Questo lavoro è stato sostenuto da RISystem AG, Davos, in Svizzera.

Tutte le procedure sono state IACUC-approvato e seguite le linee guida istituzionali (Landesamt für Verbraucherschutz, Zentralstelle Amtstierärztlicher Dienst, Saarbrücken, Germania). Analgesia e prevenzione delle infezioni dovrebbero essere in accordo con le rispettive linee guida del paese e istituzione in cui gli esperimenti devono essere eseguiti. 1. Preparazione di impianti e strumenti chirurgici <ol><li> Selezionare una lama di bisturi (taglia 15), piccole forbici preparazione, una pinza sottile, pinze spogliatoio, piccole pinze, 24 gauge (G) e 27 aghi G, un non-riassorbibile 5-0 di sutura, e una porta aghi dalla casella strumento microchirurgico . </li><li> Scompattare il chiodo endomidollare, i perni ad incastro, il dispositivo di puntamento speciale, la Gigli ha visto, il modello per la Gigli ha visto, la punta di centraggio (1 mm di diametro), la punta (diametro 0,3 millimetri), e il trapano a mano (Figura 2, vedere elenco dei materiali). NOTA: Il intramchiodo edullary (0,8 mm di diametro, 15,7 mm di lunghezza) è un chiodo endomidollare bloccaggio in acciaio inossidabile di grado medico per l&#39;impianto retrograda nel femore. Il chiodo ha una filettatura prossimale (lunghezza 4 mm) e due fori per l&#39;inserimento dei perni ad incastro (0,3 mm di diametro) per raggiungere la stabilità assiale e rotazionale (Figura 1). </li><li> Esporre gli impianti e tutti gli strumenti chirurgici a una soluzione disinfettante (ad esempio, 96% alcool) per 5 min o sterilizzarli (sterilizzazione a vapore, 130 ° C, 25 min). Dopo la disinfezione o sterilizzazione, collocare gli strumenti su un panno operazione sterile. Posizionare il panno operazione sterile direttamente adiacente al tavolino operazione animali. </li></ol> 2. Gli animali, Anestesia, Analgesia e <ol><li> Scegli il ceppo, età e sesso dei topi come necessario per lo studio e la questione da affrontare. NOTA: Per questo studio i 12 ei 14 settimane di età CD-1 topi maschi sono stati utilizzati. Per chiodo IMPLAntazione, il peso corporeo ideale degli animali è 25 - 35 g. </li><li> Anestetizzare i topi con un&#39;iniezione intraperitoneale di 15 mg / kg xylazina e 75 mg / kg ketamina. Confermare l&#39;anestesia per pizzico punta. Applicare lubrificante occhio per proteggere gli occhi degli animali si secchi durante l&#39;anestesia. Dopo induzione dell&#39;anestesia, posizionare il mouse sotto una lampada di calore per mantenere costante la temperatura corporea. </li><li> Applicare tramadolo-cloridrato in acqua potabile (2,5 mg / 100 ml) per l&#39;analgesia da giorno 1 prima della chirurgia fino al giorno 3 dopo l&#39;intervento chirurgico. </li></ol> 3. Procedura chirurgica e l&#39;impianto Nail <ol><li> Prima dell&#39;intervento, la barba tutta la zampa posteriore destra e applicare una crema depilatoria. Dopo 5 minuti, togliere la crema e pulire la gamba con acqua. Esporre gli impianti e tutti gli strumenti chirurgici ad una soluzione disinfettante (ad esempio, 96% di alcol) o sterilizzarli (sterilizzazione a vapore, 130 ° C, 25 min). </li><li> In condizioni asettiche, posizionare i mouse in posizione supina sul tavolino operazione animali. Piegare il ginocchio destro per consentire un approccio anteriore ai condili del ginocchio. Eseguire un 5 millimetri mediale incisione parapatellare al ginocchio destro con il bisturi. </li><li> Sollevare il legamento rotuleo con i pinza sottile e mobilitare con attenzione il legamento con il bisturi. Quindi, spostare la rotula lateralmente la lama di bisturi per esporre la tacca intercondylar del femore. </li><li> Aprire la tacca intercondiloidea perforando fino a raggiungere la cavità intramidollare. <ol><li> Inizia foratura con un offset di 45º rispetto all&#39;asse del femore utilizzando i 1 mm di centratura punta del trapano. Lentamente cambiare la direzione della punta durante la perforazione fino parallela all&#39;asse osso del femore. Smettere di foratura se viene raggiunta la cavità intramidollare. </li></ol></li><li> Dopo aver aperto l&#39;osso alla tacca intercondiloidea, inserire l&#39;ago G 24 nella cavità intramidollare su tutta la lunghezza del femore. Risma il intramecavità dullary del femore manualmente attraverso movimenti rotatori dell&#39;ago 24 G. Rimuovere l&#39;ago G 24 e inserire il più sottile 27 ago G nella cavità intramidollare. Inserire l&#39;ago avanti per perforare l&#39;osso corticale del femore prossimale al grande trocantere. </li><li> Rimuovere il 27 ago G dal femore. Usando il trapano a mano, impiantare il chiodo endomidollare attraverso la tacca intercondiloidea in rotazione continua e pressione assiale fino alla estremità distale del chiodo raggiunge il livello dei condili. NOTA: L&#39;estremità distale del chiodo può essere identificato con un piccolo segno. </li><li> Posizionare il mouse nella posizione di laterale sinistro. Eseguire un&#39;incisione cutanea longitudinale utilizzando il bisturi lungo la parte diafisario del femore laterale dal ginocchio all&#39;articolazione dell&#39;anca per esporre chirurgicamente la mediopeniene del femore. </li><li> Utilizzando piccole forbici preparazione, dividere la fascia e diffondere i muscoli nella direzione dell&#39;asse del femore dalla parte laterale.Stendere i muscoli fino a quando è esposta la parte diafisario del femore. Preservare il nervo sciatico. <ol><li> Preparare tutta la circonferenza del femore indebolendo l&#39;osso con la pinza medicazione. Poi, ritrarre i muscoli, diffondendo la pinza medicazione ed esporre il femore. </li></ol></li><li> Montare il dispositivo di puntamento per l&#39;estremità distale del chiodo. Far avanzare il dispositivo fino a quando non si attacca alla flangia adattatore del chiodo e ruotare il dispositivo di puntamento in posizione antero-laterale al femore. </li><li> Interblocco l&#39;unghia con una prossimale e distale un perno ad incastro. <ol><li> Inizia con il perno di incastro prossimale. </li><li> Inserire la punta di centraggio (1 mm di diametro) nel trapano a mano. Svasare l&#39;osso nella posizione foro di collegamento prossimale. NOTA: svasatura, una piccola cavità viene creato nel fronte corticale senza perforare attraverso l&#39;osso. Questa cavità permette una migliore centraggio e guida della punta sottile (diametro 0,3 millimetri),utilizzato in seguito. </li><li> Inserire la punta del trapano (0,3 mm di diametro) nel trapano a mano. Utilizzando il dispositivo di puntamento, praticare il foro sia attraverso il rivestimento e l&#39;osso corticale scongiurato (bicorticale). Inserire il primo perno di collegamento attraverso il dispositivo di puntamento. Le cesoie albero di azionamento perno ad incastro spegne non appena viene raggiunta la coppia ad incastro. </li><li> Ripetere questa procedura per il perno di incastro distale. </li></ol></li><li> Eseguire l&#39;osteotomia diafisario. <ol><li> Fissare la guida sega per il dispositivo di puntamento sul lato laterale tra i due perni ad incastro. Poi, visto l&#39;osso con la Gigli ha visto sotto irrigazione continua con soluzione salina. Dopo l&#39;osteotomia è completata, tagliare la sega ad una estremità, vicino all&#39;osso. Rimuovere accuratamente la sega per evitare di causare danni ai tessuti molli. </li></ol></li><li> Rimuovere il dispositivo di puntamento e, con le piccole pinze, clip fuori l&#39;albero rimanente del chiodo endomidollare alla linea marcata. </li><li> Chiudere gli strati muscolari al latsito rale del femore ed eseguire la chiusura della pelle con i singoli punti di sutura. Al sito anteriore del ginocchio, riposizionare la rotula e fissare il tendine rotuleo ai muscoli con una sutura singola. Utilizzare singoli punti di sutura per chiudere questa ferita pure. </li><li> Mantenere gli animali sotto la lampada di calore fino a quando non recuperare da anestesia. Non lasciare gli animali incustoditi fino a quando hanno ripreso conoscenza sufficiente per mantenere decubito ventrale. Rispedire gli animali singole gabbie nella struttura animali. </li><li> Monitorare gli animali con cura ogni giorno. Mantenere l&#39;analgesia postoperatoria durante i primi tre giorni. Continuare l&#39;analgesia se, il giorno 4 dopo l&#39;intervento chirurgico, gli animali mostrano ancora evidenza di dolore, come indicato dalla vocalizzazione, irrequietezza, mancanza di mobilità, mancato sposo, la postura anomala, e la mancanza di interesse normale in un ambiente. Terminare l&#39;analgesia quando gli animali sono senza dolore. </li></ol>

<ol>
	<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>Claes, L., Augat, P., Suger, G., Wilke, H. 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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>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>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>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>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>Lovati, A. 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=Diabetic+mouse+model+of+orthopaedic+implant-related+Staphylococcus+aureus+infection.">Diabetic mouse model of orthopaedic implant-related Staphylococcus aureus infection.</a> PLoS One. 8 (6), e67628 (2013).</li><li>Slade Shantz, J. A., Yu, Y. Y., Andres, W., Miclau, T., Marcucio, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulation+of+macrophage+activity+during+fracture+repair+has+differential+effects+in+young+adult+and+elderly+mice.">Modulation of macrophage activity during fracture repair has differential effects in young adult and elderly mice.</a> J Orthop Trauma. 28, 10-14 (2014).</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), 132-147 (1998).</li><li>Gr&#246;ngr&#246;ft, I., 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=Fixation+compliance+in+a+mouse+osteotomy+model+induces+two+different+processes+of+bone+healing+but+does+not+lead+to+delayed+union.">Fixation compliance in a mouse osteotomy model induces two different processes of bone healing but does not lead to delayed union.</a> J Biomech. 18 (13), 2089-2096 (2009).</li><li>Glatt, V., 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=Adjustable+stiffness,+external+fixator+for+the+rat+femur+osteotomy+and+segmental+bone+defect+models.">Adjustable stiffness, external fixator for the rat femur osteotomy and segmental bone defect models.</a> J Vis Exp. (9), e51558 (2014).</li><li>Manassero, 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=A+novel+murine+femoral+segmental+critical-sized+defect+model+stabilized+by+plate+osteosynthesis+for+bone+tissue+engineering+purposes.">A novel murine femoral segmental critical-sized defect model stabilized by plate osteosynthesis for bone tissue engineering purposes.</a> Tissue Eng Part C Methods. 19 (4), 271-280 (2013).</li></ol>

Romano Matthys is an employee of RISystem AG, Davos, Switzerland, which produces the implants and implant-specific instruments. The other authors have no conflicts of interest.

Le fasi più critiche della tecnica chirurgica sono il corretto posizionamento del chiodo, il dispositivo di puntamento, e le spine. Il chiodo deve essere inserito completamente alla marcata trattino all&#39;estremità distale del chiodo, perché una sporgenza del chiodo nel ginocchio a livello dei condili può limitare il movimento del ginocchio (Figura 3). Pertanto, la dimensione del femore e, di conseguenza, il peso corporeo degli animali, deve essere considerato. Il chirurgo deve anche prestare part...

La biologia della guarigione ossea può essere studiato in vitro utilizzando colture cellulari e sferoide, ma richiede anche in vivo utilizzando approcci studi su animali. Mentre gli esperimenti su larga animali svolgono ancora un ruolo importante nel test preclinici, test fase iniziale di prodotti o ipotesi è cambiata nel corso degli ultimi 10 anni ed è oggi spesso condotti in modelli animali di piccole dimensioni 1. Questo interruttore è stato eseguito per diversi motivi. Produzione e manutenzione di topi e ratti sono più economici rispetto ai maiali e pecore. Inoltre, piccoli animali hanno tempi di riproduzione più brevi e più brevi periodi di guarigione normali, entrambi i quali facilitano l&#39;esecuzione di grandi serie di esperimenti croniche. Infine, la disponibilità di animali gene-mirati e anticorpi specifici consente l&#39;analisi dei meccanismi molecolari nella guarigione ossea. Tuttavia, mentre il precedentemente utilizzato tecniche di osteosintesi in modelli animali più grandi potrebbe essere tradotto con minima variaz<html> ione da procedure analoghe utilizzate nella cura del paziente clinica umana e veterinaria, lo sviluppo e l&#39;applicazione di tecniche di osteosintesi nelle piccole dimensioni ratti e topi si è rivelata difficile. E &#39;ben noto che l&#39;ambiente biomeccanico influenza significativamente l&#39;osso processo 2 guarigione. Come noto dalla guarigione della frattura negli esseri umani, le differenze di frattura risultato stabilizzazione in diverse modalità di guarigione, tra cui l&#39;ossificazione intramembranosa dopo fissazione rigida e encondrale dopo la fissazione meno rigido con micromovimenti. Assiale completa o l&#39;instabilità di rotazione possono ritardare il processo di guarigione o possono provocare nei non-unioni 3. Di conseguenza, riteniamo che sia necessario sviluppare sofisticati sistemi di impianto e delle tecniche di osteosintesi in topi e ratti. In questo modo, le condizioni biomeccaniche possono essere standardizzati opportunamente, garantendo risultati validi quando si analizza il processo di guarigione. e_content &quot;&gt; Sebbene un numero considerevole di sofisticate tecniche di stabilizzazione murini sono stati introdotti negli ultimi anni, la tecnica più comunemente usata è ancora il semplice perno intramidollare. Il principale svantaggio di questa tecnica, tuttavia, è la mancanza di rotazione ed assiale stabilità 4. per migliorare la stabilità rotazionale ed assiale, una vite endomidollare è stato introdotto per stabilizzare fratture del femore in topi 5. Tuttavia, la fissazione vite non può essere utilizzato per analizzare la guarigione ossea difettosa a causa della necessità di contatto e compressione tra i frammenti ossei in al fine di mantenere la stabilità rotazionale. Il intramidollare bloccaggio del chiodo offre una maggiore assiale e stabilità rotazionale rispetto alla semplice perno e la vite endomidollare 4. Un osteotomia femorale altamente riproducibili, possibile a causa della guida per l&#39;Gigli vide e la capacità di creare dimensioni spazio definito, consente l&#39;analisi sia bon normalee la guarigione e ossa-difettoso guarigione 6. A causa l&#39;inserimento di perni ad incastro, l&#39;endomidollare bloccaggio chiodo garantisce una dimensione gap costante durante l&#39;intero processo di guarigione, anche tenendo pieno peso. Qui, riportiamo sulla progettazione e l&#39;applicazione del chiodo endomidollare bloccaggio, nonché i suoi vantaggi e svantaggi in studi sperimentali sul normale e ritardata guarigione ossea.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="476">
	<tbody>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:187px;">MouseNail</td>
			<td style="width:179px;">RISystem AG</td>
			<td style="width:111px;">221,122</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">MouseNail aiming device</td>
			<td>RISystem AG</td>
			<td>221,201</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">MouseNail interlocking pin</td>
			<td>RISystem AG</td>
			<td>221,121</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Centering bit</td>
			<td>RISystem AG</td>
			<td>592,205</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Drill bit</td>
			<td>RISystem AG</td>
			<td>590,200</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Gigli wire saw</td>
			<td>RISystem AG</td>
			<td>590,100</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Suture (5-0 Prolene)</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>8614H</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Forceps</td>
			<td>Braun Aesculap AG &#38;CoKG&#160;</td>
			<td>BD520R</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Dressing forceps</td>
			<td>Braun Aesculap AG &#38;CoKG&#160;</td>
			<td>BJ009R</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Scissors</td>
			<td>Braun Aesculap AG &#38;CoKG&#160;</td>
			<td>BC100R</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Needle holder</td>
			<td>Braun Aesculap AG &#38;CoKG&#160;</td>
			<td>BM024R</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">24G needle</td>
			<td>BD Mircolance 3</td>
			<td>304100</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">27G needle</td>
			<td>Braun Melsungen AG</td>
			<td>9186182</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Scalpel blade size 15</td>
			<td>Braun Aesculap AG &#38;CoKG&#160;</td>
			<td>16600525</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Pincers</td>
			<td>Knipex</td>
			<td>7932125</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Heat radiator</td>
			<td>Sanitas</td>
			<td>605.25</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Depilatory cream</td>
			<td>Asid bonz GmbH</td>
			<td>&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; NDXZ10</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Eye lubricant</td>
			<td>Bayer Vital GmbH</td>
			<td>2182442</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Xylazine</td>
			<td>Bayer Vital GmbH</td>
			<td align="right">1320422</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Ketamine</td>
			<td>Serumwerke Bernburg</td>
			<td align="right">7005294</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Tramadol</td>
			<td>Gr&#252;nenthal GmbH</td>
			<td align="right">2256241</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Disinfection solution (SoftaseptN)</td>
			<td>Braun Melsungen AG</td>
			<td align="right">8505018</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">CD-1 mice</td>
			<td>Charles River</td>
			<td align="right">22</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an intramedullary locking nail for standardized fixation of femur osteotomies to analyze normal and defective bone healing in mice

modelli guarigione ossea sono essenziali per lo sviluppo di nuove strategie terapeutiche per il trattamento delle fratture clinica. Inoltre, modelli murini sono sempre più comunemente utilizzati nella ricerca traumi. Essi offrono un gran numero di ceppi mutanti e anticorpi per l&#39;analisi dei meccanismi molecolari alla base del processo altamente differenziato della guarigione ossea. Per controllare l&#39;ambiente biomeccanica, tecniche di osteosintesi standardizzate e ben caratterizzati sono obbligatori nei topi. Qui, riportiamo la progettazione e l&#39;utilizzo di un chiodo endomidollare per stabilizzare osteotomie femore aperti nei topi. Il chiodo, acciaio inossidabile di grado medico, assicura un&#39;elevata rigidità assiale e rotazionale. L&#39;impianto inoltre permette la creazione di definito, gap osteotomia costante dimensioni da 0,00 mm a 2,00 mm. Intramidollare bloccaggio stabilizzazione chiodo di osteotomie femore con dimensioni gap di 0,00 millimetri e 0,25 millimetri provocare un&#39;adeguata guarigione ossea attraverso endochondral e ossificat intramembranosaionico. Stabilizzazione di osteotomie del femore con una dimensione gap di 2,00 mm di risultati atrofica non sindacale. Pertanto, il bloccaggio intramidollare chiodo può essere utilizzato in modelli di guarigione e non-guarigione. Un ulteriore vantaggio dell&#39;uso del chiodo rispetto ad altri modelli di guarigione aperta ossee è la possibilità di fissare adeguatamente sostituti ossei e scaffold per studiare il processo di integrazione ossea. Uno svantaggio dell&#39;uso del chiodo endomidollare è la procedura chirurgica più invasiva, inerente tutte le procedure aperte rispetto ai modelli chiusi. Un ulteriore inconveniente può essere l&#39;induzione di alcuni danni alla cavità intramidollare, inerente a tutte le tecniche di stabilizzazione intramidollari rispetto alle procedure di stabilizzazione extramidollari.

Il tempo complessivo per la procedura chirurgica era circa 30 min dall&#39;incisione pelle a chiusura della ferita. Utilizzando gli impianti chirurgici effettuati, la chirurgia può essere eseguita senza uno stereo-microscopio. Dopo l&#39;intervento, gli animali sono stati monitorati giornalmente. analgesia post-operatoria è stato terminato dopo 3 giorni perché nessuno degli animali ha mostrato evidenza di dolore (vocalizzazione, irrequietezza, mancanza di mobilità, mancato sposo, la ...

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

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.

Un chiodo endomidollare di bloccaggio per standardizzata Fissazione del femore osteotomie per analizzare normale e difettoso guarigione ossea nei topi

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

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Research

JoVE Journal

Medicine

13.3K Views.  Saarland University. 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.

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

Using Quantitative Real-time PCR to Determine Donor Cell Engraftment in a Competitive Murine Bone Marrow Transplantation Model

Murine bone marrow transplantation models provide an important tool in measuring hematopoietic stem cell (HSC) functions and determining genes/molecules that regulate HSCs. In these transplant model systems, the function of HSCs is determined by the ability of these cells to engraft and reconstitute lethally irradiated recipient mice. Commonly, the donor cell contribution/engraftment is measured by antibodies to donor- specific cell surface proteins using flow cytometry. However, this method heavily depends on the specificity and the ability of the cell surface marker to differentiate donor-derived cells from recipient-originated cells, which may not be available for all mouse strains. Considering the various backgrounds of genetically modified mouse strains in the market, this cell surface/ flow cytometry-based method has significant limitations especially in mouse strains that lack well-defined surface markers to separate donor cells from congenic recipient cells. Here, we reported a PCR-based technique to determine donor cell engraftment/contribution in transplant recipient mice. We transplanted male donor bone marrow HSCs to lethally irradiated congenic female mice. Peripheral blood samples were collected at different time points post transplantation. Bone marrow samples were obtained at the end of the experiments. Genomic DNA was isolated and the Y chromosome specific gene, Zfy1, was amplified using quantitative Real time PCR. The engraftment of male donor-derived cells in the female recipient mice was calculated against standard curve with known percentage of male vs. female DNAs. Bcl2 was used as a reference gene to normalize the total DNA amount. Our data suggested that this approach reliably determines donor cell engraftment and provides a useful, yet simple method in measuring hematopoietic cell reconstitution in murine bone marrow transplantation models. Our method can be routinely performed in most laboratories because no costly equipment such as flow cytometry is required.

Determining donor cell engraftment presents a challenge in mouse bone marrow transplant models that lack well-defined phenotypical markers. We described a methodology to quantify male donor cell engraftment in female transplant recipient mice. This method can be used in all mouse strains for the study of HSC functions.

Utilizzando quantitativa real-time PCR per la determinazione cellulare attecchimento dei donatori in un modello murino competitivo trapianto di midollo osseo

Murine bone marrow transplantation models provide an important tool in measuring hematopoietic stem cell (HSC) functions and determining genes/molecules ...

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Medicina

Lesion Explorer: A Video-guided, Standardized Protocol for Accurate and Reliable MRI-derived Volumetrics in Alzheimer's Disease and Normal Elderly

Obtaining in vivo human brain tissue volumetrics from MRI is often complicated by various technical and biological issues. These challenges are exacerbated when significant brain atrophy and age-related white matter changes (e.g. Leukoaraiosis) are present. Lesion Explorer (LE) is an accurate and reliable neuroimaging pipeline specifically developed to address such issues commonly observed on MRI of Alzheimer's disease and normal elderly. The pipeline is a complex set of semi-automatic procedures which has been previously validated in a series of internal and external reliability tests1,2. However, LE's accuracy and reliability is highly dependent on properly trained manual operators to execute commands, identify distinct anatomical landmarks, and manually edit/verify various computer-generated segmentation outputs.
LE can be divided into 3 main components, each requiring a set of commands and manual operations: 1) Brain-Sizer, 2) SABRE, and 3) Lesion-Seg. Brain-Sizer's manual operations involve editing of the automatic skull-stripped total intracranial vault (TIV) extraction mask, designation of ventricular cerebrospinal fluid (vCSF), and removal of subtentorial structures. The SABRE component requires checking of image alignment along the anterior and posterior commissure (ACPC) plane, and identification of several anatomical landmarks required for regional parcellation. Finally, the Lesion-Seg component involves manual checking of the automatic lesion segmentation of subcortical hyperintensities (SH) for false positive errors.
While on-site training of the LE pipeline is preferable, readily available visual teaching tools with interactive training images are a viable alternative. Developed to ensure a high degree of accuracy and reliability, the following is a step-by-step, video-guided, standardized protocol for LE's manual procedures.

Lesion Explorer (LE) is a semi-automatic, image-processing pipeline developed to obtain regional brain tissue and subcortical hyperintensity lesion volumetrics from structural MRI of Alzheimer's disease and normal elderly. To ensure a high level of accuracy and reliability, the following is a video-guided, standardized protocol for LE's manual procedures.

Lesione Explorer: un video-guida, standardizzato protocollo preciso e affidabile Volumetrics MRI-derivati ​​nella malattia di Alzheimer e normale Anziani

Obtaining in vivo human brain tissue volumetrics from MRI is often complicated by various technical and biological issues. These challenges are ...

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

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 has been great clinical interest in improving bone healing by altering the mechanical environment through the fixation stability around the lesion. One constraint of preclinical animal research in this area is the lack of experimental control over the local mechanical environment within a large segmental defect as well as osteotomies as they heal. In this paper we report on the design and use of an external fixator to study the healing of large segmental bone defects or osteotomies. This device not only allows for controlled axial stiffness on the bone lesion as it heals, but it also enables the change of stiffness during the healing process in vivo. The conducted experiments have shown that the fixators were able to maintain a 5 mm femoral defect gap in rats in vivo during unrestricted cage activity for at least 8 weeks. Likewise, we observed no distortion or infections, including pin infections during the entire healing period. These results demonstrate that our newly developed external fixator was able to achieve reproducible and standardized stabilization, and the alteration of the mechanical environment of in vivo rat large bone defects and various size osteotomies. This confirms that the external fixation device is well suited for preclinical research investigations using a rat model in the field of bone regeneration and repair.

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.

Rigidità regolabile, fissatore esterno per le Rat Femore osteotomia e segmentale Bone Difetto Models

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 ...

Combined In vivo Optical and &#181;CT Imaging to Monitor Infection, Inflammation, and Bone Anatomy in an Orthopaedic Implant Infection in Mice

Multimodality imaging has emerged as a common technological approach used in both preclinical and clinical research. Advanced techniques that combine in vivo optical and &#956;CT imaging allow the visualization of biological phenomena in an anatomical context. These imaging modalities may be especially useful to study conditions that impact bone. In particular, orthopaedic implant infections are an important problem in clinical orthopaedic surgery. These infections are difficult to treat because bacterial biofilms form on the foreign surgically implanted materials, leading to persistent inflammation, osteomyelitis and eventual osteolysis of the bone surrounding the implant, which ultimately results in implant loosening and failure. Here, a mouse model of an infected orthopaedic prosthetic implant was used that involved the surgical placement of a Kirschner-wire implant into an intramedullary canal in the femur in such a way that the end of the implant extended into the knee joint. In this model, LysEGFP mice, a mouse strain that has EGFP-fluorescent neutrophils, were employed in conjunction with a bioluminescent Staphylococcus aureus strain, which naturally emits light. The bacteria were inoculated into the knee joints of the mice prior to closing the surgical site. In vivo bioluminescent and fluorescent imaging was used to quantify the bacterial burden and neutrophil inflammatory response, respectively. In addition, &#956;CT imaging was performed on the same mice so that the 3D location of the bioluminescent and fluorescent optical signals could be co-registered with the anatomical &#956;CT images. To quantify the changes in the bone over time, the outer bone volume of the distal femurs were measured at specific time points using a semi-automated contour based segmentation process. Taken together, the combination of in vivo bioluminescent/fluorescent imaging with &#956;CT imaging may be especially useful for the noninvasive monitoring of the infection, inflammatory response and anatomical changes in bone over time.

Combined In vivo Optical and  &#181;CT Imaging to Monitor Infection, Inflammation, and Bone Anatomy in an Orthopaedic Implant Infection in Mice

Combined optical and &#956;CT imaging in a mouse model of orthopaedic implant infection, utilizing a bioluminescent engineered strain of Staphylococcus aureus, provided the capability to noninvasively and longitudinally monitor the dynamics of the bacterial infection, as well as the corresponding inflammatory response and anatomical changes in the bone.

Combinato<em&gt; In vivo</em&gt; Optical e μCT Imaging Monitor per infezione, infiammazione, e Bone Anatomy in una infezione ortopedica impianto in topi

Multimodality imaging has emerged as a common technological approach used in both preclinical and clinical research. Advanced techniques that combine in ...

Femoral Bone Marrow Aspiration in Live Mice

Serial sampling of the cellular composition of bone marrow (BM) is a routine procedure critical to clinical hematology. This protocol describes a detailed step-by-step technical procedure for an analogous procedure in live mice which allows for serial characterization of cells present in the BM. This procedure facilitates studies aimed to detect the presence of exogenously administered cells within the BM of mice as would be done in xenograft studies for instance. Moreover, this procedure allows for the retrieval and characterization of cells enriched in the BM such as hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs) without sacrifice of mice. Given that the cellular composition of peripheral blood is not necessarily reflective of proportions and types of stem and progenitor cells present in the marrow, procedures which provide access to this compartment without requiring termination of the mice are very helpful. The use of femoral bone marrow aspiration is illustrated here for cytological analysis of marrow cells, flow cytometric characterization of the hematopoietic stem/progenitor compartment, and culture of sorted HSPCs obtained by femoral BM aspiration compared with conventional marrow harvest.

This protocol describes a procedure for serial sampling of femoral bone marrow (BM) without requiring the sacrifice of mice. This procedure facilitates longitudinal studies of the BM composition of mice over time and provides serial access to cells within the BM for ex vivo and transplantation studies.

Femorale aspirazione del midollo osseo in Live Mice

Serial sampling of the cellular composition of bone marrow (BM) is a routine procedure critical to clinical hematology. This protocol describes a detailed ...

An Improved Method for Rapid Intubation of the Trachea in Mice

Despite some anatomical and physiological differences, mouse models continue to be an essential tool for studying human lung disease. Bleomycin toxicity is a commonly used model to study both acute lung injury and fibrosis, and multiple methods have been developed for administering bleomycin (and other toxic agents) into the lungs. However, many of these approaches, such as transtracheal instillation, have inherent drawbacks, including the need for strong anesthetics and survival surgery. This paper reports a quick, reproducible method of intratracheal intubation that involves mild inhaled anesthesia, visualization of the trachea, and the use of a surrogate spirometer to confirm exposure. As a proof of concept, 8-12 week old C57BL/6 mice were administered either 2.0 U/kg of bleomycin or an equivalent volume of PBS, and both damage and fibrotic endpoints were measured post-exposure. This procedure allows researchers to treat a large cohort of mice in a relatively short period with little expense and minimal post-procedure care.

This article presents a rapid and simple method for administering bleomycin directly into the mouse trachea via intubation. Key advantages of this method are that it is highly reproducible, easy to master, and does not require specialized equipment or lengthy recovery times.

Un metodo migliore per Rapid intubazione della trachea nei topi

Despite some anatomical and physiological differences, mouse models continue to be an essential tool for studying human lung disease. Bleomycin toxicity ...

Visualization of Vascular and Parenchymal Regeneration after 70% Partial Hepatectomy in Normal Mice

A modified silicone injection procedure was used for visualization of the hepatic vascular tree. This procedure consisted of in-vivo injection of the silicone compound, via a 26 G catheter, into the portal or hepatic vein. After silicone injection, organs were explanted and prepared for ex-vivo micro-CT (&#181;CT) scanning. The silicone injection procedure is technically challenging. Achieving a successful outcome requires extensive microsurgical experience from the surgeon. One of the challenges of this procedure involves determining the adequate perfusion rate for the silicone compound. The perfusion rate for the silicone compound needs to be defined based on the hemodynamic of the vascular system of interest. Inappropriate perfusion rate can lead to an incomplete perfusion, artificial dilation and rupturing of vascular trees.
The 3D reconstruction of the vascular system was based on CT scans and was achieved using preclinical software such as HepaVision. The quality of the reconstructed vascular tree was directly related to the quality of silicone perfusion. Subsequently computed vascular parameters indicative of vascular growth, such as total vascular volume, were calculated based on the vascular reconstructions. Contrasting the vascular tree with silicone allowed for subsequent histological work-up of the specimen after &#181;CT scanning. The specimen can be subjected to serial sectioning, histological analysis and whole slide scanning, and thereafter to 3D reconstruction of the vascular trees based on histological images. This is the prerequisite for the detection of molecular events and their distribution with respect to the vascular tree. This modified silicone injection procedure can also be used to visualize and reconstruct the vascular systems of other organs. This technique has the potential to be extensively applied to studies concerning vascular anatomy and growth in various animal and disease models.

Tools used for visualizing vascular regeneration require methods for contrasting the vascular trees. This film demonstrated a delicate injection technique used to achieve optimal contrasting of the vascular trees and illustrate the potential benefits resulting from a detailed analysis of the resulting specimen using &#181;CT and histological serial sections.

Visualizzazione dei Vascolare e parenchimale rigenerazione dopo il 70% epatectomia parziale in topi normali

A modified silicone injection procedure was used for visualization of the hepatic vascular tree. This procedure consisted of in-vivo injection of the ...

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.

In Vivo Valutazione dello sviluppo di callo di frattura durante la guarigione dell'osso nei topi utilizzando un MRI-compatibile con osteosintesi per il femore di Mouse

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

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

Bone healing models are necessary to analyze the complex mechanisms of fracture healing to improve clinical fracture treatment. During the last decade, an increased use of mouse models in orthopedic research was noted, most probably because mouse models offer a large number of genetically-modified strains and special antibodies for the analysis of molecular mechanisms of fracture healing. To control the biomechanical conditions, well-characterized osteosynthesis techniques are mandatory, also in mice. Here, we report on the design and use of a closed bone healing model to stabilize femur fractures in mice. The intramedullary screw, made of medical-grade stainless steel, provides through fracture compression an axial and rotational stability compared to the mostly used simple intramedullary pins, which show a complete lack of axial and rotational stability. The stability achieved by the intramedullary screw allows the analysis of endochondral healing. A large amount of callus tissue, received after stabilization with the screw, offers ideal conditions to harvest tissue for biochemical and molecular analyses. A further advantage of the use of the screw is the fact that the screw can be inserted into the femur with a minimally invasive technique without inducing damage to the soft tissue. In conclusion, the screw is a unique implant that can ideally be used in closed fracture healing models offering standardized biomechanical conditions.

This protocol describes a minimally invasive osteosynthesis technique using an intramedullary screw for standardized stabilization of femur fractures, which can be used to analyze endochondral bone healing in mice.

Un modello come minimo dilagante per analizzare Endochondral frattura la guarigione nei topi in condizioni standardizzate di biomeccaniche

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

Corneal Epithelial Abrasion with Ocular Burr As a Model for Cornea Wound Healing

The murine cornea provides an excellent model to study wound healing. The cornea is the outermost layer of the eye, and thus is the first defense to injury. In fact, the most common type of eye injury found in clinic is a corneal abrasion. Here, we utilize an ocular burr to induce an abrasion resulting in removal of the corneal epithelium in vivo on anesthetized mice. This method allows for targeted and reproducible epithelial disruption, leaving other areas intact. In addition, we describe the visualization of the abraded epithelium with fluorescein staining and provide concrete advice on how to visualize the abraded cornea. Then, we follow the timeline of wound healing 0, 18, and 72 h after abrasion, until the wound is re-epithelialized. The epithelial abrasion model of corneal injury is ideal for studies on epithelial cell proliferation, migration and re-epithelialization of the corneal layers. However, this method is not optimal to study stromal activation during wound healing, because the ocular burr does not penetrate to the stromal cell layers. This method is also suitable for clinical applications, for example, pre-clinical test of drug effectiveness.

This protocol describes a method to inflict an abrasion to the ocular surface of the mouse, and to follow the wound healing process thereafter. The protocol takes advantage of an ocular burr to partially remove the surface epithelium of the eye in anaesthetized mice.

Guarigione delle ferite di abrasione epiteliale corneale con oculare Burr come un modello per Cornea

The murine cornea provides an excellent model to study wound healing. The cornea is the outermost layer of the eye, and thus is the first defense to ...

Un chiodo endomidollare di bloccaggio per standardizzata Fissazione del femore osteotomie per analizzare normale e difettoso guarigione ossea nei topi

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Utilizzando quantitativa real-time PCR per la determinazione cellulare attecchimento dei donatori in un modello murino competitivo trapianto di midollo osseo

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Rigidità regolabile, fissatore esterno per le Rat Femore osteotomia e segmentale Bone Difetto Models

Combinato

Femorale aspirazione del midollo osseo in Live Mice

Un metodo migliore per Rapid intubazione della trachea nei topi

Visualizzazione dei Vascolare e parenchimale rigenerazione dopo il 70% epatectomia parziale in topi normali

In Vivo Valutazione dello sviluppo di callo di frattura durante la guarigione dell'osso nei topi utilizzando un MRI-compatibile con osteosintesi per il femore di Mouse

Un modello come minimo dilagante per analizzare Endochondral frattura la guarigione nei topi in condizioni standardizzate di biomeccaniche

Guarigione delle ferite di abrasione epiteliale corneale con oculare Burr come un modello per Cornea

Un chiodo endomidollare di bloccaggio per standardizzata Fissazione del femore osteotomie per analizzare normale e difettoso guarigione ossea nei topi

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Rigidità regolabile, fissatore esterno per le Rat Femore osteotomia e segmentale Bone Difetto Models

Combinato

Femorale aspirazione del midollo osseo in Live Mice

Un metodo migliore per Rapid intubazione della trachea nei topi

Visualizzazione dei Vascolare e parenchimale rigenerazione dopo il 70% epatectomia parziale in topi normali

In Vivo Valutazione dello sviluppo di callo di frattura durante la guarigione dell'osso nei topi utilizzando un MRI-compatibile con osteosintesi per il femore di Mouse

Un modello come minimo dilagante per analizzare Endochondral frattura la guarigione nei topi in condizioni standardizzate di biomeccaniche

Guarigione delle ferite di abrasione epiteliale corneale con oculare Burr come un modello per Cornea

Lesione Explorer: un video-guida, standardizzato protocollo preciso e affidabile Volumetrics MRI-derivati nella malattia di Alzheimer e normale Anziani