Création d’un modèle de défaut de cavité en boîte dans l’os cortical du fémora de rat

Résumé

Ici, nous présentons un protocole pour la création d’un défaut de cavité en boîte dans le tissu de diaphyse fémorale du rat. Ce modèle permet d’évaluer les performances des biomatériaux sous stress biomécanique et d’explorer les mécanismes de régénération osseuse liés à l’ostéogenèse intramembraneuse.

Résumé

De graves défauts osseux ou des fractures complexes peuvent entraîner de graves complications telles que l’absence de consolidation ou une cicatrisation osseuse insuffisante. L’ingénierie tissulaire, qui implique l’application de cellules, d’échafaudages et de cytokines, est considérée comme une solution prometteuse pour la régénération osseuse. Par conséquent, divers modèles animaux qui simulent des défauts osseux jouent un rôle crucial dans l’exploration du potentiel thérapeutique de l’ingénierie tissulaire pour la cicatrisation osseuse. Dans cette étude, nous avons établi un modèle de défaut osseux cortical en forme de boîte dans le milieu du fémur de rats, qui pourrait servir de modèle idéal pour évaluer la fonction des biomatériaux dans la promotion de la cicatrisation osseuse. Ce défaut osseux cortical en forme de boîte a été percé à l’aide d’une pièce à main orale à basse vitesse et façonné à l’aide d’une aiguille de tour. Une analyse micro-TDM postopératoire a été immédiatement effectuée pour confirmer l’établissement réussi de l’anomalie osseuse corticale de la cavité carrée. Les fémurs du côté opéré des rats ont ensuite été récoltés à plusieurs moments après la chirurgie (0 jour, 2 semaines, 4 semaines et 6 semaines). Le processus de cicatrisation de la zone défectueuse de chaque échantillon a été évalué à l’aide d’une micro-tomodensitométrie, d’une coloration à l’hématoxyline et à l’éosine (H&E) et d’une coloration au trichrome Masson. Ces résultats ont démontré un schéma de cicatrisation compatible avec une ossification intramembraneuse, la cicatrisation étant essentiellement terminée à 6 semaines. La catégorisation du processus de cicatrisation de ce modèle animal fournit une méthode in vivo efficace pour étudier de nouveaux biomatériaux et médicaments qui ciblent l’ossification intramembraneuse pendant la cicatrisation des défauts du tissu osseux.

Introduction

Les fractures et les défauts osseux résultent souvent de traumatismes, de tumeurs, d’inflammations et de malformations congénitales ^1,2. Bien que le tissu osseux chez les jeunes individus en bonne santé possède généralement des capacités de régénération robustes³, des défauts dépassant une taille critique ou des obstacles à la guérison dus à des maladies systémiques (par exemple, le diabète, l’ostéoporose et les infections) peuvent toujours entraîner des complications telles qu’une discontinuité osseuse ou une altération de la cicatrisation⁴. Pour relever ce défi....

Protocole

Toutes les procédures animales de cette étude ont été examinées et approuvées par le comité d’éthique de l’École de stomatologie de l’Ouest de la Chine de l’Université du Sichuan (WCHSIRB-D-2021-597). Des rats Sprague-Dawley (mâles, poids corporel de 300 g) ont été utilisés pour la présente étude.

1. Préparation préopératoire

1. Préparation de l’instrument
   1. Reportez-vous à la figure 1A pour les instruments chirurgicaux utilisés dans cette étude : rasoir électrique, ciseaux tissulaires, ciseaux ophtalmiques, pinces ophtalmiques, scalpel jetable, séparateur périosté, pièce à main orale à basse vitess....

Discussion

Les modèles animaux précliniques sont essentiels pour examiner la cicatrisation osseuse et l’influence des biomatériaux sur la régénération osseuse. Ce protocole illustre un modèle de défaut de la boîte fémorale-cavité reproduisant le processus de formation osseuse intramembraneuse associé à la régénération osseuse clinique. La zone du défaut a été normalisée en peropératoire à l’aide d’une sonde buccale pré-marquée. Les résultats de la micro-tomodensitométrie et de la coloration histopath.......

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
1.2 mm slow speed ball drill	Dreybird Medical Equipment Co., Ltd.	RA3-012	For preparation of box cavity defects
3.0 suture	Chengdu Shifeng Co., Ltd.	None	For suturing wounds
4% paraformaldehyde	Biosharp	BL539A	For fix the femoral specimens
Cotton balls	Haishi Hainuo Group Co.,  Ltd.	20120047	For skin sterilization and cleaning of surgical field
Cotton sticks	Lakong Medical Devices Co., Ltd.	M6500R	For skin disinfection
Dental technician grinding machine	Marathon	N3-140232	For preparation of box cavity defects
Disposable scalpel	Hangzhou Huawei Medical Supplies Co., Ltd.	20100227	For creating skin incisions as well as to sharply separate muscle tissue
Electric shaver	JASE	BM320210	Removal of hair tissue from the surgical area
Hematoxylin and Eosin Stain kit	Biosharp	C1005	For the histological analysis of the specimens
Masson’s Trichrome Stain Kit	Solarbio	G1340	For the histological analysis of the specimens
Micro CT	Scanco medical ag	µCT 45	For analyzing the healing of defects in femoral samples
Needle holder	Chengdu Shifeng Co., Ltd.	None	For suture-holding needles
Olympus Research Grade Whole Slide Scanning System VS200	Chengdu Knowledge Technology Co.	VS200	For analyzing the results of HE staining and Masson staining
Ophthalmic forceps	Chengdu Shifeng Co., Ltd.	None	For clamping skin, muscle tissue
Ophthalmic scissors	Chengdu Shifeng Co., Ltd.	None	For forming a skin incision approach
Oral low-speed handpiece	Marathon	Y221101003	For preparation of box cavity defects
Oral probe	Shanghai Sangda Medical Insurance Co., Ltd.	20000143	For measuring the diameter of defects
Periosteal separator	Chengdu Shifeng Co., Ltd.	None	For blunt separation of muscle tissue
Sprague–Dawley rats	Byrness Weil Biotech Ltd	None	For the establishment of femoral bone boxy cavitary defect
Tissue scissors	Chengdu Shifeng Co., Ltd.	None	For forming a skin incision approach