この作品は、AOの基礎（S-08-42G）とRISystem AGによってサポートされていました。 私たちは、非常に大きなを拡張したい &quot;ありがとう！&quot;私たちは、この外科処置の撮影のために彼らのOR施設を利用できるようにするにはそのように収容されるためのAO研究所スイスのダボスでのステファンZeiterのチームに。

動物の世話および実験プロトコルは、NIHガイドラインに従って続き、ベス·イスラエル·ディーコネス医療センター施設内動物管理使用委員会、マサチューセッツ州ボストンによって承認された。 （プロトコール番号：098から2009） 手術材料と器具の作製<ol><li>使用前に手術を行うために使用されるすべての外科材料や器具を滅菌する。折り畳まれた布や紙の内側に包まれ、または計器トレイなしで、必要な材料をパックし、蒸気滅菌用オートクレーブテープで密封する。オートクレーブの温度は、滅菌時間の20〜25分間125〜135ºCでもよく、乾燥時間、次いで10〜15分べきである。 </li><li>手術時にラットが200〜250グラムであることを確認してください。ラットのサイズが重い場合は、異なるサイズの固定器が使用されるべきであるので、これは非常に重要である。ラットのために外部固定システムのより重い250 GA拡大版を使用する必要があります。 </li> &lt;/オール&gt; 2外科的手技と創外固定器の応用<ol><li>いずれの認定動物業者からスプラーグ·ドーリー（または他の系統）ラット（雄または雌、体重200〜250gの）購入。調査者の施設内動物管理使用委員会によって承認された国のガイドラインに従った適切な動物のケアと実験プロトコールに従ってください。手順の前に48時間の順応期間の最小値を許可します。 </li><li>手術のために、専用の外科処置室にラットを輸送。 </li><li>第1誘導チャンバーを経由してイソフルランでラットを麻酔した後、O 2 /分の1〜1.5リットルに1.5から2パーセントの割合で麻酔装置に接続されたフェイスマスクを続行します。手術の開始時に、動物が深い麻酔下にあることを確認してください。これを行うには、手足を拡張し、指で足の指の間のウェブつまんでペダルレフ技術を使用する（ しないつま先そのもの！）。動物はsuコマンドはありません手足が撤回された場合fficiently麻酔し、筋肉の痙攣が発生した場合、または動物が音がする場合。 </li><li>ラットは手術のための深い全身麻酔下になった後、右脚に筋肉内に抗生物質（セファゾリン、20ミリグラム/ kg）および鎮痛剤ブプレノルフィン（投与量0.08ミリグラム/ kg）を注入する。手術中の流体損失を多量に回避するために手術前の体重の3〜5％で温かい滅菌生理食塩水を皮下投与し、そして、最後に必要だ場合。角膜損傷を防ぐために、水和を保つために、目に無菌の眼軟膏を適用します。 </li><li>薬物注射の後、剃るとchlorohezadineまたはその他の消毒液とラットの全右後肢をきれいにし、手術台に動物を転送します。 （オペレート足を注入したものと同じである必要があります。） </li><li>腹臥位（ 図1A）で加熱された表面に動物を置きます。ことを確認してくださいフェイスマスクは鼻と口後方に残っているえー手術台への転送、および2.3に記載されている麻酔レジメン）を維持する。手術のために意図された唯一の脚部が露出するように、滅菌有窓ドレープを外科処置の面積ドレープ。 </li><li>外科用メス（ 図1C）を使用して、膝の顆上領域に大転子から右大腿骨の表面にcraniolateralを実行して、皮膚を通して3〜4センチメートル（ 図1B）のおおよその切開を行います。穏やかな解剖大腿筋膜を分離して、筋肉組織が切断されていないことを確認することによって大腿骨のシャフトを公開します。その後、（坐骨神経が保存されていることを確認して、 図1D）M.外側広筋およびM.大腿二頭筋を離れて分離し、大腿骨の全長を露出させたM.大腿筋膜張筋を持ち上げます。 </li><li>骨切り術の計画された領域に、FEから周囲の筋肉組織を解放することによって骨幹の途中領域に沿って大腿骨を準備MUR。まず、大腿骨の露出面に垂直なヒナーンエレベーターを入れ、その後、隣接する領域の筋肉を解放し、メスを使用して起動します。 <ol><li>前進前進させることにより継続し、周囲の筋肉組織のすべてが（欠陥が作成されます）は、骨の全体の中央部分から解放されるまでは、骨の表面に近い滞在、大腿骨の周りに移動し、筋肉組織が完全に洗浄される骨から。これを行うが、それはすべての主要な血管を切断回避するために、骨表面に近い滞在することは非常に重要である。 </li></ol></li><li> 5ミリメートルの大きな骨欠損のために、内外側方向きの骨の周りジーリワイヤーソー（0.22ミリメートル）のループ2個（ 図1E、F）。ワイヤーをループした後、位置1の膝関節に近い大腿骨の遠位側の駒や、股関節に近い近位側の第二の部分を見ました。クランプジーリワイヤはS字状に湾曲解剖とligatを使用して、それぞれの側に作品を見ましたURE鉗子、それが意図した場所に留まるようにします。シングルカットの骨切り術が計画されている場合は、唯一のワイヤーソーの一枚を使用しています。 </li><li>インプラントの正確な位置を決定するためのテンプレートとして外部固定プレートを使用してください。創外固定器の位置は、大腿骨の中心に可能な限り近くなければならない。 <ol><li>骨の前外側表面に外部固定プレートを置きます。これは、外部から大腿骨を回転させることによって達成される。その位置では、軟組織層は、創傷が閉じられた後に固定具プレートの下に過剰な軟組織の緊張を防止す​​る、その最薄である。 </li><li>その後、少しプレートの穴が骨表面に集中していることを確認するために、骨の表面から外部固定プレートを持ち上げます。それは骨の長軸に平行に滞在するための小型のクランプで外部固定具を持ち、その後、0.79と、大腿骨の近位側に第一ホールをpredrillする電動工具やハンドドリルを使用mmのドリルビット。前進前進する前に、ドリルビットの先端がまだ骨表面の中央に配置されていることを確認してください。 </li><li>ドリルの先端が滑り続ける場合は、最初のホールの位置を中央にします（ 図8F）1.00ミリメートルカウンターシンカーを使用しています。カウンターシンカーは、残りのすべての取り付けピンを配置するために使用されるべきである。これは骨の表面に対してドリル穴の完全な位置合わせ及び固定器プレートが保証されます。 </li></ol></li></ol> SAWガイドを使用した3創外固定器移植法<ol><li>創外固定器のプレートは、鋸ガイドでそれをクリッピングする前に、上下逆にマウントされていないことを確認してください。プレートの穴の大きさを比較することによってこれを決定します。正しい側を上に向けて大きな穴の直径がある。固定器内の穴の大きさの差が明確でない場合は、カウンターシンカーを使用しています。 <ol><li>上の穴の一つにカウンターシンカーの先端を挿入しますカウンタシンカーを容易に、これは固定具の上面で穴に収まる場合、カウンタシンカーの先端が収まらない場合は固定具プレートが、しかしながら、これは、固定具の下側で、かつ反転されなければならないそれに応じて移植するため。 （ 重要：このような骨の長軸に対して垂直にドリルすることを確認し、骨表面に固定器の最適な向きを確保する最初のドリル穴の方向は、骨に固定器の最終方向を決定することを忘れないでください。取り付けピンは、同じ長さであり、固定器は、骨の縦軸に平​​行でない場合は、固定器と骨との間の距離があまり変化し、両方の皮質を貫通する4つのすべての取り付けピンの能力を妨げる可能性があります。） </li><li>向きが確認した後、鋸ガイド（ 図2A、B）上でプレートをクリップし、最初の予め穿孔穴ように骨にユニットをクリッププレート（ 図2C）上の第一ホールと位置合わせされる。穴の中に、第一の取付ピンを駆動するためにハンドドリルに挿入さ0.70ミリメートルの正方形のボックスレンチを使用してください。これを行うと、残りの取り付けピンの再現可能な位置決めを可能にするであろう。 </li><li>最初の取付けピンが所定の位置にしたあとで、先端側の第一の取付ピンから最も遠い穴を開け、穴内に第2取付ピンを駆動します。 2真ん中の取り付けピンの注入順序は重要ではありません。 </li></ol></li></ol> SAWガイドなしの4創外固定器移植法： 創外固定器のアプリケーションでは、鋸ガイドを用いずに行うことができる。鋸ガイドと一緒にユニットが骨（ステップ3.1）にクリップされるまで、外部固定注入の開始のステップアップと同じである。鋸ガイドを使用しない場合、それが中に正しい向きで固定器プレートを維持するために非常に重要であるアプリケーション全体手続き。大腿骨は、外部から前外側方向に回転させる必要がある。 <ol><li>それは骨の長手方向軸（ 図3A）と平行になるように、小さなクランプまたはS字状に湾曲解剖結紮鉗子で外部固定プレートを持ちます。固定具の配置を決定する第一の取付ピンの適用は、従って、骨の回転が第1ピン（ 図3B）に挿入されるまで保持されなければならない。第一のピンが所定の位置にした後、慎重にドリルガイドとして機能している固定具プレートを保持するために鉗子を使用しています。 </li><li>二穴にドリルビットを挿入します-これは計画された骨切りギャップ（ 図3C）に最も遠位の穴である。掘削する前に、第2の穴は、第一ホールと同じ方向性を持っていることを確認してください。また掘削が完了した後、両方の皮質を貫通していることを確認します。 </li><li> 0.70ミリメートルの正方形BOを挿入Xハンドドリルにレンチ、その後先端に取付けピンを挿入します。慎重に最初予め穿孔穴の位置合わせを失うことなく、外部固定具のプレートに挿入します。 </li><li>とすぐ先端が骨と接触するように、連続的な軸方向荷重の下でレンチを回す開始ハンドドリルの近位端に適用した。約5フルターン後、取付ピンの近位端のスレッドが外部固定板の体をキャッチすることを確認します。このスレッドは、システムをロックします。骨の糸の端が骨（ 図3D）の上面に近いとき回し停止します。 </li><li>ほとんどの遠位端と近位側のピンが所定の位置に配置した後、残りの二つの真ん中の穴をpredrill。 2中間ピンの注入順序は、（ 図3C）は重要ではありません。 </li><li>創外固定器が配置された後、0.22ミリメートルジリワイヤを使用する部分欠損（Figurを作るために鋸ガイドによって導か見電子の4A）。後者の方法が選択されると、鋸ガイドは、欠陥を行う前にクリップされる。 <ol><li>このために、0.22ミリメートルジーリワイヤーを渡す時に生理食塩水を分配するために5ミリリットルの注射器を使用します（十分な灌漑を利用した（ 図5B）を前後に往復運動することにより、5mmの分節欠損を作成し、大腿骨（ 図5A）の下に2溝を通って見ました欠陥の作成時）。軟組織への損傷を避けるために、骨切り術を完了した後に一側に骨にソーワイヤー近くを切断する。鋸ガイド（ 図4B）を取り外します。 </li></ol></li><li>欠陥や骨切り術が作成された後、鋸ガイドを削除して、層中の傷、筋肉最初（ 図4C）、その後、皮膚（ 図4D）を閉じる。傷口が閉じられる前に、研究プロトコルで計画通り、欠損を扱う。筋層とEthibondのビクリル縫合糸4-0を用いて、大腿筋膜、及びエチコンモノクリル3-0秒を用いて皮膚を閉じるuture。傷を縫合しながら、非滅菌表面上の縫合糸材料をドラッグすることは避けてください。注：かむ傷を避けるために、縫合糸は、下インプラントの遠位に終了することはできません。同様に、皮膚接着剤の代わりに縫合糸を用いることもできる。 </li><li>最初の三つの術後の日には、ラットの鎮痛剤を24時間毎に12時間毎に抗生物質を与える。もちろん、薬の術後療法は（薬物仕様説明書を参照してください）​​、各研究者によって使用される薬剤のメーカーやブランドに依存して変化する。 </li><li>彼らは麻酔から回復し、だけにして、住宅施設に戻すことを確認する手順の後に頻繁に動物を監視します。合併症がないことを確認するために、手術後の最初の数日間は孤独な住宅を提供します。 </li><li>必ず動物が痛みや苦痛ではありませんように、手術後、水、食物摂取量および体重を監視します。動物が減少した活動レベルが表示されている場合は、難易動き回る（可能なインプラントの失敗）、ataxi、ボサボサ脂っこい毛皮、目や鼻の穴の周りのポルフィリン染色、猫背の姿勢、呼吸困難、食料や水の減少摂取などが獣医師に相談してください。 </li></ol> 生体内では、外部固定具剛性の変更5 <ol><li>研究プロトコルは、 生体内での治癒過程固定器剛性の変化を必要とする場合、これはハンドドリルに装着0.5mm角レンチボックスを使用して、特殊なインターロックネジで固定接続要素を変更することによって達成される。この手順では、ラットを麻酔（プロトコル2.3を参照）、ステップ（ 図6A）の時に一度だけ（プロトコルに2.4参照）鎮痛を与える。 <ol><li>落ち着いた後、ラット、および組み立て固定器の側面に取り付けられ、連動ネジに0.50ミリメートルの正方形のボックスレンチの先端を挿入し、ピンが半分アウトになるまで、それを反時計回りに回し、慎重に開始した（ 図6B </stronG&gt;）。この部分が完了すると、外部固定プレート（ 図6C）の同じ側にある第二のピンのための手順を繰り返します。 </li><li>同じ側の両方のピンが出て半分の方法である場合には、穏やかな運動（ 図6D）と反対側の接続要素を削除する鉗子またはクランプを使用しています。それは、その後のターンの追加のカップルを行わない場合は、接続要素は、インターロックねじの先端が接続要素に埋め込まれていないことを確認するために、両方のインターロックネジで、簡単にオフに来る必要があります。 </li><li>接続要素が除去された後、削除された1（ 図6E）の代わりに、所望の剛性接続要素をスライドさせ、反対側から四角いボックスレンチを使用して、インターロックネジが反対側に出半分になるまで回し始める（ 図6F）。第2連動ネジ（ 図6G）に同じ手順を繰り返します。重要：番目（私は、図6H）接続要素を交換した側の内外連動ネジが半分であることを確認するために、プレートの反対側への切り替えが必要になりますされている。 </li><li>この部分が正常に完了した後、第二の接続要素（ 図6J）を削除し、その反対側（ 図6K）に置き換えたものと同じ剛性接続要素と交換してください。第二の接続要素が配置された後、インターロックスクリューエンドプレートの反対側から出るまで、インターロックスクリューを駆動開始し、インターロックスクリュー先端がそれぞれの側（ 図6L）で同じ量を出た。第2連動ネジ（ 図6M、N）に対して同じ手順を繰り返します。この手順は、完了するのに約15分かかります。 </li></ol></li></ol>

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H., Matthys, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design,+characterisation+and+in+vivo+testing+of+a+new,+adjustable+stiffness,+external+fixator+for+the+rat+femur.">Design, characterisation and in vivo testing of a new, adjustable stiffness, external fixator for the rat femur.</a> Eur Cell Mater. 23, 289-298 (2012).</li><li>Glatt, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+healing+of+large+segmental+defects+in+the+rat+femur+by+reverse+dynamization+in+the+presence+of+bone+morphogenetic+protein-2.">Improved healing of large segmental defects in the rat femur by reverse dynamization in the presence of bone morphogenetic protein-2.</a> J Bone Joint Surg Am. 94, 2063-2073 (2012).</li></ol>

著者ロマーノマシスはこの記事で使用したインプラントは、インプラントの特定の楽器＆消耗品を生産RISystem AGダボス、スイスの従業員である。著者ヴァイダグラットは、競合する金融利害関係はありません。

大型骨欠損を作成するための外科処置の最も重要なステップは次のとおりです。1）外部固定器のサイズに合わせてラットの適切な体重を選択すること; 2）手術中に無菌環境を維持すること; 3）外科的処置のプロトコルを、以下の。 本研究の主な目的は、設計、製造、ラット大腿大きな欠陥モデルのための新しい、可変剛性創外固定器を特徴付け、そして治癒過程の生物?...

多くの研究は、骨組織の修復1-6に関与する生物学的メカニズムの理解が改善されている。そのような、軸方向、せん断および片間運動（IFMに）などの骨修復に対する機械的条件の影響が広範囲に7-15研究されている。過去数年間で、より多くの研究は、骨折、骨切り術およびin vivoモデルでの大きな分節骨欠損を使用して、骨の治癒に対する機械的な環境の影響を記述する登場し始めた。したがって、確実な固定方法は、再現性と信頼性試験の結果を得るために必要とされる。 それは骨折が治癒するような方法を決定するように治癒骨折の周りの機械的な環境は非常に重要です。このように、固定装置の選択は非常に重要であり、慎重に研究デザイン、およびそのようなギャップサイズ及び骨折のタイプなど他の要因に応じて選択されるべきである。固定装置の機械的特性再さらに重要全重量軸受の実験期間を通じて一定のギャップの大きさだけでなく、骨治癒のための理想的な機械的な環境ではないだけを提供して固定を確立するために、大きな骨欠損の骨の治癒を研究する。それらは、他の固定装置を上回る利点を持っているので、外部固定器は、一般的に骨折と大きな骨欠損治癒の実験モデルにおいて使用されている。外部固定器の主な利点は、それらが実験の過程の間にデバイスの安定性バーを変更または調整することによって達成することができる二次介入なしに、インビボでの欠損部位での機械的環境の変化を可能にすることである骨の治癒が進行する。また、骨の修復を高めるために、特定の局所的な機械的刺激の適用を可能にし、またin vivoでのカルス組織の剛性を測定する可能性を提供する。それにもかかわらず、デバイスはまた、いくつかの欠点を有しているそれは、次のとおり、軟組織の炎症、感染症およびピン破損を。 残念ながら、このようなインプラントは、インプラントの開発時には「既製品」は利用できなかった、と研究者らは、目的とする用途のために独自の固定器を設計するカスタムせざるを得なかった。したがって、この分野の研究の一つの制約は、それが治癒するように局所的な機械的に大きな分節欠損内の環境だけでなく、骨切り術にわたる実験対照の欠如だった。ピン間の距離は、ピン径、ピン材、ピン数、固定具のバーの長さ、固定具棒番号：創外固定器の機械的特性は次式で定義され、含まれる多数の変数によって調節することができる固定具棒材、固定具棒の厚さおよび固定具棒（オフセット）に対する骨表面からの距離。驚くべきことに、研究の唯一の不足は、個別のコンポーネントの機械的な寄与を検討したことが見出され得る固定器またはげっ歯類の研究16,18,28で使用されるフレーム全体構成の。例えば、ある研究の結果は、固定構築物の全体剛性を決定する際の主な要因の一つは、それらのオフセット、直径および材料特性28に関連して、ピンの自由度によって支配されることを示した。上記の研究からの結果は、固定装置によって提供される機械的な環境を知ることは極めて重要であり、さらに、多くの場合、詳細に研究されていないことを示唆している。本論文は、この問題に対処する外部固定具の設計、仕様、およびin vivoでの移植を報告します。この固定器はまた、治癒が進行するにつれて機械環境、 生体内での治癒過程の異なる段階のメカノ感度の研究を可能にするプロパティの調節を可能にする。また、同様に印象的な制御され、再現性のある地元の整備士ら環境は、そのアクセス可能性はまた、骨治癒の異なる段階でのこの環境の調節を可能にする。 私たちは設計された固定器は広く骨折固定16-21と実験動物における大きな欠陥モデル22-27のために使用される外部固定、に基づいていた。私たちの創外固定器であり、文献に報告されている他の既存の設計の違いは、それらの安定バーがキルシュナーワイヤ（Kワイヤ）との緊密なグリップを持つようにネジで固定されていることである。このタイプの設計は、ロードが安定性バーの緩みを防止するために、体重負荷を介して印加されるように、オフセットの距離が維持されていることを確認するために（時には毎週）隔週締めされるねじを必要とします。そのような緩みが発生した場合、そのような角度、横方向および個人的な経験に基づいて、骨治癒（、researcheとの通信にねじりせん断運動のような不必要な追加の荷重条件を可能にするこれを知るRS）は、創外固定器は、固定具の剛性を変更する必要があるとき、それは取り付けピンが埋め込 ​​まれているメインモジュールに取り付けられた接続要素を除去することによって達成されることなどの設計された。 in vivoでのパイロット実験は、それが大量に製造される前に提案されたすべての要求を満たしていることを確認するために、新しい外部固定のプロトタイプを用いて行った。 この紙の主な目的は、治癒プロセスの間に、インビボでの剛性を変更する能力をラットにおいて大きな骨欠損や骨切り術のために使用される外部固定器のための新しい手術方法を提示することである。この固定方法は、ラットの大腿骨にインビボで適用される。

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

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

それは骨折が治癒するような方法を決定するように骨折の治癒の周りの機械的な環境は非常に重要です。過去10年間で、病変の周囲の固定安定性を通して機械的環境を変化させることによって、骨の治癒を向上させる上で大きな臨床上の関心が集まっている。この分野での前臨床動物研究の一つの制約は、実験的な大分節欠損内の局所的な機械的環境の制御だけでなく、彼らが治癒するように骨切り術の欠如である。本論文では、大規模な分節骨欠損や骨切り術の治癒を研究するために創外固定器の設計および使用について報告する。それが治癒するように、このデバイスは、骨病変を制御軸方向の剛性を可能にするだけでなく、 生体内での治癒過程の間に剛性の変化を可能にする。行われた実験は、固定具が5mm大腿骨欠陥ギャップを維持することができたことを示している無制限のケージ中のin vivoでのラットで少なくとも8週間のアクティビティ。同様に、私たちは全体の治癒期間中のピンの感染症を含む歪みや感染症を、観察されず。これらの結果は、新開発の創外固定器は、再現性があり、標準化され安定化を達成することができたことを実証し、in vivoでのラットの大きな骨欠損や各種サイズの骨切り術の機械的環境の変化。これは、外部固定装置は、骨再生および修復の分野におけるラットモデルを用いた前臨床の研究調査に適していることを確認する。

設計仕様外部固定システムとラットの大腿骨の安定化は、0.5〜5ミリメ​​ートル切り術の作成が可能になります。 、、、シンプルな再現性があり、調整可能なデザインを提供しています - チタン - アルミニウム - ニオブ合金（[取り付けピン] TAN） - 創外固定器システムは、ポリエーテルエーテルケトン（[本体] PEEK）製のロックされた外部固定具である4つの異なる剛性で?...

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

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

調整可能な剛性、ラット大腿骨骨切り術や分節骨欠損モデルの創外固定器

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 ...

adjustable-stiffness-external-fixator-for-rat-femur-osteotomy

Research

JoVE Journal

Medicine

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

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

Models of Bone Metastasis

Bone metastases are a common occurrence in several malignancies, including breast, prostate, and lung. Once established in bone, tumors are responsible for significant morbidity and mortality1. Thus, there is a significant need to understand the molecular mechanisms controlling the establishment, growth and activity of tumors in bone. Several in vivo models have been established to study these events and each has specific benefits and limitations. The most commonly used model utilizes intracardiac inoculation of tumor cells directly into the arterial blood supply of athymic (nude) BalbC mice. This procedure can be applied to many different tumor types (including PC-3 prostate cancer, lung carcinoma, and mouse mammary fat pad tumors); however, in this manuscript we will focus on the breast cancer model, MDA-MB-231. In this model we utilize a highly bone-selective clone, originally derived in Dr. Mundy's group in San Antonio2, that has since been transfected for GFP expression and re-cloned by our group3. This clone is a bone metastatic variant with a high rate of osteotropism and very little metastasis to lung, liver, or adrenal glands. While intracardiac injections are most commonly used for studies of bone metastasis2, in certain instances intratibial4 or mammary fat pad injections are more appropriate. Intracardiac injections are typically performed when using human tumor cells with the goal of monitoring later stages of metastasis, specifically the ability of cancer cells to arrest in bone, survive, proliferate, and establish tumors that develop into cancer-induced bone disease. Intratibial injections are performed if focusing on the relationship of cancer cells and bone after a tumor has metastasized to bone, which correlates roughly to established metastatic bone disease. Neither of these models recapitulates early steps in the metastatic process prior to embolism and entry of tumor cells into the circulation. If monitoring primary tumor growth or metastasis from the primary site to bone, then mammary fat pad inoculations are usually preferred; however, very few tumor cell lines will consistently metastasize to bone from the primary site, with 4T1 bone-preferential clones, a mouse mammary carcinoma, being the exception 5,6.
This manuscript details inoculation procedures and highlights key steps in post inoculation analyses. Specifically, it includes cell culture, tumor cell inoculation procedures for intracardiac and intratibial inoculations, as well as brief information regarding weekly monitoring by x-ray, fluorescence and histomorphometric analyses.

Animal models are frequently utilized to study cancer metastasis to bone. In this protocol we will describe two common methods of tumor inoculation for bone metastasis studies and briefly describe some of the analyses utilized to monitor and quantify these models.

骨転移モデル

Bone metastases are a common occurrence in several malignancies, including breast, prostate, and lung. Once established in bone, tumors are responsible ...

医学

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.

マウスの簡単な重要なサイズの大腿欠陥モデル

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.

プレート骨接合によって安定化マウスにおけるセグメント別大腿臨界サイズ欠陥モデルの確立

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 ...

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.

マウスにおける正常および不良骨治癒を分析するために大腿骨骨切り術の標準化された固定用髄内ロッキングネイル

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

Method of Direct Segmental Intra-hepatic Delivery Using a Rat Liver Hilar Clamp Model

Major hepatic surgery with inflow occlusion, and liver transplantation, necessitate a period of warm ischemia, and a period of reperfusion leading to ischemia/reperfusion (I/R) injury with myriad negative consequences. Potential I/R injury in marginal organs destined for liver transplantation contributes to the current donor shortage secondary to a decreased organ utilization rate. A significant need exists to explore hepatic I/R injury in order to mediate its impact on graft function in transplantation. Rat liver hilar clamp models are used to investigate the impact of different molecules on hepatic I/R injury. Depending on the model, these molecules have been delivered using inhalation, epidural infusion, intraperitoneal injection, intravenous administration or injection into the peripheral superior mesenteric vein. A rat liver hilar clamp model has been developed for use in studying the impact of pharmacologic molecules in ameliorating I/R injury. The described model for rat liver hilar clamp includes direct cannulation of the portal supply to the ischemic hepatic segment via a side branch of the portal vein, allowing for direct segmental hepatic delivery. Our approach is to induce ischemia in the left lateral and median lobes for 60 min, during which time the substance under study is infused. In this case, pegylated-superoxide dismutase (PEG-SOD), a free radical scavenger, is infused directly into the ischemic segment. This series of experiments demonstrates that infusion of PEG-SOD is protective against hepatic I/R injury. Advantages of this approach include direct injection of the molecule into the ischemic segment with consequent decrease in volume of distribution and reduction in systemic side effects.

A unique rat liver hilar clamp model was developed for studying the impact of pharmacologic molecules in ameliorating ischemia-reperfusion injury. This model includes direct cannulation of the portal supply to the ischemic liver segment via a branch of the portal vein, allowing for direct hepatic delivery.

ラット肝臓肝門部クランプモデルを用いたダイレクトセグメント別肝臓内送達方法

Major hepatic surgery with inflow occlusion, and liver transplantation, necessitate a period of warm ischemia, and a period of reperfusion leading to ...

Proximal Cadaveric Femur Preparation for Fracture Strength Testing and Quantitative CT-based Finite Element Analysis

Cadaveric fracture testing is routinely used to understand factors that affect proximal femur strength. Because ex vivo biological tissues are prone to lose their mechanical properties over time, specimen preparation for experimental testing must be performed carefully to obtain reliable results that represent in vivo conditions. For that reason, we designed a protocol and a set of fixtures to prepare the femoral specimens such that their mechanical properties experienced minimal changes. The femora were kept in a frozen state except during preparation steps and mechanical testing. The relevant clinical measures of total hip and femoral neck bone mineral density (BMD) were obtained with a clinical dual X-ray absorptiometry (DXA) bone densitometer, and the 3D geometry and distribution of bone mineral were obtained using CT with a calibration phantom for quantitative estimations based on the greyscale values. Any possible bone disease, fracture, or the presence of implants or artifacts affecting the bone structure, was ruled out with X-ray scans. For preparation, all bones were carefully cleaned of excess soft tissue, and were cut and potted at the internal rotation angle of interest. A cutting fixture allowed the distal end of the bone to be cut off leaving the proximal femur at a desired length. To allow positioning of the femoral neck at prescribed angles during later CT scanning and mechanical testing, the proximal femoral shafts were potted in polymethylmethacrylate (PMMA) using a fixture designed specifically for desired orientations. The data collected from our experiments were then used for validation of quantitative computed tomography (QCT)-based finite element analysis (FEA), as described in a different protocol. In this manuscript, we present the protocol for the precise bone preparation for mechanical testing and subsequent QCT/FEA modeling. The current protocol was successfully applied to prepare about 200 cadaveric femora over a 6-year time period.

We present a robust protocol on how to carefully preserve and prepare cadaveric femora for fracture testing and quantitative computed tomography imaging. The method provides precise control over input conditions for the purpose of determining relationships between bone mineral density, fracture strength, and defining finite element model geometry and properties.

破壊強度試験および定量的CTベースの有限要素解析のための近位の死体大腿骨の準備

Cadaveric fracture testing is routinely used to understand factors that affect proximal femur strength.  Because ex vivo biological tissues are prone to ...

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.

生体内で破壊カルス開発マウス大腿骨の骨、MRI 対応のデバイスを用いたマウスの骨治癒過程の評価

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

Using a Knee Arthrometer to Evaluate Tissue-specific Contributions to Knee Flexion Contracture in the Rat

Normal knee range of motion (ROM) is critical to well-being and allows one to perform basic activities such as walking, climbing stairs and sitting. Lost ROM is called a joint contracture and results in increased morbidity. Due to the difficulty of reversing established knee contractures, early detection is important, and hence, knowing risk factors for their development is essential. The rat represents a good model with which the effect of an intervention can be studied due to the similarity of rat knee anatomy to that of humans, the rat's ability to tolerate long durations of knee immobilization in flexion, and because mechanical data can be correlated with histologic and biochemical analysis of knee tissue.
Using an automated arthrometer, we demonstrate a validated, precise, reproducible, user-independent method of measuring the extension ROM of the rat knee joint at specific torques. This arthrometer can be used to determine the effects of interventions on knee joint ROM in the rat.

The goal of the protocol is to measure the extension range of motion of the rat knee. The effects of various diseases that increase the stiffness of the knee joint and the effectiveness of treatments can be quantified.

膝 Arthrometer を使用してラットの膝関節屈曲拘縮への組織固有の貢献を評価するには

Normal knee range of motion (ROM) is critical to well-being and allows one to perform basic activities such as walking, climbing stairs and sitting. Lost ...

A Rat Carotid Artery Pressure-Controlled Segmental Balloon Injury with Periadventitial Therapeutic Application

Cardiovascular disease remains the leading cause of death and disability worldwide, in part due to atherosclerosis. Atherosclerotic plaque narrows the luminal surface area in arteries thereby reducing adequate blood flow to organs and distal tissues. Clinically, revascularization procedures such as balloon angioplasty with or without stent placement aim to restore blood flow. Although these procedures reestablish blood flow by reducing plaque burden, they damage the vessel wall, which initiates the arterial healing response. The prolonged healing response causes arterial restenosis, or re-narrowing, ultimately limiting the long-term success of these revascularization procedures. Therefore, preclinical animal models are integral for analyzing the pathophysiological mechanisms driving restenosis, and provide the opportunity to test novel therapeutic strategies. Murine models are cheaper and easier to operate on than large animal models. Balloon or wire injury are the two commonly accepted injury modalities used in murine models. Balloon injury models in particular mimic the clinical angioplasty procedure and cause adequate damage to the artery for the development of restenosis. Herein we describe the surgical details for performing and histologically analyzing the modified, pressure-controlled rat carotid artery balloon injury model. Additionally, this protocol highlights how local periadventitial application of therapeutics can be used to inhibit neointimal hyperplasia. Lastly, we present light sheet fluorescence microscopy as a novel approach for imaging and visualizing the arterial injury in three-dimensions.

The rat carotid artery balloon injury mimics the clinical angioplasty procedure performed to restore blood flow in atherosclerotic vessels. This model induces the arterial injury response by distending the arterial wall, and denuding the intimal layer of endothelial cells, ultimately causing remodeling and an intimal hyperplastic response.

過期治療アプリケーションを用いてラット頸動脈圧制御区分バルーン損傷

Cardiovascular disease remains the leading cause of death and disability worldwide, in part due to atherosclerosis. Atherosclerotic plaque narrows the ...

Protocol for Developing a Femur Osteotomy Model in Wistar Albino Rats

Fracture healing is a physiological process resulting in the regeneration of bone defects by the coordinated action of osteoblasts and osteoclasts. Osteoanabolic drugs have the potential to augment the repair of fractures but have constraints like high costs or undesirable side effects. The bone healing potential of a drug can initially be determined by in vitro studies, but in vivo studies are needed for the final proof of concept. Our objective was to develop a femur osteotomy rodent model that could help researchers understand the development of callus formation following fracture of the shaft of the femur and that could help establish whether a potential drug has bone healing properties. Adult male Wistar albino rats were used after Institutional Animal Ethics Committee clearance. The rodents were anesthetized, and under aseptic conditions, complete transverse fractures at the middle one-third of the shafts of the femurs were created using open osteotomy. The fractures were reduced and internally fixed using intramedullary K-wires, and secondary fracture healing was allowed to take place. After surgery, intraperitoneal analgesics and antibiotics were given for 5 days. Sequential weekly x-rays assessed callus formation. The rats were sacrificed based on radiologically pre-determined time points, and the development of the fracture callus was analyzed radiologically and using immunohistochemistry.

Here, we present a protocol to iatrogenically fracture the shaft of the femur of Wistar albino rats and follow up on the development of the callus. This femur osteotomy model can help researchers evaluate the process of fracture healing and to study how a drug could influence fracture healing.

Wistarアルビノラットにおける大腿骨骨切り術モデルを開発するためのプロトコル

Fracture healing is a physiological process resulting in the regeneration of bone defects by the coordinated action of osteoblasts and osteoclasts. ...

Methods Article

調整可能な剛性、ラット大腿骨骨切り術や分節骨欠損モデルの創外固定器