Stabilisierung einer Femurosteotomie mit einer Plattenfixation bei Ambystoma mexicanum

Zusammenfassung

Es wird ein Protokoll für die femorale Osteotomie unter Verwendung der internen Plattenfixation bei reifen Axolotln vorgestellt. Mit dem Verfahren können vergleichende Studien zur Regeneration und Frakturheilung von Gliedmaßen bei aquatischen Amphibien durchgeführt werden.

Zusammenfassung

Der Axolotl (Ambystoma mexicanum) ist ein vielversprechender Modellorganismus für die regenerative Medizin aufgrund seiner bemerkenswerten Fähigkeit, verlorene oder beschädigte Organe wie Gliedmaßen, Gehirn, Herz, Schwanz und andere zu regenerieren. Studien an Axolotln geben Aufschluss über zelluläre und molekulare Signalwege, die die Aktivierung von Vorläuferzellen und die Gewebewiederherstellung nach Verletzungen steuern. Dieses Wissen kann angewendet werden, um die Heilung von regenerationsinkompetenten Verletzungen, wie z.B. Knochenpseudarthrose, zu erleichtern. Im aktuellen Protokoll wird die Stabilisierung der Femurosteotomie mittels eines internen Plattenfixationssystems beschrieben. Das Verfahren wurde für die Anwendung bei Wassertieren (Axolotl, Ambystoma mexicanum) angepasst. Es wurden ≥20 cm lange Axolotl von der Schnauze bis zur Schwanzspitze mit vollständig verknöcherten, mausgrößengroßen, vergleichbaren Femuren verwendet, wobei besonderes Augenmerk auf die Positionierung und Fixierung der Platte sowie auf die postoperative Versorgung gelegt wurde. Diese Operationstechnik ermöglicht eine standardisierte und stabilisierte Knochenfixierung und könnte für einen direkten Vergleich mit der Regeneration von Axolotl-Gliedmaßen und analogen Studien zur Knochenheilung bei Amphibien und Säugetieren nützlich sein.

Einleitung

Der Axolotl (Ambystoma mexicanum) ist ein wichtiges Modell für die Organregeneration, einschließlich des Schwanzes, des Rückenmarks, des Gehirns, des Herzens, der Kiemen und der Gliedmaßen 1,2,3,4,5. Detaillierte Studien zur Regeneration der Axolotl-Gliedmaßen deckten Mechanismen der Zelldedifferenzierung und der Bildung eines Stammzellpools, des Blastems, an der Amputationsstelle auf. Aufgrund der Fähigkeit der Blastemzellen, alle fehlenden Gliedmaßenteile, einsch....

Protokoll

Das folgende Verfahren wurde mit Genehmigung des Magistrats Wien (GZ: MA 58-65248-2021-26) durchgeführt. 5-8 Jahre alt, ≥ 20 cm lange Axolotl (Ambystoma mexicanum) von der Schnauze bis zur Schwanzspitze (Ambystoma mexicanum) wurden für Frakturoperationen und Amputationen verwendet. Für die Operationen wurden sowohl Männer als auch Frauen eingesetzt. Axolotl wurden in der Einrichtung des Forschungsinstituts für Molekulare Pathologie gezüchtet. Schmerzen und Infektionsrisiko wurden mit geeigneten Analgetika und Antibiotika behandelt, um ein erfolgreiches Ergebnis zu gewährleisten. Die für die Studie verwendeten Reagenzien und G....

Diskussion

Die derzeit beschriebene Methode der Femurplattenfixation und Osteotomie ermöglicht die Anwendung bei Wassertieren, wie z.B. Ambystoma mexicanum (Axolotl). Diese chirurgische Methode wurde kürzlich verwendet, um die Frakturheilung und Regeneration der Gliedmaßen bei Axolotln mit der Frakturheilung bei Mäusen^{zu vergleichen 9}. Wie bei Mäusen kann eine 4-Loch-Fixatorplatte mit selbstbrechenden Schrauben am Knochen befestigt werden, und mit einer Gigly-S.......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
0.66 mm Gigly wire saw	RISystem	RIS.590.120
7.0 Optilene suture	Braun	C3090538
Benzocaine	Sigma-Aldrich	E1501	dilute to 0.03%  prior to using
Butorphanol (Butomidor 10 mg/mL)	Richter Pharma AG	-	dilute to 0.5 mg/L  prior to using
Drill bit 0.30 mm	RISystem	RIS.590.200
Dumont #5 Forceps - Standard/Inox	Fine Science Tools	11251-20
Hand drill	RISystem	RIS.390.130	better to have at least 3 pieces
Micro CT data analyzer	Bruker, Billerica, MA, USA	SkyScan NRecon software
Micro CT specimen scanner	Bruker, Billerica, MA, USA	SkyScan 1172
Moria MC31b Iris forceps - smooth, curved, 10 cm	Fine Science Tools	11373-12FST	2 pieces
MouseFix Drill-&Saw guide 1.75 mm, rigid	RISystem	RIS.301.102
MouseFix plate 4 hole, rigid	RISystem	RIS.401.110
MouseFix screw, L =2.00 mm	RISystem	RIS.401.100	need 4 per bone
Narrow Pattern Forceps	VWR	FSCI11002-12
penicillin/streptomycin	Gibco	15140-122
Ring forceps	Fine Science Tools	11103-09
scalpel #15	B Braun, Thermo Fischer Scientific	5518032
Square box wrench 0.50 mm	RISystem	RIS.590.111
Sterile bone wax, 2.5 g	Ethicon, Johnson & Johnson	W810
Student Fine Scissors - Straight/11.5cm	Fine Science Tools	91460-11