עבודה זו נתמכה על ידי RISystem AG, דבוס, שוויץ.

כל ההליכים בוצעו על פי מכון הבריאות הלאומי ההנחיות לשימוש של חיות ניסוי ועקבתי המוסדיים הנחיות (Landesamt לדנציג Verbraucherschutz, Zentralstelle Amtstierärztlicher שירות, זארבריקן, גרמניה).
1. הכנת מכשירי ניתוח, שתלים
<ol><li>בחר להב סכין (גודל 15), מקלון קטן, מלקחיים בסדר, מחט 27 G, בתפר הלא-resorbable 5-0, מספריים, בעל מחט מתוך תיבת נגינה השתלה.</li>
	<li>לפרוק את הבורג אורתופדיים, החוט מדריך (בקוטר 0.3/0.2 מ מ, 10 ס מ אורך), של המקדחה המרכוז (0.5 מ מ קוטר), את התרגיל ביד (איור 1; ראה טבלה של חומרים). הערה: הבורג לשדי (0.5 מ מ קוטר, 17.2 מ מ אורך) עשוי פלדת אל-חלד באיכות רפואית להשתלה רטרוגרדית לתוך עצם הירך. הבורג יש הליך צינתור (0.5 מ מ קוטר, 4 מ מ אורך) עם אף (0.2 מ"מ קוטר, 0.4 מ מ אורך) הטיפ ובראש דיסטלי בצורת חרוט (בקוטר 0.8 מ מ, מ מ אורך) כדי להשיג שבר דחיסה, כמו גם מפוח ויציבות המסתובבת.</li>
	<li>לחשוף את השתלים ואת כל מכשירי ניתוח לפתרון חיטוי (96% אלכוהול) במשך 5 דקות או לעקר אותם (עיקור אדים, 130 ° C, 25 דקות). לאחר חיטוי או עיקור, במקום כלי הנגינה על בד המבצע. מיקום הבד מבצע סמוכים ישירות אל השולחן מבצע בעלי חיים קטנים.</li>
</ol>2. חיות, הרדמה, שיכוך כאבים
<ol><li>בחר את המתח, גיל ומין של העכברים לפי השאלה הלימודים הנדונה. הערה: במחקר זה 12 עד 14-בת עכברים CD-1 זכר שימשו. משקל הגוף המתאים לשימוש הבורג לשדי הוא בין 25-35 גרם.</li>
	<li>עזים ומתנגד העכברים עם זריקה בקרום הבטן של קטמין חריגות השירותים הווטרינריים, 75 מ"ג/ק"ג של 15 מ"ג/ק"ג. לאשר את ההרדמה על ידי צביטה הבוהן. החל העין חומר סיכה, כדי להגן על העיניים החיה התייבשות במהלך הרדמה. לאחר אינדוקציה של הרדמה, מקם את העכבר תחת רדיאטור חום כדי לשמור על טמפרטורת הגוף קבועה. במהלך ההליך, חיות נוטרו עם קמצוץ הבוהן חוזרות ונשנות על מנת להבטיח מטוס המתאים של הרדמה.</li>
	<li>חלים טרמדול-הידרוכלוריד במי השתייה (1.0 mg/mL) על שיכוך כאבים מיום 1 לפני הניתוח עד ליום 3 לאחר הניתוח. הערה: שיכוך כאבים ומניעת זיהום צריך להיות מסכים עם ההנחיות המתאימות של המדינה ושל מוסד איפה הניסויים שיש לבצע.</li>
</ol>3. ניתוח, בורג לשדי השרשה
<ol><li>לפני הניתוח, לגלח את הרגל ממש האחוריות כולה ולהחיל על קרם depilatory. לאחר 5 דקות, להסיר את הקרם ולנקות את הרגל עם מים. לאחר מכן, להחיל פתרון חיטוי באלכוהול 96%. ניתן להוסיף Betadine או chlorhexidine האלכוהול כדי להבטיח asepsis מלאה.</li>
	<li>בתנאים aseptic, מקם את העכבר במצב פרקדן על השולחן מבצע בעלי חיים קטנים. לכופף את הברך הנכון כדי לאפשר גישה קדמית condyles של הברך לבצע חתך 5 מ מ parapatellar המדיאלי בברך נכון באמצעות הלהב ומהדקים.</li>
	<li>לגייס את רצועה ברך בזהירות עם הלהב אזמל, הדגימה. לאחר מכן, משמרת את עצם הפיקה רוחבית עם המלקחיים בסדר לחשוף את החריץ intercondylar של עצם הירך.</li>
	<li>פתח את החריץ intercondylar בדיוק באמצע עצם הירך בין שני condyles. ודא כי לא יעלה על 1.0 מ מ עומק לבור התרגיל.<ol>
<li>להפעיל ידנית קידוח-מהירות איטית וההיסט 45 ° ventrally לציר הירך באמצעות 0.5 מ מ מרכוז המקדחה, את התרגיל ביד (איור 1C ו- D, איור 2). במהלך קידוח, ברציפות להקטין את הזווית כדי לקזז 0 ° (במקביל לציר העצם של עצם הירך). להפסיק לקדוח לעומק של 1.0 מ מ הוא הגיע.</li>
	</ol>
</li>
	<li>לאחר פתיחת עצם החריץ intercondylar, הכנס את המחט 27 G לתוך חלל לשדי מעל לכל אורך עצם הירך. לחורר את חלל לשדי של עצם הירך באופן ידני באמצעות תנועות סיבוביים של המחט 27 גרם. לדחוף קדימה את המחט לנקב הירך עצם קורטיקלית הציר הקרוב.</li>
	<li>הסר את המחט 27 G ולהחיל את החוט דרך החלק הדיסטלי של עצם הירך.<ol>
<li>עושים חתך בעור עם להב סכין (גודל 15) הציר הקרוב מעבר לגדר מדריך, לדחוף קדימה את החוט עד בשני קצוות החוט מדריך בחוץ. הקפד לשמור את החוט במקום.</li>
	</ol>
</li>
	<li>ליצור שבר סגור מוגדרים באמצעות הגיליוטינה.<ol>
<li>הנח את העכבר במצב לרוחב עם רגל ימין בגיליוטינה. ודא כי החלק diaphyseal של עצם הירך תמוקם במרכז הגיליוטינה.</li>
		<li>ירידה במשקל (200 גרם) מן המרחק מוגדר של 25.5 ס מ.</li>
	</ol>
</li>
	<li>לקבוע את תצורת השבר, עמדת השבר, כמו גם המיקום של החוט מדריך (איור 3) באמצעות המכשיר רנטגן (ראה טבלה של חומרים).</li>
	<li>לחבר את הבורג לשדי עם האף בקצה הדיסטלי לכבל מדריך 0.2 מ מ והוספתו לתוך עצם הירך תחת לחץ מתמשך, סיבוב עם כיוון השעון.<ol>
<li>הטיה של המוט הילוכים כאשר מומנט מספיק מושגת.</li>
		<li>להסיר את החוט הציר הקרוב.</li>
	</ol>
</li>
	<li>למקם מחדש את עצם הפיקה ולתקן את גיד פיקת לשרירים בתפר אחד אחד תוך שימוש סינתטיים, monofilament, תפר פוליפרופילן nonabsorbable 5-0. השתמש התפרים יחיד של חומר וגודל אותו כדי לסגור את הפצע. לשלוט ההפחתה של שברי ואת המיקום בורג radiologically באמצעות המכשיר רנטגן (ראה טבלה של חומרים).</li>
	<li>שמור את החיות תחת הרדיאטור חום עד שהם להתאושש הרדמה. אין להשאיר את החיות ללא השגחה עד שהם יש חזרה להכרה מספקת כדי לשמור על recumbency הגחוני. להחזיר את החיות לכלובים אחד במתקן של בעלי חיים. אל תחזרו החיות מחברתם של חיות אחרות במהלך 24 השעות הראשונות, גם אם הם התאוששו מלאה מן ההרדמה.</li>
	<li>נטר את החיות בזהירות כל יום. לשמור על שיכוך כאבים לאחר הניתוח באמצעות טרמדול-הידרוכלוריד במים לשתייה עם מינון של 1.0 mg/mL במהלך שלושת הימים הראשונים. שיכוך כאבים אם המשך, ביום 4 לאחר הניתוח, החיות עדיין מעידים על כאב, כמצוין על-ידי ניקוד, חוסר מנוחה, חוסר ניידות, כשל החתן, יציבה חריג, חוסר עניין נורמלי בסביבה. לסיים שיכוך כאבים כאשר החיות ללא כאב.</li>
	<li>בסוף הניסוי להרדימו על ידי מנת יתר של ברביטורט.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Jacenko, O., Olsen, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transgenic+mouse+models+in+studies+of+skeletal+disorders.">Transgenic mouse models in studies of skeletal disorders.</a> J Rheumatol Suppl. 43, 39-41 (1995).</li><li>Histing, T., 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=Small+animal+bone+healing+models:+standards,+tips,+and+pitfalls+results+of+a+consensus+meeting.">Small animal bone healing models: standards, tips, and pitfalls results of a consensus meeting.</a> Bone. 49 (4), 591-599 (2011).</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+bone.">Production of a standard closed fracture in laboratory animal bone.</a> J Orthop Res. 2 (1), 97-101 (1984).</li><li>Holstein, J. H., 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=Development+of+a+stable+closed+femoral+fracture+model+in+mice.">Development of a stable closed femoral fracture model in mice.</a> J Surg Res. 153 (1), 71-75 (2009).</li><li>Histing, T., 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=Ex+vivo+analysis+of+rotational+stiffness+of+different+osteosynthesis+techniques+in+mouse+femur+fracture.">Ex vivo analysis of rotational stiffness of different osteosynthesis techniques in mouse femur fracture.</a> J Orthop Res. 27 (9), 1152-1156 (2009).</li><li>Claes, L., Augat, P., Suger, G., Wilke, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+size+and+stability+of+the+osteotomy+gap+on+the+success+of+fracture+healing.">Influence of size and stability of the osteotomy gap on the success of fracture healing.</a> J Orthop Res. 15 (4), 577-584 (1997).</li><li>Histing, T., 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=Characterization+of+the+healing+process+in+non-stabilized+and+stabilized+femur+fractures+in+mice.">Characterization of the healing process in non-stabilized and stabilized femur fractures in mice.</a> Arch Orthop Trauma Surg. 136 (2), 203-211 (2016).</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 (5), 1091-1098 (2002).</li><li>Cheung, K. M., Kaluarachi, K., Andrew, G., Lu, W., Chan, D., Cheah, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+externally+fixed+femoral+fracture+model+for+mice.">An externally fixed femoral fracture model for mice.</a> J Orthop Res. 21 (4), 685-690 (2003).</li><li>Garcia, P., 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=A+new+technique+for+internal+fixation+of+femoral+fractures+in+mice:+impact+of+stability+on+fracture+healing.">A new technique for internal fixation of femoral fractures in mice: impact of stability on fracture healing.</a> J Biomech. 41 (8), 1689-1696 (2008).</li><li>Histing, T., 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=An+internal+locking+plate+to+study+intramembranous+bone+healing+in+a+mouse+femur+fracture+model.">An internal locking plate to study intramembranous bone healing in a mouse femur fracture model.</a> J Orthop Res. 28 (3), 397-402 (2010).</li><li>Garcia, P., 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=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. 169 (2), 220-226 (2011).</li><li>Histing, T., Klein, M., Stieger, A., Stenger, D., Steck, R., Matthys, R., Holstein, J. H., Garcia, P., Pohlemann, T., Menger, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+model+to+analyze+metaphyseal+bone+healing+in+mice.">A new model to analyze metaphyseal bone healing in mice.</a> J Surg Res. 178 (2), 715-721 (2012).</li><li>Histing, T., Menger, M. D., Pohlemann, T., Matthys, R., Fritz, T., Garcia, P., Klein, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Intramedullary+Locking+Nail+for+Standardized+Fixation+of+Femur+Osteotomies+to+Analyze+Normal+and+Defective+Bone+Healing+in+Mice.">An Intramedullary Locking Nail for Standardized Fixation of Femur Osteotomies to Analyze Normal and Defective Bone Healing in Mice.</a> J Vis Exp. (117), (2016).</li><li>Hiltunen, A., Vuorio, E., Aro, H. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+standardized+experimental+fracture+in+the+mouse+tibia.">A standardized experimental fracture in the mouse tibia.</a> J Orthop Res. 11 (2), 305-312 (1993).</li><li>Manigrasso, M. B., O'Connor, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+a+closed+femur+fracture+model+in+mice.">Characterization of a closed femur fracture model in mice.</a> J Orthop Trauma. 18 (10), 687-695 (2004).</li><li>Holstein, J. H., Menger, M. D., Culemann, U., Meier, C., Pohlemann, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+locking+femur+nail+for+mice.">Development of a locking femur nail for mice.</a> J Biomech. 40 (1), 215-219 (2007).</li><li>Claes, L. E., 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=Effects+of+mechanical+factors+on+the+fracture+healing+process.">Effects of mechanical factors on the fracture healing process.</a> Clin Orthop Relat Res. 355 Suppl, S132-S147 (1998).</li></ol>

המחברים מצהירים כי יש להם אינטרסים כלכליים אין מתחרים.

השלבים הקריטיים של הליך כירורגי הם למצוא נקודת הכניסה הנכון מקביל לציר העצם עבור reaming של בורג השרשה באמצע condyles עצם הירך החריץ intercondylar, כמו גם את הכיוון האופטימלי של המחט חלל אורתופדיים. כדי להימנע עמדה ערך שגוי, המנתח להכין את החריץ עד תצוגה של האופטימלית מושגת. כדי לקבוע את הכיוון במהלך reamin...

לימודי ריפוי עצם עכברים הם ביקוש גדול בשל קשת רחבה של נוגדנים ובעלי מהונדס גנטית. עובדות אלה מאפשרים ללמוד את המנגנונים המולקולריים של העצם ריפוי1. בשנים האחרונות, פיתחו עצם שונה ריפוי מודלים עבור עכברים היו2. מודלים אלה ניתן לחלק מודלים פתוח, אשר העצם הוא osteotomized באמצעות גישה כירורגית לרוחב פתוח, סגור דגמים, שבו העצם. היא סדוקה המבוססת על מודל שבר לראשונה על ידי Bonnares ו איינהורן3. בעזרת טכניקה זו, שבר רוחבי מתוקננת יכול להיות מיוצר על ידי מכשיר כיפוף 3 נקודות, שתלים אורתופדיים יכול להיות מוכנס דרך חתך קטן parapatellar המדיאלי בטכניקה פולשנית הימנעות טראומה גדולה רקמות רכות.
ניתן להחיל את הבורג לשדי לייצוב השבר סגור בעכברים. הבורג מציע המסתובבת ויציבות צירית. זו מושגת על ידי שבר דחיסה באמצעות חוט הפרוקסימלית ו דיסטלי ראש4. יתרונות נוספים של הבורג הם בטכניקה כירורגית פשוטה, הציון הנמוך של invasivity, הנמוך שתל והמשקל, בעיקר, יציבות גבוהה יותר במתן תנאים biomechanical מתוקננת ומבוקר לעומת אחרים אורתופדיים שתלים5. למעשה, בדגמי שבר סגור ביותר, שברי התייצבו רק על ידי סיכות פשוטות, אשר מזוהה עם חוסר מוחלט ויציבות המסתובבת צירית, סיכון גבוה של פין, גם שבר פריקה. זה יכול להשפיע בצורה ניכרת את תהליך הריפוי, והתוצאה עשויה להיות הריפוי מתעכב או היווצרות והמעלית.
ידוע כי היציבות של קיבוע שבר יש השפעה עצומה על6,תהליך הריפוי7, הוא... קיבוע נוקשה גבוהה תוצאות ריפוי intramembranous, בעוד יציבות פחות נוקשה, דבר אשר עלול לאפשר micromovements ב הפער שבר, תוצאות endochondral הילינג. ייצוב של השבר עם הבורג לשדי מציג בעיקר של endochondral ריפוי עם כמות גדולה של רקמות קסם, במיוחד לאחר 2 שבועות של ריפוי השבר. אפשרות לקצור כמות גדולה של רקמות קסם המאפשרת הניתוח של פרמטרים מרובים על-ידי טכניקות שונות.
כאן, אנו מדווחים על העיצוב והיישום של הבורג לשדי בעכברים, כמו גם על יתרונות וחסרונות ניסיוני מחקרים על ריפוי עצם endochondral רגילה.

<table><tbody><tr><td>Mouse Screw</td><td>RISystem AG</td><td>221,100</td><td></td></tr><tr><td>Guide wire</td><td>RISystem AG</td><td>521,100</td><td></td></tr><tr><td>Centering bit</td><td>RISystem AG</td><td>590,205</td><td></td></tr><tr><td>Hand drill</td><td>RISystem AG</td><td>390,130</td><td></td></tr><tr><td>Cotton-Swab (150 mm, small head)</td><td>Fink Walter GmbH</td><td>8822428</td><td></td></tr><tr><td>Suture (5-0 Prolene)</td><td>Ethicon</td><td>8614H</td><td></td></tr><tr><td>Forceps</td><td>Braun Aesculap AG &amp;amp;CoKG</td><td>BD520R</td><td></td></tr><tr><td>Scissors</td><td>Braun Aesculap AG &amp;amp;CoKG</td><td>BC100R</td><td></td></tr><tr><td>Needle holder</td><td>Braun Aesculap AG &amp;amp;CoKG</td><td>BM024R</td><td></td></tr><tr><td>27 G needle</td><td>Braun Melsungen AG</td><td>9186182</td><td></td></tr><tr><td>Scalpel blade size 15</td><td>Braun Aesculap AG &amp;amp;CoKG</td><td>16600525</td><td></td></tr><tr><td>Heat radiator</td><td>Sanitas</td><td>605.25</td><td></td></tr><tr><td>Depilatory cream</td><td>Asid bonz GmbH</td><td>NDXZ10</td><td></td></tr><tr><td>Eye lubricant</td><td>Bayer Vital GmbH</td><td>2182442</td><td></td></tr><tr><td>Xylazine</td><td>Bayer Vital GmbH</td><td>1320422</td><td></td></tr><tr><td>Ketamine</td><td>Serumwerke Bernburg</td><td>7005294</td><td></td></tr><tr><td>Tramadol</td><td>Gr&amp;uuml;nenthal GmbH</td><td>2256241</td><td></td></tr><tr><td>Disinfection solution (SoftaseptN)</td><td>Braun Melsungen AG</td><td>8505018</td><td></td></tr><tr><td>CD-1 mice</td><td>Charles River</td><td>22</td><td></td></tr><tr><td>X-ray Device</td><td>Faxitron MX-20, Faxitron X-ray Corporation</td><td>2321A0988</td><td></td></tr><tr><td>Fracture device small</td><td>RISystem AG</td><td>891,100</td><td></td></tr></tbody></table>

a minimally invasive model to analyze endochondral fracture healing in mice under standardized biomechanical conditions

מודלים ריפוי עצם נחוצים לנתח על מנגנוני ריפוי כדי לשפר את הטיפול הקליני שבר שבר מורכב. במהלך העשור האחרון, שימוש מוגבר של העכבר מודלים במחקר אורטופדי צוין, סביר להניח כי העכבר הדגמים מציעים מספר רב של זנים מהונדס גנטית, נוגדנים מיוחדים לניתוח של המנגנונים המולקולריים של ריפוי השבר. כדי לקבוע את התנאים ביו-מכני, טכניקות osteosynthesis מאופיין היטב הינם שדות חובה, גם בעכברים. כאן, אנו מדווחים על העיצוב ועל השימוש עצם סגור ריפוי דגם לייצב את עצם הירך שברים בעכברים. הבורג אורתופדיים, עשוי פלדת אל-חלד באיכות רפואית, מספק דרך שבר דחיסה של יציבות צירית, כשעוצמת בהשוואה הפינים בעיקר בשימוש לשדי פשוטה, אשר מראים חוסר יציבות צירית, כשעוצמת מלאה. היציבות מושגת על-ידי הבורג לשדי מאפשר הניתוח של ריפוי endochondral. כמות גדולה של רקמות קסם, קיבל לאחר ייצוב עם הבורג, מציע תנאים אידיאליים כדי לקצור רקמות עבור ניתוחים הביוכימי והמולקולרי. יתרון נוסף של השימוש של הבורג היא העובדה כי הבורג יכול להיות מוכנס לתוך עצם הירך עם טכניקה פולשנית ללא גרימת נזק לרקמות רכות. לסיכום, הבורג הוא שתל ייחודי שיכול אידיאלי לשמש שבר סגור ריפוי מודלים מציע תנאים biomechanical סטנדרטית.

זמן הפעולה של החתך בעור פצע את הסגר היה 20 דקות. הניתוח יכול להתבצע ללא מיקרוסקופ סטריאו. במשככי, החיות היו תחת פיקוח יומיומי. כאבים לאחר הניתוח הסתיים לאחר יומיים כי אף אחד החיות הראו עדות כאב לאחר פרק זמן זה. החיות הראו גם נושאת משקל נורמלי תוך יומיים לאחר הניתוח. זיהומים ב...

Watch this Scientific Journal Video about A Minimally Invasive Model to Analyze Endochondral Fracture Healing in Mice Under Standardized Biomechanical Conditions at JoVE.com

A Minimally Invasive Model to Analyze Endochondral Fracture Healing in Mice Under Standardized Biomechanical Conditions

פרוטוקול זה מתאר שיטה osteosynthesis פולשנית באמצעות בורג אורתופדיים עבור מתוקננת ייצוב הירך שברים, אשר ניתן להשתמש כדי לנתח את עצם endochondral ריפוי בעכברים.

מודל פולשנית לניתוח שבר Endochondral ריפוי בעכברים בתנאים מתוקננים ביו-מכני

Bone healing models are necessary to analyze the complex mechanisms of fracture healing to improve clinical fracture treatment. During the last decade, an ...

a-minimally-invasive-model-to-analyze-endochondral-fracture-healing

Research

JoVE Journal

Medicine

8.2K Views.  Saarland University. פרוטוקול זה מתאר שיטה osteosynthesis פולשנית באמצעות בורג אורתופדיים עבור מתוקננת ייצוב הירך שברים, אשר ניתן להשתמש כדי לנתח את עצם endochondral ריפוי בעכברים.

Video: A Minimally Invasive Model to Analyze Endochondral Fracture Healing in Mice Under Standardized Biomechanical Conditions

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 ...

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 ...

Real-time Visualization and Analysis of Chondrocyte Injury Due to Mechanical Loading in Fully Intact Murine Cartilage Explants

Homeostasis of articular cartilage depends on the viability of resident cells (chondrocytes). Unfortunately, mechanical trauma can induce widespread chondrocyte death, potentially leading to irreversible breakdown of the joint and the onset of osteoarthritis. Additionally, maintenance of chondrocyte viability is important in osteochondral graft procedures for optimal surgical outcomes. We present a method to assess the spatial extent of cell injury/death on the articular surface of intact murine synovial joints after application of controlled mechanical loads or impacts. This method can be used in comparative studies to investigate the effects of different mechanical loading regimens, different environmental conditions or genetic manipulations, as well as different stages of cartilage degeneration on short- and/or long-term vulnerability of in situ articular chondrocytes. The goal of the protocol introduced in the manuscript is to assess the spatial extent of cell injury/death on the articular surface of murine synovial joints. Importantly, this method enables testing on fully intact cartilage without compromising native boundary conditions. Moreover, it allows for real-time visualization of vitally stained articular chondrocytes and single image-based analysis of cell injury induced by application of controlled static and impact loading regimens. Our representative results demonstrate that in healthy cartilage explants, the spatial extent of cell injury depends sensitively on load magnitude and impact intensity. Our method can be easily adapted to investigate the effects of different mechanical loading regimens, different environmental conditions or different genetic manipulations on the mechanical vulnerability of in situ articular chondrocytes.

We present a method to assess the spatial extent of cell injury/death on the articular surface of intact murine joints after application of controlled mechanical loads or impacts. This method can be used to investigate how osteoarthritis, genetic factors and/or different loading regimens affect the vulnerability of in situ chondrocytes.

ויזואליזציה בזמן אמת וניתוח Chondrocyte לפציעה בגלל העמסה מכנית ב Explants הסחוס מאתר באופן מלא ללא פגע

Homeostasis of articular cartilage depends on the viability of resident cells (chondrocytes). Unfortunately, mechanical trauma can induce widespread ...

Bioengineering

An Intramedullary Locking Nail for Standardized Fixation of Femur Osteotomies to Analyze Normal and Defective Bone Healing in Mice

Bone healing models are essential to the development of new therapeutic strategies for clinical fracture treatment. Furthermore, mouse models are becoming more commonly used in trauma research. They offer a large number of mutant strains and antibodies for the analysis of the molecular mechanisms behind the highly differentiated process of bone healing. To control the biomechanical environment, standardized and well-characterized osteosynthesis techniques are mandatory in mice. Here, we report on the design and use of an intramedullary nail to stabilize open femur osteotomies in mice. The nail, made of medical-grade stainless steel, provides high axial and rotational stiffness. The implant further allows the creation of defined, constant osteotomy gap sizes from 0.00 mm to 2.00 mm. Intramedullary locking nail stabilization of femur osteotomies with gap sizes of 0.00 mm and 0.25 mm result in adequate bone healing through endochondral and intramembranous ossification. Stabilization of femur osteotomies with a gap size of 2.00 mm results in atrophic non-union. Thus, the intramedullary locking nail can be used in healing and non-healing models. A further advantage of the use of the nail compared to other open bone healing models is the possibility to adequately fix bone substitutes and scaffolds in order to study the process of osseous integration. A disadvantage of the use of the intramedullary nail is the more invasive surgical procedure, inherent to all open procedures compared to closed models. A further disadvantage may be the induction of some damage to the intramedullary cavity, inherent to all intramedullary stabilization techniques compared to extramedullary stabilization procedures.

This protocol describes an osteosynthesis technique using an intramedullary locking nail for standardized fixation of femur osteotomies, which can be used to analyze normal and defective bone healing in mice.

מסמר נעילת intramedullary עבור קיבוע סטנדרטי של Osteotomies עצם הירך כדי לנתח רגיל ופגום עצם ריפוי עכברים

Bone healing models are essential to the development of new therapeutic strategies for clinical fracture treatment. Furthermore, mouse models are becoming ...

In Vivo Evaluation of Fracture Callus Development During Bone Healing in Mice Using an MRI-compatible Osteosynthesis Device for the Mouse Femur

Endochondral fracture healing is a complex process involving the development of fibrous, cartilaginous, and osseous tissue in the fracture callus. The amount of the different tissues in the callus provides important information on the fracture healing progress. Available in vivo techniques to longitudinally monitor the callus tissue development in preclinical fracture-healing studies using small animals include digital radiography and &#181;CT imaging. However, both techniques are only able to distinguish between mineralized and non-mineralized tissue. Consequently, it is impossible to discriminate cartilage from fibrous tissue. In contrast, magnetic resonance imaging (MRI) visualizes anatomical structures based on their water content and might therefore be able to noninvasively identify soft tissue and cartilage in the fracture callus. Here, we report the use of an MRI-compatible external fixator for the mouse femur to allow MRI scans during bone regeneration in mice. The experiments demonstrated that the fixator and a custom-made mounting device allow repetitive MRI scans, thus enabling longitudinal analysis of fracture-callus tissue development.

In Vivo Evaluation of Fracture Callus Development During Bone Healing in Mice Using an MRI-compatible Osteosynthesis Device for the Mouse Femur

The evaluation of tissue development in the fracture callus during endochondral bone healing is essential to monitor the healing process. Here, we report the use of a magnetic resonance imaging (MRI)-compatible external fixator for the mouse femur to allow MRI scans during bone regeneration in mice.

אין ויוו הערכה של שבר פיתוח קסם במהלך עצם הריפוי בעכברים שימוש בהתקן התואם ל- MRI Osteosynthesis את העכבר אתי

Endochondral fracture healing is a complex process involving the development of fibrous, cartilaginous, and osseous tissue in the fracture callus. The ...

A Mouse Model of Orthopedic Surgery to Study Postoperative Cognitive Dysfunction and Tissue Regeneration

Surgery is commonly used to improve and maintain quality of life. Unfortunately, in vulnerable patients such as the elderly, complications may occur and significantly diminish the outcome. Indeed, after routine orthopedic surgery to repair a fracture, as many as 50% of elderly patients suffer from neurologic complications like delirium. Also, the capacity to heal and regenerate tissue after surgery decreases with age, and can impact the quality of fracture repair and even osseous integration of implants. Thus, a better understanding of mechanisms that drive these age-dependent changes could provide strategic targets to minimize risk for such complications and optimize outcomes. Here, we introduce a clinically relevant mouse model of tibial fracture. The postoperative changes in these mice mimic some of the cognitive impairments commonly observed after routine orthopedic surgery in humans. Briefly, an incision is performed in the right hind limb under strictly aseptic conditions. Muscles are disassociated, and a 0.38-mm stainless steel pin is inserted into the upper crest of the tibia, inside the intramedullary canal. Osteotomy is then performed, and the wound is stapled. We have used this model to investigate the effects of surgical trauma on postoperative neuroinflammation and behavioral changes. By applying this fracture model in combination with parabiosis, a surgical model in which 2 mice are anastomosed, we have studied cells and secreted factors that systemically rejuvenate organ function and tissue regeneration after injury. By following our step-by-step protocol, these models can be reproduced with high fidelity, and can be adapted to interrogate many biologic pathways that are altered by surgical trauma.

This protocol describes a mouse model of orthopedic surgery that has been used to study mechanisms of postoperative neuroinflammation and behavioral changes, and when combined with parabiosis, to study tissue regeneration during aging.

דגם העכבר של כירורגיה אורתופדית ללמוד לאחר הניתוח בתפקוד הקוגניטיבי ו התחדשות רקמות

Surgery is commonly used to improve and maintain quality of life. Unfortunately, in vulnerable patients such as the elderly, complications may occur and ...

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 ...

Transverse Fracture of the Mouse Femur with Stabilizing Pin

Fracture repair is an essential function of the skeleton that cannot be reliably modeled in vitro. A mouse injury model is an efficient approach to test whether a gene, gene product or drug influences bone repair because murine bones recapitulate the stages observed during human fracture healing. When a mouse or human breaks a bone, an inflammatory response is initiated, and the periosteum, a stem cell niche surrounding the bone itself, is activated and expands. Cells residing in the periosteum then differentiate to form a vascularized soft callus. The transition from the soft callus to a hard callus occurs as the recruited skeletal progenitor cells differentiate into mineralizing cells, and the bridging of the fractured ends results in the bone union. The mineralized callus then undergoes remodeling to restore the original shape and structure of the healed bone. Fracture healing has been studied in mice using various injury models. Still, the best way to recapitulate this entire biological process is to break through the cross-section of a long bone that encompasses both cortices. This protocol describes how a stabilized, transverse femur fracture can be safely performed to assess healing in adult mice. A surgical protocol including detailed harvesting and imaging techniques to characterize the different stages of fracture healing is also provided.

This protocol describes a method to perform fractures on adult mice and monitor the healing process.

שבר רוחבי של עצם הירך של העכבר עם פין מייצב

Fracture repair is an essential function of the skeleton that cannot be reliably modeled in vitro. A mouse injury model is an efficient approach to test ...

Biology

Establishing a Diaphyseal Femur Fracture Model in Mice

Bones have a significant regenerative capacity. However, fracture healing is a complex process, and depending on the severity of the lesions and the age and overall health status of the patient, failures can occur, leading to delayed union or nonunion. Due to the increasing number of fractures resulting from high-energy trauma and aging, the development of innovative therapeutic strategies to improve bone repair based on the combination of skeletal/mesenchymal stem/stromal cells and biomimetic biomaterials is urgently needed. To this end, the use of reliable animal models is fundamental to better understanding the key cellular and molecular mechanisms that determine the healing outcomes. Of all the models, the mouse is the preferred research model because it offers a wide variety of transgenic strains and reagents for experimental analysis. However, the establishment of fractures in mice may be technically challenging due to their small size. Therefore, this article aims to demonstrate the procedures for the surgical establishment of a diaphyseal femur fracture in mice, which is stabilized with an intramedullary wire and resembles the most common bone repair process, through cartilaginous callus formation.

This protocol describes a surgical procedure for the establishment of a diaphyseal fracture in the femur of mice, which is stabilized with an intramedullary wire, for fracture healing studies.

ביסוס מודל שבר עצם הירך הדיאפיזי בעכברים

Bones have a significant regenerative capacity. However, fracture healing is a complex process, and depending on the severity of the lesions and the age ...

<meta charset="utf8"></head><body>פרוטוקול שבר מנדיבולרי סטנדרטי לתיקון עצם בעכברים

Less-Invasive Technique for Non-stabilized Mandibular Fracture in Mouse Models

Non-stabilized fractures can be made at mandibular sites in mice, thus making it possible to analyze bone repair using an endochondral ossification mode. To most accurately reflect this process in vivo, it is necessary to have a standardized protocol to avoid excessive bone loss and soft tissue damage, particularly at the mandibular site, an anatomical site characterized by minimal access. To our knowledge, we describe for the first time a less-invasive protocol of non-stabilized mandibular fracture in mice. Adult mice are anesthetized with isoflurane and receive a preoperative dose of buprenorphine by subcutaneous injection. A submandibular approach is performed, with a skin incision made along the inferior border of the mandible. The masseter muscle is elevated in a subperiosteal plane along the mandibular ramus with a periosteal elevator. A vertical and complete fracture of the ramus is performed from the basilar border to the coronoid notch (between condylar and coronoid processes), using a piezoelectric bone surgery device under saline serum irrigation at the basilar edge and scissors to complete the fracture of the mandibular ramus. The skin approach is closed by silk sutures. This detailed procedure for non-stabilized mandibular fractures offers an efficient procedure allowing minimal bone loss and soft tissue damage. This technique ensures successful and consistent results to accurately reflect the process of endochondral bone repair in mouse models.

<meta charset="utf8"></head><body>טכניקה פחות פולשנית לשבר מנדיבולרי לא מיוצב במודלים של עכברים

This protocol presents a comprehensive and efficient method for analyzing mandibular bone repair. We describe a reproducible technique for non-stabilized mandibular fracture in a mouse model, allowing analysis of the process of endochondral bone repair with minimal tissue damage and bone loss.

טכניקה פחות פולשנית לשבר מנדיבולרי לא מיוצב במודלים של עכברים

Non-stabilized fractures can be made at mandibular sites in mice, thus making it possible to analyze bone repair using an endochondral ossification mode. ...