This work was supported by the AO foundation (S-08-42G) and RISystem AG.
We would like to extend a very big &#34;thank you!&#34; to Stephan Zeiter&#39;s team at the AO Research Institute Davos, Switzerland for being so accommodating in allowing us to use their OR facilities for the filming of this surgical procedure.

Les soins et les protocoles expérimentaux ont été suivies conformément aux directives du NIH et approuvés par le Centre médical de l&#39;établissement de soins et d&#39;utilisation des animaux Comité Beth Israel Deaconess, Boston, MA. (Numéro de protocole: 098-2009) 1 Préparation du matériel et les instruments chirurgicaux <ol><li> Stériliser tous les matériaux et instruments chirurgicaux utilisés pour effectuer une intervention chirurgicale avant de l&#39;utiliser. Emballez les matériaux nécessaires, avec ou sans plateau de l&#39;instrument, à l&#39;intérieur d&#39;un chiffon papier plié ou enroulé et sceller avec du ruban autoclave pour la stérilisation à la vapeur. La température de l&#39;autoclave devrait être à 125-135 ° C pendant 20-25 min de temps de stérilisation, puis 10-15 min de temps de séchage. </li><li> Assurez-vous que, au moment de la chirurgie, les rats sont de 200-250 g. Ceci est très important car si les rats sont plus lourdes dans la taille, puis un fixateur de taille différente doit être utilisée. Pour les rats plus lourd que 250 ga plus grande version du système de fixateur externe doit être utilisé. </li> &lt;/ Ol&gt; 2. intervention chirurgicale et l&#39;application de la fixateur externe <ol><li> Achetez Sprague-Dawley (ou de toute autre souche) rats (mâles ou femelles, 200-250 g) de tout fournisseur d&#39;animaux certifiés. Suivez les soins appropriés chez l&#39;animal et des protocoles expérimentaux, conformément aux directives nationales, qui est approuvé par le Comité institutionnel de protection et d&#39;utilisation des animaux de l&#39;enquêteur. Prévoir un minimum de période d&#39;acclimatation de 48 heures avant l&#39;intervention. </li><li> Pour la chirurgie, le transport du rat dans une chambre de procédure chirurgicale spécifique. </li><li> Anesthésier le rat avec de l&#39;isoflurane d&#39;abord par la chambre de l&#39;induction, puis continuer avec masque relié à un appareil d&#39;anesthésie à un taux de 1,5-2% en 1-1,5 L de O 2 / min. Au début de la chirurgie assurez-vous que l&#39;animal est sous anesthésie profonde. Pour ce faire, utilisez la pédale technique de réflexe par étendre la branche et pincer la bande entre les orteils avec les doigts (pas le bout lui-même!). L&#39;animal n&#39;est pas sufficiently anesthésié si le membre est retiré, contraction musculaire se produit ou si l&#39;animal fait du bruit. </li><li> Après que le rat sous anesthésie générale est profond pour la chirurgie, injecter l&#39;antibiotique (la céfazoline, 20 mg / kg) et la buprénorphine analgésique (dose de 0,08 mg / kg) par voie intramusculaire dans la cuisse droite. Afin d&#39;éviter des pertes importantes de fluide au cours de la chirurgie administrer une solution saline chaude stérile par voie sous cutanée à 5.3% du poids corporel avant la chirurgie, et si c&#39;est nécessaire, à la fin. Appliquer une pommade oculaire stérile pour les yeux pour les garder hydraté pour éviter les blessures de la cornée. </li><li> Après les injections de drogue, de se raser et nettoyer toute la patte arrière droite du rat avec chlorohezadine ou autre solution de désinfection et de transférer l&#39;animal à la table d&#39;opération. (Sur la jambe opérée doit être le même que celui qui a été injectée.) </li><li> Placer l&#39;animal sur une surface chauffée à la position couchée (figure 1A). Assurez-vous que le masque reste sur le nez et la bouche à l&#39;arrièreer le transfert à la table d&#39;opération, et de maintenir le régime d&#39;anesthésie mentionné dans 2.3). Drapé le domaine de la chirurgie d&#39;un drap stérile fenêtrée de sorte que seule la jambe destinés à la chirurgie est exposée. </li><li> Faire une incision d&#39;environ 3 à 4 cm de la (figure 1B) à travers la peau en cours d&#39;exécution sur craniolateral la surface du fémur droit du grand trochanter à la région sus-condylienne du genou à l&#39;aide d&#39;un scalpel (Figure 1C). Exposer le corps du fémur par dissection douce séparant le fascia lata, et faire en sorte que le tissu musculaire n&#39;est pas coupé. Après cela, séparer les deux les lateralis vastus M. et M. biceps et soulevez le M. tenseur du fascia lata pour exposer toute la longueur du fémur (faire en sorte que le nerf sciatique est préservée; figure 1D). </li><li> Dans la zone prévue de l&#39;ostéotomie, de préparer le fémur le long de la zone à mi-chemin de la diaphyse en relâchant le tissu musculaire environnant à partir de la femur. Tout d&#39;abord, commencer par mettre l&#39;ascenseur Henahan perpendiculaire à la surface exposée du fémur, puis à l&#39;aide d&#39;un scalpel, relâcher le muscle dans la zone adjacente. <ol><li> Continuer en avançant vers l&#39;avant et faire le tour du fémur, en restant à proximité de la surface de l&#39;os, jusqu&#39;à ce que tout le tissu musculaire environnant est libéré de toute la section médiane de l&#39;os (où le défaut est créé), et le tissu musculaire est complètement nettoyé à partir de l&#39;os. Tout en faisant cela, il est très important de rester près de la surface de l&#39;os pour éviter de couper des gros vaisseaux. </li></ol></li><li> Pour un grand défaut de 5 mm de l&#39;os, la boucle 2 morceaux de fil Gigli scie (0,22 mm) autour de l&#39;os dans l&#39;orientation médio-latéral (figure 1E, F). Après le bouclage de la scie à fil, la position d&#39;un seul tenant sur le côté distal du fémur, à proximité de l&#39;articulation du genou, et une deuxième pièce sur le côté proximal à proximité de l&#39;articulation de la hanche. Fixer le fil scie de Gigli pièces de chaque côté en utilisant S-forme dissection courbe et Ligatpince ure, de sorte qu&#39;il reste dans l&#39;endroit prévu. Si une seule ostéotomie de coupe est prévu, puis utiliser un seul morceau de scie à fil. </li><li> Utilisation de la plaque de fixation externe en tant que matrice afin de déterminer la position exacte de l&#39;implant. La position du fixateur externe doit être aussi proche que possible du centre du fémur. <ol><li> Placer la plaque de fixation externe sur la face antéro-externe de l&#39;os. Ce résultat est obtenu en faisant tourner de l&#39;extérieur du fémur. Dans cette position, la couche de tissu mou est à son plus mince, ce qui évite une tension excessive du tissu mou sous la plaque de fixateur après que la plaie est fermée. </li><li> Ensuite, soulever légèrement la plaque de fixateur externe de la surface de l&#39;os afin de s&#39;assurer que les trous de la plaque sont centrées sur la surface de l&#39;os. Tenez le fixateur externe avec une petite pince pour elle de rester parallèle à l&#39;axe longitudinal de l&#39;os, puis utiliser un outil électrique ou une perceuse à main pour pré-percer le premier trou sur le côté du fémur avec le 0.79Trépan de forage mm. Avant d&#39;avancer vers l&#39;avant, assurez-vous que la pointe de la mèche est toujours centrée sur la surface de l&#39;os. </li><li> Si la pointe du foret ne cesse de glisser, utilisez le 1,00 mm contre platine (Figure 8F) pour centrer la position du premier trou. Le compteur lest doit être utilisé pour positionner toutes les broches de montage restants. Cela permettra d&#39;assurer un parfait alignement des trous de forage et la plaque de fixateur par rapport à la surface de l&#39;os. </li></ol></li></ol> 3. externe fixateur Implantation Méthode Utiliser le guide de scie <ol><li> Assurez-vous que la plaque du fixateur externe n&#39;est pas monté à l&#39;envers avant de clipper sur le guide de scie. Déterminer en comparant la taille des trous de la plaque. Le bon côté est avec le diamètre de la plus grande trou vers le haut. Si la différence entre la taille des trous dans le fixateur n&#39;est pas apparent, en utilisant la contre-platine. <ol><li> Insérer la pointe de la contre-platine dans l&#39;un des trous surla plaque de fixateur, si la contre-platine s&#39;intègre facilement dans le trou, alors c&#39;est la tête du fixateur, cependant, si la pointe de la contre-platine n&#39;entre pas alors c&#39;est un côté inférieur du fixateur, et doit être retourné pour l&#39;implantation en conséquence. (Important:.. Assurez-vous de percer perpendiculaire à l&#39;axe longitudinal de l&#39;os ce qui garantira une parfaite orientation du fixateur à la surface de l&#39;os La direction du premier trou de forage détermine l&#39;orientation finale du fixateur sur l&#39;os Rappelez-vous le les broches de fixation sont de la même longueur, et si le fixateur n&#39;est pas parallèle à l&#39;axe longitudinal de l&#39;os, la distance entre le fixateur et l&#39;os varient beaucoup trop et peuvent empêcher la capacité de chacun des quatre axes de montage de pénétrer dans les deux corticales). </li><li> Après l&#39;orientation est confirmée, couper la plaque sur le guide de scie (Figure 2A, B), puis extraire l&#39;unité sur l&#39;os de sorte que le premier avant-trouest aligné avec le premier trou de la plaque (figure 2C). Utilisez la clé 0,70 mm de boîte carrée insérée dans la perceuse à main pour entraîner le premier axe de montage dans le trou. Faire cela va permettre un positionnement reproductible pour les broches de montage restantes. </li><li> Après la première tige de montage est en place, puis percer le trou le plus éloigné du premier axe de montage sur le côté distal, et entraîner le second axe de montage dans le trou. L&#39;ordre d&#39;implantation des deux broches de montage moyen n&#39;est pas important. </li></ol></li></ol> 4. fixateur externe Implantation Méthode Sans le Guide de scie: L&#39;application du fixateur externe peut aussi être réalisé sans utiliser le guide de la scie. Les étapes à partir de l&#39;implantation de fixateur externe sont les mêmes jusqu&#39;à ce que l&#39;unité avec le guide de la scie est clipsé sur l&#39;os (étape 3.1). Si le guide de scie n&#39;est pas utilisée, il est très important de garder la plaque de fixateur dans le bon sens au coursl&#39;ensemble de la procédure d&#39;application. Le fémur doit être tourné à l&#39;extérieur dans le sens antéro-externe. <ol><li> Maintenir la plaque de fixation externe avec une petite pince en forme de S ou de dissection courbée et une pince de ligature de sorte qu&#39;elle est parallèle à l&#39;axe longitudinal de l&#39;os (figure 3A). L&#39;application de la première tige de montage permettra de déterminer l&#39;alignement du fixateur, par conséquent, la rotation de l&#39;os doit être maintenue jusqu&#39;à ce que la première broche est insérée (figure 3B). Après la première broche est en place, à utiliser avec précaution les pinces pour maintenir la plaque de fixateur qui agit comme un guide de perçage. </li><li> Insérez le foret dans le second trou - c&#39;est le trou le plus distal par rapport à l&#39;écart de l&#39;ostéotomie prévu (figure 3C). Avant de percer, assurez-vous que le deuxième trou a la même orientation que le premier trou; assurez-vous aussi que, après le forage est terminé, les deux corticales sont pénétrés. </li><li> Insérez le bo carré 0,70 mmx clé pour la perceuse à main, puis insérez la broche de montage dans la pointe. Insérez délicatement dans la plaque du fixateur externe sans perdre l&#39;alignement de la première avant-trou. </li><li> Dès que la pointe est en contact avec l&#39;os, commencer à tourner la clé sous charge axiale continue appliquée à l&#39;extrémité proximale de la perceuse à main. Après environ 5 tours complets, assurez-vous que le fil à l&#39;extrémité proximale de la tige de montage attrape le corps de la plaque de fixation externe. Ce thread verrouille le système. Arrêter de tourner lorsque l&#39;extrémité du fil de l&#39;os à proximité de la surface supérieure de l&#39;os (Figure 3D). </li><li> Après les broches sur le côté le plus distale et proximale sont en place pour percer les deux trous du milieu restants. L&#39;ordre d&#39;implantation des deux pins du milieu n&#39;est pas important (figures 3C). </li><li> Après le fixateur externe est en place, utilisez le 0,22 mm fil scie de Gigli dirigée par le guide de scie pour faire le défaut segmentaire (Figure 4A). Si cette dernière méthode est choisie, le guide de la scie est coupé avant de faire un défaut. <ol><li> Pour ce faire, passer un fil Gigli 0,22 mm vu à travers les 2 encoches sous le fémur (figure 5A) pour créer un 5 mm défaut segmentaire par un mouvement de va-et-vient (figure 5B) en utilisant une irrigation suffisante (utilisation 5 ml seringue pour distribuer une solution saline à le temps de la création de défauts). Pour éviter d&#39;endommager les tissus mous, couper le fil scie près de l&#39;os sur un côté après avoir terminé l&#39;ostéotomie. Retirez le guide de scie (figure 4B). </li></ol></li><li> Après le défaut ou ostéotomie est créé, retirez le guide de scie et fermer la plaie en couches, le muscle premier (figure 4C), puis la peau (figure 4D). Avant la plaie est fermée, traiter le défaut comme prévu dans le protocole de l&#39;étude. Fermez la couche musculaire et le fascia lata utilisant Ethibond vicryl 4-0, et la peau à l&#39;aide Ethicon Monocryl 3-0 sAVENIR. Évitez de faire glisser matériel de suture sur des surfaces non stériles tandis que la suture des plaies. Remarque: Pour éviter blessure mordre, la suture ne doit pas s&#39;arrêter distale de l&#39;implant inférieur. De même, la colle de peau peut être utilisée à la place d&#39;une suture. </li><li> Sur les trois premiers jours postopératoires, donner l&#39;analgésique rat toutes les 12 heures et l&#39;antibiotique chaque 24 heures. Bien sûr, le régime post-opératoire des médicaments varie en fonction de la marque et la marque des médicaments utilisés par chaque chercheur (se référer aux instructions de la spécification de la drogue). </li><li> De surveiller les animaux fréquemment après la procédure afin de s&#39;assurer qu&#39;ils se remettent de l&#39;anesthésie et alors seulement leur retour à l&#39;établissement d&#39;hébergement. Fournir des logements solitaire pour les premiers jours après la chirurgie pour s&#39;assurer qu&#39;il n&#39;y a pas de complications. </li><li> Surveillance de l&#39;eau, la prise alimentaire et le poids corporel après la chirurgie pour s&#39;assurer que l&#39;animal n&#39;est pas en souffrance et la détresse. Si l&#39;animal montre un niveau d&#39;activité a diminué, difficulté à se déplacer (de l&#39;échec des implants possible), ataxiun, poils gras hirsute, porphyrine coloration autour des yeux et des narines, une posture voûtée, détresse respiratoire, réduction de l&#39;apport alimentaire et de l&#39;eau, etc consulter un vétérinaire. </li></ol> 5 Changement de fixateur externe rigidité in vivo <ol><li> Si le protocole de l&#39;étude nécessite le changement de la rigidité de fixateur pendant le processus de guérison in vivo ce qui est obtenu en changeant les éléments de connexion sécurisée avec les vis de verrouillage spéciaux avec 0,5 mm boîte carrée de la clé attachée à la perceuse à main. Pour cette procédure, anesthésier le rat (voir le 2.3 dans le protocole) et donner l&#39;analgésie (reportez-vous à la 2.4 dans le protocole) une seule fois au moment de la procédure (figure 6A). <ol><li> Endormir le rat, puis insérez la pointe de la clé 0,50 mm de boîte carrée dans la vis de verrouillage fixé sur le côté du fixateur assemblé, et commencer à bien dans le sens antihoraire jusqu&#39;à ce que la broche est à mi-chemin (Figure 6B </strong&gt;). Après cette partie est terminée, répéter la procédure pour le second axe qui se trouve sur le même côté de la plaque de fixation externe (Figure 6C). </li><li> Lorsque les deux broches sur le même côté sont à moitié chemin, utiliser une pince ou une pince pour retirer l&#39;élément de connexion sur le côté opposé avec un mouvement doux (Figure 6D). L&#39;élément de liaison doit se détacher facilement, si elle n&#39;a pas, puis faire un couple supplémentaire de tours sur les deux vis de verrouillage pour s&#39;assurer que la pointe de la vis de verrouillage n&#39;est pas ancrée dans l&#39;élément de connexion. </li><li> Après l&#39;élément de connexion est supprimée, faites glisser l&#39;élément de connexion souhaité de rigidité à la place du enlevé un (figure 6E), et de l&#39;autre côté à l&#39;aide de la clé de boîte carrée commencer à tourner jusqu&#39;à la vis de verrouillage est à mi-chemin sur le côté opposé (Figure 6F). Répétez la même procédure pour la deuxième vis de verrouillage (figure 6G). Important: eest exigera de passer à l&#39;autre côté de la plaque pour s&#39;assurer que les deux vis de verrouillage sont à mi-chemin sur le côté où l&#39;élément de connexion a été remplacé (figure 6H, I). </li><li> Après cette partie est terminée avec succès, retirez le deuxième élément de liaison (Figure 6J) et le remplacer par le même élément de liaison de rigidité que celui remplacé sur le côté opposé (Figure 6K). Après le second élément de connexion est en place, commencer à conduire la vis de verrouillage jusqu&#39;à ce que l&#39;extrémité de la vis de verrouillage sort de la face opposée de la plaque, et la pointe de la vis de verrouillage est sorti de la même quantité de chaque côté (figure 6L). Répétez la même procédure pour la deuxième vis de verrouillage (Figure 6 M, N). Cette procédure prend environ 15 minutes à compléter. </li></ol></li></ol>

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B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+percutaneous+gene+delivery+to+enhance+healing+of+segmental+bone+defects.">Direct percutaneous gene delivery to enhance healing of segmental bone defects.</a> J Bone Joint Surg Am. 88, 355-365 (2006).</li><li>Cullinane, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+of+a+neoarthrosis+by+precisely+controlled+motion+in+an+experimental+mid-femoral+defect.">Induction of a neoarthrosis by precisely controlled motion in an experimental mid-femoral defect.</a> J Orthop Res. 20, 579-586 (2002).</li><li>Dickson, G. R., Geddis, C., Fazzalari, N., Marsh, D., Parkinson, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microcomputed+tomography+imaging+in+a+rat+model+of+delayed+union/non-union+fracture.">Microcomputed tomography imaging in a rat model of delayed union/non-union fracture.</a> J Orthop Res. 26, 729-736 (2008).</li><li>Jager, M., Sager, M., Lensing-Hohn, S., Krauspe, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+critical+size+bony+defect+in+a+small+animal+for+bone+healing+studies+(II):+implant+evolution+and+surgical+technique+on+a+rat's+femur.">The critical size bony defect in a small animal for bone healing studies (II): implant evolution and surgical technique on a rat's femur.</a> Biomed Tech (Berl). 50, 137-142 (2005).</li><li>Betz, V. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Healing+of+segmental+bone+defects+by+direct+percutaneous+gene+delivery:+effect+of+vector+dose.">Healing of segmental bone defects by direct percutaneous gene delivery: effect of vector dose.</a> Hum Gene Ther. 18, 907-915 (2007).</li><li>Glatt, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ability+of+recombinant+human+bone+morphogenetic+protein+2+to+enhance+bone+healing+in+the+presence+of+tobramycin:+evaluation+in+a+rat+segmental+defect+model.">Ability of recombinant human bone morphogenetic protein 2 to enhance bone healing in the presence of tobramycin: evaluation in a rat segmental defect model.</a> J Orthop Trauma. 23, 693-701 (2009).</li><li>Willie, B., Adkins, K., Zheng, X., Simon, U., Claes, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+characterization+of+external+fixator+stiffness+for+a+rat+femoral+fracture+model.">Mechanical characterization of external fixator stiffness for a rat femoral fracture model.</a> J Orthop Res. 27, 687-693 (2009).</li><li>Hess, T., Hopf, T., Fritsch, E., Mittelmeier, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+biomechanical+studies+of+conventional+and+self-tapping+cortical+bone+screws.">Comparative biomechanical studies of conventional and self-tapping cortical bone screws.</a> Z Orthop Ihre Grenzgeb. 129, 278-282 (1991).</li><li>Glatt, V., Evans, C. H., Matthys, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design,+characterisation+and+in+vivo+testing+of+a+new,+adjustable+stiffness,+external+fixator+for+the+rat+femur.">Design, characterisation and in vivo testing of a new, adjustable stiffness, external fixator for the rat femur.</a> Eur Cell Mater. 23, 289-298 (2012).</li><li>Glatt, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+healing+of+large+segmental+defects+in+the+rat+femur+by+reverse+dynamization+in+the+presence+of+bone+morphogenetic+protein-2.">Improved healing of large segmental defects in the rat femur by reverse dynamization in the presence of bone morphogenetic protein-2.</a> J Bone Joint Surg Am. 94, 2063-2073 (2012).</li></ol>

L&#39;auteur Romano Matthys est un employé de RISystem AG Davos, en Suisse qui produit les implants, instruments spécifiques implants et consommables utilisés dans cet article. L&#39;auteur Vaida Glatt n&#39;a pas d&#39;intérêts financiers concurrents.

The most critical steps of a surgical procedure to create a large bone defect are: 1) choosing the appropriate body weight of the rat to match the size of the external fixator; 2) maintaining a sterile environment during the procedure; and 3) following the surgical procedure protocol.
The main goals of this study were to design, manufacture and characterize a new, variable stiffness external fixator for the rat femoral large defect model, and to use this fixator in determining the interplay be...

Un certain nombre d&#39;études ont permis de mieux comprendre les mécanismes biologiques impliqués dans la réparation des tissus osseux 1-6. Les effets des conditions mécaniques sur la réparation osseuse tels que axiale, cisaillement et des mouvements interfragmentaires (MFI) ont été largement étudiés 7-15. Au cours des dernières années, de plus en plus d&#39;études ont commencé à émerger décrivant l&#39;influence de l&#39;environnement mécanique sur la cicatrisation osseuse en utilisant une fracture, une ostéotomie et une grande perte de substance osseuse segmentaire dans des modèles in vivo. Par conséquent, les méthodes de fixation fiables sont nécessaires pour obtenir des résultats reproductibles et fiables étude. L&#39;environnement mécanique autour de la fracture de guérison est très importante car elle détermine la façon dont la fracture va guérir. Ainsi, le choix du dispositif de fixation est très important et doit être soigneusement choisie en fonction de la conception de l&#39;étude, ainsi que d&#39;autres facteurs tels que la taille de l&#39;espace et du type de fracture. Les propriétés mécaniques du dispositif de fixation d&#39;unre encore plus important lorsque l&#39;on étudie la cicatrisation osseuse de grands défauts osseux pour établir une fixation qui ne fournit pas seulement une dimension de l&#39;intervalle constant tout au long de la période d&#39;essai de charge complète, mais également un environnement idéal pour la mécanique de l&#39;os de la guérison. Les fixateurs externes sont couramment utilisés dans les fractures et les grands modèles expérimentaux de guérison des défauts osseux car elles ont un avantage sur d&#39;autres dispositifs de fixation. Le principal avantage de fixateurs externes sont qu&#39;ils permettent la modification de l&#39;environnement mécanique au niveau du site du défaut in vivo sans une intervention secondaire qui peut être obtenue en changeant ou en ajustant la barre de la stabilité de l&#39;appareil au cours de l&#39;expérience, comme l&#39; cicatrisation osseuse progresse. En outre, elle permet l&#39;application de la stimulation mécanique locale spécifique pour améliorer la réparation de l&#39;os, et fournit aussi la possibilité de mesurer la rigidité d&#39;un tissu de cal in vivo. Néanmoins, les dispositifs ont aussi quelques inconvénientsqui comprennent: irritation des tissus mous, les infections et la broche rupture. Malheureusement, ces implants ne sont pas disponibles «sur étagère» au moment de l&#39;élaboration de l&#39;implant, et les enquêteurs ont été contraints de concevoir sur mesure leurs propres fixateurs pour une utilisation prévue. Par conséquent, une contrainte de la recherche dans ce domaine est le manque de contrôle expérimental sur l&#39;environnement mécanique locale dans un grand défaut segmentaire ainsi que ostéotomies car il guérit. Les caractéristiques mécaniques d&#39;un fixateur externe sont définis par, et peuvent être modulées par un grand nombre de variables qui comprennent: la distance entre les broches, diamètre de la tige, Matériau de l&#39;axe, le nombre de broches, fixateur longueur de la barre, numéro de barre de fixateur, matériau fixateur de la barre, l&#39;épaisseur de la barre de fixateur et la distance entre la surface de l&#39;os de la barre de fixateur (offset). Étonnamment, seulement un manque d&#39;études pourrait être trouvée qui ont étudié les contributions mécaniques des composants individuelsde fixateurs ou des configurations de châssis entiers utilisés dans les études sur les rongeurs 16,18,28. Par exemple, les résultats d&#39;une seule étude ont montré que l&#39;un des principaux facteurs contribuant à la détermination de la rigidité totale de la construction de fixation a été dominée par la flexibilité des broches par rapport à leurs offset, diamètre et les propriétés des matériaux 28. Les résultats des études ci-dessus montrent clairement que la connaissance de l&#39;environnement mécanique fournie par le dispositif de fixation est très important, mais, dans de nombreux cas n&#39;est pas étudié en détail. Cet article présente l&#39;implantation conception, les spécifications, et in vivo d&#39;un fixateur externe qui résout ce problème. Ce fixateur permet également la modulation de l&#39;environnement mécanique cicatrisation progresse, une propriété qui permet l&#39;étude de la mécano-sensibilité de différentes étapes du processus de cicatrisation in vivo. En outre, ainsi que l&#39;imposition d&#39;une mécanique locale contrôlée et reproductibleal environnement, son accessibilité permet également pour la modulation de ce milieu à différents stades de la cicatrisation osseuse. Le fixateur nous avons conçu a été basée sur la fixation externe, qui est largement utilisé pour la fixation des fractures 16-21 et les grands modèles de défauts dans les animaux de laboratoire 22-27. La différence entre notre fixateur externe et les autres modèles existants dans la littérature est que leur barre de stabilité est fixé avec des vis à avoir une mainmise de broches de Kirschner (K-fils). Ce type de conception nécessite des vis à resserrer toutes les deux semaines (parfois même hebdomadaire) pour s&#39;assurer que la distance du décalage est maintenu que le chargement est appliqué par roulement de poids pour empêcher le relâchement de la barre de stabilité. Si tel relâchement se produit, il permet des conditions de chargement supplémentaires indésirables tels que angulaire, transversale et les mouvements de cisaillement de torsion à l&#39;os de guérison (basé sur l&#39;expérience personnelle, la communication avec researchers). Sachant cela, un fixateur externe a été conçu en tant que telle que, lorsque la rigidité du fixateur doit être changé, il serait obtenue en retirant des éléments de connexion reliés au module principal où les broches de montage sont noyés. L&#39;expérience pilote in vivo a été réalisée avec le nouveau prototype de fixateur externe pour s&#39;assurer qu&#39;il remplit toutes les exigences proposées avant d&#39;être fabriqué en grandes quantités. L&#39;objectif principal de cet article est de présenter une nouvelle méthode chirurgicale pour un fixateur externe utilisé pour les grands défauts osseux et ostéotomies chez le rat avec la possibilité de modifier la rigidité in vivo au cours du processus de guérison. Ce mode de fixation est appliquée in vivo sur le fémur de rat.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="848">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:232px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:283px;">Company</td>
			<td style="width:117px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:216px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">RatExFix simple 100%</td>
			<td>RISystem AG Davos, Switzerland</td>
			<td style="width:117px;">RIS.612.120</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">RatExFix simple 70%</td>
			<td>RISystem AG Davos, Switzerland</td>
			<td style="width:117px;">RIS.612.123</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">RatExFix simple 40%</td>
			<td>RISystem AG Davos, Switzerland</td>
			<td style="width:117px;">RIS.612.121</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">RatExFix simple 10%</td>
			<td>RISystem AG Davos, Switzerland</td>
			<td style="width:117px;">RIS.612.122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:232px;">RatExFix Connection element 100%</td>
			<td>RISystem AG Davos, Switzerland</td>
			<td style="width:117px;">RIS.612.130</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:232px;">RatExFix Connection element 70%</td>
			<td>RISystem AG Davos, Switzerland</td>
			<td style="width:117px;">RIS.612.131</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:232px;">RatExFix Connection element 40%</td>
			<td>RISystem AG Davos, Switzerland</td>
			<td style="width:117px;">RIS.612.132</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:232px;">RatExFix Connection element 10%</td>
			<td>RISystem AG Davos, Switzerland</td>
			<td style="width:117px;">RIS.612.133</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:232px;">RatExFix Main body</td>
			<td>RISystem AG Davos, Switzerland</td>
			<td style="width:117px;">RIS.611.101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:232px;">RatExFix InterlockingScrew</td>
			<td>RISystem AG Davos, Switzerland</td>
			<td style="width:117px;">RIS.412.110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">RatExFix Mounting pin 0.85 mm</td>
			<td>RISystem AG Davos, Switzerland</td>
			<td style="width:117px;">RIS.412.100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:232px;">RatExFix Saw Guide 100% 5 mm</td>
			<td>RISystem AG Davos, Switzerland</td>
			<td style="width:117px;">RIS.312.100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:232px;">Accu Pen 6V+</td>
			<td>RISystem AG Davos, Switzerland</td>
			<td style="width:117px;">RIS.390.211</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:232px;">HandDrill</td>
			<td>RISystem AG Davos, Switzerland</td>
			<td style="width:117px;">RIS.390.130</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:232px;">Drill Bit 0.79 mm</td>
			<td>RISystem AG Davos, Switzerland</td>
			<td style="width:117px;">RIS.593.203</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:232px;">Gigly wire saw 0.22 mm</td>
			<td>RISystem AG Davos, Switzerland</td>
			<td style="width:117px;">RIS.590.100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:232px;">Square box wrench 0.70 mm</td>
			<td>RISystem AG Davos, Switzerland</td>
			<td style="width:117px;">RIS.590.112</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:232px;">Square box wrench 0.50 mm</td>
			<td>RISystem AG Davos, Switzerland</td>
			<td style="width:117px;">RIS.590.111</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:232px;">Centering bit 1.00 mm</td>
			<td>RISystem AG Davos, Switzerland</td>
			<td style="width:117px;">RIS.592.205</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:232px;">Scalpel Blade handle</td>
			<td style="width:283px;">Fine Science tools</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:232px;">Scalpel Blade (Size 15)</td>
			<td style="width:283px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:232px;">Tissue Forceps</td>
			<td style="width:283px;">Fine Science tools</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:232px;">Scissors</td>
			<td style="width:283px;">Fine Science tools</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:232px;">Retractor</td>
			<td style="width:283px;">Fine Science tools</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:232px;">Needle Holder</td>
			<td style="width:283px;">Fine Science tools</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:232px;">Henahan Elevator</td>
			<td style="width:283px;">Fine Science tools</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:232px;">S-shape curved dissecting and ligature forceps&#160;</td>
			<td style="width:283px;">Fine Science tools</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td>2</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:232px;">Dressing Forceps</td>
			<td style="width:283px;">Fine Science tools</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td>2</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:232px;">Sterile Fenestrated drape</td>
			<td style="width:283px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td>for surgery</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sterile gauze</td>
			<td style="width:283px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td>for surgery</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">5 ml syringe&#160;</td>
			<td style="width:283px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td>&#160;for irrigation of defect</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">24-27G needle&#160;</td>
			<td style="width:283px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td>&#160;for irrigation of defect</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1cc Insulin syringes&#160;</td>
			<td style="width:283px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td>for drug injections</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">sterile saline&#160;</td>
			<td style="width:283px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td>for bone defect irrigation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">sterile gloves</td>
			<td style="width:283px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td>to perform surgeries</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">chlorohezadine</td>
			<td style="width:283px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td>disinfecting solution for surgical site</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Vicryl suture 4-0 with SH-1</td>
			<td style="width:283px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td>to suture muscle&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ethibond suture 3-0&#160;</td>
			<td style="width:283px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td>to suture skin</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Isofluorine</td>
			<td style="width:283px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td>for anesthesia</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Buprenorphine</td>
			<td style="width:283px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td>analgesia during and after the surgery</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cefazolin</td>
			<td style="width:283px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td>antibiotic during and after the surgery&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sprague-Dawley Rats or any other strain</td>
			<td>Charles River Laboratories International, Inc. (Wilmington, MA USA)&#160;</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

adjustable stiffness, external fixator for the rat femur osteotomy and segmental bone defect models

L&#39;environnement mécanique autour de la guérison des os cassé est très importante car elle détermine la façon dont la fracture va guérir. Au cours de la dernière décennie, il ya eu un grand intérêt clinique dans l&#39;amélioration de la cicatrisation osseuse en modifiant l&#39;environnement mécanique par la stabilité de la fixation autour de la lésion. Une contrainte de la recherche animale préclinique dans ce domaine est le manque de contrôle expérimental sur l&#39;environnement mécanique locale dans un grand défaut segmentaire ainsi que ostéotomies car ils guérissent. Dans cet article, nous présentons la conception et l&#39;utilisation d&#39;un fixateur externe pour étudier la guérison des défauts importants segmentaire osseuses ou ostéotomies. Ce dispositif permet, non seulement de la rigidité axiale contrôlée sur la lésion de la moelle qu&#39;elle guérit, mais il permet également la variation de la rigidité au cours du processus de cicatrisation in vivo. Les expériences réalisées ont montré que les fixateurs sont en mesure de maintenir un écart de défaut fémorale 5 mm chez le rat in vivo au cours de cage libreactivité pendant au moins 8 semaines. De même, nous n&#39;avons observé aucune déformation ou d&#39;infections, y compris les infections des broches au cours de la période de cicatrisation entier. Ces résultats démontrent que notre fixateur externe nouvellement développée a été en mesure de parvenir à stabiliser reproductible et normalisée, et l&#39;altération de l&#39;environnement mécanique in vivo chez le rat défauts grand osseuses et diverses ostéotomies de taille. Cela confirme que le dispositif de fixation externe est bien adapté pour des enquêtes de recherche préclinique utilisant un modèle de rat dans le domaine de la régénération osseuse et la réparation.

Les spécifications de conception Stabilisation du fémur de rat avec le système de fixation externe permet la création d&#39;ostéotomies de 0,5 à 5 mm. Le système de fixateur externe est un fixateur externe verrouillé en polyéther-éther-cétone (PEEK - [le corps]) et de titane-aluminium-niobium alliage (TAN - [les broches de montage]), qui offre un design simple, reproductible et adaptable, et est disponible en quatre raideurs différentes: 10, 40, 70 et 100% (100% étant la norme, fix...

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Adjustable Stiffness, External Fixator for the Rat Femur Osteotomy and Segmental Bone Defect Models

One constraint of preclinical research in the field of bone repair is the lack of experimental control over the local mechanical environment within a healing bone lesion. We report the design and use of an external fixator for bone repair with the ability to change fixator stiffness in vivo.

Rigidité réglable, fixateur externe pour les modèles Rat fémur ostéotomie segmentaire et défauts osseux

The mechanical environment around the healing of broken bone is very important as it determines the way the fracture will heal. Over the past decade there ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

22.4K vues.  Queensland University of Technology. One constraint of preclinical research in the field of bone repair is the lack of experimental control over the local mechanical environment within a healing bone lesion. We report the design and use of an external fixator for bone repair with the ability to change fixator stiffness in vivo.