עבודה זו מומנה על ידי R01-AR053645 מ NIAMS.

כל הנהלים אושרו על ידי טיפול קליפורניה בסן פרנסיסקו מוסדיים בעלי חיים השתמש הוועדה להתאים את הקווים המנחים הלאומיים. 1. הכנת Fixators לפני הניתוח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני יצירת שבר התייצב, צריך להרכיב את המכשיר עיצוב מותאם אישית, קיבוע חיצוני. את אישית מעוצבת חיצוניים מסגרות קיבוע מורכב משתי טבעות אלומיניום לייצב נירוסטה-3 # 0/56 מוטות הברגה, 8 # 2/56 אגוזים משושה ו -17 ברגים תואמים (חלק קטן בע&quot;מ, מיאמי אגמים, פלורידה 3). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שתי טבעות אלומיניום נדרשים לכל שבר. אל טבעת אחת להרכיב 4 # 2/56 אגוזים משושה (חלק קטן בע&quot;מ, מיאמי Lakes, FL) וברגים תואמים לתוך החורים המתאימים, אלה צריך להישאר רפוי. זו תהיה טבעת הפרוקסימלי. כדי להרכיב את הטבעת דיסטלי 3 ברגים ואומים, שוב לא להדק באופן מלא. </li></ol> 2. , הרדמה שבר הבריאה, Fixator יישום <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עכברים (גיל, מין, והגוףהמשקל נקבע על ידי המשתמש) מורדמים בזריקה intraperitoneal של 50mg/ml קטמין, 0.5 מ&quot;ג / מ&quot;ל ​​Medetomidine (0.03 מ&quot;ל / עכבר). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל סיכה עין בעיני העכברים ומניחים חתיכת סרט על הראש כדי להגן על עיניהם במהלך ההליך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעלי חיים מושם על משטח חימום עד סוף ההליך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשתק את metaphyses הפרוקסימלית ומ הדיסטלי של עצם השוק השמאלית באמצעות ארבע סיכות 0.25 מ&quot;מ חרקים עקרים (Anticorro: כלי מדע טוב, פוסטר סיטי, קליפורניה) על ידי הצמדת הסיכות לכלי Dremel וקידוח אותם דרך העצם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפינים הם ניצבים בכיוון ציר זמן של עצם השוק, ו 90 מעלות זה לזה. לפחות 10 מ&quot;מ בין הפינים הפרוקסימלית ומ דיסטלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקם את טבעת 1 מעל סיכות הפרוקסימלי עם אגוזים מול פנימה, לעבר הפינים. לאבטח את הפינים לזירה שמירה על עצם השוק ממוקם באופן מרכזי בתוך טבעת האלומיניום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקם את טבעת 2 מתחת diסיכות stal ולהבטיח את הסיכות לזירה באמצעות אגוזים משושה כמו בעבר. מוסיפים את אגוז בשילוב 4-Bolt כדי fixator דיסטלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יצירת שבר רוחבי של נקודה 3 כיפוף עם מכשיר מתאים. אנו משתמשים במערכת חומרת Bonnarens ואיינהורן 4. הנח את משטח posterolateral של עצם השוק על פני בלוקים, להעלות את המשקל לגובה שנקבע מראש לאורך הזרוע טיפה ולשחרר את המשקל כך שהוא קשר היבט anterolateral של עצם השוק לייצר שבר בוטה. גובה משקל הוא ירד מ צריך להיקבע עבור כל זן של העכבר על מנת להבטיח שבר אחד בלבד של עצם השוק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השבר הוא אושר על ידי קרני ה-X. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר אישור שבר, 3 נירוסטה # 0/56 מוטות הברגה מחוברים הטבעות. החל מסוף דיסטלי להכניס את מוט חוט אגוז על טבעת דיסטלי להבטיח את המוט. אז במילים אחרות אגוז על מוט, טבעת הפרוקסימלי תשב על גבי זה nUT. ודא כי שתי טבעות יתקיים במרחקים שווים לא מאמץ את הפינים. לאבטח את הטבעת הפרוקסימלי על מוטות עם אגוז השלישי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זריקות תת עורית של עצירות (1.0 מ&quot;ג / ק&quot;ג) על כאבים ניתנים מיד לאחר הניתוח בעלי החיים בפיקוח על כאב עצירות ניתן לפי הצורך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרדמה מתהפך על ידי מתן Atipamezole ובעלי חיים נמצאות תחת פיקוח עד שהם קשוב ambulating. </li></ol> 3. הסחת דעת osteogenesis (ראה גם: 12,13) כדי לשנות בהליך זה כדי להתאים את הסחת דעת osteogenesis היא פשוטה. טבעות מתקיימים במצב ידי מוטות הברגה, ועל ידי סיבוב אגוזים מחזיק את מוטות במקום הטבעות ניתן להעביר בנפרד. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חביון: עבור הסחת דעת osteogenesis רגיל באמצעות מודל זה את fixators ממוקמים על הטיביה לבד למשך זמן אחזור של 5 ימים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסחת דעת: osteog הסחת הדעתenesis יכול להתבצע על ידי סיבוב אגוזים על מוטות ייצוב ¼ להפוך (0.25 מ&quot;מ) מדי יום 7 ימים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התבגרות: בוני גישור הוא נצפה על ידי 10 ימים איחוד מלא הוא נצפה על ידי 27 ימים לאחר סיום הסחת דעת. </li></ol> 4. יצירת פגם בגודל קריטי כדי ליצור פגם בגודל קריטי fixators את חיצוניים חלים כפי שתואר לעיל בשינויים הבאים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני תחילת הליך העור הוא ניקה עם אתנול 70%. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Fixators חלים לחלוטין לפני יצירת פגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העכבר הוא ומניחים תחת מיקרוסקופ לנתח לדמיין את עצם השוק המדיאלי, וכן חתך (מ&quot;מ 5-7) הוא עשה עם להב # 10 על אזמל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השריר הוא transected בעדינות הפרידו לחשוף באמצע diaphysis של עצם השוק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קטע 3 מ&quot;מ של עצם מוסר מכן מאמצע שנות diaphysis באמצעות מספריים. שימוש לאהוא נקודת המספריים, העצם היא קיצצו לאט משם שברי עצמות יוסרו עם מלקחיים אם יש צורך בכך. יש להיזהר עם קצות המספריים כדי למנוע עקירת השוקה בכוח מכני גדול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבדוק את האתר כירורגית על מנת להבטיח כי אין שברים בעצמות, כמו אלה יכולים לקדם ריפוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החלף את השריר סביב הקצוות האיטיות של עצם השוק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סגירת החתך על העור עם 2-3 תפרים של חוט 6-0 Polyamine. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרדמה היא הפוכה ואת בעלי החיים בפיקוח על הכאב ניתן משככי כאבים כפי שתואר לעיל. </li></ol> 5. נציג תוצאות כשהיא מיושמת כראוי, את fixators חיצוניים לספק יותר יציבות נוקשה של שבר tibial סגור עם ירידה מעולה (איורים 1, 2). עם זאת, במקרים מסוימים הפחתת לקוי (פער ברור וגדול בין קצוות העצם או שברים מרובים להתרחש (איור 3 </strong&gt;), וכן עכברים אלה אינם נכללים ניתוחים. שברים התייצב בשיטה זו לריפוי בעיקר באמצעות התאבנות intramembranous (איור 4). לעומת זאת, אם השבר לא התייצב יבלת סחוס גדול נוצר פער שבר (איור 5), וזה הוחלף על ידי עצם תהליך של התאבנות intramembranous. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/3552/3552fig1.jpg" /> באיור 1. צילומי רנטגן הממחישות מכשיר קיבוע חיצוני המשמש לייצוב השבר השוקה. תצלום רנטגן התקבלה לאחר שבר מראה כמה קטעים עצם גם מזדהות (ראש חץ). <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/3552/3552fig2.jpg" /> איור 2. תמונה של עכבר אחרי fixator הוחל. <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/3552/3552fig3.jpg" /> איור 3. תצלום רנטגן התקבלה לאחר Fracture מראה קטעים עצם misaligned ומפוצל (ראש חץ). <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/3552/3552fig4.jpg" /> איור 4. שבר מיוצב מרפא באמצעות התאבנות intramembranous. מכתים Trichrome לשברים התייצב מראה כמה עצם חדשה (ב) במקום השבר. סרגל קנה מידה = 500 מיקרומטר. <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/3552/3552fig5.jpg" /> איור 5. אי התייצבות שבר מרפא באמצעות התאבנות endochondral. מכתים Trichrome לשברים לא התייצב מראה סחוס (ג) עצם (ב) במקום השבר. סרגל קנה מידה = 500 מיקרומטר.

<ol>
	<li>Ilizarov, G. A., Lediaev, V. I., Shitin, V. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+course+of+compact+bone+reparative+regeneration+in+distraction+osteosynthesis+under+different+conditions+of+bone+fragment+fixation+(experimental+study).">The course of compact bone reparative regeneration in distraction osteosynthesis under different conditions of bone fragment fixation (experimental study).</a> Eksperimentalnaia Khirurgiia i Anesteziologiia. 14, 3-12 (1969).</li><li>Ilizarov, G. A., Deviatov, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surgical+elongation+of+the+leg.">Surgical elongation of the leg.</a> Ortopediia Travmatologiia i Protezirovanie. 32, (1971).</li><li>Thompson, Z., Miclau, T., Hu, D., Helms, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+model+for+intramembranous+ossification+during+fracture+healing.">A model for intramembranous ossification during fracture healing.</a> J. Orthop. Res. 20, 1091-1098 (2002).</li><li>Bonnarens, F., Einhorn, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production+of+a+standard+closed+fracture+in+laboratory+animal.">Production of a standard closed fracture in laboratory animal.</a> J. Orthop. Res. 2, 97-101 (1984).</li><li>Colnot, C., Thompson, Z., Miclau, T., Werb, Z., Helms, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Altered+fracture+repair+in+the+absence+of+MMP9.">Altered fracture repair in the absence of MMP9.</a> Development. 130, 4123-4133 (2003).</li><li>Lange, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Action+of+IL-1beta+during+fracture+healing.">Action of IL-1beta during fracture healing.</a> J. Orthop. Res. 28, 778-784 (2010).</li><li>Xing, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple+roles+for+CCR2+during+fracture+healing.">Multiple roles for CCR2 during fracture healing.</a> Dis. Model Mech. 3, 451-458 (2010).</li><li>Lu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recombinant+human+bone+morphogenetic+protein-7+enhances+fracture+healing+in+an+ischemic+environment.">Recombinant human bone morphogenetic protein-7 enhances fracture healing in an ischemic environment.</a> J. Orthop. Res. , (2009).</li><li>Yu, Y. Y., Lieu, S., Lu, C., Colnot, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bone+morphogenetic+protein+2+stimulates+endochondral+ossification+by+regulating+periosteal+cell+fate+during+bone+repair.">Bone morphogenetic protein 2 stimulates endochondral ossification by regulating periosteal cell fate during bone repair.</a> Bone. 47, 65-73 (2010).</li><li>Lu, C., Miclau, T., Hu, D., Marcucio, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ischemia+leads+to+delayed+union+during+fracture+healing:+a+mouse+model.">Ischemia leads to delayed union during fracture healing: a mouse model.</a> J. Orthop. Res. 25, 51-61 (2007).</li><li>Miclau, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+delayed+stabilization+on+fracture+healing.">Effects of delayed stabilization on fracture healing.</a> J. Orthop. Res. 25, 1552-1558 (2007).</li><li>Tay, B. K., Le, A. X., Gould, S. E., Helms, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Histochemical+and+molecular+analyses+of+distraction+osteogenesis+in+a+mouse+model.">Histochemical and molecular analyses of distraction osteogenesis in a mouse model.</a> Journal of Orthopaedic Research. 16, 636-642 (1998).</li><li>Choi, P., Ogilvie, C., Thompson, Z., Miclau, T., Helms, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+and+molecular+characterization+of+a+murine+non-union+model.">Cellular and molecular characterization of a murine non-union model.</a> J. Orthop. Res. 22, 1100-1107 (2004).</li><li>Buckwalter, J. A., Marsh, E. T., J, L., Heckman, J. D., Bucholz, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Rockwood and Green's fractures in adults. , 245-271 (2001).</li><li>Garcia, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+LockingMouseNail-A+New+Implant+for+Standardized+Stable+Osteosynthesis+in+Mice.">The LockingMouseNail-A New Implant for Standardized Stable Osteosynthesis in Mice.</a> J. Surg. Res. , (2009).</li></ol>

אין לנו מה למסור.

עצמות לרפא על ידי שני שיטות שונות בהתאם יציבות מכנית (בדיקה ב: 14). כאשר עזב יציבים תבנית צורות גדולות הסחוס בפער שבר כי הוא מוחלף על ידי עצם לבנות גשר בין שני הקצוות של עצם שבורה. Proximally ו distally כדי הפסקה, עצם יוצר ישירות על ידי התאבנות intramembranous בתוך periosteum ו endosteum. לעו?...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם מגיב </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגי </td><td> תגובות </td></tr><tr><td> חרק 0.25mm סיכה </td><td> המדע פיין כלי </td><td> 26000-25 </td><td> פלדה Anodized המואפל, בקוטר 0.25mm מוט, באורך 4 ס&quot;מ </td></tr><tr><td> נירוסטה הקס אגוזים </td><td> חלקים קטנים </td><td> # 2-56 </td><td> 1/8 &quot;אורך, 56 הנושאים לאינץ&#39; </td></tr><tr><td> נירוסטה הקס אגוזים </td><td> חלקים קטנים </td><td> # 0-80 </td><td> 1/8 &quot;אורך, 80 הנושאים לאינץ&#39; </td></tr><tr><td> נירוסטה מכונת בורג </td><td> חלקים קטנים </td><td> # 0-80 </td><td> 1/8 &quot;אורך, 80 הנושאים לאינץ&#39; </td></tr><tr><td> מכונת נירוסטה גזור רוד מושחל </td><td> חלקים קטנים </td><td> # 0-80 </td><td> 6 &quot;אורך, 80 הנושאים לאינץ&#39; </td></tr><tr><td> 18-8 פלדת אל ראש פלדה מכונת Screw </td><td> מקמאסטר-קאר </td><td></td><td> אשכולות 2-56, 3/6 &quot;אורך </td></tr><tr><td> קיבוע חיצוני התקן </td><td> מכונת החנות </td><td> אישית מעוצבת </td><td></td></tr></tbody></table>

creating rigidly stabilized fractures for assessing intramembranous ossification, distraction osteogenesis, or healing of critical sized defects

הערכת דרכי תיקון השלד חיוני בפיתוח טיפולים כדי לשמש קלינית לטיפול שברים. יציבות מכונות משחק תפקיד גדול בריפוי של פציעות עצם. בתרחיש הגרוע ביותר אי יציבות מכנית עלולה להוביל בני אדם מתעכב או לא איגוד מקצועי. עם זאת, תנועה יכולה גם לעורר את תהליך הריפוי. בשברים בעלי הסחוס צורות תנועה לייצב את עצם קצוות השבר, וזה הסחוס מוחלף בהדרגה דרך השחזור של התהליך ההתפתחותי של התאבנות endochondral ידי העצם. לעומת זאת, אם שברים בעצמות הוא התייצב נוקשה העצם ישירות דרך צורות התאבנות intramembranous. מבחינה רפואית, הן התאבנות endochondral ו intramembranous מתרחשים בעת ובעונה אחת. ביעילות לשכפל את התהליך החוקרים להכניס סיכה לתוך תעלת מדולרי של עצם שבורה כפי שתואר על ידי Bonnarens 4. שיטת הניסוי מספק יציבות לרוחב מעולה תוך מתן אפשרות rotatioחוסר היציבות NAL להתמיד. עם זאת, הבנתנו את המנגנונים המווסתים את שני תהליכים שונים יכולים גם להיות מוגברת על ידי בידוד כל ניסיוני של תהליכים אלה. פיתחנו פרוטוקול ייצוב המספקת ייצוב הסיבוב ו לרוחב. במודל זה, התאבנות intramembranous היא המצב היחיד של ריפוי הוא ציין, ופרמטרים ריפוי ניתן להשוות בין זנים שונים של עכברים מהונדסים גנטית 5-7, לאחר יישום של מולקולות ביו 8,9, לאחר שינוי הפרמטרים הפיזיולוגיים של ריפוי 10, לאחר שינוי בכמות או זמן של התייצבות 11, אחרי הסחת דעת osteogenesis 12, לאחר הקמת האיגוד לא 13, או לאחר יצירת פגם בגודל קריטי. כאן, אנו מדגימים כיצד ליישם את Ilizarov fixators שונה עבור לימוד ריפוי שבר tibial והסחת דעת osteogenesis בעכברים.

Watch this Scientific Journal Video about Creating Rigidly Stabilized Fractures for Assessing Intramembranous Ossification, Distraction Osteogenesis, or Healing of Critical Sized Defects at JoVE.com

Creating Rigidly Stabilized Fractures for Assessing Intramembranous Ossification, Distraction Osteogenesis, or Healing of Critical Sized Defects

מאמר זה מתאר שיטה לייצוב לשברים בעצמות ארוכות המבוסס על היישום של ששונו fixators Ilizarov חיצוניים<sup&gt; 1-3</sup&gt;. לאחר היישום של fixators ויצירת פגיעה בעצמות, ריפוי ניתן להעריך, הסחת דעת osteogenesis ניתן לבצע, או פגם בגודל הלא איחוד או ביקורתית ניתן ליצור ולהשתמש בהם כדי ללמוד התערבויות טיפוליות.

יצירת שברים התייצב נוקשה להערכת התאבנות Intramembranous, הסחת הדעת osteogenesis, או ריפוי של פגמים בגודל קריטי

Assessing modes of skeletal repair is essential for developing therapies to be used clinically to treat fractures. Mechanical stability plays a large role ...

creating-rigidly-stabilized-fractures-for-assessing-intramembranous

Research

JoVE Journal

Medicine

17.3K Views.  University of California, San Francisco. מאמר זה מתאר שיטה לייצוב לשברים בעצמות ארוכות המבוסס על היישום של ששונו fixators Ilizarov חיצוניים 1-3. לאחר היישום של fixators ויצירת פגיעה בעצמות, ריפוי ניתן להעריך, הסחת דעת osteogenesis ניתן לבצע, או פגם בגודל הלא איחוד או ביקורתית ניתן ליצור ולהשתמש בהם כדי ללמוד התער?...

Video: Creating Rigidly Stabilized Fractures for Assessing Intramembranous Ossification, Distraction Osteogenesis, or Healing of Critical Sized Defects

Repair of a Critical-sized Calvarial Defect Model Using Adipose-derived Stromal Cells Harvested from Lipoaspirate

Craniofacial skeletal repair and regeneration offers the promise of de novo tissue formation through a cell-based approach utilizing stem cells. Adipose-derived stromal cells (ASCs) have proven to be an abundant source of multipotent stem cells capable of undergoing osteogenic, chondrogenic, adipogenic, and myogenic differentiation. Many studies have explored the osteogenic potential of these cells in vivo with the use of various scaffolding biomaterials for cellular delivery. It has been demonstrated that by utilizing an osteoconductive, hydroxyapatite-coated poly(lactic-co-glycolic acid) (HA-PLGA) scaffold seeded with ASCs, a critical-sized calvarial defect, a defect that is defined by its inability to undergo spontaneous healing over the lifetime of the animal, can be effectively show robust osseous regeneration. This in vivo model demonstrates the basis of translational approaches aimed to regenerate the bone tissue - the cellular component and biological matrix. This method serves as a model for the ultimate clinical application of a progenitor cell towards the repair of a specific tissue defect.

This protocol describes the isolation of adipose-derived stromal cells from lipoaspirate and the creation of a 4 mm critical-sized calvarial defect to evaluate skeletal regeneration.

תיקון של דגם פגם Calvarial הקריטי בגודל תאי שומן באמצעות נגזרת סטרומה נקטפו מן Lipoaspirate

Craniofacial skeletal repair and regeneration offers the promise of de novo tissue formation through a cell-based approach utilizing stem cells. ...

Murine Model of Wound Healing

Wound healing and repair are the most complex biological processes that occur in human life. After injury, multiple biological pathways become activated. Impaired wound healing, which occurs in diabetic patients for example, can lead to severe unfavorable outcomes such as amputation. There is, therefore, an increasing impetus to develop novel agents that promote wound repair. The testing of these has been limited to large animal models such as swine, which are often impractical. Mice represent the ideal preclinical model, as they are economical and amenable to genetic manipulation, which allows for mechanistic investigation. However, wound healing in a mouse is fundamentally different to that of humans as it primarily occurs via contraction. Our murine model overcomes this by incorporating a splint around the wound. By splinting the wound, the repair process is then dependent on epithelialization, cellular proliferation and angiogenesis, which closely mirror the biological processes of human wound healing. Whilst requiring consistency and care, this murine model does not involve complicated surgical techniques and allows for the robust testing of promising agents that may, for example, promote angiogenesis or inhibit inflammation. Furthermore, each mouse acts as its own control as two wounds are prepared, enabling the application of both the test compound and the vehicle control on the same animal. In conclusion, we demonstrate a practical, easy-to-learn, and robust model of wound healing, which is comparable to that of humans.

A murine model of cutaneous wound healing that can be used to assess therapeutic compounds in physiological and pathophysiological settings.

מודל עכברי של ריפוי פצע

Wound healing and repair are the most complex biological processes that occur in human life. After injury, multiple biological pathways become activated. ...

Assessing Changes in Volatile General Anesthetic Sensitivity of Mice after Local or Systemic Pharmacological Intervention

One desirable endpoint of general anesthesia is the state of unconsciousness, also known as hypnosis. Defining the hypnotic state in animals is less straightforward than it is in human patients. A widely used behavioral surrogate for hypnosis in rodents is the loss of righting reflex (LORR), or the point at which the animal no longer responds to their innate instinct to avoid the vulnerability of dorsal recumbency. We have developed a system to assess LORR in 24 mice simultaneously while carefully controlling for potential confounds, including temperature fluctuations and varying gas flows. These chambers permit reliable assessment of anesthetic sensitivity as measured by latency to return of the righting reflex (RORR) following a fixed anesthetic exposure. Alternatively, using stepwise increases (or decreases) in anesthetic concentration, the chambers also enable determination of a population's sensitivity to induction (or emergence) as measured by EC50 and Hill slope. Finally, the controlled environmental chambers described here can be adapted for a variety of alternative uses, including inhaled delivery of other drugs, toxicology studies, and simultaneous real-time monitoring of vital signs.

Loss of the righting reflex has long served as a standard behavioral surrogate for unconsciousness, also called hypnosis, in laboratory animals. Alterations in volatile anesthetic sensitivity caused by pharmacological interventions can be detected with a carefully controlled high-throughput assessment system, which may be adapted for delivery of any inhaled therapeutic.

הערכת שינויים בנדיפות כללית הרדמה רגישות של עכברים לאחר התערבות תרופתי מקומית או מערכתית

One desirable endpoint of general anesthesia is  the state of unconsciousness, also known as hypnosis. Defining the hypnotic state in animals is  less ...

A Simple Critical-sized Femoral Defect Model in Mice

While bone has a remarkable capacity for regeneration, serious bone trauma often results in damage that does not properly heal. In fact, one tenth of all limb bone fractures fail to heal completely due to the extent of the trauma, disease, or age of the patient. Our ability to improve bone regenerative strategies is critically dependent on the ability to mimic serious bone trauma in test animals, but the generation and stabilization of large bone lesions is technically challenging. In most cases, serious long bone trauma is mimicked experimentally by establishing a defect that will not naturally heal. This is achieved by complete removal of a bone segment that is larger than 1.5 times the diameter of the bone cross-section. The bone is then stabilized with a metal implant to maintain proper orientation of the fracture edges and allow for mobility. 
Due to their small size and the fragility of their long bones, establishment of such lesions in mice are beyond the capabilities of most research groups. As such, long bone defect models are confined to rats and larger animals. Nevertheless, mice afford significant research advantages in that they can be genetically modified and bred as immune-compromised strains that do not reject human cells and tissue.
Herein, we demonstrate a technique that facilitates the generation of a segmental defect in mouse femora using standard laboratory and veterinary equipment. With practice, fabrication of the fixation device and surgical implantation is feasible for the majority of trained veterinarians and animal research personnel. Using example data, we also provide methodologies for the quantitative analysis of bone healing for the model.

Animal models are frequently employed to mimic serious bone injury in biomedical research. Due to their small size, establishment of stabilized bone lesions in mice are beyond the capabilities of most research groups. Herein, we describe a simple method for establishing and analyzing experimental femoral defects in mice.

דגם פגם עצם הירך קריטית בגודל פשוט בעכברים

While bone has a remarkable capacity for regeneration, serious bone trauma often results in damage that does not properly heal. In fact, one tenth of all ...

Direct Mouse Trauma/Burn Model of Heterotopic Ossification

Heterotopic ossification (HO) is the formation of bone outside of the skeleton which forms following major trauma, burn injuries, and orthopaedic surgical procedures. The majority of animal models used to study HO rely on the application of exogenous substances, such as bone morphogenetic protein (BMP), exogenous cell constructs, or genetic mutations in BMP signaling. While these models are useful they do not accurately reproduce the inflammatory states that cause the majority of cases of HO. Here we describe a burn/tenotomy model in mice that reliably produces focused HO. This protocol involves creating a 30% total body surface area partial thickness contact burn on the dorsal skin as well as division of the Achilles tendon at its midpoint. Relying solely on traumatic injury to induce HO at a predictable location allows for time-course study of endochondral heterotopic bone formation from intrinsic physiologic processes and environment only. This method could prove instrumental in understanding the inflammatory and osteogenic pathways involved in trauma-induced HO. Furthermore, because HO develops in a predictable location and time-course in this model, it allows for research to improve early imaging strategies and treatment modalities to prevent HO formation.

An Achilles tenotomy and burn injury model of heterotopic ossification allows for the reliable study of trauma induced ectopic bone formation without the application of exogenous factors.

ישירה עכבר טראומה / צרוב דגם של Heterotopic התאבנות

Heterotopic ossification (HO) is the formation of bone outside of the skeleton which forms following major trauma, burn injuries, and orthopaedic surgical ...

Establishment of a Segmental Femoral Critical-size Defect Model in Mice Stabilized by Plate Osteosynthesis

The use of tissue-engineered bone constructs is an appealing strategy to overcome drawbacks of autografts for the treatment of massive bone defects. As a model organism, the mouse has already been widely used in bone-related research. Large diaphyseal bone defect models in mice, however, are sparse and often use bone fixation which fills the bone marrow cavity and does not provide optimal mechanical stability. The objectives of the current study were to develop a critical-size, segmental, femoral defect in nude mice. A 3.5-mm mid-diaphyseal femoral ostectomy (approximately 25% of the femur length) was performed using a dedicated jig, and was stabilized with an anterior located locking plate and 4 locking screws. The bone defect was subsequently either left empty or filled with a bone substitute (syngenic bone graft or coralline scaffold). Bone healing was monitored noninvasively using radiography and in vivo micro-computed-tomography and was subsequently assessed by ex vivo micro-computed-tomography and undecalcified histology after animal sacrifice, 10 weeks postoperatively. The recovery of all mice was excellent, a full-weight-bearing was observed within one day following the surgical procedure. Furthermore, stable bone fixation and consistent fixation of the implanted materials were achieved in all animals tested throughout the study. When the bone defects were left empty, non-union was consistently obtained. In contrast, when the bone defects were filled with syngenic bone grafts, bone union was always observed. When the bone defects were filled with coralline scaffolds, newly-formed bone was observed in the interface between bone resection edges and the scaffold, as well as within a short distance within the scaffold. 
The present model describes a reproducible critical-size femoral defect stabilized by plate osteosynthesis with low morbidity in mice. The new load-bearing segmental bone defect model could be useful for studying the underlying mechanisms in bone regeneration pertinent to orthopaedic applications.

Although mouse models are invaluable tools for bone tissue engineering, models of long bone defects are sparse. This need motivated development of the present protocol which uses a locking plate with four screws and a dedicated jig to perform and stabilize a reproducible, femoral, critical-size defect with low morbidity.

הקמת דגם פגם קריטי בגודל הירך מגזרית עכברים מיוצב על ידי פלייט Osteosynthesis

The use of tissue-engineered bone constructs is an appealing strategy to overcome drawbacks of autografts for the treatment of massive bone defects. As a ...

Scleral Cross-linking Using Riboflavin and Ultraviolet-A Radiation for Prevention of Axial Myopia in a Rabbit Model

Myopic individuals, especially those with severe myopia, are at higher-than-normal risk of cataract, glaucoma, retinal detachment and chorioretinal abnormalities. In addition, pathological myopia is a common irreversible cause of visual impairment and blindness1-3. Our study demonstrates the effect of scleral crosslinking using riboflavin and ultraviolet-A radiation on the development of axial myopia in a rabbit model. The axial length of the eyeball was measured by A-scan ultrasound in New Zealand white rabbits aged 13 days (male and female). The eye then underwent 360&#176; conjunctival peritomy with scleral crosslinking, followed by tarsorrhaphy. Axial elongation was induced in 13 day-old New Zealand rabbits by suturing their right eye eyelids (tarsorrhaphy). The eyes were divided into quadrants, and every quadrant had two scleral irradiation zones, each with an area of 0.2 cm&#178; and a radius of 4 mm. Crosslinking was performed by dropping 0.1% dextran-free riboflavin-5-phosphate onto the irradiation zones 20 sec before ultraviolet-A irradiation and every 20 sec during the 200 sec irradiation time. UVA radiation (370 nm) was applied perpendicular to the sclera at 57 mW/cm&#178; (total UVA light dose, 57 J/cm&#178;). Tarsorrhaphies were removed on day 55, followed by repeated axial length measurements. This study demonstrates that scleral crosslinking with riboflavin and ultraviolet-A radiation effectively prevents occlusion-induced axial elongation in a rabbit model.

We demonstrate the effect of scleral crosslinking with riboflavin and UVA on an axial elongation rabbit eye. Axial elongation was induced in 13 day-old New Zealand rabbits (male and female) by suturing their right eye eyelids (tarsorrhaphy).

Scleral Cross-linking שימוש ריבופלבין ו-סגול-קרינה למניעת Axial קוצר ראיה במודל הארנב

Myopic individuals, especially those with severe myopia, are at higher-than-normal risk of cataract, glaucoma, retinal detachment and chorioretinal ...

The Generation of Closed Femoral Fractures in Mice: A Model to Study Bone Healing

Bone fractures impose a tremendous socio-economic burden on patients, in addition to significantly affecting their quality of life. Therapeutic strategies that promote efficient bone healing are non-existent and in high demand. Effective and reproducible animal models of fractures healing are needed to understand the complex biological processes associated with bone regeneration. Many animal models of fracture healing have been generated over the years; however, murine fracture models have recently emerged as powerful tools to study bone healing. A variety of open and closed models have been developed, but the closed femoral fracture model stands out as a simple method for generating rapid and reproducible results in a physiologically relevant manner. The goal of this surgical protocol is to generate unilateral closed femoral fractures in mice and facilitate a post-fracture stabilization of the femur by inserting an intramedullary steel rod. Although devices such as a nail or a screw offer greater axial and rotational stability, the use of an intramedullary rod provides a sufficient stabilization for consistent healing outcomes without producing new defects in the bone tissue or damaging nearby soft tissue. Radiographic imaging is used to monitor the progression of callus formation, bony union, and subsequent remodeling of the bony callus. Bone healing outcomes are typically associated with the strength of the healed bone and measured with torsional testing. Still, understanding the early cellular and molecular events associated with fracture repair is critical in the study of bone tissue regeneration. The closed femoral fracture model in mice with intramedullary fixation serves as an attractive platform to study bone fracture healing and evaluate therapeutic strategies to accelerate healing.

The murine closed femoral fracture model is a powerful platform to study fracture healing and novel therapeutic strategies to accelerate bone regeneration. The goal of this surgical protocol is to generate unilateral closed femoral fractures in mice using an intramedullary steel rod to stabilize the femur.

הדור של שברי הירך סגור בעכברים: מודל ללמוד ריפוי עצם

Bone fractures impose a tremendous socio-economic burden on patients, in addition to significantly affecting their quality of life. Therapeutic strategies ...

Fracture Apparatus Design and Protocol Optimization for Closed-stabilized Fractures in Rodents

The reliable generation of consistent stabilized fractures in animal models is essential for understanding the biology of bone regeneration and developing therapeutics and devices. However, available injury models are plagued by inconsistency resulting in wasted animals and resources and imperfect data. To address this problem of fracture heterogeneity, the purpose of the method described herein is to optimize fracture generation parameters specific to each animal and yield a consistent fracture location and pattern. This protocol accounts for variations in bone size and morphology that may exist between mouse strains and can be adapted to generate consistent fractures in other species, such as rat. Additionally, a cost-effective, adjustable fracture apparatus is described. Compared to current stabilized fracture techniques, the optimization protocol and new fracture apparatus demonstrate increased consistency in stabilized fracture patterns and locations. Using optimized parameters specific to the sample type, the described protocol increases the precision of induced traumas, minimizing the fracture heterogeneity typically observed in closed-fracture generation procedures.

The goal of the protocol is to optimize the fracture generation parameters to yield consistent fractures. This protocol accounts for the variations in bone size and morphology that may exist between animals. Additionally, a cost-effective, adjustable fracture apparatus is described.

שבר מכשיר עיצוב ואופטימיזציה פרוטוקול עבור שברים סגורים מיוצב מכרסמים

The reliable generation of consistent stabilized fractures in animal models is essential for understanding the biology of bone regeneration and developing ...

3D Planning and Printing of Patient Specific Implants for Reconstruction of Bony Defects

We are in the midst of the 3D era in most aspects of life, and especially in medicine. The surgical discipline is one of the major players in the medical field using the constantly developing 3D planning and printing capabilities. Computer-assisted design (CAD) and computer assisted manufacturing (CAM) are used to describe the 3D planning and manufacturing of the product. The planning and manufacturing of 3D surgical guides and reconstruction implants is performed almost exclusively by engineers. As technology advances and software interfaces become more user-friendly, it raises a question regarding the possibility of transferring the planning and manufacturing to the clinician. The reasons for such a shift are clear: the surgeon has the idea of what he wants to design, and he also knows what is feasible and could be used in the operating room. It allows him to be prepared for any scenario/unexpected results during the operation and allows the surgeon to be creative and express his new ideas using the CAD software. The purpose of this method is to provide clinicians with the ability to create their own surgical guides and reconstruction implants. In this manuscript, a detailed protocol will provide a simple method for segmentation using segmentation software and implant planning using a 3D design software. Following the segmentation and stl file production using segmentation software, the clinician could create a simple patient specific reconstruction plate or a more complex plate with a cradle for bone graft positioning. Surgical guides can be created for accurate resection, hole preparation for proper reconstruction plate positioning or for bone graft harvesting and re-contouring. A case of lower jaw reconstruction following plate fracture and nonunion healing of a trauma sustained injury is detailed.

This protocol describes the use of 3D planning and printing for reconstruction of bony defects. We use segmentation tools to create 3D models followed by 3D design software to create patient specific implants for reconstruction purposes concomitant to ablative surgery or as a second stage.

תכנון והדפסה של שתלים ספציפיים לחולה לשיקום מומים גרמיות

We are in the midst of the 3D era in most aspects of life, and especially in medicine. The surgical discipline is one of the major players in the medical ...