Endochondral 골절 표준화 된 Biomechanical 조건 하에서 쥐에서 치유를 분석 하는 최소 침 습 모델

요약

이 프로토콜 분석 endochondral 뼈 쥐에서 치유 하는 데 사용할 수 있습니다 대 퇴 골 골절의 표준화 된 안정화를 위한 intramedullary 나사를 사용 하 여 최소 침 습 osteosynthesis 기술을 설명 합니다.

초록

뼈 치료 모델은 골절 임상 골절 치료를 개선 하기 위해 치료의 복잡 한 메커니즘을 분석 하는 데 필요한. 지난 10 년 동안 정형 외과 연구에 마우스 모델의 증가 사용을 지적 했다, 대부분의 아마 마우스 모델 유전자 변형 종자 및 골절 치유의 분자 메커니즘의 분석에 대 한 특별 한 항 체의 많은 수를 제공 하기 때문에. 제어 하려면 biomechanical 조건, 잘 특징이 osteosynthesis 기법 또한 쥐에 필수입니다. 여기, 우리는 쥐의 대 퇴 골 골절을 안정화 설계 및 닫힌된 뼈 치유 모델의 사용에 보고. 의학 급료 스테인리스 intramedullary 나사 골절 압축을 통해 축 및 회전 안정성의 완전 한 부족을 보여 주로 사용된 간단한 intramedullary 핀에 비해 축 및 회전 안정성을 제공 합니다. Intramedullary 나사에 의해 달성 안정성 endochondral 치유의 분석을 수 있습니다. 굳은 살 조직, 나사, 안정화 후 받은 많은 양의 수확 생 화 학적 및 분자 분석에 대 한 조직에 이상적인 조건을 제공 합니다. 나사를 사용 하 여의 더 이점은 유도 하는 부드러운 조직에 손상 없이 나사 침 습 기법으로 대 퇴 골에 삽입할 수 있는 사실 이다. 결론적으로, 나사 폐쇄 골절 치유 모델을 제공 하는 표준화 된 biomechanical 조건에에서 이상적으로 사용 될 수 있는 독특한 이식입니다.

서문

뼈 치유 연구 생쥐에서 항 체와 유전자 조작 동물의 광범위 한 스펙트럼 때문에 큰 수요에 있다. 이러한 사실을 뼈¹치유의 분자 메커니즘 연구를 허용 합니다. 지난 몇 년 동안, 다른 뼈 모델 마우스 되었습니다 치유 개발². 이 모델은 오픈 모델, 어떤 뼈는 osteotomized 오픈 측면 수술 방법을 사용 하 고 닫힌된 모델, 뼈 골절은 골절 모델 Bonnares 및 아인혼³도입으로 나눌 수 있습니다. 이 기술을 사용 하 여, 표준화 된 가로 골절 제작 하실 수 있습니다 3-포인트 절곡 장치 그리고 intramedullary 임 플 란 트를 최소 침 습 기술 주요 연 조직 외상을 피하에 작은 중간 parapatellar 절 개를 통해 삽입 될 수 있다.

Intramedullary 나사는 쥐에 폐쇄 골절 안정화를 위해 적용할 수 있습니다. 나사 축 회전 안정성을 제공합니다. 이 인접 스레드 및 원심 머리⁴를 통해 골절 압축에 의해 이루어집니다. 스크류의 더 이점은 간단한 수술 기법, invasivity, 낮은 저급 이식 무게와, 가장 주목할만 하 게, 더 높은 안정성 표준된 제어 biomechanical 조건을 다른 intramedullary에 비해 제공 하 ⁵이 식은. 사실, 가장 폐쇄 골절 모델에서 조각을 회전 및 축 안정성의 완전 한 부족 및 핀의 높은 위험 관련 된 간단한 핀에 의해서만 안정 하 고 전위 골절. 이 현저 하 게 지연 치유 또는 비-연합 형성 발생할 수 있습니다 치유 과정을 좌우할 수 있다.

그것은 잘 알려진 안정성 골절 고정을 치유 과정^6,7에 엄청난 영향을가지고. 골절 간격에 micromovements 수 있습니다, 덜 엄격한 고정 결과 endochondral 치유 하는 동안 높은 경직 된 고정 intramembranous 치료 결과. Intramedullary 나사와 골절의 안정화 주로 endochondral 치료 많은 양의 굳은 살 조직, 특히 골절 치유의 2 주 후 표시 됩니다. 굳은 살 조직 많은 양의 수확을 다른 기술로 여러 매개 변수 분석을 수 있습니다.

여기, 우리는 설계 및 intramedullary 나사 마우스, 뿐만 아니라 그것의 이점 및 단점 정상적인 endochondral 뼈 치유에 대 한 실험 연구에의 응용 프로그램에 보고합니다.

프로토콜

모든 실험 동물의 사용에 대 한 건강의 국가 학회 지침에 따라 수행한 과정과 기관 지침 (Landesamt에 Verbraucherschutz, Zentralstelle Amtstierärztlicher Dienst, 자르브뤼켄, 따라 독일)입니다.

1입니다. 수술 및 임 플 란 트의 준비

1. Microsurgical 악기 상자에서 메스 블레이드 (크기 15) 작은 면봉, 괜 찮 아 요 집게, 27 G 니 들, 비 resorbable 5-0 봉합가 위, 바늘 홀더를 선택 합니다.
2. 가이드 와이어 (0.3/0.2 m m 직경, 10 cm 길이), 중심 드릴 비트 (0.5 m m 직경) 및 (그림 1, 참조 테이블의 재료) 핸드 드릴 intramedullary 나사를 풀으십시오.
   참고: intramedullary 나사 (0.5 m m 직경, 17.2 m m 길이) 대 퇴 골에 역행 주입을 위한 의학 급료 스테인리스의 이루어집니다. 나사 (0.2 m m, 0.4 m m 길이) 코를 가진 인접 스레드 (0.5 m m, 4 m m 길이) 팁과 원심 원뿔 모양 머리 (직경 0.8 m m, 0.9 m m 길이) 축 및 회전 안정성 골절 압축을 달성 하는 있다.
3. 임 플 란 트 및 5 분 동안 소독 솔루션 (96% 알코올)를 모든 수술 기구를 노출 시킵니다 또는 소독 (스팀 살 균, 130 ° C, 25 분). 소독, 살 균 후 작업 헝겊에 악기를 놓습니다. 작업 천으로 직접 작은 동물성 가동 테이블에 인접 한 위치입니다.

2. 동물, 마 취 및 진통

1. 나이, 긴장과 해결은 연구 질문에 따라 마우스의 섹스를 선택 합니다.
   참고:이 연구에 대 한 12에 14-주-오래 된 남성 CD-1 마우스 사용 되었다. Intramedullary 나사를 사용 하 여 적절 한 몸 무게는 25-35 g 사이 이다.
2. 15 mg/kg xylazine 및 75 mg/kg 케 타 민의 복 주사와 마우스 anesthetize 발가락 핀치 여는 anesthetization를 확인 합니다. 마 취 동안 건조에서 동물 들의 눈을 보호 하기 위해 눈 윤 활 유를 적용 합니다. 마 취의 유도, 후 일정 체온을 유지 하는 열 라디에이터에서 마우스를 놓습니다. 절차 동안, 동물 마 취의 적절 한 평면 되도록 반복된 발가락 스푼으로 감시 되었다.
3. 하루에 1에서 수술 전에 수술 후 3 일까지 진통에 대 한 tramadol-염 식 수 (1.0 mg/mL)에 적용 됩니다.
   참고: 진통 및 감염 예방 해야 국가와 기관 각각 지침과 일치 하 여 실험 수행 되어야 하는.

3. 수술 및 Intramedullary 나사 주입

1. 수술 하기 전에 전체 오른쪽 뒷 다리를 면도 하 고 depilatory 크림을 적용 합니다. 5 분 후 크림을 제거 하 고 물으로 다리를 청소 합니다. 그런 다음, 96% 알코올 소독 솔루션 적용. 완전 한 무 균 상태를 보장 하기 위해 알코올에 Betadine 또는 액체를 추가할 수 있습니다.
2. 무 균 조건 하에서 작은 동물성 가동 테이블에 부정사 위치에 마우스를 놓습니다. 앞쪽 무릎의 condyles 접근 수 있도록 오른쪽 무릎을 구 부. 메스 블레이드를 사용 하 여 오른쪽 무릎에 5mm 중간 parapatellar 절 개를 수행 합니다.
3. 메스 칼 날과 면봉으로 신중 하 게 슬 개 골 인 대를 동원. 그런 다음, 옆으로 대 퇴 골의 intercondylar 노치 노출 미세 집게와 슬 개 골을 이동 합니다.
4. 두 condyles 사이의 대 퇴 골의 중간에 정확 하 게 intercondylar 노치를 엽니다. 드릴 구멍 깊이 1.0 m m를 초과 하지 않도록 확인 합니다.
   1. 느린 속도 ventrally 드릴 비트 및 핸드 드릴 (그림 1 c 와 D, 그림 2)을 중심으로 0.5 m m를 사용 하 여 대 퇴 골 축에 45 ° 오프셋에서 드릴링 수동 시작 합니다. 드릴링, 하는 동안 지속적으로 각도 0 ° 오프셋 (대 퇴 골 뼈 축 병렬)를 감소. 드릴링 1.0 m m의 깊이 도달 하면 중지 합니다.
5. Intercondylar 노치에서 뼈를 연 후 대 퇴 골의 전체 길이 걸쳐 사용 intramedullary 구멍에 27g 바늘을 삽입 합니다. 27 G 바늘의 회전 동작을 통해 수동으로 대 퇴 골의 intramedullary 구멍 묶음 큰 trochanter에 외피 뼈 proximally 꿰뚫기 위하여 앞으로 바늘을 밀어.
6. 27 G 바늘을 제거 하 고 대 퇴 골의 원심 부분을 통해 가이드 와이어를 적용.
   1. 피부 절 개를 메스 칼 날 (크기 15) proximally 가이드를 통해 만들고 가이드 와이어의 두 끝 다 밖에 서 때까지 가이드 와이어를 앞으로 밀어. 장소에 가이드 와이어를 계속 해야 합니다.
7. 단두대를 사용 하 여 정의 된 폐쇄 골절을 만듭니다.
   1. 단두대 아래 오른쪽 다리와 가로 위치에 마우스를 놓습니다. 대 퇴 골의 diaphyseal 부분 단두대 중앙 배치는 다는 것을 확인 하십시오.
   2. 25.5 cm의 정의 된 거리에서 (200 g) 무게를 드롭.
8. X 선 장치를 사용 하 여 가이드 와이어 (그림 3)의 위치 뿐만 아니라 골절 구성 및 골절 위치 제어 ( 재료의 표참조).
9. 0.2 m m 가이드 와이어 선단부에 코를 가진 intramedullary 나사를 연결 하 고 지속적인 압력, 및 시계 방향으로 회전에서 대 퇴 골에 삽입.
   1. 드라이브 샤프트 충분 한 토크를 달성 하는 경우의 전단.
   2. Proximally 가이드 와이어를 제거 합니다.
10. 슬 개 골 위치를 변경 하 고 슬 개 골 힘 줄 근육에 5-0 합성, monofilament, nonabsorbable 폴 리 프로필 렌 봉합 사를 사용 하 여 하나의 단일 봉합으로 해결. 같은 재료와 크기의 단일 봉합을 사용 하 여 상처를 닫습니다. 조각과 방사선학 x 선 장치를 사용 하 여 나사 위치의 감소를 제어 ( 재료의 표참조).
11. 그들은 마 취에서 회복 될 때까지 열 라디에이터에서 동물을 유지. 두지 마십시오 동물 무인 그들은 복 부 recumbency을 유지 하기 위해 충분 한 의식 회복 할 때까지. 동물 시설에서 단일 케이지를 동물을 반환 합니다. 반환 하지 않습니다 동물 다른 동물의 회사를 첫 24 시간 동안 그들은 완전히 마 취에서 회복 하는 경우에.
12. 동물을 신중 하 게 매일 모니터링 합니다. 수술 후 무 통 1.0 mg/mL의 복용량과 식 수에 tramadol-염 산을 사용 하 여 첫 3 일 동안 유지 합니다. 발성, 쉼 없는, 이동성, 신랑에 게 실패, 비정상적인 자세, 그리고 주변에 정상적인 관심의 부족의 부족에 의해 표시 된 경우, 수술 후 4 일에 동물 여전히 통증의 증거를 보여 진통을 계속 합니다. 동물 때 진통 종료 고통-무료.
13. 실험의 끝에 바르의 과다에 의해 동물을 안락사.

결과

피부 절 개 상처 폐쇄 하에서 동작 시간은 20 분 이었다. 스테레오 현미경 없이 수술을 수행할 수 있습니다. Postoperatively, 동물 매일 감시 되었다. 동물의이 기간 후 통증의 증거를 보여주 때문에 수술 후 진통 2 일 후 종료 되었습니다. 동물 수술 후 2 일 이내에 정상적인 체중 부하를 또한 보여주었다. 상처 감염 되지 전체 관찰 기간 동안 관찰 되었다.

토론

수술의 중요 한 단계는의 리밍 뼈 축에 평행한 바늘의 최적의 방향으로 intercondylar 노치에 대 퇴 골 condyles 중간 나사 이식에 대 한 올바른 진입점을 찾을 수 있는 intramedullary 캐비티입니다. 잘못 된 항목 위치를 방지 하려면 최적의 보기 달성 될 때까지 외과 의사 노치를 준비 해야 한다. 리밍 동안 방향 제어, 쥐의 대 퇴 골 안정적인 위치에 손가락으로 개최 한다. 더 중요 한 단계는 대 퇴 골에 나사?...

자료

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