Интрамедуллярный Запирание ногтей для стандартизированной Фиксация бедренной остеотомии для анализа Normal и неполноценный заживления костей у мышей

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

Целебные модели костей имеют важное значение для разработки новых терапевтических стратегий для клинического лечения переломов. Кроме того, мышиные модели становятся все более широко используются в научных исследованиях травмы. Они предлагают большое количество мутантных штаммов и антител для анализа молекулярных механизмах, приводящих к высокодифференцированного процесса заживления костей. Для управления биомеханической среды, стандартизованные и хорошо охарактеризованные методы остеосинтеза являются обязательными для мышей. Здесь мы сообщаем о разработке и использованием остеосинтеза для стабилизации открытые остеотомии бедренной кости у мышей. Гвоздь, изготовлены из нержавеющей стали медицинского класса, обеспечивает высокую осевую жесткость и вращательную. Имплантат дополнительно позволяет создавать определенную, постоянную остеотомической размером от 0,00 мм до 2,00 мм. Интрамедуллярный замок стабилизации ногтей бедренной остеотомии с зазорами размерами 0,00 мм и 0,25 мм приводит к адекватной заживления кости через Эндохондральный и Intramembranous ossificatиона. Стабилизация бедренной остеотомии с размером зазора 2,00 мм результатов в атрофический несращения. Таким образом, интрамедуллярный гвоздь блокировки можно использовать в целебных и незаживающие моделей. Еще одно преимущество использования ногтя по сравнению с другими целебными моделями открытой кости является возможность адекватно фиксировать заменители костей и подмости с целью изучения процесса костно интеграции. Недостатком использования остеосинтеза является более инвазивные хирургические процедуры, присущие всем открытых процедур по сравнению с закрытыми моделями. Еще один недостаток может быть индукция некоторые повреждения костномозговой полости, присущие всем интрамедуллярными методы стабилизации по сравнению с экстрамедуллярных процедурами стабилизации.

Introduction

Биология заживления кости могут быть изучены в пробирке с использованием клеточных культур и сфероидами, но она также требует в естественных условиях с использованием подходов , исследований на животных. В то время как эксперименты крупных животных до сих пор играют важную роль в доклинических испытаний, на ранней стадии тестирования продуктов или гипотез изменилось за последние 10 лет и в настоящее время часто проводятся в небольших моделях животных 1. Этот переключатель был выполнен по нескольким причинам. Производство и обслуживание мышей и крыс дешевле по сравнению с свиней и овец. Кроме того, мелкие животные имеют более короткое время воспроизводства и более короткие периоды нормального заживления, оба из которых облегчают выполнение большого ряда хронических экспериментов. И, наконец, наличие гена, ориентированных на животных и специфических антител позволяет для анализа молекулярных механизмов заживления кости. Тем не менее, в то время как ранее использовались методы остеосинтеза в больших моделях животных могут быть переведены с минимальным variat ион от аналогичных процедур, используемых в медицине или ветеринарии клинического ухода за пациентами, разработки и применения методов остеосинтеза в мелких крыс и мышей оказалась сложной задачей.

Хорошо известно , что биомеханические среда существенно влияет на кости , процесс 2 , заживление. Как известно из заживления переломов у людей, различия в результате разрушения стабилизации в различных режимах исцеления, в том числе Intramembranous окостенение после жесткой фиксации и эндохондральной окостенение после менее жесткой фиксации с микродвижениях. Полная осевая или ротационной неустойчивости может задержать процесс заживления или может привести к не-союзами 3. Соответственно, мы считаем, что необходимо разработать сложные системы имплантатов и методов остеосинтеза у мышей и крыс. Таким образом, биомеханические условия могут быть стандартизированы надлежащим образом, гарантируя достоверные результаты при анализе процесса заживления.

e_content "> Несмотря на то, значительное количество очень сложных мышиных методов стабилизации были введены в течение последних нескольких лет, наиболее часто используемый метод до сих пор является простой интрамедуллярная штифт. Основным недостатком этого метода, однако, является отсутствие вращения и осевого стабильность 4. для улучшения вращения и осевую устойчивость, интрамедуллярные винт был введен для стабилизации переломов бедренной кости у мышей 5. Тем не менее, крепление винт не может быть использован для анализа костно-дефектные заживление из - за необходимости контакта и сжатия между фрагментами кости в для поддержания стабильности вращения.

Интрамедуллярном фиксирующего штифта обеспечивает более высокую осевую и вращательную стабильность по сравнению с простым штифтом и интрамедуллярном винтом 4. Высоко воспроизводимые бедренной остеотомии, возможно, из-за руководства для Джильи увидел и способность создавать определенные размеры зазоров, позволяет для анализа как нормального бонае исцеление и костно-дефектные заживление 6. Из-за введения переплетенных штифтов, интрамедуллярном фиксирующего штифта гарантирует постоянный размер зазора во время всего процесса заживления, даже в то время как несущие полный вес. Здесь мы сообщаем о разработке и применении интрамедуллярного блокирующего ногтя, а также о его преимуществах и недостатках в экспериментальных исследованиях по нормальной и замедленной заживления костей.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Все процедуры были IACUC одобрены и последовали институциональные рекомендации (Landesamt für Verbraucherschutz, Zentralstelle Amtstierärztlicher Dienst, Саарбрюккен, Германия). Обезболивание и профилактика инфекции должны быть согласованы с соответствующими директивами страны и учреждения, в котором эксперименты должны быть выполнены.

1. Получение Имплантаты и хирургические инструменты

  1. Выберите лезвие скальпеля (размер 15), маленькие ножницы подготовки, тонким пинцетом, корнцанг, маленькие клещи, 24 калибра (G) и 27 G иглы, не-рассасывающийся шовный 5-0, и держатель иглы из микрохирургического инструмента коробки ,
  2. Распаковка остеосинтеза, блокируя контакты, специальное устройство прицеливание, Джильи увидел, шаблон для Джильи увидел, центрирование сверла (диаметр 1 мм), сверло (диаметр 0,3 мм), и ручной дрели (рис 2; см Перечень материалов).
    ПРИМЕЧАНИЕ: intramedullary гвоздь (диаметр 0,8 мм, длина 15.7 мм) представляет собой интрамедуллярная фиксирующего штифта из нержавеющей стали медицинского класса для ретроградной имплантации в бедренной кости. Гвоздь имеет проксимальный нить (длина 4 мм) и два отверстия для вставки блокировочных штифтов (диаметр 0,3 мм) для достижения осевого вращения и стабильность (рисунок 1).
  3. Вынести имплантаты и все хирургические инструменты в дезинфицирующий раствор (например, 96% спирта) в течение 5 мин или стерилизовать их (стерилизации паром, 130 ° С, 25 мин). После дезинфекции или стерилизации, поместите инструменты на стерильную операции тканью. Поместите стерильную операцию ткань непосредственно примыкающий к небольшой операции животных таблице.

2. Животные, Анестезия и обезболивание

  1. Выберите штамм, возраст и пол мышей, которые необходимы для изучения и вопрос решать.
    Примечание: Для этого исследования от 12 до 14-недельных CD-1 мышей мужского пола были использованы. Для ногтей implantation, идеальный вес тела животных составляет 25 - 35 г.
  2. Обезболить мышей с внутрибрюшинной инъекцией 15 мг / кг ксилазина и 75 мг / кг кетамина. Подтвердите обезболивание с помощью пальца щепоткой. Нанесите смазку для глаз, чтобы защитить глаза животных от высыхания во время анестезии. После вводного наркоза, поместите мышь под нагревательную лампу, чтобы поддерживать постоянную температуру тела.
  3. Применение трамадола гидрохлорида в питьевой воде (2,5 мг / 100 мл) в течение анальгезии с 1 дня до операции до 3-й день после операции.

3. Хирургические процедуры и Имплантация ногтей

  1. Перед хирургическим вмешательством, бриться всю правую заднюю ногу и нанесите крем для удаления волос. Через 5 минут, удалите крем и очистить ногу с водой. Вынести имплантаты и все хирургические инструменты к дезинфицирующим раствором (например, 96% спирта) или стерилизовать их (стерилизации паром, 130 ° С, 25 мин).
  2. В стерильных условиях, поместите МОВсе в положении лежа на спине на небольшой операции животных таблице. Согните правое колено, чтобы обеспечить передне подход к мыщелков коленного сустава. Выполните 5 мм медиальнее parapatellar надрез на правом колене, используя лезвие скальпеля.
  3. Поднимите связку надколенника с тонким пинцетом и тщательно мобилизуют связки с скальпелем. Затем переложить надколенника в боковом направлении с скальпелем, чтобы выставить межмыщелковой выемку бедренной кости.
  4. Открыть межмыщелковой насечку путем бурения до интрамедуллярная полости не будет достигнута.
    1. Начало бурения с 45º смещением оси бедренной кости с использованием 1 мм центрирующие сверло. Медленно изменить направление бурового долота во время бурения, пока он не параллелен оси кости бедренной кости. Прекратить бурение, если интрамедуллярная полость достигается.
  5. После открытия кости на межмыщелковой выемкой, вставьте 24 G иглу в костномозговой полости по всей длине бедренной кости. Рассверлить Intramedullary полость бедренной кости вручную через вращательные движения 24 G иглы. Удалите 24 G иглу и вставить тонкую иглу 27 G в костномозговой полости. Вставьте иглу вперед для перфорирования кортикальной кости бедренной кости в проксимальном направлении на большой вертел.
  6. Удалите 27 G иглу из бедренной кости. Используя сверло руки, имплантировать остеосинтеза через межмыщелковой надрезом при непрерывном вращении и осевого давления до дистального конца ногтя не достигает уровня мыщелков.
    Примечание: Дистальный конец ногтя может быть идентифицирована с небольшим знаком.
  7. Поместите курсор в положении на левом боку. Выполните продольный разрез кожи, используя лезвие скальпеля вдоль диафизарной части боковой бедренной кости от коленного сустава до тазобедренного сустава, чтобы хирургическим путем подвергать диафиза бедренной кости.
  8. Используя небольшие ножницы подготовки, разделить фасции и распространять мышцы в направлении оси бедренной кости с боковой стороны.Spread мышцы, пока диафизарной часть бедренной кости не подвергается воздействию. Сохранить седалищный нерв.
    1. Подготовка всей окружности бедренной кости путем подрыва кости с гардеробными щипцов. Затем, убирается мышцы, распространяя корнцанг и подвергать бедренной кости.
  9. Установите устройство для прицеливания дистального конца ногтя. Авансовые устройство, пока оно не прикрепляет к фланце ногтя и поверните устройство в прицеливания переднелатерального положении по отношению к бедренной кости.
  10. Скрестите гвоздь с проксимального и дистального взаимной блокировки штифта.
    1. Начните с проксимального взаимной блокировки штифта.
    2. Вставьте биту центрирование сверла (диаметр 1 мм) в ручной дрели. Зенковки кости в проксимальном положении взаимной блокировки отверстия.
      Примечание: К зенкование, небольшая полость создается в облицовке кортикальной кости без сверления через кость. Эта полость позволяет улучшить центрирования и направляющей из более тонкого сверлом (диаметром 0,3 мм),использоваться в дальнейшем.
    3. Вставьте сверло (диаметр 0,3 мм) в ручной дрели. С помощью прибора для определения направления, просверлить отверстие через обе облицовкой и предотвращенный кортикальной кости (бикортикальными). Вставьте первый блокирующим штифт через прицельное приспособление. Блокирующий ножницы стержневого пальца отъехать, как только блокировка крутящего момента достигается.
    4. Повторите эту процедуру для дистального взаимной блокировки штифта.
  11. Выполните диафизарными остеотомию.
    1. Прикрепите направляющую пилы к прицельного устройства на боковой стороне между двумя взаимосвязанными штифтами. Затем увидел кость с Джильи увидел под непрерывным орошением физиологического раствора. После того, как остеотомия завершается, разрезать пилой на одном конце, близко к кости. Удалите пилы осторожно, чтобы не вызывать повреждение мягких тканей.
  12. Удалите устройство и прицеливания, с небольшими клещами, обрезать оставшийся вал остеосинтеза на отмеченной линии.
  13. Закройте мышечных слоев на латрального сайт бедренной кости и выполняют закрытие кожи с одиночными швами. На переднем участке колена, изменить положение надколенника и исправить надколенника сухожилия мышц с одной швом. Используйте одиночные швы, чтобы закрыть эту рану, а также.
  14. Держите животных под лампой тепло, пока они не оправиться от наркоза. Не оставляйте животных без присмотра, пока они не восстановили достаточное сознание, чтобы поддерживать вентральной лежачее. Возвращение животных в отдельных клетках в виварии.
  15. внимательно следить за животными каждый день. Поддерживать послеоперационное обезболивание в течение первых трех дней. Продолжайте обезболивание, если на 4-й день после операции, животные до сих пор показывают свидетельства боли, как указано вокализации, беспокойство, отсутствие подвижности, неспособность жениха, ненормальной позы, а также отсутствие интереса к нормальной обстановке. Прекратить обезболивание, когда животные являются боль бесплатно.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Общее время хирургической процедуры составляет около 30 минут от разреза кожи до закрытия раны. Использование хирургических имплантатов, предоставляемых, операция может быть выполнена без стерео-микроскопа. В послеоперационном периоде у животных контролировали ежедневно. Послеоперационный обезболивание было прекращено после того, как 3-х дней, потому что ни одно из животных не показали наличие боли (вокализации, беспокойство, отсутствие подвижности, неспособность жениха, ненормальной позы, или отсутствие интереса к нормальной обстановке) после этого периода времени. У животных показали нормальное весовую течение 2-х дней после операции. Раневой инфекции или вторичных переломов не наблюдалось в течение всего периода наблюдения.

Самое важное осложнение , которое может произойти является неправильная имплантация стопорного гвоздя, с выступом уровня для ногтей с мыщелков коленного сустава (рисунок 3 А). В основном это происходитs из-за неправильного обращения с прицельной устройства или из-за использования животного с слишком малой бедренной кости, особенно у мышей с массой тела ниже 20 г. Другая сложность заключается в дислокации взаимосвязанной штифта (рис 3 B). Это осложнение можно избежать с помощью рентгенографического подтверждения правильного размещения имплантата во время или сразу же после операции. Эта проблема в основном вызвано неполной вставки штифта. И, наконец, урожай кости в конце эксперимента тормозилось несколько раз, потому что было трудно удалить блокирующие штифты. Это было связано с костистых моста вокруг положения штифта.

Радиологический анализы после 5 недель подтвердили полное заживление остеотомической 0,25 мм. В этот момент времени, периостальная каллус почти полностью перестроен (рис 4 А). В противоположность этому, в бедренных стабилизированных с зазором 2,00 мм, остеотомию был не зажили. Бедренные достоверно показал п атрофический несрастание образования. Это было также подтверждено после 10 недель заживления кости (рис 4 Б).

После стабилизации с остеотомической 0,25 мм, гистологические анализы показали типичную картину вторичного заживления переломов с образованием костной мозоли, включая Intramembranous и эндохондральной окостенения. Через 5 недель, остеотомию был полностью мостиком с костной тканью. В этот момент времени, сплетенный кость уже перестроенный в пластинчатой кости (рис 5 А). В противоположность этому, бедренные, стабилизированные 2,00 мм зазоры остеотомия показал атрофический несоюзных после 10 недель наблюдения. Это было связано с большим количеством фиброзной ткани в зазоре остеотомии. Ни один из остеотомий не показал признаков заживления костей или моста при анализе гистологически (рисунок 5 B).

2 / 54472fig1.jpg "/>
Рисунок 1: Импланты. А. остеосинтеза (диаметр 0,8 мм, длина 15,7 мм) с резьбой (проксимального стрелкой, 4 мм длина) и два отверстия (стрелка головки) для введения блокировочных штифтов. Гвоздь соединен с валом (двойная стрелка) , чтобы облегчить применение. Б. Переплетение штифт (диаметр 0,3 мм, стрелка) для достижения вращения и осевую устойчивость. Блокирующий штифт также соединен с валом (двойная стрелка) , чтобы облегчить применение. С. остеосинтеза после имплантации в бедренной кости мыши. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

фигура 2
Рисунок 2: Хирургические инструменты для имплантации ногтей. А. прицельное приспособление для вставкигвоздя. B. Saw руководство , чтобы использовать для создания остеотомии с размером зазора 0,25 мм. C. Сверло для сверления отверстия для блокировочных штифтов. D. Центрирование сверло для зенкования из переплетенных или штыревые . E. Ручная дрель используется для вставки ногтя, в зенкование, отверстие бурения и введения блокировочных контактов. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 3
Рисунок 3: Послеоперационные рентгенограммы. А. Рентгенограмма демонстрирует выступ ( как показано стрелкой) гвоздь в коленный сустав на уровне мыщелков. Б. Рентгенограмма демонстрирует неполную вставку проксимального Interlocшкворень (стрелка). Масштабные столбики представляют 4 мм.

Рисунок 4
Рисунок 4: Рентгенограмма после 5 и 10 недель заживления костей. А. Рентгенографический анализ бедренной кости , стабилизированного остеотомической 0,25 мм через 5 недель, демонстрируя адекватное заживление костной ткани. В. Рентгенографический анализ бедренной кости , стабилизированного остеотомической 2,00 мм после 10 недель, демонстрируя атрофический несоюзных. Масштабные столбики представляют 4 мм.

Рисунок 5
Рисунок 5: гистологические срезы через 5 и 10 недель заживления костей. А. Гистологический анализ бедренной кости , стабилизированного остеотомической 0,25 мм через 5 недель, демонстрируя адекватное заживление кости. Обратите внимание на почти полное ремоделирования с пластинчатой кости. B. Histтодические анализ бедренной кости, стабилизированного остеотомической 2,00 мм после 10 недель, демонстрируя атрофический несоюзных. Обратите внимание, фиброзной ткани в зазоре остеотомии. Гистологические срезы окрашивали в соответствии с методом трихромом. Масштабные столбики представляют 800 мкм.

Рисунок 6
Рисунок 6: заменитель кости имплантации в естественных условиях фотография демонстрирует сегментарный костный дефект в правой бедренной кости мыши.. Дефект заполняется заменителя костной ткани (как показано стрелкой). Заменитель кости имплантируется через ноготь, обеспечивая адекватное позиционирование и фиксацию.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Наиболее важные этапы хирургической техники являются правильное позиционирование ногтя, прицельного устройства, а контакты. Гвоздь должен быть вставлен полностью к заметному отступа на дистальном конце ногтя, так как выпячивание гвоздь в коленный сустав на уровне мыщелков может ограничить движение колена (рис 3 A). Таким образом, размер бедренной кости и, соответственно, вес тела животных, должны быть рассмотрены. Хирург должен также обратить особое внимание на конечное положение прицельного устройства подсоединять адаптер фланец ногтя. Это гарантирует, что остеотомии всегда в одинаковом положении диафиза. И, наконец, блокировочные штифты должны быть вставлены полностью bicortically , чтобы избежать штырьковый дислокации в течение периода наблюдения (рис 3 B). Таким образом, штифты должны быть вставлены в бедренной кости с помощью вращательных движений и непрерывную осевую нагрузку. Ножницы вала штифт привода, как только блокирующий крутящий момент достигается. Окончательное положение ногтя и булавки должны быть подтверждены с помощью радиографии, прежде чем животные включены в протокол исследования.

В конце эксперимента, наиболее важным шагом в период сбора костной ткани является удаление блокировочных штифтов от ногтя. Довольно часто, концы штифтов покрыты новообразованной костной ткани. На самом деле, эта костная ткань должна быть иссекают, пока контакты не могут быть удалены. Это должно быть выполнено очень осторожно, так как любое повреждение бедренной кости может влиять на биомеханические свойства исцеленном кости. Иногда штифты могут быть легко удалены из спинной части бедренной кости. Сам ноготь может быть удален без каких-либо трудностей, используя простой держатель иглы.

Инструменты и имплантанты для этой хирургической процедуры являются высоко специфичными, поэтому модификации процедуры не могут быть выполнены. Хотя процедура может развиваться комскладки, в наших руках, они встречаются редко (т.е. менее 2%). Например, связки коленной чашечки, которая смещена в боковом направлении во время процедуры, может привести к разрыву. Для этого требуется пришиванию связки после имплантации ногтей. Во время вставки 24 G иглы и рассверливание бедренной кости, мыщелки может лопнуть. Во время вставки пин и остеотомии с Джильи увидел, бедренная кость может сломаться в диафиза регионе. Там нет никакой возможности для поиска и устранения неисправностей этих осложнений, поэтому эти животные не могут быть использованы для стандартизированной эксперимента.

Одним из недостатков такого метода заключается в том, что разные размеры животных и, таким образом, бедренные кости, требуют различных размеров имплантатов. Еще одно ограничение на использование имплантата является то , что в естественных условиях микро КТ анализ остеотомии во время процесса заживления практически невозможно из - за материала имплантата (медицинского класса из нержавеющей стали), что влияет на качество изображения.

в естественных условияхзаживления костей исследования могут быть выполнены с использованием открытых или закрытых моделей. В большинстве исследований, заживление бедренной или большеберцовой кости анализируется. Это справедливо для методов и моделей, разработанных для мышей в течение последнего десятилетия. К ним относятся открытые 7-10 моделей, а также закрытые 5,11,12 подходы, которые могут обеспечить жесткое или менее жесткую фиксацию. Интересно, что предыдущие исследования на мышах использовали простой интрамедуллярный штифт. Несмотря на то, заживление переломов, стабилизированных с такой простой штифт был связан с огромным каллусообразования, техника нес большое количество недостатков. К ним относятся штырьковый вывих и гетерогенная реакция заживления из-за отказа осевого вращения и стабильности. Хотя эти недостатки , как известно, влияют на результаты эксперимента, недавние исследования, которые намерены проанализировать механизмы заживления костей, до сих пор используют мышиные модели , в которых трещина стабилизирована только с булавкой 13 или даже левый нестабилизированного 15, мы считаем , что стабильные методы остеосинтеза, сопоставимые с тех , которые используются в клинической практике, следует также использовать в мышах.

Стоимость интрамедуллярном фиксирующего штифта значительно выше, когда по сравнению с простой интрамедуллярным штифтом. Тем не менее, вывод несет риск дислокации и не обеспечивает осевое и вращательное стабильность. Это может повлиять на качество результатов и требует большего количества животных для исследования. В противоположность этому, интрамедуллярная фиксирующего штифта позволяет стабилизации остеотомии и костных дефектов с высокой степенью стандартизации, что приводит к уменьшению разброса результатов. Это приводит к уменьшению необходимого количества животных.

Для преодоления осевого вращения и неустойчивость часто используемых штифтом, несколько имплантатов были введены в течение последних нескольких лет.К ним относятся интрамедуллярном винт, который вызывает компрессионный перелом с помощью особенно модифицированного дистальной головки и проксимальной резьбу 5.

Хирургический метод необходимо имплантировать винт является простым и менее инвазивным, чем у остеосинтеза. Тем не менее, винт показывает меньшую жесткость вращения по сравнению с гвоздем 4. Кроме того, он не может быть использован в качестве модели дефектного заживления, поскольку осевая стабильность достигается за счет осевого сжатия костных отломков по всей перелома кости.

Внутренняя стопорная пластина, которая может быть использована для жесткой фиксации, приводит к заживления кости, в котором преобладают Intramembranous окостенения 9. Поскольку этот тип исцеления связан с небольшим каллусообразования, эта модель не может быть предпочтительным в экспериментах, которые требуют больших количеств каллусной ткани для биохимических и молекулярных анализов. Интересно, что внутренняя стопорная пластина также может быть designed для более гибкого способа фиксации 16. Используя эту гибкую пластину, заживления кости преобладают эндохондральной окостенения и, таким образом, приводит в больших количествах каллусной ткани. Тем не менее, образование каллюса неоднородна, происходит преимущественно на участке размещения противоположной пластины. Стопорная пластина позволяет также для стабилизации костных дефектов. Тем не менее, размер зазора ограничен и не приводит к надежным без накидной формирования 6.

Внешний фиксатор для мышей предлагает хорошо определенную альтернативу ногте для анализа костных дефектов заживления. Основным преимуществом внешнего фиксаторе по сравнению с гвоздем , введенной здесь является возможность проверки имплантата жесткости в естественных условиях в процессе заживления кости 17. Тем не менее, пин инфекции и изменения нормальной физической активности из-за приложенных извне компонентов фиксации также должны быть рассмотрены.

Особый интерес, ни INTernal стопорная пластина, ни внешний фиксатор позволяют стандартизированный фиксацию различных заменителей костной ткани и ткани-инженерных конструкций, которые могут быть подвергнуты анализу в костных дефектов заживления. При использовании этих двух методов, заменители кости или ткани-инженерные конструкции , должны быть помещены в дефект, который , как правило , требует дополнительной фиксации 18. В противоположность этому , использование ногтя позволяет имплантацией заменителя костной ткани над ногтем, обеспечивая адекватное позиционирование и фиксация (рисунок 6).

Интрамедуллярном фиксирующего штифта введен здесь сравнима с ногтей, используемых для лечения пациентов с травмой в клинической практике. Соответственно, мы считаем, что гвоздь может быть использован в широком спектре мышиного костного заживления исследований в диапазоне от нормального до дефектным.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgements

Эта работа была поддержана RISystem AG, Давос, Швейцария.

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