 G الإبرة في تجويف داخل النقي. دفع الإبرة إلى الأمام لخرم العظم القشري من عظم الفخذ قريب في المدور الكبير.
  6. إزالة إبرة G 27 من عظم الفخذ. باستخدام الحفر ناحية، زرع مسمار داخل النقي من خلال الثلمة بين تحت التناوب المستمر والضغط المحوري حتى نهاية البعيدة للمسمار تصل إلى مستوى اللقم.
    ملاحظة: نهاية البعيدة للظفر يمكن تحديد مع علامة صغيرة.
  7. ضع الماوس في الموقف الجانبي الأيسر. إجراء شق الجلد طولية باستخدام شفرة مشرط على طول الجزء جدلي من عظم الفخذ الجانبي من مفصل الركبة إلى مفصل الورك من أجل فضح جراحيا midshaft من عظم الفخذ.
  8. باستخدام مقص إعداد صغيرة، وتقسيم لفافة وتنتشر العضلات في اتجاه محور عظم الفخذ من الجانب الوحشي.نشر العضلات حتى يتعرض الجزء جدلي من عظم الفخذ. الحفاظ على العصب الوركي.
    1. إعداد محيط كامل من عظم الفخذ عن طريق تقويض العظام مع ملقط خلع الملابس. ثم، سحب العضلات عن طريق نشر ملقط خلع الملابس وفضح عظم الفخذ.
  9. تركيب جهاز تهدف إلى نهاية البعيدة للمسمار. دفع الجهاز إلى أن يعلقها على شفة محول من الظفر وتشغيل الجهاز تهدف إلى وضع أمامي وحشي لعظم الفخذ.
  10. التعشيق الظفر مع الداني والقاصي دبوس المتشابكة.
    1. نبدأ مع دبوس المتشابكة الداني.
    2. إدراج بت تمركز الحفر (مم 1) في ناحية الحفر. مشطوب العظام في موقف حفرة المتشابكة الداني.
      ملاحظة: من خلال التوسيع، يتم إنشاء تجويف صغير في العظام القشرية التي تواجه بدون حفر من خلال العظام. هذا التجويف يسمح لتحسين مركزه وتوجيه من لقمة الحفر أرق (0،3 مم)،استخدامها لاحقا.
    3. إدراج مثقاب (مم 0.3) في ناحية الحفر. باستخدام جهاز تهدف، من خلال حفر حفرة كل من يواجه والعظام القشرية تجنب (bicortical). إدراج أول دبوس المتشابكة من خلال جهاز التصويب. والمتشابكة محرك دبوس المقصات رمح خارج حالما يتحقق عزم الدوران المتشابكة.
    4. كرر هذا الإجراء للدبوس المتشابكة البعيدة.
  11. أداء العظم جدلي.
    1. إرفاق دليل رأى أن الجهاز يهدف على الجانب الوحشي بين اثنين من المسامير المتشابكة. ثم، رأى العظام مع رأى جيجلي تحت الري المستمر مع المياه المالحة. بعد الانتهاء من العظم، وقطع المنشار في نهاية واحدة، على مقربة من العظام. إزالة المنشار بعناية لتجنب التسبب في الأضرار التي لحقت الأنسجة اللينة.
  12. إزالة الجهاز تهدف و، مع ملاقيط صغيرة، مقطع قبالة رمح المتبقية من مسمار داخل النقي عند خط ملحوظ.
  13. إغلاق طبقات العضلات في خطوط الطولموقع األطراف من عظم الفخذ وأداء إغلاق الجلد مع الغرز واحدة. في الموقع الأمامي للركبة، إعادة الرضفة وإصلاح وتر الرضفة إلى العضلات مع خياطة واحدة. استخدام الغرز واحدة لإغلاق هذا الجرح كذلك.
  14. الحفاظ على الحيوانات تحت مصباح الحرارة حتى يشفى من التخدير. لا تترك الحيوانات غير المراقب إلا بعد أن استعاد وعيه كافية للحفاظ على الاستلقاء البطني. عودة الحيوانات إلى أقفاص واحدة في منشأة الحيوان.
  15. مراقبة الحيوانات بعناية كل يوم. الحفاظ على تسكين الألم بعد العملية الجراحية خلال الأيام الثلاثة الأولى. تواصل تسكين إذا، يوم 4 بعد الجراحة، والحيوانات لا تزال تظهر أدلة على الألم، كما يتضح من النطق، والأرق، وقلة الحركة، وعدم العريس، والموقف غير طبيعي، وعدم الاهتمام العادية في البيئة المحيطة. إنهاء تسكين عند الحيوانات هي خالية من الألم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

كان الوقت الكلي لعملية جراحية حوالي 30 دقيقة من شق الجلد لجرح الإغلاق. استخدام غرسات جراحية المقدمة، جراحة لا يمكن أن يؤديها من دون ستيريو المجهر. بعد العمل الجراحي، تمت مراقبة الحيوانات يوميا. تم إنهاء تسكين بعد العملية بعد 3 أيام لأن أيا من الحيوانات تظهر أدلة على الألم (النطق، والأرق، وقلة الحركة، وعدم العريس، والموقف غير طبيعي، أو عدم الاهتمام طبيعية في محيط) بعد هذه الفترة الزمنية. أظهرت الحيوانات العادي تحمل الوزن في غضون 2 أيام بعد الجراحة. لم تراع الإصابة بالجروح أو الكسور الثانوية أثناء فترة المراقبة بأكملها.

المضاعفات الأكثر أهمية التي يمكن أن تحدث هي زرع غير صحيح من مسمار قفل، مع بروز مستوى الأظافر مع اللقم لمفصل الركبة (الشكل 3). هذا يحدث بشكل رئيسيالصورة بسبب التعامل غير صحيح من جهاز التوجيه أو نتيجة لاستخدام حيوان مع عظم الفخذ أيضا الصغيرة، لا سيما في الفئران مع وزن الجسم أقل من 20 غراما. تعقيد آخر هو خلع دبوس المتشابكة (الشكل 3 B). هذه المضاعفات يمكن تجنبها من خلال التأكيد الشعاعي من وضع الزرعة الصحيح أثناء أو مباشرة بعد الجراحة. سبب هذه المشكلة بشكل رئيسي من قبل الإدراج ناقصة من دبوس. وأخيرا، تم إعاقة الحصاد العظام في نهاية التجربة عدة مرات لأنه كان من الصعب إزالة المسامير المتشابكة. ويعزى ذلك إلى عظمي سد حول موقف دبوس.

يحلل الإشعاعية بعد أن أكدت 5 أسابيع الشفاء التام من الفجوة العظم 0.25 مم. عند هذه النقطة الوقت، أعيد تخطيط الكالس السمحاق تماما تقريبا (الشكل 4). في المقابل، في أفخاذ؛ فخذان استقرت مع وجود فجوة 2.00 ملم، لم يلتئم العظم. أظهر أفخاذ؛ فخذان موثوق ل ن ضامر تشكيل غير النقابيين. وهذا ما أكده أيضا بعد 10 أسابيع من التئام العظام (الشكل 4 ب).

بعد استقرار مع وجود فجوة العظم 0.25 ملم، كشفت التحاليل النسيجية نمط نموذجي من التئام الكسور الثانوية مع تشكيل الكالس، بما في ذلك التعظم الغشائي وغضروفي. بعد 5 أسابيع، وقد سد العظم تماما مع الأنسجة العظمية. في هذه المرحلة الزمنية، وكان تشكيلها العظام المنسوجة بالفعل في العظام رقائقي (الشكل 5 أ). في المقابل، استقرت أفخاذ؛ فخذان مع 2.00 الثغرات العظم مم أظهرت الضموري غير الاتحاد بعد 10 أسابيع من المراقبة. وقد ترافق ذلك مع كمية عالية من أنسجة ليفية داخل فجوة العظم. أظهر أيا من خزوعات عظمية علامات التئام العظام أو سد عند تحليلها نسيجيا (الشكل 5 ب).

2 / 54472fig1.jpg "/>
الشكل 1: يزرع. ألف مسمار داخل النقي (0.8 مم، 15.7 مم طول) مع موضوع الداني (السهم، بطول 4 ملم) واثنين من الثقوب (رؤساء السهم) لإدخال المسامير المتشابكة. توصيل مسمار إلى رمح (سهم مزدوج) لتسهيل التطبيق. ب. المتشابكة دبوس (0.3 مم، السهم) لتحقيق الاستقرار التناوب والمحوري. توصيل دبوس المتشابكة أيضا إلى رمح (سهم مزدوج) لتسهيل التطبيق. C. داخل النقي مسمار بعد زرع في عظم الفخذ الماوس. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2
الشكل 2: الأدوات الجراحية لزرع مسمار. A. تهدف جهاز لإدخالمن الظفر. B. شهدت دليل لاستخدامها في إنشاء العظم مع حجم الفجوة من 0.25 ملم. C. مثقاب لحفر حفرة لدبابيس المتشابكة. د. توسيط مثقاب لالتوسيع للثقوب دبوس المتشابكة . الحفر E. اليد تستخدم لإدخال المسمار، والتوسيع، وحفر حفرة، وإدخال المسامير المتشابكة. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل (3)
الشكل (3): الأشعة ما بعد الجراحة. A. صورة شعاعية مما يدل على بروز (السهم) من مسمار في مفصل الركبة على مستوى اللقم. B. صورة شعاعية مما يدل على الإدراج ناقصة من interloc القريبةالملك دبوس (السهم). تمثل القضبان نطاق 4 مم.

الشكل (4)
الشكل 4: الأشعة بعد 5 و 10 أسبوعا من التئام العظام. تحليل ألف إشعاعي من عظم الفخذ استقر مع وجود فجوة العظم 0.25 ملم بعد 5 أسابيع، مما يدل على التئام العظام كافية. تحليل B. إشعاعي من عظم الفخذ استقر مع وجود فجوة العظم 2.00 ملم بعد 10 أسابيع، مما يدل الضموري غير الاتحاد. تمثل القضبان نطاق 4 مم.

الرقم 5
الرقم 5: أقسام النسيجية بعد 5 و 10 أسبوعا من التئام العظام. ألف التحليل النسيجي للعظم فخذ استقر مع وجود فجوة العظم 0.25 ملم بعد 5 أسابيع، مما يدل على التئام العظام كاف. لاحظ إعادة شبه تام مع العظام رقائقي. ب. اصمتتحليل ological من عظم الفخذ استقر مع وجود فجوة العظم 2.00 ملم بعد 10 أسابيع، مما يدل الضموري غير الاتحاد. ملاحظة النسيج الليفي في الفجوة العظم. كانت ملطخة المقاطع النسيجية وفقا لطريقة ثلاثي الألوان. تمثل الحانات مقياس 800 ميكرون.

الشكل (6)
الشكل 6: العظام بديلا زرع في الجسم الحي صورة تثبت وجود خلل العظام القطعي في عظم الفخذ الأيمن من الماوس. شغل الخلل التي كتبها بديلا العظام (السهم). يتم زرع بديل العظام على الأظافر، وتوفير المواقع الكافي وتثبيت.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

الخطوات الأكثر أهمية في هذه التقنية الجراحية هي الموضع الصحيح من الظفر، وجهاز تهدف، ودبابيس. الأظافر لابد من إدراجها بالكامل إلى المسافة البادئة ملحوظة في النهاية البعيدة من الظفر، لأن بروز مسمار في مفصل الركبة على مستوى اللقم يمكن تقييد حركة الركبة (الشكل 3). ولذلك، فإن حجم عظم الفخذ، وبالتالي وزن الجسم من الحيوانات، لا بد من النظر فيها. يجب على الجراح أيضا أن نولي اهتماما خاصا لموقف نهائي من الجهاز بهدف ربط شفة محول من الظفر. هذا يضمن أن العظم هو دائما في موقف midshaft متطابقة. وأخيرا، دبابيس المتشابكة لا بد من إدراج bicortically تماما لتجنب خلع دبوس خلال فترة المراقبة (الشكل 3 B). لذلك، يجب أن يتم إدراج دبابيس في عظم الفخذ باستخدام حركات دورانية والحمل المحوري المستمر. المقصات حملة رمح دبوسخارج حالما يتحقق عزم الدوران المتشابكة. لا بد من تأكيد الموقف النهائي من الظفر ودبابيس من خلال التصوير الشعاعي قبل إدراج الحيوانات في بروتوكول الدراسة.

في نهاية التجربة، فإن الخطوة الأكثر أهمية خلال موسم الحصاد العظام هو إزالة المسامير المتشابكة من الظفر. في كثير من الأحيان الى حد بعيد، وتغطي نهايات المسامير من الأنسجة العظمية التي شكلت حديثا. في الواقع، هذه الأنسجة العظمية لابد مقطوعة حتى يمكن إزالة المسامير. هذا يجب إجراء بعناية فائقة، لأن أي ضرر لعظم الفخذ يمكن أن تؤثر على خصائص النشاط الحيوي من العظام تلتئم. في بعض الأحيان، دبابيس يمكن إزالتها بسهولة أكبر من الجانب الظهري من عظم الفخذ. الأظافر نفسها يمكن ازالتها دون أي صعوبات في استخدام حامل إبرة بسيطة.

الصكوك ويزرع لهذا الإجراء الجراحي هي محددة للغاية، لذلك التعديلات على إجراء لا يمكن أن يتم. في حين أن الإجراء قد تتطور كومplications، في أيدينا، فهي نادرة (أي أقل من 2٪). على سبيل المثال، في الرباط الرضفي، التي تحولت أفقيا خلال هذا الإجراء، قد تمزق. وهذا يتطلب خياطة في الرباط بعد الظفر الزرع. خلال ادراج إبرة G 24 والتوسيع من عظم الفخذ، قد انفجر اللقم. خلال الإدراج دبوس والعظم مع جيجلي رأى، عظم الفخذ قد كسر في المنطقة midshaft. ليس هناك إمكانية حل لمشاكل هذه المضاعفات، لذلك هذه الحيوانات لا يمكن استخدامها لإجراء تجربة موحدة.

واحد الحد من هذه التقنية هو أن أحجام مختلفة من الحيوانات، وبالتالي، أفخاذ؛ فخذان، تتطلب أحجام مختلفة من يزرع. وجود قيود إضافية بشأن استخدام الزرع هو أن في الجسم الحي الصغير CT يحلل من العظم أثناء عملية الشفاء تكاد تكون مستحيلة بسبب المواد زرع (الطبية الصف الفولاذ المقاوم للصدأ)، مما يؤثر على جودة الصورة.

في الوسط الحيوييمكن إجراء دراسات شفاء العظام باستخدام نماذج مفتوحة أو مغلقة. في معظم الدراسات، تم تحليلها على الشفاء من عظم الفخذ أو الساق. هذا ينطبق على تقنيات ونماذج للالفئران خلال العقد الماضي. وتشمل هذه مفتوحة نماذج 7-10 وكذلك أغلقت 5،11،12 النهج، والتي قد توفر جامدة أو تثبيت أقل صرامة. من الفائدة، استخدمت الدراسات السابقة في الفئران دبوس داخل النقي البسيط. على الرغم من أن شفاء الكسور استقر مع وارتبط هذا دبوس بسيط مع تشكيل الكالس ضخمة، تقنية تحمل عددا كبيرا من العيوب. وشملت هذه خلع دبوس وردا الشفاء غير متجانسة بسبب عدم الاستقرار المحوري والتناوب. وعلى الرغم من هذه العيوب معروفة للتأثير على نتائج التجارب والدراسات الأخيرة، التي تنوي تحليل آليات التئام العظام، لا تزال تستخدم نماذج الفئران التي استقر كسر فقط مع دبوس 13 أو حتى ترك unstabilized 15، ونحن نرى أن تقنيات تثبيت طرفي العظم مستقرة، مماثلة لتلك المستخدمة في الممارسة السريرية، وينبغي أن تستخدم أيضا في الفئران.

تكلفة داخل النخاع تأمين الأظافر هي أعلى بكثير بالمقارنة مع تلك التي دبوس داخل النقي البسيط. ومع ذلك، فإن دبوس يحمل خطر التفكك ولا يوفر الاستقرار المحوري والتناوب. وهذا قد يؤثر على جودة النتائج ويتطلب عددا أكبر من الحيوانات للدراسة. في المقابل، داخل النخاع قفل مسمار يسمح للاستقرار خزوعات عظمية وتشوهات العظام مع وجود درجة عالية من التوحيد، مما أدى إلى انخفاض تقلب النتائج. وهذا يؤدي إلى انخفاض في العدد اللازم من الحيوانات.

للتغلب على حالة عدم الاستقرار المحوري والتناوب دبوس شيوعا، وأدخلت عدة غرسات خلال السنوات القليلة الماضية.وتشمل هذه المسمار داخل النخاع، والتي يدفع ضغط كسر يقوم بها رئيس القاصي المعدلة بشكل خاص، وموضوع الداني 5.

هذه التقنية الجراحية اللازمة لزرع المسمار بسيطة وأقل الغازية من ذلك من الظفر داخل النخاع. ومع ذلك، يظهر المسمار أقل صلابة الدوران بالمقارنة مع مسمار 4. وعلاوة على ذلك، فإنه لا يمكن أن تستخدم كنموذج للشفاء معيب لأنه حقق الاستقرار المحوري من خلال الضغط المحوري للشظايا العظام عبر كسر العظام.

لوحة قفل الداخلية، والتي يمكن استخدامها لتثبيت جامدة، والنتائج في التئام العظام، الذي يهيمن عليه التحجر الغشائي 9. لأنه يرتبط هذا النوع من الشفاء مع تشكيل الكالس قليلا، وهذا النموذج قد لا يكون من المفضل في التجارب التي تتطلب كميات كبيرة من نسيج الكالس للتحاليل الكيميائية الحيوية والجزيئية. من الفائدة، ويمكن أيضا لوحة قفل الداخلية أن دesigned لتقنية تثبيت أكثر مرونة 16. باستخدام هذه اللوحة المرنة، ويهيمن على التئام العظام التي تعظم غضروفي، وبالتالي يؤدي إلى كميات أكبر من النسيج الكالس. ومع ذلك، تشكيل الكالس غير متجانس، وتحدث في الغالب في موقع معاكس لوحة التنسيب. لوحة قفل يسمح أيضا لتحقيق الاستقرار في عيوب العظام. ومع ذلك، فإن حجم الفجوة محدود ولا يؤدي موثوق تشكيل غير النقابي 6.

والمثبتة الخارجية للفئران يقدم بديلا واضحة المعالم على الظفر لتحليل الشفاء عيب العظام. والميزة الرئيسية لالمثبتة الخارجية بالمقارنة مع مسمار قدم هنا هو إمكانية للتحقق من صلابة زرع في الجسم الحي خلال العظام شفاء 17. ومع ذلك، يجب أيضا أن تعتبر التهابات دبوس والتعديلات النشاط البدني الطبيعي نظرا لمكونات التثبيت تطبيقها خارجيا.

ذات أهمية خاصة، لا كثافة العملياتernal لوحة قفل ولا المثبتة الخارجية تسمح تثبيت موحد بدائل العظام متميزة ويبني الأنسجة والهندسة، والتي يمكن تحليلها في الشفاء عيب العظام. عند استخدام هذه التقنيات، وهما بدائل العظام أو يبني أنسجة الهندسة يجب أن توضع في عيب، الأمر الذي يتطلب عادة تثبيت إضافي 18. في المقابل، فإن استخدام الظفر يسمح للزرع بديل العظام على الأظافر، وتوفير المواقع الكافي وتثبيت (الشكل 6).

مسمار داخل النخاع قفل قدم هنا يماثل المسامير المستخدمة لعلاج المرضى المصابين بصدمات في الممارسة السريرية. وفقا لذلك، فإننا نرى أن الأظافر يمكن استخدامها في مجموعة واسعة من البحوث الفئران التئام العظام بدءا من الطبيعي أن معيب.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgements

وأيد هذا العمل من قبل RISystem AG، دافوس، سويسرا.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
MouseNail RISystem AG 221,122
MouseNail aiming device RISystem AG 221,201
MouseNail interlocking pin RISystem AG 221,121
Centering bit RISystem AG 592,205
Drill bit RISystem AG 590,200
Gigli wire saw RISystem AG 590,100
Suture (5-0 Prolene) Ethicon 8614H
Forceps Braun Aesculap AG &CoKG  BD520R
Dressing forceps Braun Aesculap AG &CoKG  BJ009R
Scissors Braun Aesculap AG &CoKG  BC100R
Needle holder Braun Aesculap AG &CoKG  BM024R
24 G needle BD Mircolance 3 304100
27 G needle Braun Melsungen AG 9186182
Scalpel blade size 15 Braun Aesculap AG &CoKG  16600525
Pincers Knipex 7932125
Heat radiator Sanitas 605.25
Depilatory cream Asid bonz GmbH NDXZ10
Eye lubricant Bayer Vital GmbH 2182442
Xylazine Bayer Vital GmbH 1320422
Ketamine Serumwerke Bernburg 7005294
Tramadol Grünenthal GmbH 2256241
Disinfection solution (SoftaseptN) Braun Melsungen AG 8505018
CD-1 mice Charles River 22

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Histing, T., et al. Small animal bone healing models: standards, tips, and pitfalls results of a consensus meeting. Bone. 49, (4), 591-599 (2011).
  2. Claes, L., Augat, P., Suger, G., Wilke, H. J. Influence of size and stability of the osteotomy gap on the success of fracture healing. J Orthop Res. 15, (4), 577-584 (1997).
  3. Histing, T., et al. Characterization of the healing process in non-stabilized and stabilized femur fractures in mice. Arch Orthop Trauma Surg. 136, (2), 203-211 (2016).
  4. Histing, T., et al. Ex vivo analysis of rotational stiffness of different osteosynthesis techniques in mouse femur fracture. J Orthop Res. 27, (9), 1152-1156 (2009).
  5. Holstein, J. H., et al. Development of a stable closed femoral fracture model in mice. J Surg Res. 153, (1), 71-75 (2009).
  6. Garcia, P., et al. The LockingMouseNail-a new implant for standardized stable osteosynthesis in mice. J Surg Res. 169, (2), 220-226 (2011).
  7. Cheung, K. M., Kaluarachi, K., Andrew, G., Lu, W., Chan, D., Cheah, K. S. An externally fixed femoral fracture model for mice. J Orthop Res. 21, (4), 685-690 (2003).
  8. Garcia, P., et al. A new technique for internal fixation of femoral fractures in mice: impact of stability on fracture healing. J Biomech. 41, (8), 1689-1696 (2008).
  9. Histing, T., et al. An internal locking plate to study intramembranous bone healing in a mouse femur fracture model. J Orthop Res. 28, (3), 397-402 (2010).
  10. Thompson, Z., Miclau, T., Hu, D., Helms, J. A. A model for intramembranous ossification during fracture healing. J Orthop Res. 20, (5), 1091-1098 (2002).
  11. Hiltunen, A., Vuorio, E., Aro, H. T. A standardized experimental fracture in the mouse tibia. J Orthop Res. 11, (2), 305-312 (1993).
  12. Manigrasso, M. B., O'Connor, J. P. Characterization of a closed femur fracture model in mice. J Orthop Trauma. 18, (10), 687-695 (2004).
  13. Lovati, A. B., et al. Diabetic mouse model of orthopaedic implant-related Staphylococcus aureus infection. PLoS One. 8, (6), e67628 (2013).
  14. Slade Shantz, J. A., Yu, Y. Y., Andres, W., Miclau, T. 3rd, Marcucio, R. Modulation of macrophage activity during fracture repair has differential effects in young adult and elderly mice. J Orthop Trauma. 28, 10-14 (2014).
  15. Claes, L. E., et al. Effects of mechanical factors on the fracture healing process. Clin Orthop Relat Res. 355, (Suppl), 132-147 (1998).
  16. 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. J Biomech. 18, (13), 2089-2096 (2009).
  17. Glatt, V., Matthys, R. Adjustable stiffness, external fixator for the rat femur osteotomy and segmental bone defect models. J Vis Exp. (9), e51558 (2014).
  18. Manassero, M., et al. A novel murine femoral segmental critical-sized defect model stabilized by plate osteosynthesis for bone tissue engineering purposes. Tissue Eng Part C Methods. 19, (4), 271-280 (2013).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Video Stats