मरम्मत तंत्र की विशेषता के लिए एक रानी टिबियल ग्रोथ प्लेट की चोट मॉडल और विकास प्लेट पुनर्जनन रणनीति मूल्यांकन

Medicine

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Summary

विकास प्लेट बच्चों की लंबी हड्डियों में एक उपास्थि क्षेत्र है जहां अनुदैर्ध्य वृद्धि होती है। जब घायल हो जाता है, तो बोनी ऊतक विकास और वृद्धि को खराब कर सकता है। हम विकास की प्लेट की चोट के एक चूहे मॉडल का वर्णन करते हैं जो हड्डी की मरम्मत के ऊतकों की ओर जाता है, जिससे मरम्मत तंत्र का अध्ययन और विकास प्लेट पुन: निर्माण रणनीतियां हो सकती हैं।

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Erickson, C. B., Shaw, N., Hadley-Miller, N., Riederer, M. S., Krebs, M. D., Payne, K. A. A Rat Tibial Growth Plate Injury Model to Characterize Repair Mechanisms and Evaluate Growth Plate Regeneration Strategies. J. Vis. Exp. (125), e55571, doi:10.3791/55571 (2017).

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Abstract

सभी बच्चों के फ्रैक्चर में से एक तिहाई विकास प्लेट को शामिल करता है और नतीजतन अस्थि विकास हो सकता है। विकास प्लेट (या फिजिस) बच्चों में उन सभी लंबी हड्डियों के अंत में पाया जाता है जो अनुदैर्ध्य हड्डियों के विकास के लिए ज़िम्मेदार हैं। एक बार क्षतिग्रस्त होने पर, विकास प्लेट के भीतर उपास्थि के ऊतकों को समय से पहले आक्सीजन से गुज़र आ सकता है और अवांछित बोनी मरम्मत के ऊतकों को जन्म ले सकता है, जो "बोनी बार" बनाता है। कुछ मामलों में, इस हालीदार पट्टी का परिणाम हड्डी के विकास विकृतियों में हो सकता है, जैसे कोणीय विकृति, या यह अनुदैर्ध्य हड्डियों के विकास को पूरी तरह से रोक सकता है। वर्तमान में कोई नैदानिक ​​उपचार नहीं है जो घायल वृद्धि प्लेट की पूरी तरह से मरम्मत कर सकता है। बोनी पट्टी के गठन के नीचे स्थित तंत्र को बेहतर ढंग से समझने के लिए विकास प्लेट की चोट की एक जानवर मॉडल का इस्तेमाल करना और इसे रोकना के तरीके की पहचान करना विकास प्लेट घायल के लिए बेहतर उपचार विकसित करने का एक बड़ा अवसर है। यह प्रोटोकॉल बताता है कि कैसे एक ड्रिल छेद दोष का उपयोग कर चूहे समीपस्थ टिबियल विकास प्लेट को बाधित करना। यह एसएमएलू पशु मॉडल भरोसेमंद रूप से एक बोनी बार पैदा करता है और बच्चों में दिखाई देने वाले लोगों के समान विकास की विकृति हो सकती है। यह मॉडल बोनी बार गठन के आणविक तंत्र की जांच के लिए अनुमति देता है और विकास प्लेट घायल के लिए संभावित उपचार विकल्पों का परीक्षण करने के साधन के रूप में कार्य करता है।

Introduction

ग्रोथ प्लेट की चोटों में सभी बाल रोगों के 30% फ्रैक्चर होने का कारण बनता है और नतीजतन, हड्डी की वृद्धि 1 हो सकती है । फ्रैक्चर के अतिरिक्त, विकास प्लेट चोटों अन्य etiologies, ओस्टियोमाइलाइटिस 2 , प्राथमिक हड्डी ट्यूमर 3 , विकिरण और कीमोथेरेपी 4 , और iatrogenic क्षति 5 सहित, के कारण हो सकता है। विकास प्लेट (या फिजिस) बच्चों की लंबी हड्डियों के अंत में एक उपास्थि क्षेत्र है जो अनुदैर्ध्य हड्डियों के विकास के लिए जिम्मेदार है। यह अण्डोचोंड्रल ओसीकरण के माध्यम से अस्थि बढ़ाती है; Chondrocytes प्रसार और हाइपरट्रॉफी से गुजरती हैं और फिर आने वाले ऑस्टियोब्लास्ट्स द्वारा ट्राबेक्यूलर हड्डी के रूप में बनाए जाते हैं। विकास प्लेट विकासशील कंकाल के एक कमजोर क्षेत्र भी है, जिससे यह चोट लगने की संभावना पैदा कर सकता है। विकास प्लेट भंग या चोट के साथ बड़ी चिंता यह है कि विकास प्लेट के भीतर क्षतिग्रस्त उपास्थि के ऊतक को ख हो सकता हैई अवांछित बोनी मरम्मत ऊतक के साथ बदल दिया, जिसे "बोनी बार" के रूप में भी जाना जाता है। विकास प्लेट के भीतर अपने आकार और स्थान के आधार पर, बोनी पट्टी को कोणीय विकृति या पूर्ण विकास की गिरफ्तारी हो सकती है, जो कि छोटे बच्चों के लिए एक विनाशकारी सीक्वेल है जो अभी तक पूरी ऊंचाई तक नहीं पहुंच पाई हैं।

वर्तमान में कोई ऐसा उपचार नहीं है जो घायल वृद्धि प्लेट की पूरी तरह से मरम्मत कर सकता है। एक बार बोनी बार रूपों के बाद, चिकित्सक को तय करना होगा कि शल्यचिकित्सा को 8 मस्तिष्क वाले कम से कम 2 वर्ष या 2 सेमी का कंकाल विकास शेष है और एक बोनी बार के साथ, जो विकास प्लेट क्षेत्र के 50% से भी कम दूरी तक फैलता है, आमतौर पर बोनी बार शोधन 8 के लिए उम्मीदवार हैं। बोनी पट्टी का सर्जिकल निकास अक्सर आंशिक ऊतक के पुनर्परिवर्तन को रोकने के लिए और विकास को बहाल करने के लिए आस-पास के विकास वाली प्लेट को बदलने की अनुमति देने के लिए ऑटोलॉगस वेट ग्रेट्रेट का आदान-प्रदान करती है। हालांकि, ये तकनीकें समस्याएं हैंइमेटिक और अक्सर विफल होते हैं, जिससे हड्डी पट्टी की पुनरावृत्ति हो जाती है और विकास 9 पर निरंतर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। प्रभावी उपचार विकसित करने की एक महत्वपूर्ण आवश्यकता है जो न केवल बोनी बार गठन को रोकती है, बल्कि विकास प्लेट उपास्थि को भी पुनर्जीवित करती है, इस प्रकार सामान्य अस्थि विस्तार को बहाल करना।

बोनी पट्टी के गठन के अधीन आणविक तंत्रों को अभी तक पूरी तरह स्पष्ट नहीं किया गया है। इन जैविक तंत्रों की एक बड़ी समझ से विकास प्लेट घायल होने वाले बच्चों के लिए अधिक प्रभावी चिकित्सीय हस्तक्षेप हो सकते हैं। मनुष्य में इन तंत्रों का अध्ययन करना मुश्किल है, पशु मॉडल का उपयोग किया गया है, खासकर विकास प्लेट की चोट के चूहे मॉडल 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 । इस पद्धति में प्रस्तुत किया गयापेपर में बताया गया है कि चूहे टिबियल ग्रोथ प्लेट में ड्रिल-होल डिटेक्शन की उम्मीद के मुताबिक चोट लगने के 7 दिनों के शुरू होने के साथ ही प्रत्यारोपण और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य मरम्मत ऊतक की शुरुआत होती है और चोट के बाद 28 दिनों के बाद रीमॉडेलिंग के साथ पूरी तरह परिपक्व बोनी बार होता है। यह विवो मॉडल में एक छोटा जानवर प्रदान करता है जिसमें हड्डी के गठन के जैविक तंत्र का अध्ययन करने के साथ-साथ उपन्यास उपचारों का मूल्यांकन किया जाता है जो बोनी पट्टी को रोक सकते हैं और / या विकास प्लेट उपास्थि को पुनर्जन्म कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, इस मॉडल को क्रोन्ड्रोजेनिक बायोमैटिरियल्स का परीक्षण करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है जो विकास प्लेट उपास्थि को दोबारा पैदा कर सकती है और विकास प्लेट चोटों से ग्रस्त बच्चों के लिए मूल्यवान उपचार प्रदान कर सकती हैं। इस पत्र में प्रस्तुत तकनीकों में वृद्धि की प्लेट की चोट के लिए इस्तेमाल की जाने वाली शल्य चिकित्सा पद्धति और चोट स्थल पर बायोमैटिरियल्स के बाद के वितरण का वर्णन होगा। हम बोनी बार गठन और मरम्मत के ऊतकों का आकलन करने के तरीकों पर भी चर्चा करेंगे।

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Protocol

सभी पशु प्रक्रियाओं को स्थानीय संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति (आईएसीयूसीएसी) द्वारा अनुमोदित किया जाना चाहिए। निम्नलिखित प्रक्रिया के लिए पशु प्रोटोकॉल को कोलोराडो डेनवर IACUC विश्वविद्यालय द्वारा अनुमोदित किया गया था।

1. चूहे प्राप्त करें

नोट: जब तक आनुवांशिक रूप से संशोधित जानवरों को वांछित नहीं किया जाता है, सर्जरी के समय 6-हफ्ते के पुराने, स्केलेटली अपरिपक्व स्प्रेग-दावली चूहों की आवश्यकता होती है। अन्य उपभेदों का संभावित उपयोग किया जा सकता है; हालांकि, अधिकांश प्रकाशित अध्ययन स्प्रेग-डावली चूहों पर किए गए हैं।

2. सर्जिकल आपूर्ति की तैयारी

  1. आटोक्लेव सर्जिकल सप्लाई पैक में निम्न में से प्रत्येक में शामिल हैं: # 3 स्केलपेल हैंडल, सुई धारक, एडोसोन संदंश और आईरिस कैंची
  2. बिना चाबी ड्रिल चक्क आटोक्लेव करें कई जानवरों पर कार्य करते समय ड्रिल चक जानवरों के शल्य-चिकित्सा के बीच निष्फल हो सकते हैं।
    नोट: बाँझ शल्य चिकित्सा के उपयोग से संबंधित स्थानीय आईएसीयूसी नियमकई जानवरों के ical उपकरण का पालन किया जाना चाहिए उदाहरण के लिए, कोलोराडो डेन्वेर विश्वविद्यालय IACUC एक शल्यचिकित्सा उपकरण सेट की अनुमति देता है जो कि अपने विच्छेदन से पहले 5 जानवरों तक इस्तेमाल किया जा सकता है। इसके अलावा, जानवरों के बीच मनका अजीवाणु बनानेवाला पदार्थ का उपयोग करके शल्यचिकित्सा के औजारों को गर्मी में निर्बाध होना चाहिए। किसी भी अतिरिक्त जानवरों के लिए अतिरिक्त बाँझ शल्य पैक का उपयोग किया जाना चाहिए।
  3. आटोक्लेव 5 सेंटीमीटर स्टीनमन पिंस, प्रत्येक जानवर के लिए एक
    नोट: संक्रमण के जोखिम को कम करने के लिए, कई जानवरों के लिए स्टीनमन पिंस का इस्तेमाल नहीं किया जाना चाहिए।
  4. आटोक्लेव 1.8-मिमी डेंटल ब्रर्स, प्रत्येक जानवर के लिए एक।
    नोट: संक्रमण के जोखिम को कम करने के लिए, कई जानवरों के लिए डेंटल ब्रर्स का उपयोग नहीं किया जाना चाहिए।
  5. एक घाव क्लिप applicator आटोक्लेव करें, यदि लागू हो। वैकल्पिक रूप से, दबे हुए सोउचर्स का उपयोग त्वचीय परत को बंद करने के लिए किया जा सकता है। चरण 7.3 देखें
  6. यदि संभव हो तो, विकिरण या गैस नसबंदी का उपयोग कर एक रोटरी ड्रिल को बाँझ दें।
  7. निम्नलिखित अतिरिक्त आपूर्ति इकट्ठा: इलेक्ट्रिक शेवर, स्टीयर3-0 पॉलीग्लिकोलिक एसिड सिवर्स, बार्जिल धुंध, पॉवीडोन-आयोडिन, बाँझ खारा, बाँझ 10-एमएल सिरिंज, बाँझ 23-गेज सुई, आईसोप्रोपील अल्कोहल स्नैब्स, आईसोफ्लुरेन, कैलीपर्स, पोस्ट-सर्जिकल एनाल्जेसिक्स ( जैसे एनएसएआईडीएस और ब्यूपेरोनोफिन) बाँझ सर्जिकल पर्दे, बाँझ सर्जिकल दस्ताने, बाँझ # 15 स्केलपेल ब्लेड, बाँझ घाव क्लिप, संज्ञाहरण मशीन, मनका अजीवाणु बनानेवाला यंत्र, वार्मिंग पैड और शोषक अंडरपैड।

3. संज्ञाहरण और जानवरों की तैयारी

  1. एक 1- से 2-एल प्रेरण चैम्बर को 1 एल / मिनट ऑक्सीजन प्रवाह को 5% आईसोफ्लुरेन के साथ एक वाष्पीकरण प्रणाली से लेकर एक निष्क्रिय स्केवेंजिंग सिस्टम के साथ पेश करने के लिए जानवरों को एनेस्थेटिज़ेट करें।
    नोट: 5% आइसफ़्लुरेन को एक्सपोजर को 5 मिनट के अंदर 6-सप्ताह-पुरानी चूहों में अनैस्टेट करना चाहिए।
  2. पशु को सर्जिकल साइट पर ले जाएं और एनेस्थेसिया के तहत पशु को 2-3% आईसोफ्लुरेन के साथ रखें और प्रक्रिया के शेष के लिए एक नाक शंकु का उपयोग करें। एक वार्मिंग पैड पर जानवरों की लापरवाही रखें और अवशोषित करेंएंट अंडरपैड
    नोट: पशु को शल्य तालिका में तय करने की आवश्यकता नहीं है नीचे दिए चरणों में निर्दिष्ट पैर को पकड़ना, स्थिरीकरण का एक पर्याप्त तरीका है।
    नोट: सभी बाद की प्रक्रियाएं संज्ञाहरण के तहत जानवर के साथ किया जाना है। 2 - 3% isoflurane इस उम्र में चूहों में संज्ञाहरण बनाए रखने के लिए पर्याप्त होना चाहिए। द्विपक्षीय वापसी प्रतिवर्त का परीक्षण करके इसकी पुष्टि की जा सकती है।
  3. संस्थागत रूप से स्वीकृत नीतियों ( जैसे 0.05 मिलीग्राम / किग्रा पर ब्यूप्रोनेरफ़ीन और 5 मिलीग्राम / किग्रा पर कारप्रोफेन) के अनुसार अंतःस्राव में दर्दनाशक दवाओं का प्रबंध करना।

4. सर्जरी के लिए टिबिया की तैयारी

  1. पूरे हिंद पैरों को मेडील मॉलोलस से एक इलेक्ट्रिक शेवर के साथ श्रोणि में दाढ़ी।
  2. कैलीपर्स का उपयोग करते हुए औसत दर्जे के मललेवलस के अवर पक्ष में पूर्वकाल टिबियल पठार से टिबिअल लंबाई को मापें और रिकॉर्ड करें। वैकल्पिक रूप से, एक्स-रे या माइक्रोएक्ट 11 के माध्यम से पूरे टिबिअल लंबाई को मापें Sup> , 12 , 14 वैकल्पिक रूप से एक्स-रे या माइक्रोसीटी के जरिए शल्य चिकित्सा से पहले विकास प्लेट प्लेटें आया।
  3. सर्जिकल साइट को पूरे लेग, पेट और जननांग को अल्कोहल के साथ पोंछते हुए साफ करें और फिर पॉवीडोन-आयोडीन-लथपथ धुंध के साथ।
    नोट: संक्रमण के जोखिम को कम करने के लिए, सभी बाद की प्रक्रियाएं, जब तक कि जानवर को संज्ञाहरण (चरण 7.4) से हटा दिया गया न हो, तो बाँझ शर्तों के तहत किया जाना चाहिए। सभी शल्यचिकित्सा सामग्रियों को बाँझ तकनीक का उपयोग करके एक्सेस किया जाना चाहिए। सर्जिकल सहायक के उपयोग की अत्यधिक शल्य चिकित्सा के दौरान बाँझपन बनाए रखने की सिफारिश की जाती है।
  4. बाँझ सर्जिकल दस्ताने पहने हुए, जानवरों पर एक दानेदार बाँझ शल्य परिधान रखें, केंद्रीय फेंजेस्ट्रेशन के माध्यम से सामने आने वाले लेग को छोड़ दें।

5. ग्रोथ प्लेट एक्सेस करने की सर्जिकल प्रक्रिया

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चित्रा 1: सर्जिकल प्रक्रिया का अवलोकन
ए)
कई कृत्रिम मार्करों की स्थिति एक सफल विकास प्लेट की चोट बनाने के लिए इस्तेमाल की गई थी। घुटने कैप्सूल तुरंत घुटने की चपेट (सफेद) से पीछे होता है, टिबिया को फीमर से अलग करता है टिबिअसल ग्रोथ प्लेट (गहरे लाल) को ट्यूबिआ के निचले हिस्से में घुटने से अवरुद्ध किया जा सकता है। समीपवर्ती विकास प्लेट ज्यादातर एक फ्लैट विमान है, सिवाय इसके कि एक विकर्ण विमान बनता है। इन दो विमानों का चौराहण विकास प्लेट कोण बनाता है, जो उचित ड्रिल एंजोल्यूशन के लिए उपयोग किया जाता है। सेमिटिटिनोस सम्मिलन है जहां पीछे की टिबिया में क्वाड्रिसिप पेशी की सम्मिलित होती है। बी) कोर्टलोनिक हड्डी तक पहुंचने के लिए टिबिअल कोमल ऊतकों के पूर्वकाल-मध्यस्थ पहलू के माध्यम से काल्पनिक। सी) एक संदर्भ बिंदु के रूप में बाह्य semitendinosus सम्मिलन के साथ संरेखण का उपयोग कर cortical खिड़की का स्थान। डी) मूल्यांकनकर्टिकल खिड़की के साथ दांतों में दांत पर बीवेल को संरेखित करके चोट की गहराई।

  1. मध्य -300 स्केलपेल हैंडल और # 15 ब्लेड का उपयोग करके औसत दर्जे का ऊपरी किनारा ( चित्रा 1 ए ) के बाहर के अंत से शुरू होने वाले मध्य-पूर्वकाल के साथ त्वचा के माध्यम से 1-सेमी चीरा बनाना।
    1. अंतर्निहित हड्डी के खिलाफ त्वचा को तंग कर खींचें और चीरा बनाने में दृढ़ता से पैर पकड़ो।
      नोट: यह वांछित स्थान पर त्वचा चीरा रखेगा और एक स्वच्छ चीरा के निर्माण में सहायता करेगा। घुटने के कैप्सूल को हटाने से बचने के लिए स्केलपेल के साथ बहुत मजबूती से मत दबाएं, जिससे खून बह रहा होगा और शेष चरणों को मुश्किल बना देगा।
  2. महत्वपूर्ण संरचनात्मक मार्करों को ध्यान में रखें, जिनमें शामिल हैं: 1) विकास प्लेट, 2) विकास प्लेट कोण, 3) घुटने कैप्सूल, और 4) सेमीिटैंडिनस सम्मिलन ( चित्रा 1 ए )।
  3. स्केलपेल का उपयोग करना, वें के माध्यम से एक ~ 0.5 सेमी चीरा बनानात्वचा के टुकड़े ( चित्रा 1 बी ) के नीचे विकास प्लेट से, समीपस्थ टिबिया के औसत दर्जे के अग्रवर्ती पहलू पर ई फैस्सीआ और नरम ऊतक।
  4. स्केलपेल ( चित्रा 1 बी ) का उपयोग करके टिबिया से प्रावरणी और कोमल ऊतकों को धीरे से छानकर या छिड़कना।
    नोट: टिबिया से जितना संभव हो उतना सॉफ्ट ऊतक को निकालने या खरोंच करना महत्वपूर्ण है ताकि ड्रिलिंग चरण में हस्तक्षेप न करें।
  5. 10,000 आरपीएम (सामग्री खंड में निर्दिष्ट रोटरी टूल की कम गति) पर रोटरी टूल से जुड़ी एक स्टीनमन पिन के साथ डायफैक्साइस पर टिबियल कॉर्टिकल हड्डी के माध्यम से एक कॉर्टिकल विंडो को ड्रिल करें। कॉर्टिकल विंडो को बनाएं जिससे कि वह बाहरी सेमिटिटिनस प्रविष्टि ( चित्रा -1 सी ) के साथ संरेखित हो।
    1. टिबिअल डायोविक्सेज़ को ड्रिल सीधा पकड़ो और धीमी गति से ड्रिल करें, सावधान रहना, डायोक्विसा के दूसरी तरफ से ड्रिल न करना; कॉर्टिकल विंडो की गहराई में केवल ~ 2 मिमी की आवश्यकता होती है और जब कोई नहीं होता हैप्रतिरोध महसूस होता है
    2. ऊपर के रूप में, दूसरे हाथ से मजबूती से पैर पकड़ो
      नोट: इस चरण के लिए दंत का उपयोग किया जा सकता है। हालांकि, यदि दंत बोर का उपयोग किया जाता है, तो एक साफ कॉर्टिकल खिड़की बनाने के लिए पैर को बहुत मजबूती से आयोजित किया जाना चाहिए और यह सुनिश्चित करना होगा कि वांछित स्थान पर ब्रेड गिरप और हड्डी को काट दिया जाए। इस चरण के लिए एक स्टीनमन पिन की सिफारिश की गई है, इसकी सबसे बेहतर कटिंग की क्षमता है।
  6. धुंध के साथ कॉर्टिकल विंडो को दबाएं, क्योंकि प्रकाश खून बह रहा है।

6. ग्रोथ प्लेट चोट बनाना

  1. रोटरी उपकरण से जुड़ी एक 1.8-मिमी दंत बोर का उपयोग करके केंद्रीय विकास प्लेट के माध्यम से एक ड्रिल छेद की चोट बनाएं।
    नोट: उचित गहराई, कोण और दिशा केंद्रीय विकास प्लेट ( चित्रा 1 सी और डी ) को बाधित करने में महत्वपूर्ण हैं। उचित गहराई, कोण और दिशा प्राप्त करने के लिए निर्देश नीचे दिए गए हैं।
    1. दंत का उपयोग करते हुए उपयुक्त गहराई को मापने के लिए, begiसमीपस्थ टिबिअ के साथ दांतों के बुरे के अंत में संरेखित करते हुए, जहां सेमीिटैंडिनस घुटने कैप्सूल ( चित्रा 1 सी ) को पार करता है।
    2. घुटने के कैप्सूल में दांतों के बरामदे के अंत के साथ, अर्धवेनडेनोसस के साथ बुरे शाफ्ट का पालन करें और नोट करें कि कहां से कोर्टिक विंडो के साथ संरेखित है। पुष्पक्रम की सतह ( चित्रा -1 सी ) में बाधा डालने के बिना विकास प्लेट को पूरी तरह से बाधित करने के लिए यह उचित गहराई है।
      नोट: दंत बोर उपयुक्त गहराई को मापने के लिए प्रयोग किया जाता है। बोर को एक स्थायी मार्कर के साथ चिह्नित किया जा सकता है जहां यह ड्रिलिंग के दौरान गहराई के संदर्भ में कॉर्टिकल विंडो के साथ संरेखित करता है। हालांकि, यदि संरचनात्मक मार्करों और उपर्युक्त प्रोटोकॉल को बारीकी से संदर्भित किया गया है, तो यहां निर्दिष्ट दंत बर्स पर पहले बीवल (एफजी 6) उचित रूप से कॉर्टिकल विंडो ( चित्रा 1 सी में दिखाए गए अनुसार) में संरेखित होगी।
    3. उचित ड्रिल कोण प्राप्त करने के लिए, रोटरी उपकरण को कम टी के कोण पर रखेंटिबियल डायनाक्विसास के संबंध में 30 डिग्री है
      नोट: यह एक दृश्य अनुमान है
    4. उचित ड्रिल दिशा प्राप्त करने के लिए, विकास प्लेट कोण ( चित्रा 1 सी ) के लिए लक्ष्य। एक केंद्रीय दोष बनाने में सहायता के लिए विकास प्लेट कोण के दांतों के साथ एक दृश्य रेखा खींचना।
    5. कॉरटिकल विंडो में प्रवेश करने से पहले रोटरी उपकरण को 10,000 आरपीएम (सामग्री अनुभाग में निर्दिष्ट रोटरी टूल की कम गति) पर चालू करें।
    6. उपयुक्त कोण और दिशा में रोटरी टूल के साथ, कॉर्टिकल विंडो में प्रवेश करें और रोटरी टूल को धक्का दें जब तक कि ब्रर मार्कर कॉर्टिकल विंडो से संरेखित न हो जाए। उचित गहराई प्राप्त होने के बाद, रोटरी टूल को हटा दें।
      नोट: स्वच्छ प्लेट बनाने के लिए विकास की प्लेट में बोर के साथ कम से कम समय का उपयोग करते हुए, एक में तेज गति के विकास प्लेट विघटन करना। डेटा विश्लेषण के लिए यह महत्वपूर्ण है
  2. ~ 30 एस के लिए धुंध के साथ cortical खिड़की डाग, के रूप में रक्तस्राव की उम्मीद है
  3. बुर की लंबाई (चरण 6.1.2) को फिर से मापने से चोट की उचित गहराई सुनिश्चित करें।
    1. ड्रिल ट्रैक में घुमाएं (रोटरी टूल बंद करके) और कॉर्टिकल विंडो ( चित्रा 1 डी ) के साथ चिह्नित बोर को संरेखित करें।
  4. यदि गहराई अपर्याप्त है, तो रोटरी उपकरण चालू करें और वांछित गहराई पर धक्का दें।
    नोट: हालांकि ड्रिलिंग का दूसरा दौर आदर्श नहीं है, यद्यपि विकास प्लेट को पूरी तरह से बाधित होने पर बोनी बार के विकास के लिए सर्वोपरि है।
  5. 10 एमएल सिरिंज और 23-गेज सुई का उपयोग करके ~ 3 एमएल बाँझ खारा के साथ ड्रिल ट्रैक को कुल्ला।
  6. धुंध के साथ घाव सूखी

7. पोस्ट-इंजेरी प्रक्रियाएं

  1. यदि बायोमैटेट-आधारित विकास प्लेट उपचार का मूल्यांकन करना है, तो उचित साइट की सूई (18 से 26-गेज, बायोमैटिक चिपचिपापन के आधार पर) का उपयोग करके चोट स्थल में ड्रिल ट्रैक के माध्यम से बायोमैटरेट को इंजेक्ट करें।
    नोट: विकास प्लेट की चोट की मात्रा ~ 3 और # है181; एल, और ड्रिल ट्रैक की मात्रा ~ 20 μL है। ग्रोथ प्लेट की चोट और ड्रिल ट्रैक में इंजेक्ट किया जा सकता है जो सामग्री की अधिकतम मात्रा 20 और 25 μL के बीच है।
  2. 3-0 पॉलीग्लिकोलिक एसिड टायर्स के साथ प्रावरणी को खोदकर घाव को बंद करें अंतर्निहित हड्डियों को अलग करने के लिए कोर्टिक विंडो पर हड्डी मोम लागू करें (वैकल्पिक)।
  3. दफन सोउचर या घाव क्लिप के साथ त्वचा चीरा बंद करें
    नोट: घाव क्लिप की सिफारिश की जाती है, क्योंकि जानवर चोट स्थल पर खरोंच कर देगा और घाव खोल सकता है।
  4. Isoflurane संज्ञाहरण से जानवर निकालें, इसे एक वार्मिंग कंबल पर रखें, और जागते रहने तक इसे मॉनिटर करें।
  5. संक्रमण के जोखिम को कम करने के लिए, एक नया पिंजरे में जानवर को सूखा, आटोक्लेवेड बिस्तर में रखें।
  6. पशु को पोस्ट-ऑपरेटिव भारोत्तोलन करने की अनुमति दें।
  7. संक्रमण के लक्षणों की जांच के लिए सर्जरी के बाद 72 घंटे के लिए हर 12 घंटे पशु को मॉनिटर करें, यह सुनिश्चित करने के लिए कि घाव क्लिप मौजूद रहें, और पोस्टऑपरेटीवसंस्थागत रूप से स्वीकृत नीतियों के अनुसार ई दर्दनाशक दवाओं ( उदा । 0.05 मिलीग्राम / किग्रा में हर 12 घंटे के लिए 36 घंटे और कारप्रोफेन 5 मिलीग्राम / किलोग्राम प्रत्येक 24 घंटे 72 घंटे के लिए)
  8. घाव क्लिप निकालें 10 - एनेस्थेसिया के तहत 14 दिनों के बाद सर्जरी।

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Representative Results

इस पद्धति का उपयोग करते हुए सफल विकास प्लेट की चोट में टिबिअल ग्रोथ प्लेट के केंद्र के अवरोध को शामिल किया जाता है, जो बिना सांप की उपास्थि सतह को बाधित करता है। बोनी मरम्मत के ऊतक को चोट लगने के लगभग 7 दिनों के बाद से शुरू होने की सूचना दी गई है और सूक्ष्म कम्प्यूटेड टोमोग्राफी (माइक्रो सीटी) ( चित्रा 2 ) द्वारा देखे जाने के बाद 28 दिनों की चोट के बाद 28 दिनों से पूरी तरह से विकसित हो गया है। यद्यपि इन टाइमपॉन्स को पहले प्रकाशित डेटा के आधार पर शुरुआत और परिपक्वता को प्रदर्शित करने के लिए चुना गया था, अन्य समय-समय पर रिपेयर प्रक्रिया के विभिन्न चरणों की जांच के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, दिन 1 से 6 महीने के बाद सर्जरी 17तालिका 1 शल्यचिकित्सा में घायल चूहे विकास प्लेटों में 28 दिनों के बाद सर्जरी के भीतर हड्डी की मात्रा का अवलोकन प्रदान करता है, (1) पूर्ण विकास प्लेट के भीतर हड्डी मात्रा का अंश प्रदान करके और (2) बोमरम्मत के ऊतक क्षेत्र में केवल 15 मात्रा का नॉन मात्रा अंश डेटा औसत प्रतिशत के अनुसार मानक विचलन के रूप में सूचित किया जाता है और यह दर्शाता है कि इसी प्रकार के परिणाम स्वतंत्र रन के बीच प्राप्त किए गए थे। भिन्न रनों के बीच भिन्नता का एक-तरफा विश्लेषण (एएनओवीए) द्वारा विश्लेषण किया गया था और मॉडल के पुनरुत्पादन का सुझाव देते हुए, रनों के बीच कोई सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण अंतर नहीं दिखाता है। ऑरेंज जी / ईसिन काउंटरस्टेन 18 के साथ एलिसियन ब्ल्यू हेमटोक्सीसिलिन (एबीएच) को हास्टोलिक रूप से बोनी बार संरचना के विभिन्न चरणों में विभिन्न प्रकार के टरेंट को दिखाया गया था ( चित्रा 2 )। इस ऊतकीय दाग का प्रयोग, विभिन्न प्रकार की मरम्मत ऊतक, मेसेनचिमल, कार्टिलाजीस, बोनी ट्रेब्यूले, और अस्थि मज्जा सहित, की पहचान की जा सकती है और 16 मात्रा निर्धारित कर सकती है।

उपरोक्त प्रक्रियाओं को गलत तरीके से पालन करने से कई समस्याएं उत्पन्न हो सकती हैं। एक असंबद्धता एनटी ड्रिल की गहराई विकास प्लेट को बाधित नहीं करती है, जिसके परिणामस्वरूप कम या कोई बोनी बार गठन होगा। सांप की उपास्थि सतह के विघटन की वजह से एक बड़ी चोट होती है जो विकास प्लेट की चोट वाली साइट में संवेदी उपास्थि पेश कर सकती है, जिससे चिकित्सा प्रक्रिया ( चित्रा 3 ए ) जटिल हो सकती है। गैर-केंद्रीय चोट ( चित्रा 3 बी ) में अनुचित कोण या दिशा के परिणामों पर विकास प्लेट को खंगालना । इस मामले में, बोनी बार गठन अभी भी घटित होगा, हालांकि यह वांछित स्थान पर पार्श्व या औसत दर्जे का होगा। कुल मिलाकर, विकास प्लेट की चोट के बाद बनाई गई मरम्मत के ऊतकों को विभिन्न तरीकों से विश्लेषण किया जा सकता है, जिसमें सूक्ष्म सीटीटी, मात्रात्मक पीसीआर, हिस्टोलॉजिकल स्टैनिंग, और इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री शामिल हैं। हिस्टोलॉजिकल और आणविक मापन के अलावा, अंग लंबाई और विकास प्लेट माप पूरे हड्डी के विकास का एक महत्वपूर्ण उपाय प्रदान करते हैं। प्रभावित अंगों की तुलना में प्रभावित अंगों को प्रभावित करने के लिए प्रभावित अंगों की सूचना दी गई है> 13 अंग की लंबाई अंतर 14 की जांच के लिए अंग की लंबाई का अध्ययन माइक्रोसीट छवियों का उपयोग करते हुए अध्ययन के दौरान पूरे समय में अलग-अलग समय पर मापा जा सकता है। पहले उपयोग किए गए समयिकों के उदाहरणों में 28 दिनों और 56 दिनों के बाद की चोट शामिल हैं। समग्र ऊंचाई, क्षेत्रीय ऊंचाइयों और टेदर गठन सहित विकास की प्लेट मापन, ऊतक की मरम्मत प्रक्रिया 13 , 14 , 15 पर महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान कर सकती है। आदर्श रूप से, एक आधार रेखा के लिए सर्जरी से पहले अंग लंबाई और विकास प्लेट माप लेना चाहिए। आगे जैविक तंत्र को स्पष्ट करने के लिए या किसी उपचार की प्रभावकारीता का परीक्षण करने के लिए, उचित नियंत्रण समूहों को डिज़ाइन और अप्रभावित अंगों और अंगों में शामिल किया जाना चाहिए जो सर्जरी कर रहे थे लेकिन अनुपचारित छोड़ दिया गया है।

बायोमैटिरियल्स का भी इस विकास प्लेट चोट मॉडल में परीक्षण किया जा सकता है। एक उदाहरण के रूप में, एक चीटोसन माइक्रोगेल 1 को विकास की प्लेट की चोट वाली साइट में इंजेक्ट किया गया था, जैसा कि चरण 7.1 में वर्णित है, और इसे स्पष्ट रूप से चोट स्थल पर चित्रा 4 में देखा गया है। बाद के विश्लेषण में बायोमैटरेट के प्रभावों को मरम्मत ऊतक संरचना, अंग लंबाई, और विकास प्लेट माप पर निर्धारित करने की आवश्यकता हो सकती है, जैसा कि पहले चर्चा की गई थी।

चित्र 2
चित्रा 2. सफल ग्रोथ प्लेट विघटन और बोनी बार संरचना।
बोनी बार के गठन को माइक्रोसिट के साथ 7 दिनों की चोट के बाद देखा जाता है और एल्शियन ब्लू हेमटॉक्सिलीन (एबीएच) धुंधला होने से इसकी पुष्टि होती है। बोनी बार पूरी तरह से 28 दिनों की चोट से पूरी तरह परिपक्व है, जैसा कि माइक्रोसीटी और एबीएच धुंधला के साथ देखा गया है। इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें


चित्रा 3. गलत ड्रिलिंग के संभावित परिणाम
ए)
टिबिया के माध्यम से बहुत दूर ड्रिलिंग, सांप की सतह को बाधित कर सकती है, जो चिकित्सा प्रक्रिया को जटिल बनाता है और इसमें अनिर्णायक परिणाम हो सकते हैं। बी) ड्रिल का गलत एंजुलेंस गैर-केंद्रीय विकास प्लेट की चोट के कारण हो सकता है। इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें

चित्रा 4
चित्रा 4 चित्रा 4. एक बायोमेटेरल के साथ ग्रोथ प्लेट इंजेरी के उपचार
ABH धुंधला घायल वृद्धि प्लेट में chitosan microgel दिखाता है

मीट्रिक 1 भागो 2 भागो 3 भागो पी-मूल्य
पूरे विकास प्लेट के भीतर बोन वॉल्यूम अंश 9.76 +/- 3.81% 10.52 +/- 4.06% 11.93 +/- 2.04% 0.5493
मरम्मत ऊतक क्षेत्र के भीतर बोन वॉल्यूम अंश 41.5 +/- 8.33% 46.08 +/- 10.12% 46.77 +/- 8.14% 0.5128

तालिका 1. बोन वॉल्यूम अंश डेटा
तीन स्वतंत्र रनों से अनुपचारित चूहों पर 28 दिनों के बाद की चोटों पर माइक्रो सीटी चित्रों से डेटा था।

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Discussion

एक विकास प्लेट चोट जानवर मॉडल इस चोट के जैविक तंत्र की हमारी समझ को बढ़ाता है, इस प्रकार संभवतया विकास प्लेट चोटों से पीड़ित बच्चों के लिए अधिक प्रभावी चिकित्सीय हस्तक्षेप की ओर अग्रसर होता है। सफलतापूर्वक एक बोनी पट्टी बनाने के लिए और इस काम में पेश मॉडल का उपयोग करके विवो में अपनी संरचना का अध्ययन करने के लिए, सांद्रिक उपास्थि को बाधित किए बिना, एक पर्याप्त गहराई में ड्रिलिंग द्वारा विकास प्लेट को बाधित करने के लिए महत्वपूर्ण है। जानवरों के बीच शल्य क्रियान्वयन में भिन्नता और, कम हद तक, संरचनात्मक मार्करों में भिन्नता से समस्याग्रस्त परिणाम हो सकते हैं। हम जीवित पशु अध्ययनों की प्रक्रिया को करने से पहले सफल विकास प्लेट की चोटों को सुनिश्चित करने के लिए शव-संबंधी जानवरों के ऊपर उल्लिखित प्रक्रियाओं का अभ्यास करने की सलाह देते हैं। जबकि शवविकसित जानवरों में ऊतक की लचीलापन की कमी होती है और खून नहीं आने पर, वृक्ष प्लेट की चोट प्रक्रिया और इन जानवरों पर शारीरिक संरचनाएं जीवित जानवरों के समान होंगी। furtहेमोरेर, शवविकिकारक टिबियल ग्रोथ प्लेट को आसानी से विच्छेदित किया जा सकता है, क्योंकि एपिफेसिस प्रकाश शक्ति के आवेदन के माध्यम से मेटाफ़ाइज से अलग करता है, और ड्रिल छेद का स्थान देखा जा सकता है। इमेजिंग की आवश्यकता के बिना, यह त्वरित विश्लेषण तकनीक संशोधनों के लिए उचित ड्रिल की गहराई और शव-संबंधी जानवरों पर एंजोलोजी सीखने की अनुमति देता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि विकास प्लेट की चोट के अन्य पशु मॉडल मौजूद हैं। एक समान ट्रांसफ़ेसियल दोष माउस में किया गया है और उसे बोनी बार 20 गठन किया गया है। इसके छोटे आकार के बावजूद, यह बोनी बार गठन में शामिल तंत्र का अध्ययन करने के लिए भी इस्तेमाल किया जा सकता है। कोलमैन एट अल विकास प्लेट की चोट के एक और वैध चूहा मॉडल पर रिपोर्ट किया गया, जहां सांद्रिक उपास्थि 21 के माध्यम से ड्रिलिंग के द्वारा डिस्टील फिरुम में एक केंद्रीय ट्रांसफ़ेसियल दोष बनाया गया था। इस दृष्टिकोण में भी एक बोनी पट्टी और अंग लंबाई असमानताओं के गठन के लिए नेतृत्व, के रूप मेंमॉडल यहाँ प्रस्तुत किया विकास प्लेट की चोट और उपचार के अन्य जानवरों के मॉडल में 22 खरगोश, 23 सुअर, और भेड़ 24 शामिल हैं । जबकि बड़े जानवरों की चोट के मॉडल नैदानिक ​​चोटों का अधिक बारीकी से प्रतिनिधित्व कर सकते हैं, चूहे मॉडल फिजल चोटों के जैविक तंत्र पर अनुसंधान के लिए उपयोगी है। उदाहरण के लिए, यहां प्रस्तुत चूहा मॉडल का उपयोग फासील चोट के आणविक तंत्र और 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 की बोनी बार गठन प्रक्रिया की जांच के लिए बड़े पैमाने पर किया गया है। इसके अलावा, चूहे मॉडल का उपयोग बड़े पशु मॉडलों में जाने से पहले विभिन्न फिसे उपचारों के लिए किया जा सकता है। हालांकि, विकास प्लेट की चोट के इस चूहा मॉडल की एक चुनौती यह है कि ड्रिलिंग हड्डी के अंदर की जाती है, माराजा को निरीक्षण करना असंभव है जहां ड्रिल छेद विकास प्लेट के भीतर स्थित है। इस प्रकार, जीवित जानवरों पर विकास प्लेट के सफल व्यवधान में सर्जरी के समय इमेजिंग तकनीकों का उपयोग करके या सर्जरी के 7 से 28 दिनों के भीतर हाली बार गठन का आकलन करके ही पुष्टि की जा सकती है। अभ्यास के साथ, बोनी बार निर्माण प्राप्त करने में सफलता का उच्च स्तर प्राप्त किया जा सकता है, लेकिन प्रारंभिक अध्ययन से कई जानवरों का परिणाम हो सकता है जो एक बोनी पट्टी के निर्माण की कमी नहीं होती है, या तो एक स्थिर विकास प्लेट या विकास की अपर्याप्त बाधा प्लेट।

इस मॉडल की एक और सीमा यह है कि ड्रिल छेद चोटें बच्चों में सामान्य विकास प्लेट चोटों का प्रतिनिधित्व नहीं करती हैं, जो आमतौर पर 25 फ्रैक्चर के कारण होती हैं। विकास प्लेट के भीतर फ्रैक्चर, सैल्टर-हैरिस वर्गीकरण प्रणाली 26 का उपयोग करके वर्गीकृत किया जा सकता है। प्रकार III और प्रकार IV विकास प्लेट फ्रैक्चर सबसे आम तौर पर पीसा की चोटों में योगदान देते हैं जो कि सीसाहाली बार गठन करने के लिए यहां प्रस्तुत विकास प्लेट की चोट के प्रकार सबसे निकट से एक प्रकार की छठी वृद्धि प्लेट की चोट से संबंधित होती है, एक दुर्लभ वर्ग की चोट जिसमें फिज को आघात या पंचर घाव से हटा दिया जाता है। हालांकि, चूंकि विकास प्लेट की चोट के बाद बोनी बार के गठन के नीचे स्थित पैथोफिज़ियोलॉजिकल तंत्र, मायावी रहते हैं, चूंकि यह मॉडल हर प्रकार की विकास प्लेट की चोटों से पीड़ित बच्चों के लिए उपन्यास उपचार विकल्प विकसित करने के लिए इस प्रक्रिया को उजागर करना महत्वपूर्ण है। यहां वर्णित विधि मज़बूती से एक बोनी पट्टी बनाता है और विवो 17 , 27 , 28 , 29 , 30 , 31 , 32 में विकास प्लेट की चोट की मरम्मत प्रक्रिया के कई पहलुओं का अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। यह भी दिखाया गया है कि इस चूहे के मॉडल में विकास प्लेट के बाद कम टिबाल विकास में परिणाम होता हैजूरी 13 , जो उपन्यास उपचार विकल्पों का परीक्षण करने के लिए एक और अधिक रोचक पशु मॉडल बनाता है जो विकास प्लेट पुनर्जनन और हड्डी बढ़ाव की संभावित बहाली का कारण बनता है।

अंत में, इस पत्र में वृहद पट्टी के गठन और विवो में विकास प्लेट की चोटों के संभावित उपचार की जांच के लिए एक विकास प्लेट चोट मॉडल बनाने के तरीकों का विवरण दिया गया है। यह चूहा मॉडल अपेक्षाकृत सस्ती और त्वरित अध्ययन की अनुमति देता है, यह देखते हुए कि विकास प्लेट की चोट के 28 दिनों के बाद एक बोनी पट्टी पूरी तरह से परिपक्व हो जाती है। विवो में बोनी बार के गठन के आणविक तंत्र की हमारी समझ विकसित करने के अलावा, इस मॉडल का उपयोग बायोमैटिरियल्स का परीक्षण करने के लिए किया जा सकता है जो बोनी बार के गठन को रोकते हैं और विकास प्लेट उपास्थि पुनर्जनन को प्रोत्साहित करते हैं।

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Disclosures

लेखकों के पास खुलासे के लिए कुछ भी नहीं है।

Acknowledgements

लेखकों ने नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ गठिया और मस्कुकोस्केलेटल और नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हैल्थ (एनआईएच) के त्वचा रोगों के पुरस्कार नंबर R03AR068087, कोलोराडो स्कूल ऑफ मेडिसिन के शैक्षणिक संवर्धन निधि और रीजेरेटिव मेडिसिन के लिए गेट्स सेंटर । यह काम एनआईएच / एनसीएटीएस कोलोराडो सीटीएसए ग्रांट संख्या उल 1 टीआर 001082 द्वारा भी समर्थित था। सामग्री लेखकों की एकमात्र जिम्मेदारी है और जरूरी नहीं कि आधिकारिक एनआईएच दृश्यों का प्रतिनिधित्व करते हैं।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Scalpel handle McKesson MCK42332500
Needle holder Stoelting RS-7824
Adson tissue forceps Sklar 50-3048
Iris Scissors Sklar 47-1246
Rotary Tool Dremel 7700 Variable speed rotary tool 
Keyless Rotary Tool Chuck Dremel 4486
Dental Burs Dental Burs USA FG6 Round carbide bur, ≤2mm
Steinmann pins Simpex Medical T-078
Hair clippers Wahl  5537N
3-0 PGA surutes Oasis MV-J398-V
Sterile gauze 2 x 2" Covidien 441211
Povidone Iodine McKesson 922-00801
Sterile saline Vetone 510224
10 mL luer lock syringe Becton Dickinson 309604
23 gauge needle Becton Dickinson 305145
Isopropyl alcohol pads Dynarex 1113
Isoflurane IsoFlo 30125-2
Caliper Mitutoyo 500-196-30
Carprofen Rimadyl 27180
Buprenorphine Par Pharmaceuticals Inc NDC 42023-179
Fenestrated Surgical Drape McKesson 25-517
Surgical Gloves Uline S-20204
#15 Scalpel Blade Aven 44044
9 mm wound clips Fine Science Tools 12032-09
Reflex clip applier World Precision Instruments 500345
Absorbant underpads McKesson MON 43723110
Tec 3 Iso Vaporizer  VetEquip 911103 
Germinator 500 Braintree Scientific GER 5287-120V
Warm water recirculator Kent Scientific TP-700
Absorbent Underpads Medline Industries MSC281230

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References

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