En Märg Låsning Nail för standardiserad Fixering av lårbenet osteotomier Analysera Normal och Defekt benläkning hos möss

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

Benläkning modeller är avgörande för utvecklingen av nya terapeutiska strategier för behandling kliniska frakturer. Dessutom är musmodeller blir mer vanligt förekommande i trauma forskning. De erbjuder ett stort antal mutantstammar och antikroppar för analys av de molekylära mekanismerna bakom den starkt differentierad processen för benläkning. För att kontrollera biomekaniska miljö, standardiserade och väl karakteriserade osteosyntes tekniker är obligatoriska i möss. Här rapporterar vi om utformning och användning av en märgspik för att stabilisera öppna lårben osteotomier i möss. Spiken, tillverkad av medicinsk kvalitet rostfritt stål, ger hög axiell och rotationsstyvhet. Implantatet vidare möjliggör skapandet av definierade, konstant osteotomi spaltstorlekar från 0,00 mm till 2,00 mm. Märg låsning spik stabilisering av lårben osteotomier med gap storlekar av 0,00 mm och 0,25 mm ger tillräcklig benläkning genom endokondral och intramembranös ossificatJon. Stabilisering av lårbens osteotomier med ett gap storlek 2,00 mm resulterar i atrofisk icke-union. Således kan den intramedullära låsande spiken användas i läkande och icke-läkande modeller. En ytterligare fördel med användningen av spiken i förhållande till andra öppen benläkning modeller är möjligheten att på ett adekvat fixa bensubstitut och ställningar för att studera processen för bendefekter integration. En nackdel med användningen av den intramedullära spiken är desto mer invasivt kirurgiskt ingrepp, inneboende i alla öppna förfaranden jämfört med slutna modeller. En ytterligare nackdel kan vara framkallande av någon skada på märghålan, inneboende i alla intramedullära stabiliseringsteknik jämfört med extramedullär stabiliseringsförfaranden.

Introduction

Biologin hos benläkning kan studeras in vitro med hjälp av cell- och sfäroida kulturer, men det kräver också in vivo tillvägagångssätt använder djurförsök. Medan stora djurförsök spelar fortfarande en viktig roll i preklinisk testning, har tidigt skede testning av produkter eller hypoteser förändrats under de senaste 10 åren och är numera ofta i små djurmodeller 1. Denna switch utfördes av flera skäl. Produktion och underhåll av möss och råttor billigare jämfört med grisar och får. Dessutom, smådjur har kortare reproduktionstider och kortare normala läkningstider, vilka båda underlätta genomförandet av stora serier av kroniska experiment. Slutligen, tillgängligheten av genmodifierade möss och specifika antikroppar medger för analys av molekylära mekanismer i benläkning. Men medan den tidigare använda osteosyntes tekniker i de större djurmodeller kan översättas med minimal variat jon från liknande förfaranden som används inom human- eller veterinär klinisk patientvård, utveckling och tillämpning av osteosyntes tekniker i de små stora råttor och möss visade sig vara en utmaning.

Det är väl känt att den biomekaniska miljön påverkar avsevärt benläkningsprocessen 2. Såsom är känt från frakturläkning i människa, skillnader i fraktur stabilisering resulterar i olika former av healing, inklusive intramembranös benbildning efter styv fixering och endokondral benbildning efter mindre stel fixering med mikrorörelser. Fullständig axiell eller roterande instabilitet kan fördröja läkningsprocessen eller kan resultera i icke-förbund 3. Följaktligen anser vi att det är nödvändigt att utveckla avancerade implantatsystem och osteosyntes tekniker hos möss och råttor. På detta sätt kan de biomekaniska förhållanden standardiseras på lämpligt sätt, vilket garanterar giltiga resultat vid analys läkningsprocessen.

e_content "> Även om ett stort antal mycket sofistikerade murina stabiliseringstekniker har förts in under de senaste åren, är den vanligast använda tekniken fortfarande den enkla intramedullära stiftet. Den största nackdelen med denna teknik är emellertid avsaknaden av roterande och axiell stabilitet 4. för att förbättra roterande och axiell stabilitet, var en intramedullär skruv införas för att stabilisera lårbensfrakturer hos möss 5. emellertid kan skruven fixering inte användas för att analysera med ben defekt läkning på grund av behovet för kontakt och kompression mellan benfragmenten i för att upprätthålla rotationsstabilitet.

Märg låsa spiken ger högre axiella och rotationsstabilitet jämfört med enkel pin och märgskruv 4. En mycket reproducerbar lårben osteotomi, möjligt på grund av vägledning för Gigli såg och förmågan att skapa definierade spaltstorlekar, möjliggör analys av både normala bone healing och ben defekt läkning 6. På grund av införandet av i varandra ingripande stift, den intramedullära låsande spiken garanterar en konstant spaltstorlek under hela läkningsprocessen, även när lager full vikt. Här rapporterar vi om utformningen och tillämpningen av märg låsande spiken, liksom på dess fördelar och nackdelar i experimentella studier på normala och fördröjd läkning.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alla förfaranden var IACUC-godkända och följde institutionella riktlinjer (Landesamt für Verbraucherschutz, Zentralstelle Amtstierärztlicher Dienst, Saarbrücken, Tyskland). Smärtlindring och förebyggande av infektion bör vara i överensstämmelse med de respektive riktlinjerna för landet och institution där försöken ska utföras.

1. Framställning av implantat och kirurgiska instrument

  1. Välj ett skalpellblad (storlek 15), små berednings sax, fin pincett, dressing pincett, små tänger, 24 gauge (G) och 27 g nålar, en icke-resorberbar 5-0 sutur, och en nålhållare från det mikrokirurgiska instrumentet rutan .
  2. Packa upp märgspik, förregling stift, den speciella siktar enheten, Gigli såg mallen för Gigli såg centre borr (1 mm diameter), borrkronan (0,3 mm diameter), och handborr (Figur 2, se lista över material).
    OBS: intramedullary spik (0,8 mm diameter, 15,7 mm längd) är en märg låsning spik gjord av medicinsk rostfritt stål för retrograd implantation i lårbenet. Spiken har en proximal gänga (4 mm längd) och två hål för insättning av de i varandra ingripande tappar (0,3 mm diameter) för att uppnå axiell och rotationsstabilitet (Figur 1).
  3. Exponera de implantat och alla kirurgiska instrument till en desinfektionslösning (t.ex. 96% alkohol) under 5 min eller sterilisera dem (ångsterilisering, 130 ° C, 25 min). Efter desinfektion eller sterilisering, placera instrument på en steril operation trasa. Positionera den sterila drift duk i direkt anslutning till den lilla djuroperationsbordet.

2. Djur anestesi och analgesi

  1. Välj stammen, ålder och kön av möss som är nödvändiga för att studera och frågan tas upp.
    OBS: För denna studie 12- till 14-veckor gamla manliga CD-1-möss användes. För spik implantation, är den idealiska kroppsvikten hos djuren 25-35 g.
  2. Söva möss med en intraperitoneal injektion av 15 mg / kg xylazin och 75 mg / kg ketamin. Bekräfta anesthetization av tå nypa. Applicera ögon smörjmedel för att skydda djurens ögon torkar under narkos. Efter induktion av anestesi, placera musen under en värmelampa för att hålla kroppstemperaturen konstant.
  3. Applicera tramadol-hydroklorid i dricksvattnet (2,5 mg / 100 ml) för smärtlindring från dag ett före operationen fram till dag 3 efter operationen.

3. kirurgiska ingrepp och Nail implantation

  1. Före operation, raka hela höger bakben och applicera en hårborttagningskräm. Efter 5 minuter, avlägsna grädden och rengör benet med vatten. Exponera de implantat och alla kirurgiska instrument till en desinfektionslösning (t.ex. 96% alkohol) eller sterilisera dem (ångsterilisering, 130 ° C, 25 min).
  2. Under aseptiska betingelser, placera mouSE i ryggläge på den lilla djuroperationsbordet. Böja höger knä för att möjliggöra en främre inställning till kondylerna hos knäet. Utför en 5 mm medialt parapatellar snitt på höger knä med hjälp av skalpell blad.
  3. Lyft patellar ligament med fin pincett och mobilisera ligament noga med skalpellblad. Sedan flytta knäskålen i sidled med skalpellblad för att exponera interkondylära skåran på lårbenet.
  4. Öppna interkondylära skåran genom att borra tills märghålan har nåtts.
    1. Börja borra med en 45º förskjutning till lårbenet axeln med hjälp av 1 mm centre borr. Långsamt ändra riktningen av borrkronan vid borrning tills den är parallell med benet axeln hos lårbenet. Sluta borra om märghålan har nåtts.
  5. Efter att ha öppnat benet vid intercondylar notch, sätta in 24 G nål i märghålan över hela längden av lårbenet. Brotscha den INTRAMEdullary hålighet av lårbenet manuellt genom roterande rörelser av 24 G-nål. Ta bort 24 G-nål och för in tunnare 27 G nål i märghålan. Tryck nålen framåt att perforera det kortikala benet av lårbenet proximalt vid trochanter major.
  6. Ta bort 27 G nål från lårbenet. Med hjälp av handborr, implantera den intramedullära spiken genom den interkondylära skåran under kontinuerlig rotation och axiell tryck tills den distala änden av spiken når nivån för kondylerna.
    OBS: Den distala änden av spiken kan identifieras med ett litet märke.
  7. Placera musen i vänster lateral position. Utföra en längsgående hudsnitt med användning av skalpell blad längs diafyseala delen av den laterala lårbenet från knäleden till höftleden för att kirurgiskt exponera midshaft av lårbenet.
  8. Med små berednings sax, dela upp fascia och sprida musklerna i riktningen av lårbenet axeln från den laterala sidan.Sprid musklerna tills diafyseala delen av lårbenet är utsatt. Bevara ischiasnerven.
    1. Förbered hela omkretsen av lårbenet genom att underminera benet med dressing pincett. Sedan dra musklerna genom att sprida dressing pincett och exponera lårbenet.
  9. Montera inställningsmekanismen till den distala änden av spiken. Advance enheten tills det fäster adaptern fläns spiken och vrid inställningsmekanismen i anterolateralt ställning till lårbenet.
  10. Låsa spiken med en proximal och en distal förregling stift.
    1. Börja med den proximala förregling pin.
    2. Sätt centre borr (1 mm diameter) i handborr. Änka benet vid den proximala förregling hålet läge.
      OBS: Med försänkning är en liten hålighet som skapats i den motstående kortikalt ben utan att borra genom benet. Denna hålighet medger förbättrad centrering och styrning av det tunnare borrkrona (0,3 mm diameter),användas senare.
    3. Sätt borren (0,3 mm diameter) i handborr. Använda inställningsmekanismen, borra hål genom både fasaden och avvärjas kortikalt ben (bicortical). Sätt i den första sammankopplande stiftet genom siktar enheten. De i varandra ingripande tapp drivaxelns shears off så snart den sammankopplande vridmoment uppnås.
    4. Upprepa denna procedur för den distala förregling pin.
  11. Utför diafysära osteotomi.
    1. Fäst sågen guide till inställningsmekanismen på den laterala sidan mellan de två överlappande stift. Sedan såg benet med Gigli såg under kontinuerlig bevattning med saltlösning. Efter osteotomi är fullbordad, skär sågen vid en ände, nära benet. Ta sågen noga för att undvika skador på den mjuka vävnaden.
  12. Ta bort inställningsmekanismen och, med de små tänger, klippa bort resterande axel märgspiken vid den markerade linjen.
  13. Stäng muskelskikten vid latmänna-stället i lårbenet och utför huden stängning med enkel suturer. Vid den främre platsen för knä, flytta knäskålen och fixera patella senan till musklerna med en enda sutur. Använd enkla suturer att stänga sår också.
  14. Hålla djuren under värmelampa tills de återhämta sig från anestesi. Lämna inte djuren utan tillsyn tills de har återfått tillräcklig medvetenhet för att upprätthålla ventrala VILA. Återgå djuren till enskilda burar i djuranläggningen.
  15. Övervaka djuren noggrant varje dag. Bibehålla postoperativ smärtlindring under de första tre dagarna. Fortsätt smärtlindring om det på dag 4 efter operationen, djuren visar fortfarande tecken på smärta, vilket indikeras av vocalization, rastlöshet, bristande rörlighet, underlåtenhet att brudgummen, onormal kroppshållning och brist på normal intresse i omgivningen. Avsluta smärtlindring när djuren är smärtfri.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Den totala tiden för det kirurgiska förfarandet var ca 30 min från hudsnitt till sårtillslutning. Med användning av de kirurgiska implantat som tillhandahålls, kan utföras kirurgi utan ett stereomikroskop. Postoperativt ades djuren övervakades dagligen. Postoperativ smärtlindring avslutades efter 3 dagar eftersom inget av djuren visade tecken på smärta (läte, rastlöshet, bristande rörlighet, underlåtenhet att brudgummen, onormal kroppshållning, eller brist på normal ränta i omgivningen) efter denna tidsperiod. Djuren uppvisade normalt viktbärande inom 2 dagar efter kirurgi. Sårinfektion eller sekundära sprickor observerades inte under hela observationsperioden.

Den viktigaste komplikation som kan uppträda är den felaktig implantation av den låsande spiken, med den utskjutande delen av spiken i nivå med kondylerna i knäleden (figur 3 A). Detta förekommer främsts på grund av felaktig hantering av inställningsmekanismen eller på grund av användningen av ett djur med en alltför liten lårbenet, särskilt i möss med en kroppsvikt under 20 g. En annan komplikation är förskjutning av en sammankopplande stift (Figur 3 B). Denna komplikation kan undvikas genom radiografisk bekräftelse av korrekt placering av implantatet under eller omedelbart efter operationen. Detta problem orsakas främst av ofullständig insättning av stiftet. Slutligen tillsattes ben skörd vid slutet av experimentet hämmas några gånger för att det var svårt att avlägsna de i varandra ingripande stift. Detta berodde på beniga överbryggande runt stiftposition.

Radiologiska analyser efter 5 veckor bekräftade fullständig läkning av 0,25 mm osteotomi gap. Vid denna tidpunkt, var den periosteala kallus nästan helt renoverade (Figur 4 A). Däremot i lårben stabiliserade med en 2,00 mm spalt, osteotomi inte läkt. Den lårbenen tillförlitligt visade en n atrofisk icke-fackligt formation. Detta bekräftades också efter 10 veckors benläkning (Figur 4 B).

Efter stabilisering med en 0,25 mm osteotomi gap avslöjade histologiska analyser ett typiskt mönster av sekundära frakturläkning med kallusbildning, inklusive intramembranös och endokondral benbildning. Efter 5 veckor, var osteotomi fullständigt överbryggade med benvävnad. Vid denna tidpunkt, vävdes ben redan byggts om till lamellär ben (Figur 5 A). Däremot stabiliserades lårbenen med 2,00 mm osteotomi luckor visade atrofisk icke-union efter 10 veckors observation. Detta var förknippat med en hög mängd av fibrös vävnad inom osteotomi gapet. Ingen av osteotomier visade tecken på benläkning eller överbrygga vid analys histologiskt (Figur 5 B).

2 / 54472fig1.jpg "/>
Figur 1: Implantat. A. Märgspik (0,8 mm diameter, 15,7 mm längd) med en proximal gänga (pil, 4 mm längd) och två hål (pilhuvuden) för införingen av de i varandra ingripande stift. Spiken är förbunden med en axel (dubbelpil) för att underlätta applicering. B. Interlocking stift (0,3 mm i diameter, pil) för att uppnå roterande och axiell stabilitet. Blockerings stift är också ansluten till en axel (dubbelpilen) för att underlätta tillämpningen. C. Märgspik efter implantering i en mus lårben. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 2
Figur 2: Kirurgiska instrument för nagel implantation. A. Sikta anordning för införandeav nageln. B. Saw guide som ska användas för att skapa den osteotomi med ett gap storlek på 0,25 mm. C. Borr för borrning av hål för förregling stift. D. Centre borr för försänkning av de sammankopplande pinnhål . E. handborr som används för införande av spiken, den försänkning, borrhålet, och införandet av de överlappande stift. klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 3
Figur 3: Postoperativa röntgenbilderna. A. Röntgenbild demonstrerar ett utsprång (pil) av spiken i knäleden vid nivån för kondylerna. B. Radiograph visar en ofullständig insättning av den proximala interlocspindelbult (pil). Skalstrecken representerar 4 mm.

figur 4
Figur 4: Röntgen efter 5 och 10 veckors läkning. A. Radiografisk analys av ett lårben stabiliserad med en 0,25 mm osteotomi gap efter 5 veckor, visar tillräcklig läkning. B. Radiografisk analys av ett lårben stabiliserad med en 2,00 mm osteotomi gap efter 10 veckor, vilket visar atrofisk icke-union. Skalstrecken representerar 4 mm.

figur 5
Figur 5: Histologiska sektioner efter 5 och 10 veckors läkning. A. Histologisk analys av ett lårben stabiliserad med en 0,25 mm osteotomi gap efter 5 veckor, visar tillräcklig läkning. Notera den nästan komplett ombyggnad med lamellär ben. B. Histologisk analys av ett lårben stabiliserad med en 2,00 mm osteotomi gap efter 10 veckor, vilket visar atrofisk icke-union. Notera den fibrösa vävnad i osteotomi gapet. De histologiska sektioner färgades enligt trikrom metoden. Skalstrecken representerar 800 ^ m.

figur 6
Figur 6: bensubstitut implantation in vivo fotografi visar en segment bendefekt i rätt lårben hos en mus.. Defekten är fylld av en bensubstitut (pil). Den bensubstitut implanteras under nageln, ger tillräcklig positionering och fixering.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

De mest kritiska stegen i den kirurgiska tekniken är den korrekta positioneringen av spiken, inställningsmekanismen, och stiften. Spiken måste införas fullständigt till den markerade stycket vid den distala änden av spiken, eftersom ett utsprång av spiken i knäleden vid nivån för kondylerna kan begränsa rörelsen av knäet (figur 3 A). Därför är storleken på lårbenet och därmed kroppsvikt hos djuren, måste beaktas. Kirurgen bör också ägna särskild uppmärksamhet åt den slutliga positionen av inställningsmekanismen fästa adapter fläns spiken. Detta garanterar att osteotomi är alltid i en identisk midshaft läge. Slutligen, de låsande stift måste sättas in helt bicortically att undvika stift förskjutning under observationsperioden (Figur 3 B). Därför bör stiften sättas in i lårbenet med hjälp av rotationsrörelser och kontinuerlig axiell belastning. Stiftet drivaxelns saxfrån så snart som den sammankopplande vridmoment uppnås. Den slutliga positionen på spiken och stiften måste bekräftas genom röntgen innan djuren ingår i studieprotokollet.

Vid slutet av experimentet, det mest kritiska steget under benet skörden är avlägsnandet av de sammankopplande stiften från spiken. Ganska ofta, är ändarna på tapparna som täcks av nybildad benvävnad. I själva verket har denna beniga vävnaden som skall resekeras tills tapparna kan tas bort. Detta måste utföras mycket noggrant, eftersom eventuella skador på lårbenet kan påverka de biomekaniska egenskaperna hos den läkta benet. Ibland kan stiften vara lättare att avlägsna från den dorsala sidan av lårbenet. Själva nageln kan avlägsnas utan några svårigheter att använda en enkel nålhållare.

De instrument och implantat för kirurgiska ingrepp är mycket specifika, så ändringar i förfarandet inte kan göras. Medan förfarandet kan utveckla comkomplikationer, i våra händer, de är sällsynta (dvs., mindre än 2%). Till exempel, patellar ligament, som förskjuts i sidled under förfarandet, kan brista. Detta kräver suturering av ligamentet efter spiken implantation. Under införandet av den 24 G-nål och brotschning av lårbenet, kan kondylerna brista. Under stift insättning och osteotomi med Gigli såg kan lårbens ben bryta i midshaft regionen. Det finns ingen möjlighet att felsökning för dessa komplikationer, så dessa djur kan inte användas för en standardiserad experiment.

En begränsning av tekniken är att olika storlekar av djur och, sålunda, lårben, kräver olika storlekar av implantat. En ytterligare begränsning på användningen av implantatet är att in vivo mikro CT analyser av osteotomi under läkningsprocessen är nästan omöjlig på grund av implantatmaterialet (medicinsk kvalitet av rostfritt stål), vilket påverkar bildkvaliteten.

in vivobenläkning studier kan utföras med användning öppna eller slutna modeller. I de flesta studier, är läkningen av lårbenet eller skenbenet analyseras. Detta gäller för de tekniker och modeller som utvecklats för möss under det senaste decenniet. Dessa inkluderar öppna 7-10 modeller samt slutna 5,11,12 metoder, som kan ge en styv eller en mindre stel fixering. Av intresse, tidigare studier på möss används en enkel märg stift. Även läkningen av frakturer stabiliserade med en sådan enkel pin associerades med stor kallusbildning, bar tekniken ett stort antal nackdelar. Dessa inkluderade stift förskjutning och en heterogen läkningssvar på grund av fel i axiella och rotationsstabiliteten. Även om dessa nackdelar är kända för att påverka experimentella resultat, nyligen genomförda studier, som avser att analysera mekanismerna för benläkning, fortfarande använda musmodeller där frakturen är endast stabiliserade med ett stift 13 eller ens kvar ostabiliserat 15, känner vi att stabila osteosyntes tekniker, är jämförbara med dem som används i klinisk praxis, även bör användas i möss.

Kostnaden för den intramedullära låsande spiken är väsentligt högre jämfört med den för den enkla intramedullära stiftet. Emellertid bär stiftet risken för dislokation och ger inte axiell och roterande stabilitet. Detta kan påverka kvaliteten på resultaten och kräver ett större antal djur för studien. Däremot märg låsa spiken tillåter stabilisering av osteotomier och bendefekter med en hög grad av standardisering, vilket resulterar i minskad variabilitet av resultaten. Detta leder till en minskning av det nödvändiga antalet av djur.

För att övervinna axiella och rotations instabilitet vanligt förekommande stift har flera implantat införts under de senaste åren.Dessa inkluderar märgskruv, som inducerar fraktur kompression genom en särskilt modifierad distal huvud och proximala gängan 5.

Den kirurgiska tekniken nödvändigt att implantera skruven är enkel och mindre invasiv än den hos den intramedullära spiken. Emellertid visar skruven lägre rotationsstyvhet jämfört med spiken 4. Dessutom kan det inte användas som en modell för defekt läkning, eftersom den axiella stabilitet uppnås genom axiell kompression av benfragmenten över benfraktur.

Den inre låsplatta, som kan användas för stel fixering, resulterar i benläkning, som domineras av intramembranös benbildning 9. Eftersom denna typ av läkning är associerad med lite kallusbildning, kan denna modell inte att föredra i experiment som kräver större mängder av kallusvävnad för biokemiska och molekylära analyser. Av intresse kan den interna låsplattan också designed för en mer flexibel bindningsteknik 16. Med hjälp av denna böjlig platta är benläkning domineras av endokondral benbildning och därmed resulterar i större mängder kallusvävnad. Dock är callusbildning heterogen, förekommer främst på platsen mittemot plattan placering. Låsplattan tillåter också för stabilisering av bendefekter. Dock är gapstorleken begränsad och resulterar inte i en tillförlitlig icke-fackligt formation 6.

Den extern fixeringsanordning för möss erbjuder ett väldefinierat alternativ till nageln för att analysera bendefekten läkning. Den stora fördelen med den externa fixeringsanordning jämfört med spiken introduceras här är möjligheten att kontrollera implantatets styvhet in vivo under benläkning 17. Dock måste stift infektioner och förändringar av normal fysisk aktivitet på grund av den externt applicerade fixeringskomponenter också övervägas.

Av speciellt intresse, varken internal låsplatta eller utvändig fixtur tillåter standardiserade fixering av olika bensubstitut och vävnadstekniska konstruktioner, som kan analyseras i bendefekten healing. Vid användning av dessa två tekniker, måste bensubstitut eller vävnadstekniska konstruktioner placeras i defekten, som vanligtvis kräver ytterligare fixering 18. Däremot användningen av spiken tillåter implantation av bensubstitut över hela nageln, tillhandahålla lämplig positionering och fixering (Figur 6).

Märg låsande spiken introduceras här är jämförbar med spikar som används för behandling av traumapatienter i klinisk praxis. Följaktligen anser vi att spiken kan användas i ett brett spektrum av murina benläkning forskning som sträcker sig från normal till defekt.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgements

Detta arbete stöddes av RISystem AG, Davos, Schweiz.

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