Un clou intramédullaire verrouillage pour Standardized Fixation de Fémur Ostéotomies pour l'analyse normale et défectueuse des os de guérison chez la souris

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

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Summary

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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).

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Abstract

modèles de guérison des os sont essentiels pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques pour le traitement des fractures cliniques. En outre, les modèles de souris sont de plus en plus couramment utilisé dans la recherche sur les traumatismes. Ils offrent un grand nombre de souches mutantes et des anticorps pour l'analyse des mécanismes moléculaires à l'origine du processus hautement différencié de la cicatrisation osseuse. Pour contrôler l'environnement biomécanique, techniques d'ostéosynthèse normalisées et bien caractérisés sont obligatoires chez la souris. Nous rapportons ici sur la conception et l'utilisation d'un clou intramédullaire pour stabiliser ostéotomies du fémur ouverts chez la souris. Le clou, en acier inoxydable de qualité médicale, offre une grande rigidité axiale et de rotation. L'implant permet en outre la création de défini, l'écart de ostéotomie constant tailles à partir de 0.00 mm à 2,00 mm. verrouillage de stabilisation des ongles des ostéotomies du fémur avec des tailles d'écart de 0,00 mm et 0,25 mm intramédullaire résultat dans la guérison osseuse adéquate par endochondral et ossificat endomembraneuseion. Stabilisation des ostéotomies du fémur avec une taille de l'écart de 2,00 mm correspond à la non-union atrophique. Ainsi, le verrouillage intramédullaire peut être utilisé dans les modèles de guérison et de non-guérison. Un autre avantage de l'utilisation de l'ongle par rapport à d'autres modèles de guérison de l'os ouvert est la possibilité de fixer de manière adéquate des substituts osseux et des échafauds afin d'étudier le processus d'intégration osseuse. Un inconvénient de l'utilisation du clou intramédullaire est la procédure chirurgicale plus invasive inhérente à toutes les procédures ouvertes par rapport aux modèles fermés. Un autre inconvénient peut être l'induction de certains dommages à la cavité intramédullaire, inhérentes à toutes les techniques de stabilisation intramédullaires par rapport aux procédés de stabilisation extramédullaire.

Introduction

La biologie de la guérison osseuse peut être étudiée in vitro en utilisant des cultures de cellules et de sphéroïde, mais il faut aussi in vivo , des approches utilisant des études animales. Bien que les expériences de grands animaux jouent encore un rôle important dans les essais précliniques, les essais de stade précoce des produits ou des hypothèses a changé au cours des 10 dernières années et est aujourd'hui souvent réalisée dans de petits modèles animaux 1. Ce commutateur a été réalisée pour plusieurs raisons. La production et l'entretien des souris et des rats sont moins chers comparés à des porcs et des moutons. En outre, les petits animaux ont plus courts temps de reproduction et des périodes de guérison normale plus courtes, les deux qui facilitent la performance des grandes séries d'expériences chroniques. Enfin, la disponibilité des animaux de gène ciblé et des anticorps spécifiques permet l'analyse des mécanismes moléculaires dans la cicatrisation osseuse. Cependant, alors que précédemment utilisé des techniques d'ostéosynthèse dans les modèles animaux plus gros pourraient se traduire par un minimum Variat ion de procédures similaires utilisés dans les soins aux patients en clinique humaine ou vétérinaire, le développement et l'application de techniques d'ostéosynthèse dans les petites dimensions des rats et des souris avéré être difficile.

Il est bien connu que l'environnement biomécanique influe considérablement sur l'os processus 2 guérison. Comme il est connu de la guérison des fractures chez les humains, les différences dans le résultat de la stabilisation de la fracture dans les modes distincts de guérison, y compris ossification dermique après fixation rigide et ossification endochondrale après fixation moins rigide avec micromouvements. Axiale complète ou d' instabilité de rotation peuvent retarder le processus de guérison ou peuvent entraîner des non-unions 3. En conséquence, nous estimons qu'il est nécessaire de développer des systèmes d'implants sophistiqués et des techniques d'ostéosynthèse chez les souris et les rats. De cette façon, les conditions biomécaniques peuvent être normalisées de manière appropriée, en garantissant des résultats valides lors de l'analyse du processus de guérison.

e_content "> Bien qu'un nombre considérable de techniques de stabilisation murins très sophistiquées ont été introduites au cours des dernières années, la technique la plus couramment utilisée est toujours la broche intramédullaire simple. L'inconvénient majeur de cette technique, cependant, est le manque de rotation et axiale stabilité 4. Afin d' améliorer la stabilité en rotation et axiale, une vis intramédullaire a été introduite pour stabiliser les fractures du fémur chez les souris 5. Cependant, la fixation de la vis ne peut pas être utilisé pour analyser la cicatrisation osseuse défectueuse en raison de la nécessité d' un contact et d'une compression entre les fragments osseux afin de maintenir la stabilité de rotation.

Le clou intramédullaire de verrouillage offre axiale élevée et la stabilité de rotation par rapport à la simple broche et la vis intramédullaire 4. Une ostéotomie du fémur hautement reproductible, possible en raison du guide pour la scie de Gigli et la capacité de créer des tailles d'écart définies, permet l'analyse des deux bon normalee la guérison et de l' os défectueux guérison 6. En raison de l'insertion de goupilles de verrouillage, le verrouillage du clou intramédullaire garantit une taille d'espace constant au cours du processus de guérison entier, même en gardant son poids. Nous rapportons ici sur la conception et l'application de l'ongle intramédullaire de verrouillage, ainsi que sur ses avantages et ses inconvénients dans des études expérimentales sur la guérison de l'os normal et retardée.

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Protocol

Toutes les procédures ont été IACUC approuvé et suivi des directives institutionnelles (Landesamt für Verbraucherschutz, Zentralstelle Amtstierärztlicher Dienst, Saarbrücken, Allemagne). Analgésie et la prévention des infections devraient être en accord avec les lignes directrices respectives du pays et de l'institution où les expériences doivent être effectuées.

1. Préparation des implants et instruments chirurgicaux

  1. Sélectionnez une lame de scalpel (taille 15), de petits ciseaux de préparation, une pince fine, pinces à pansement, petites pinces, de calibre 24 (G) et 27 G aiguilles, un non-résorbable 5-0 suture, et un porte-aiguille de la boîte d'instruments de microchirurgie .
  2. Déballez le clou intramédullaire, les broches de verrouillage, le dispositif de visée spécial, le Gigli a vu, le modèle pour la scie de Gigli, le bit de centrage de forage (1 mm de diamètre), le foret (0,3 mm de diamètre) et la perceuse à main (Figure 2; voir la liste des matériaux).
    NOTE: Le intramongles edullary (diamètre de 0,8 mm, 15,7 mm de longueur) est un clou de verrouillage intramédullaire en acier inoxydable de qualité médicale pour l'implantation rétrograde dans le fémur. Le clou comporte un filetage proximal (longueur 4 mm) et deux trous pour l'insertion des broches de verrouillage (diamètre 0,3 mm) pour obtenir une stabilité axiale et en rotation (figure 1).
  3. Exposer les implants et les instruments chirurgicaux à une solution désinfectante (par exemple, 96% d' alcool) pendant 5 min ou stériliser (stérilisation à la vapeur, 130 ° C, 25 min). Après la désinfection ou la stérilisation, placer les instruments sur un tissu d'opération stérile. Positionner le tissu d'opération stérile directement adjacente à la petite table d'opération animale.

2. Les animaux, anesthésie et analgésie

  1. Choisissez la souche, l'âge et le sexe des souris comme nécessaires pour l'étude et la question à traiter.
    NOTE: Pour cette étude de 12 à 14 semaines d'âge souris CD-1 mâles ont été utilisés. Pour ongles implantation, le poids corporel idéal des animaux est 25 - 35 g.
  2. Anesthésier les souris avec une injection intrapéritonéale de 15 mg / kg de xylazine et de 75 mg / kg de kétamine. Confirmez le anesthetization par pincement de l'orteil. Appliquer un lubrifiant oculaire afin de protéger les yeux des animaux de sécher pendant l'anesthésie. Après l'induction de l'anesthésie, placer la souris sous une lampe chauffante pour maintenir constante la température du corps.
  3. Appliquer le tramadol chlorhydrate dans l'eau potable (2,5 mg / 100 ml) pour l'analgésie de 1 jour avant la chirurgie jusqu'au jour 3 après la chirurgie.

3. Procédure chirurgicale et ongles Implantation

  1. Avant la chirurgie, raser toute la jambe arrière droite et appliquer une crème dépilatoire. Après 5 min, enlever la crème et nettoyer la jambe avec de l'eau. Exposer les implants et les instruments chirurgicaux à une solution désinfectante (par exemple, 96% d' alcool) ou de les stériliser (stérilisation à la vapeur, 130 ° C, 25 min).
  2. Dans des conditions aseptiques, placez les mousoi dans la position couchée sur la petite table d'opération animale. Pliez le genou droit pour permettre une approche antérieure aux condyles du genou. Effectuer une incision de 5 mm parapatellaire interne au genou droit en utilisant la lame de scalpel.
  3. Soulevez le ligament patellaire avec les pince fine et mobiliser le ligament soigneusement avec la lame de scalpel. Ensuite, déplacer la rotule latéralement avec la lame de bistouri pour exposer l'échancrure intercondylienne du fémur.
  4. Ouvrez l'échancrure par forage jusqu'à ce que la cavité intramédullaire est atteinte.
    1. Commencer à percer avec un décalage 45º à l'axe du fémur en utilisant les 1 mm de centrage du foret. Lentement changer la direction du trépan de forage en cours de forage jusqu'à ce qu'il est parallèle à l'axe de l'os du fémur. Arrêtez le forage si la cavité intramédullaire est atteinte.
  5. Après l'ouverture de l'os au niveau de l'échancrure intercondylienne, à insérer l'aiguille 24 G dans la cavité médullaire sur toute la longueur du fémur. Ream l'intramecavité dullary du fémur manuellement à travers des mouvements de rotation de l'aiguille 24 G. Retirez l'aiguille 24 G et insérez le 27 aiguille G plus mince dans la cavité médullaire. Poussez l'aiguille vers l'avant pour perforer l'os cortical du fémur proximalement au grand trochanter.
  6. Retirez le G aiguille du fémur 27. Utilisation de la perceuse à main, l'implantation intramédullaire dans l'échancrure intercondylienne en rotation continue et une pression axiale jusqu'à ce que l'extrémité distale de l'ongle atteint le niveau des condyles.
    NOTE: L'extrémité distale de l'ongle peut être identifié avec une petite marque.
  7. Placer la souris dans la position latérale gauche. Effectuer une incision cutanée longitudinale en utilisant la lame de scalpel le long de la partie diaphysaire du fémur latéral de l'articulation du genou à l'articulation de la hanche afin d'exposer chirurgicalement la diaphyse du fémur.
  8. À l'aide de petits ciseaux de préparation, diviser le tableau de bord et les muscles se propager dans la direction de l'axe du fémur à partir du côté latéral.Répartir les muscles jusqu'à ce que la partie diaphysaire du fémur est exposé. Préserver le nerf sciatique.
    1. Préparer toute la circonférence du fémur en sapant l'os avec les pinces à pansement. Puis, rétracter les muscles en écartant les pinces à pansement et exposer le fémur.
  9. Monter le dispositif de visée à l'extrémité distale de l'ongle. Avancer l'appareil jusqu'à ce qu'il attache à la bride d'adaptation de l'ongle et tourner le dispositif de visée en position antérolatérale au fémur.
  10. Interverrouiller le clou avec une extrémité proximale et une goupille de verrouillage distale.
    1. Commencez avec la goupille de verrouillage proximale.
    2. Insérez le foret de centrage de forage (1 mm de diamètre) dans la perceuse à main. Fraiser l'os à la position du trou interverrouillage proximale.
      REMARQUE: par lamage, une petite cavité est créée dans l'os cortical face sans percer à travers l'os. Cette cavité permet d'améliorer le centrage et le guidage du trépan de forage plus mince (0,3 mm de diamètre),utilisé plus tard.
    3. Insérez le foret (de 0,3 mm de diamètre) dans la perceuse à main. Utilisation du dispositif de pointage, percer le trou à la fois le parement et l'os cortical évitée (bicortical). Insérez la première broche de verrouillage à travers le dispositif de visée. Le verrouillage entraînement à broche arbre cisaille dès que le couple d'enclenchement est atteinte.
    4. Répétez cette procédure pour la goupille de verrouillage distale.
  11. Effectuer l'ostéotomie diaphysaire.
    1. Fixez le guide de la scie au dispositif de visée sur le côté latéral entre les deux broches de verrouillage. Puis, vu l'os avec la scie de Gigli sous irrigation continue avec une solution saline. Après l'ostéotomie est terminée, couper la scie à une extrémité, près de l'os. Retirez soigneusement la scie pour éviter de causer des dommages aux tissus mous.
  12. Retirez le dispositif de visée et, avec les petites tenailles, un clip de l'arbre reste de l'ongle intramédullaire à la ligne marquée.
  13. Fermez les couches musculaires au latsite ral du fémur et d'effectuer la fermeture de la peau avec des sutures simples. Sur le site antérieur du genou, repositionner la rotule et fixer le tendon rotulien aux muscles avec une seule suture. Utilisez sutures simples pour fermer cette blessure aussi.
  14. Gardez les animaux sous la lampe de chaleur jusqu'à ce qu'ils récupèrent de l'anesthésie. Ne pas laisser les animaux sans surveillance jusqu'à ce qu'ils aient repris conscience suffisante pour maintenir décubitus ventral. Remettre les animaux dans des cages individuelles dans l'animalerie.
  15. Surveillez les animaux avec soin tous les jours. Maintenir l'analgésie postopératoire pendant les trois premiers jours. Continuer l'analgésie si, le 4 jour après la chirurgie, les animaux montrent encore des preuves de la douleur, comme indiqué par la vocalisation, l'agitation, le manque de mobilité, non marié, une posture anormale, et le manque d'intérêt normal dans un environnement. Terminate analgésie lorsque les animaux sont sans douleur.

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Representative Results

Le temps global de l'intervention chirurgicale était d'environ 30 minutes de l'incision cutanée de fermeture de la plaie. En utilisant les implants chirurgicaux fournis, la chirurgie peut être effectuée sans une chaîne stéréo-microscope. Après l'opération, les animaux ont été surveillés quotidiennement. analgésie post-opératoire a été mis fin au bout de 3 jours, car aucun des animaux a montré des preuves de la douleur (vocalisation, l'agitation, le manque de mobilité, non marié, une posture anormale, ou le manque d'intérêt normal dans un cadre) après cette période de temps. Les animaux ont montré de poids-roulement normale dans les 2 jours après la chirurgie. L'infection des plaies ou des fractures secondaires ont pas été observées au cours de la période d'observation.

La complication la plus importante qui peut survenir est l'implantation incorrecte du clou de verrouillage, avec la saillie du niveau de l' ongle avec les condyles de l'articulation du genou (figure 3 A). Cela se produit principalements en raison d'une manipulation incorrecte du dispositif de visée ou en raison de l'utilisation d'un animal avec un trop petit fémur, en particulier chez les souris ayant un poids corporel inférieur à 20 g. Une autre complication est la luxation d'une broche de verrouillage (figure 3 B). Cette complication peut être évitée par une confirmation radiographique de la pose de l'implant correcte pendant ou immédiatement après une intervention chirurgicale. Ce problème est principalement causée par une insertion incomplète de la broche. Enfin, la récolte de l'os à la fin de l'expérience a été entravée à plusieurs reprises parce qu'il était difficile d'enlever les goupilles de verrouillage. Cela était dû à combler osseuse autour de la position de la broche.

Radiological analyse après 5 semaines ont confirmé la guérison complète de l'écart d'ostéotomie de 0,25 mm. A ce point du temps, les cals périoste a été presque entièrement rénové (Figure 4 A). En revanche, dans les fémurs stabilisés avec un écart de 2,00 mm, une ostéotomie n'a pas été guéri. Le fémurs fiable a montré une n atrophique formation non syndiqués. Cela a également été confirmé après 10 semaines de cicatrisation osseuse (figure 4 B).

Après stabilisation avec un écart de 0,25 mm, une ostéotomie, une analyse histologique a révélé un motif typique de la guérison des fractures secondaires avec formation de cals, dont l'ossification endochondrale et intramembranaire. Après 5 semaines, l'ostéotomie a été complètement comblé avec le tissu osseux. A ce point du temps, l' os tissé a déjà été remodelé dans l' os lamellaire (Figure 5 A). En revanche, le fémurs stabilisé avec 2,00 mm écarts d'ostéotomie ont montré non-union atrophique après 10 semaines d'observation. Ceci a été associé à une grande quantité de tissu fibreux dans l'intervalle d'ostéotomie. Aucun des ostéotomies a montré des signes de cicatrisation osseuse ou de pontage lors de l' analyse histologique (figure 5 B).

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Figure 1: Implants. A. clou médullaire (diamètre de 0,8 mm, 15,7 mm de longueur) avec un fil proximal (flèche, 4 mm de longueur) et deux trous (têtes de flèche) pour l'insertion des broches de verrouillage. L'ongle est reliée à un arbre (double flèche) pour faciliter l' application. Goupille B. interverrouillage (diamètre 0,3 mm, la flèche) pour obtenir une stabilité en rotation et axiale. La goupille de verrouillage est également relié à un arbre (double flèche) pour faciliter l' application. C. Clou intramédullaire après l' implantation dans un fémur de souris. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 2
Figure 2: instruments chirurgicaux pour ongles implantation. A. Dispositif de visée pour l'insertionde l'ongle. B. guidage pour scie à être utilisé pour la création de l'ostéotomie avec une taille de fente de 0,25 mm. C. Trépan de forage pour forer le trou de la goupille de verrouillage. D. Le centrage du foret pour le chanfreinage des trous de goupille de verrouillage . E. drill main utilisée pour l'insertion de l'ongle, le fraisage, le perçage de trous, et l'insertion des broches de verrouillage. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 3
Figure 3: radiographies postopératoires. A. Radiograph montrant une saillie (flèche) du clou dans l'articulation du genou au niveau des condyles. B. Radiograph montrant une insertion incomplète de la interloc proximalepin roi (flèche). Les barres d'échelle représentent 4 mm.

Figure 4
Figure 4: Radiographies après 5 et 10 semaines de cicatrisation osseuse. A. Analyse radiographique d'un fémur stabilisé avec un écart d'ostéotomie 0,25 mm après 5 semaines, ce qui démontre la cicatrisation osseuse adéquate. B. L' analyse radiographique d'un fémur stabilisé avec un écart d'ostéotomie 2,00 mm au bout de 10 semaines, ce qui démontre pseudarthrose atrophique. Les barres d'échelle représentent 4 mm.

Figure 5
Figure 5: Les coupes histologiques après 5 et 10 semaines de cicatrisation osseuse. A. Analyse histologique d'un fémur stabilisé avec un écart de 0,25 mm , une ostéotomie au bout de 5 semaines, ce qui démontre la cicatrisation osseuse adéquate. Notez le remodelage presque complet avec os lamellaire. B. Histanalyse ologique d'un fémur stabilisé avec un écart d'ostéotomie 2,00 mm après 10 semaines, ce qui démontre la non-union atrophique. Notez le tissu fibreux dans la fente d'ostéotomie. Les coupes histologiques ont été colorées selon le procédé trichrome. Les barres d'échelle représentent 800 um.

Figure 6
Figure 6: substitut osseux implantation in vivo photographie montrant un défaut osseux segmentaire dans le fémur droit d'une souris.. Le défaut est rempli par un substitut osseux (flèche). Le substitut osseux est implanté sur l'ongle, en fournissant un positionnement et une fixation adéquate.

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Discussion

Les étapes les plus critiques de la technique chirurgicale sont le bon positionnement de l'ongle, le dispositif de visée, et les broches. Le clou doit être inséré complètement à l'indentation marqué à l'extrémité distale de l'ongle, en raison d' une saillie du clou dans l'articulation du genou au niveau des condyles peut limiter le mouvement du genou (figure 3 A). Par conséquent, la taille du fémur et, par conséquent, le poids corporel des animaux, doivent être considérés. Le chirurgien devrait également accorder une attention particulière à la position finale du dispositif visant la fixation de la bride d'adaptation de l'ongle. Cela garantit que l'ostéotomie est toujours dans une position identique diaphyse. Enfin, les goupilles de verrouillage doivent être insérées complètement bicortically pour éviter la dislocation des broches pendant la période d'observation (figure 3 B). Par conséquent, les broches doivent être insérés dans le fémur en utilisant les mouvements de rotation et de la charge axiale continue. Le sécateur de l'arbre d'entraînement de brochedès que le couple d'enclenchement est atteinte. La position finale du clou et des broches doit être confirmée par radiographie avant que les animaux sont inclus dans le protocole d'étude.

A la fin de l'expérience, l'étape la plus critique lors de la récolte de l'os est la suppression des ergots de verrouillage de l'ongle. Assez fréquemment, les extrémités des tiges sont recouvertes par un tissu osseux nouvellement formé. En effet, ce tissu osseux doit être réséquée jusqu'à ce que les broches peuvent être enlevés. Cela doit être effectué très soigneusement, parce que tout dommage au fémur peut influer sur les propriétés biomécaniques de l'os guéri. Parfois, les broches peuvent être plus facilement enlevés de la face dorsale du fémur. Le clou lui-même peut être enlevé sans difficulté à l'aide d'un porte-aiguille simple.

Les instruments et implants pour cette intervention chirurgicale sont hautement spécifiques, de sorte que les modifications de la procédure ne peut être faite. Alors que la procédure peut se développer complications, dans nos mains, ils sont rares (ie, en dessous de 2%). Par exemple, le ligament rotulien, qui est décalé latéralement pendant la procédure, peut se rompre. Il faut pour cela suturer du ligament après l'implantation des ongles. Lors de l'insertion de l'aiguille 24 G, et l'alésage du fémur, les condyles peuvent éclater. Lors de l'insertion des broches et ostéotomie avec le Gigli a vu, l'os fémoral peut se casser dans la région midshaft. Il n'y a pas de possibilité de dépannage de ces complications, de sorte que ces animaux ne peut pas être utilisé pour un essai normalisé.

Une limitation de la technique est que les différentes tailles des animaux et, par conséquent, les fémurs, nécessitent différentes tailles d'implants. Une autre limitation à l'utilisation de l'implant , est que , dans les micro vivo analyse CT de l'ostéotomie au cours du processus sont presque impossibles de guérison en raison du matériau de l' implant (en acier inoxydable de qualité médicale), ce qui affecte la qualité de l' image.

in vivo ,Des études de cicatrisation de l'os peuvent être effectués en utilisant des modèles ouverts ou fermés. Dans la plupart des études, la guérison du fémur ou du tibia est analysée. Cela est vrai pour les techniques et les modèles développés pour les souris au cours de la dernière décennie. Ceux - ci incluent des modèles ouverts 7-10 ainsi que fermées 5,11,12 approches, qui peuvent fournir un matériau rigide ou une fixation moins rigide. D'intérêt, des études antérieures chez la souris ont utilisé une broche intramédullaire simple. Bien que la guérison des fractures stabilisées avec une telle broche simple a été associée à une grande formation de cals, la technique a porté un grand nombre d'inconvénients. Ces broches dislocation inclus et une réponse de guérison hétérogène en raison de la défaillance d'une stabilité axiale et de rotation. Bien que ces inconvénients sont connus pour influencer les résultats expérimentaux, les études récentes, qui ont l' intention d'analyser les mécanismes de la cicatrisation osseuse, toujours utiliser des modèles murins dans lesquels la fracture est stabilisée seulement avec une broche 13 ou est même laissé stabilisé 15, nous estimons que les techniques d'ostéosynthèse stables, comparables à ceux utilisés dans la pratique clinique, devraient également être utilisés chez la souris.

Le coût du clou intramédullaire de verrouillage est sensiblement plus élevée par rapport à celle de la broche intramédullaire simple. Toutefois, la broche porte le risque de luxation et ne procure pas une stabilité axiale et de rotation. Cela peut affecter la qualité des résultats et exige un plus grand nombre d'animaux pour l'étude. En revanche, le clou intramédullaire de verrouillage permet la stabilisation des ostéotomies et des défauts osseux avec un degré élevé de standardisation, ce qui entraîne une réduction de la variabilité des résultats obtenus. Cela conduit à une diminution du nombre nécessaire d'animaux.

Pour surmonter l'instabilité axiale et de rotation de la broche utilisée, plusieurs implants ont été introduits au cours de ces dernières années.Ceux - ci comprennent la vis intramédullaire, qui induit la compression de la fracture d'une tête distale particulièrement modifiée et fil proximale 5.

La technique chirurgicale nécessaire pour implanter la vis est simple et moins invasive que celle du clou intramédullaire. Cependant, la vis présente une rigidité de rotation inférieure par rapport à l'ongle 4. En outre, il ne peut être utilisé comme un modèle de cicatrisation défectueuse, car la stabilité axiale est obtenue grâce à la compression axiale des fragments d'os à travers la fracture osseuse.

La plaque de verrouillage interne, qui peut être utilisé pour la fixation rigide, aboutit à la cicatrisation osseuse, qui est dominé par ossification dermique 9. Étant donné que ce type de guérison est associée à une faible formation de cals, ce modèle peut ne pas être préféré dans des expériences qui nécessitent de plus grandes quantités de tissus de cals pour les analyses biochimiques et moléculaires. Fait intéressant, la plaque de verrouillage interne peut également être designed pour une technique de fixation plus souple 16. En utilisant cette plaque flexible, la cicatrisation osseuse est dominée par ossification endochondrale et résulte donc en plus grandes quantités de tissu calleux. Cependant, la formation de cals est hétérogène, se produisant principalement sur le site en face de placement de la plaque. La plaque de verrouillage permet également la stabilisation des défauts osseux. Cependant, la taille de l' espace est limité et ne se traduit pas par une formation non-union fiable 6.

Fixateur externe pour des souris offre une alternative bien définie sur l'ongle pour l'analyse de défauts osseux guérison. L'avantage majeur du fixateur externe par rapport à l'ongle présenté ici est la possibilité de vérifier la rigidité de l' implant in vivo lors de la cicatrisation osseuse 17. Cependant, les infections des broches et des altérations de l'activité physique normale en raison des composants de fixation appliquées de l'extérieur doivent également être pris en considération.

D'un intérêt particulier, ni l'intplaque de verrouillage ernal ni le fixateur externe permettent la fixation standardisée des substituts osseux distincts et des constructions d'ingénierie tissulaire, qui peuvent être analysés en défaut osseux guérison. Lors de l' utilisation de ces deux techniques, les substituts osseux ou des constructions de génie tissulaire doit être placé dans le défaut, ce qui nécessite généralement une fixation supplémentaire 18. En revanche, l'utilisation de l'ongle permet l'implantation du substitut osseux sur l'ongle, en fournissant le positionnement et la fixation (figure 6) adéquate.

Le clou intramédullaire de verrouillage introduite ici est comparable à celui des clous utilisés pour le traitement des patients souffrant de traumatismes dans la pratique clinique. En conséquence, nous pensons que l'ongle peut être utilisé dans un large spectre de la recherche de la guérison osseuse murine allant de normale à défectueux.

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Acknowledgements

Ce travail a été soutenu par RISystem AG, Davos, Suisse.

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).
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