En Intramedullære Låse Nail for Standardisert Fiksering av Femur osteotomier å analysere Normal og Defekt Bone Healing i Mus

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

Bone healing modeller er avgjørende for utvikling av nye terapeutiske strategier for klinisk brudd behandling. Videre er musemodeller blir mer vanlig i traumer forskning. De tilbyr et stort antall av mutantstammer og antistoffer for analyse av molekylære mekanismer bak svært differensiert prosess med bentilheling. For å kontrollere biomekaniske miljø, standardiserte og godt karakteriserte osteosyntese teknikker er obligatorisk i mus. Her rapporterer vi på design og bruk av en benmargsnagle å stabil åpne femur osteotomier hos mus. Spiker, laget av medisinsk-grade rustfritt stål, gir høy aksial og rotasjonsstivhet. Implantatet videre tillater etablering av definert, konstant osteotomi gap størrelser fra 0,00 mm til 2,00 mm. Benmargs låsing spiker stabilisering av femur osteotomier med gap størrelser på 0,00 mm og 0,25 mm resultere i tilstrekkelig bein helbredelse gjennom endochondral og intramembranøse ossification. Stabilisering av femur osteotomier med et gap størrelse på 2,00 mm resultater i atrofisk uorganiserte. Dermed kan det benmargslåse spiker brukes i healing og ikke-helbredende modeller. En ytterligere fordel ved anvendelse av spiker i forhold til andre åpne bentilheling modeller er muligheten til tilstrekkelig feste skjeletterstatninger og stillas for å studere fremgangs benintegrasjonen. En ulempe ved bruk av benmargsnaglen er den mer invasive kirurgiske prosedyre, iboende i alle åpne prosedyrer i forhold til lukkede modeller. En ytterligere ulempe kan være induksjon av noen skade på marghulen, iboende i alle intramedulære stabiliseringsteknikker, sammenlignet med ekstramedullære stabilisering prosedyrer.

Introduction

Biologien til bentilheling kan studeres in vitro ved anvendelse av cellekulturer og sfæroide, men det krever også in vivo tilnærminger ved hjelp av dyrestudier. Mens stor dyreforsøk fortsatt spille en viktig rolle i preklinisk testing, har tidlig stadium testing av produkter eller hypoteser endret seg i løpet av de siste 10 årene, og er i dag ofte utført i små dyremodeller 1. Denne bryteren er utført av flere grunner. Produksjon og vedlikehold av mus og rotter er billigere sammenlignet med griser og sauer. I tillegg små dyr har kortere reproduksjon tider og kortere normale helbredende perioder, som begge letter utførelsen av store serier av kroniske eksperimenter. Til slutt, tilgjengeligheten av genet rettede dyr og spesifikke antistoffer gir mulighet for analyse av molekylære mekanismer i bentilheling. Imidlertid, mens den tidligere brukte osteosyntese teknikker i de større dyremodeller kan oversettes med minimal variat ion fra lignende prosedyrer som brukes til mennesker eller dyr klinisk pasientbehandling, utvikling og anvendelse av osteosyntese teknikker i de små-sized rotter og mus viste seg å være utfordrende.

Det er vel kjent at den biomekaniske miljøet påvirker benet helbredende prosess 2 i betydelig grad. Som kjent fra bruddtilheling hos mennesker, forskjeller i brudd stabilisering resultat i forskjellige moduser av healing, inkludert intramembranøse forbening etter rigid fiksering og endochondral ossifikasjon etter mindre rigid fiksering med mikrobevegelser. Komplett aksial eller rotasjons ustabilitet kan forsinke helbredelsesprosessen eller kan føre til ikke-fagforeninger 3. Derfor føler vi at det er nødvendig å utvikle avanserte implantatsystemer og osteosyntese teknikker i mus og rotter. På denne måten kan de biomekaniske forholdene være standardiserte riktig, garanterer gyldige resultater ved analyse helbredelsesprosessen.

e_content "> Selv om et betydelig antall av meget avanserte murine stabilisering teknikker har blitt innført i løpet av de siste årene, er den mest brukte teknikken fremdeles den enkle intramedullære stiften. Den største ulempe med denne teknikken er imidlertid mangel på rotasjon og aksial stabilitet fire. for å forbedre rotasjon og aksial stabilitet, ble en intramedullær skrue innført for å stabilisere lårhalsbrudd i mus 5. imidlertid kan skruen fiksering ikke benyttes til å analysere ben-defekt helbredelse på grunn av behovet for kontakt og kompresjon mellom benfragmentene i for å opprettholde rotasjonsstabilitet.

Den benmargs låse spiker gir høyere aksial og rotasjonsstabilitet i forhold til den enkle pinnen og intramedullær skruen 4. En meget reproduserbar femur osteotomi, mulig på grunn av føringen for den Gigli så og evnen til å lage definerte spaltestørrelser, gjør det mulig for analyse av både normal bone healing og bein-defekt healing 6. På grunn av innføringen av sikringsanlegg pinner, av den intramedullære låse spiker garanterer et konstant gap størrelse under hele helbredelsesprosessen, til og med mens bærer hele vekten. Her rapporterer vi på design og anvendelse av benmargslåse spiker, så vel som på sine fordeler og ulemper i eksperimentelle studier av normal og forsinket bein healing.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alle prosedyrer ble IACUC-godkjent og fulgt institusjonelle retningslinjer (Landesamt für Verbraucherschutz, Zentralstelle Amtstierärztlicher Dienst, Saarbrücken, Tyskland). Analgesi og infeksjon forebygging bør være i overensstemmelse med de respektive retningslinjer landet og institusjonen der forsøkene skal utføres.

1. Utarbeidelse av implantater og kirurgiske instrumenter

  1. Velg en skalpell blad (størrelse 15), små forberedelse saks, fin pinsett, dressing tang, små pinsetter, 24 måleren (G) og 27 g nåler, en ikke-resorberbar 5-0 sutur, og en nål holderen fra Instrument boks .
  2. Pakk benmargsnaglen, interlocking pinnene, den spesielle sikteanordningen, den Gigli så, malen for Gigli så, sentre borkronen (1 mm diameter), borkronen (0,3 mm diameter), og de hånddrill (figur 2, se Liste over Materials).
    MERK: intramedullary spiker (0,8 mm diameter, 15,7 mm lengde) er en benmargs låse spiker laget av medisinsk-grade rustfritt stål for retrograd implantering i femur. Spikeren har en proksimal gjenge (4 mm lengde) og to hull for innsetting av sammenlåsende pinnene (0,3 mm diameter) for å oppnå aksial og rotasjonsstabilitet (figur 1).
  3. Utsette implantater og alle kirurgiske instrumenter til en desinfiserende løsning (for eksempel 96% alkohol) i 5 minutter eller sterilisere dem (dampsterilisering, 130 ° C, 25 min). Etter desinfeksjon eller sterilisering, plassere instrumentene på en steril operasjon klut. Plasser sterile drift duken i direkte tilknytning til små dyr operasjon bord.

2. Dyr, anestesi og analgesi

  1. Velg belastningen, alder og kjønn på mus som er nødvendige for studien og spørsmålet tas opp.
    MERK: For denne studien 12- til 14-ukers gamle mannlige CD-1 mus ble brukt. For spiker implantation, den ideelle kroppsvekt av dyrene er 25 - 35 g.
  2. Bedøve musene med en intraperitoneal injeksjon av 15 mg / kg xylazin og 75 mg / kg ketamin. Bekreft anesthetization av tå klype. Påfør øye smøremiddel for å beskytte dyrenes øyne tørker under anestesi. Etter induksjon av anestesi, plasserer du muse under en varmelampe for å holde kroppstemperaturen konstant.
  3. Påfør tramadol-hydroklorid i drikkevannet (2,5 mg / 100 ml) for smertelindring fra en dag før operasjonen inntil dag 3 etter operasjonen.

3. Kirurgisk prosedyre og Nail Implantasjon

  1. Før operasjonen, barbere hele høyre bakben og bruke en Hårfjerningskrem. Etter 5 min fjerne kremen og rense ben med vann. Utsette implantater og alle kirurgiske instrumenter til en desinfiserende løsning (for eksempel 96% alkohol) eller sterilisere dem (dampsterilisering, 130 ° C, 25 min).
  2. Under aseptiske forhold, plasserer mouse i liggende stilling på små dyr operasjon bord. Bøy høyre kne for å gi en anterior tilnærming til kondylene av kneet. Utfør en 5 mm medial parapatellar snitt på høyre kne ved hjelp av skalpell blad.
  3. Løft patellar ligament med fin pinsett og mobilisere leddbånd nøye med skalpell blad. Deretter forskyves patella sideveis med skalpellblad for å eksponere intercondylar hakk av femur.
  4. Åpne intercondylar hakk ved å bore til den intramedullære hulrom er nådd.
    1. Begynn boring med en 45º offset til femur aksen ved hjelp av 1 mm sentreborekronen. Sakte endre retningen av borekronen under boring inntil den paralleller benet aksen av femur. Stoppe boring dersom den intramedullære hulrom er nådd.
  5. Etter åpning av bein på intercondylar hakk, setter du inn 24 G nål inn i benmargshulen over hele lengden av lårbenet. Ream den INTRAMEdullary hulrom av femur manuelt gjennom roterende bevegelser av den 24 G nål. Fjern 24 G nål og stikk tynnere 27 G nål inn i benmargshulen. Skyv nålen frem til å perforere corticalbenet av femur proksimalt på større trochanter.
  6. Fjern 27 G nål fra femur. Ved hjelp av hånddrill, implantat benmargsnaglen gjennom intercondylar hakk under kontinuerlig rotasjon og aksial trykk inntil den distale ende av naglen når nivået av kondylene.
    NB: Den distale ende av naglen kan identifiseres med et lite merke.
  7. Plasser musen i venstre sideleie. Utføre et langsgående snitt i huden ved hjelp av skalpellblad langs diafysile del av den laterale lårben fra kneleddet til hofteleddet for å kirurgisk eksponere midshaft av femur.
  8. Ved hjelp av små fremstillings saks, delt fascia og spre musklene i retning av femur aksen fra den laterale side.Spre musklene til diafysile del av lårbenet er eksponert. Bevar isjiasnerven.
    1. Forbered hele omkretsen av femur ved å undergrave bein med dressing tang. Deretter trekke musklene ved å spre dressing pinsett og avsløre femur.
  9. Montere sikteanordningen til den distale ende av naglen. Advance enheten til den festes til adapterflensen av spiker og slå sikteenhet i anterolaterale stilling til femur.
  10. Låses spikeren med en proksimal og en distal forrigling tapp.
    1. Start med den proksimale interlocking pin.
    2. Sett sentre borkronen (1 mm diameter) inn i hånden drill. Enke benet ved den proksimale blokkeringen hullposisjonen.
      MERK: Ved Enker, er et lite hulrom skapt i møter kortikale benet uten å bore gjennom benet. Dette hulrom gir forbedret sentrering og føring av den tynnere borkronen (0,3 mm diameter),brukes senere.
    3. Sett boret (0,3 mm diameter) inn i hånden drill. Ved hjelp av sikteenhet, bore hull gjennom både vendt og avverget kortikalt ben (bicortical). Sett første låsende pinnen gjennom sikteenhet. Interlocking aksel saks pin kjøre av så snart interlocking moment er oppnådd.
    4. Gjenta denne prosedyren for distal interlocking pin.
  11. Utfør diafysile osteotomi.
    1. Fest sagen guide til sikteenhet på den laterale side mellom de to sikringsanlegg nålene. Deretter fikk beinet med Gigli så under kontinuerlig vanning med saltvann. Etter at osteotomi er ferdig, skjæres sagen i den ene ende, nær benet. Ta sagen forsiktig for å unngå å forårsake skade på bløtvev.
  12. Fjern sikteanordningen og med de små tenger, klippe av den resterende aksel av benmargsnaglen på den markerte linjen.
  13. Lukk muskellagene på lattater området av femur og utfører hudlukking med enkle sting. På fremre området av kneet, flytte patella og fikse patella senen til musklene med en enkelt sutur. Bruk enkle sting for å lukke dette såret også.
  14. Hold dyrene under varmelampe til de komme fra anestesi. Ikke la dyrene uten tilsyn før de har gjenvunnet nok bevissthet til å opprettholde ventral recumbency. Returnere dyr til enkle bur i dyre anlegget.
  15. Overvåk dyrene nøye hver dag. Opprettholde postoperativ analgesi i løpet av de tre første dagene. Fortsett analgesi hvis, på dag 4 etter operasjonen ble dyrene fremdeles viser tegn på smerte, som antydet ved stemmebruk, rastløshet, mangel på mobilitet, unnlatelse av å stelle, unormal kroppsholdning, og mangel på normal interesse i omgivelser. Avslutt analgesi når dyrene er smertefrie.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Den totale tiden for det kirurgiske inngrepet var ca 30 min fra huden snitt til sårheling. Ved hjelp av kirurgiske implantater som tilbys, kan kirurgi utføres uten et stereo-mikroskop. Postoperativt ble dyrene overvåkes daglig. Postoperativ smertelindring ble avsluttet etter 3 dager fordi ingen av dyrene viste tegn på smerte (vokalisering, rastløshet, manglende mobilitet, unnlatelse av å stelle, unormal holdning, eller mangel på normal interesse for omgivelsene) etter denne tidsperioden. Dyrene viste normale vektbærende innen 2 dager etter operasjonen. Sårinfeksjon eller sekundære frakturer ble ikke observert i løpet av hele observasjonsperioden.

Den viktigste komplikasjon som kan oppstå er feil implantering av låse spiker, med fremspringet av spiker nivå med kondylene i kneleddet (figur 3 A). Dette forekommer hovedsakeligs på grunn av uriktig håndtering av sikteanordningen, eller på grunn av bruk av et dyr med en altfor liten femur, særlig hos mus med kroppsvekt under 20 g. En annen komplikasjon er forvridning av et sikringsanlegg pinnen (figur 3 B). Denne komplikasjonen kan unngås ved radiografisk bekreftelse av riktig implantat plassering under eller umiddelbart etter operasjonen. Dette problemet er hovedsakelig forårsaket av ufullstendig innsetting av pinnen. Til slutt, ble ben høsting ved slutten av eksperimentet hemmes et par ganger, fordi det var vanskelig å fjerne de sammenlåsende nålene. Dette var på grunn av Bony bridging rundt pinneposisjon.

Radiologisk analyser etter 5 uker bekreftet fullstendig helbredelse av osteotomi gap 0,25 mm. På dette tidspunkt ble periostal callus nesten fullstendig ombygd (figur 4 A). I motsetning til dette, i lårben stabilisert med et gap 2,00 mm, den osteotomi ble ikke helbredet. Den lårben viste pålitelig en n atrofisk uorganiserte formasjon. Dette ble også bekreftet etter 10 uker med bentilheling (figur 4 B).

Etter stabilisering med en 0,25 mm osteotomi gap, histologiske analyser viste et typisk mønster av sekundær bruddtilheling med callus formasjon, inkludert intramembranøse og endochondral forbening. Etter 5 uker ble osteotomi helt bro med osseous vev. På dette tidspunkt ble vevd bein allerede ombygd til lamellær bein (figur 5 A). I motsetning til dette lårben stabilisert med 2,00 mm åpninger Osteotomi viste atrofisk ikke-tilheling etter 10 ukers observasjon. Dette var forbundet med en høy andel av fibrøst vev i osteotomi gap. Ingen av osteotomier viste tegn til bein healing eller bygge bro når analysert histologisk (figur 5 B).

2 / 54472fig1.jpg "/>
Figur 1: Implantater. A. margnagle (0,8 mm diameter, 15,7 mm lengde) med en proksimal gjenge (pil, 4 mm lengde) og to hull (piler) for innsetting av pinnene sikringsanlegg. Spikeren er forbundet med en aksel (dobbel pil) for å lette påføring. B. Låsepinne (0,3 mm diameter, pil) for å oppnå rotasjon og aksial stabilitet. Sikringsanlegg pin er også forbundet med en aksel (dobbel pil) for lettere påføring. C. Intramedullære spiker etter implantasjon i en mus femur. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 2
Figur 2: Kirurgiske instrumenter for nail implantasjon. A. Sikter enhet for innsettingav spiker. B. Så guide som skal brukes for etableringen av osteotomi med et gap størrelse på 0,25 mm. C. borkrone for boring av hullet for interlocking nålene. D. Sentre borkrone for forsenkning av de sammenlåsende tapphullene . E. hånd drill brukes til innsetting av spiker, forsenkningen, hullet boring og innsetting av sikringsanlegg nålene. klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 3
Figur 3: Postoperative røntgen. A. Røntgen viser et fremspring (pil) av spikeren inn i kneleddet på nivå med kondylene. B. Røntgen viser et ufullstendig innføring av den proksimale interlocKing Pin (pil). Skala barer representerer 4 mm.

Figur 4
Figur 4: Røntgen etter 5 og 10 uker med bein healing. A. Radiografisk analyse av en femur stabilisert med en 0,25 mm osteotomi gap etter 5 uker, viser tilstrekkelig bein healing. B. Radiografisk analyse av en femur stabilisert med en 2,00 mm osteotomi gap etter 10 uker, viser atrofisk uorganiserte. Skala barer representerer 4 mm.

Figur 5
Figur 5: Histologiske snitt etter 5 og 10 uker etter bentilheling. A. Histologisk analyse av en femur stabilisert med et 0,25 mm gap osteotomi etter 5 uker, viser tilstrekkelig bentilheling. Legg merke til den nesten-komplett ombygging med lamellær bein. B. Histological analyse av en femur stabilisert med en 2,00 mm osteotomi gap etter 10 uker, viser atrofisk uorganiserte. Legg merke til det fibrøse vev i osteotomi gapet. De histologiske snitt ble farget i henhold til den Trichrome-metoden. Skala barer representerer 800 mikrometer.

Figur 6
Figur 6: Bone erstatning implantering in vivo fotografiet viser en sekvensiell bein defekt i høyre femur med musen.. Feilen er fylt av et benerstatning (pil). Benet erstatning er implantert over neglen, og gir tilstrekkelig posisjonering og fiksering.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

De mest kritiske trinn i den kirurgiske teknikken er riktig plassering av spikeren, sikteanordningen, og pinnene. Spikeren må settes inn helt til den merkede fordypningen ved den distale ende av naglen, fordi et fremspring av spikeren inn i kneleddet i nivå med kondylene kan begrense bevegelsen av kneet (figur 3 A). Derfor er størrelsen av femur og følgelig kroppsvekt av dyrene, må tas i betraktning. Kirurgen bør også være spesielt oppmerksom på den endelige plasseringen av sikteenhet feste adapterflensen av spiker. Dette garanterer at den osteotomi er alltid i en identisk midshaft stilling. Endelig interlocking pinnene må settes inn helt bicortically å unngå pin forvridning i observasjonsperioden (figur 3 B). Derfor bør pinnene settes inn i lårbenet ved hjelp av roterende bevegelser og kontinuerlig aksial belastning. Aksel saks pin drivav så snart det låsende moment er oppnådd. Den endelige plasseringen av spikeren, og pinnene må bekreftes ved røntgenundersøkelse før dyrene blir tatt med inn i studieprotokollen.

Ved slutten av forsøket, det mest kritiske trinn i benet innhøstingen er fjerning av de sammenlåsende pinnene fra neglen. Ganske ofte blir endene av pinnene er dekket av nydannet knokkelvevet. Faktisk har denne bony vevet som skal resected inntil tappene kan fjernes. Dette må utføres meget forsiktig, fordi eventuelle skader på femur kan påvirke de biomekaniske egenskapene til den helbredet benet. Noen ganger kan pinnene lettere kan fjernes fra ryggsiden av femur. Spikeren i seg selv kan bli fjernet uten vanskeligheter ved hjelp av en enkel nåleholder.

De instrumenter og implantater for kirurgiske prosedyren er meget spesifikke, så modifikasjoner av prosedyren ikke kan foretas. Mens prosedyren kan utvikle comkasjoner, i våre hender, de er sjeldne (dvs. under 2%). For eksempel, patellar ligament, som er forskjøvet sideveis under prosedyren, kan briste. Dette krever suturering av ligament etter spiker implantasjon. Under innføring av 24 G nål og brotsjing av femur, kan kondylene sprekke. Under pin innsetting og osteotomi med Gigli så kan lårbenet bryte i midshaft regionen. Det er ingen mulighet for feilsøking for disse komplikasjonene, slik at disse dyrene ikke kan brukes for en standardisert eksperiment.

En begrensning av teknikken er at forskjellige størrelser av dyr og, således, lårben, krever forskjellige størrelser av implantater. En ytterligere begrensning ved bruk av implantatet er at in vivo mikro-CT analyser av osteotomi under tilhelingsprosessen er nesten umulig på grunn av implantatmaterialet (medisinsk kvalitet rustfritt stål), som påvirker bildekvaliteten.

in vivobentilheling undersøkelser kan utføres ved bruk av åpne eller lukkede modeller. I de fleste studier ble helbredelse av femur eller tibia analysert. Dette gjelder for de teknikker og modeller utviklet for mus i løpet av det siste tiåret. Disse inkluderer åpne 7-10 modeller samt lukket 5,11,12 tilnærminger, som kan gi en stiv eller en mindre stiv fiksering. Av interesse, tidligere studier på mus brukte en enkel intramedullær pin. Selv om heling av frakturer stabilisert med en slik enkel tapp er forbundet med stor callus formasjon, teknikken bar et betydelig antall ulemper. Disse inkluderte tapp dislokasjon og en heterogen helbredelse reaksjon på grunn av svikt av aksial og rotasjonsstabilitet. Selv om disse ulempene er kjent for å påvirke eksperimentelle resultater, nyere studier, som har til hensikt å analysere mekanismene for bein healing, fortsatt bruke murine modeller hvor bruddet er stabilisert bare med en pinne 13 eller selv igjen ustabilisert 15, mener vi at stabile osteosyntese teknikker, sammenlignes med de som brukes i klinisk praksis, bør også brukes i mus.

Kostnaden av benmargslåsespikeren er vesentlig høyere sammenlignet med den for den enkle intramedullær stiften. Imidlertid bærer tappen faren for forvridning og gir ikke aksiell og rotasjonsstabilitet. Dette kan påvirke kvaliteten av resultatene og krever et større antall dyr for studien. I motsetning til dette benmargslåsespikeren gjør det mulig for stabilisering av osteotomier og bendefekter med en høy grad av standardisering, noe som resulterer i redusert variabilitet av resultatene. Dette fører til en reduksjon i det nødvendige antall dyr.

For å overvinne aksielt og rotasjonsmessig ustabilitet av den brukte stiften, har flere implantater blitt innført i løpet av de siste årene.Disse inkluderer benmargs skruen, som induserer brudd komprimering av en spesielt modifisert distal hodet og proksimale tråd fem.

Den kirurgiske teknikk som er nødvendig for å implantere skruen er enkel og mindre inngrep enn det av benmargsnaglen. Imidlertid viser skruen nedre rotasjonsstivhet i forhold til spikeren 4. Videre kan det ikke brukes som en modell av defekt helbredelse fordi den aksiale stabilitet oppnås ved aksiell sammenpressing av beinfragmenter på tvers av beinbrudd.

Den indre sperreplate, som kan brukes for stive fiksering, resulterer i bentilheling, som er dominert av intramembranøse ossifikasjon 9. Fordi denne type helbredelse er forbundet med lite callus formasjon, kan denne modellen ikke være foretrukket i forsøk som krever større mengder av callus vev for biokjemiske og molekylære analyser. Av interesse, kan det interne låseplaten også være designed for en mer fleksibel fiksering teknikk 16. Ved hjelp av denne fleksible plate, er bein healing dominert av endochondral forbening og dermed resulterer i større mengder callus vev. Imidlertid er callus formasjon heterogen, som forekommer hovedsakelig på stedet motsatt plate plassering. Låseplaten tillater også for stabilisering av bendefekter. Imidlertid er gapstørrelsen begrenset og ikke resulterer i en pålitelig ikke-forening formasjon 6.

Den eksterne fixator for mus har en veldefinert alternativ til spiker for å analysere bein defekt healing. Den store fordelen med den ytre fiksatur i forhold til spikeren innføres her er det mulighet for å verifisere at implantatet stivhet in vivo i løpet av bentilheling 17. Men pin infeksjoner og endringer av normal fysisk aktivitet på grunn av eksternt påførte festekomponenter må også vurderes.

Av spesiell interesse, verken internal låseplate og heller ikke den ytre fixator tillate standardisert fiksering av distinkte bein erstatninger og vev-tekniske konstruksjoner, som kan bli analysert i bendefekten helbredelse. Ved bruk av disse to teknikkene, må benet substitutter eller vev-tekniske konstruksjoner plasseres inn i det defekte, noe som vanligvis krever ekstra fiksering 18. I motsetning til bruk av spiker tillater innsetning av bensubstitutt over spikeren, som gir tilfredsstillende posisjonering og fiksering (figur 6).

Av den intramedullære Låse spiker innføres her er sammenlignbar med spiker som anvendes for behandling av trauma pasienter i klinisk praksis. Følgelig mener vi at spikeren kan brukes i et bredt spekter av murine bentilheling forskning som strekker seg fra normal til defekt.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgements

Dette arbeidet ble støttet av RISystem AG, Davos, Sveits.

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