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요약

우리는 주문 품 선택 항목을 사용 하 여 개발 마우스 tibial 산만 골 모델 제시. 분석 대상으로는 마우스를 사용 하 여 연구 발전에 유리 하다.

초록

주의 골 (마) 세포 이식 없이 골격 조직 재생을 포함 하는 수술입니다. 할 모델 다음의 세 단계로 구성 됩니다: 뼈 및 외부 선택 항목;의 배치 후 대기 시간 단계 주의 단계 어떤 점에서 분리 된 뼈 끝은 점차적으로 그리고 지속적으로 산만; 그리고 통합 단계입니다. 이 맞춤 선택 항목에 대 한 사용은 2 개의 불완전 한 아크릴 수 지 고리와 확장 나사 구성 됩니다. 과정은 실리콘 느낌 물자와 형 하 고 다음 맞춤 선택 항목을 만드는 시작 되었다. 치과 수 지 실리콘 느낌 물자, formwork에 부 어 했다 그리고 그것은 맞춤 선택 항목에 필요한 불완전 한 수 지 반지를 만드는 유해를 허용 했다. 이 고리는 투명 수 지를 사용 하 여 확장 나사와 고정 했다. 이 방법을 통해 만든 맞춤 선택 항목은 쥐의 경골에 붙어 있었다. 경골은 고정 proximally, 25g 바늘의 한 쌍을 사용 하 여 장치에 27g 바늘의 한 쌍 distally, 및 아크릴 수 지. 5 일의 대기 시간, 후 주의 0.2 m m/12 h의 속도로 시작 되었다. 길이 계속 되었다 8 일 3.2 m m의 총 간격의 결과로. 쥐 산만 후 4 주를 희생 했다. 뼈 형성에 산만 갭 방사선 및 조직학을 사용 하 여 확인 되었다.

서문

주의 골 (마) 골격 장애, 사지 길이 불일치, 뼈 결함, 사지 기형1등의 다양 한 설립된 치료 방법입니다. 이 독특한 치료 전략 Ilizarov 제안한 "긴장 스트레스 원리"를 기반으로 합니다. 메서드는 대기 시간, 활성 주의 대 한 몇 주 및 통합에 대 한 몇 개월에 대 한 성숙한 뼈 형성된2때까지 몇 일을 필요 합니다.

혈액 흐름3,4 , 기계적 자극5,6 의 막힘으로 인해 로컬 hypoxic 조건의 치유 과정에서 특히 중요 하다. Hypoxia 유발 신생 산소, 영양소, 수용 성 요인과 세포 혈액 흐름을 통해 로컬 조직 복구에 필요한 수행합니다. 확장 작업으로 기계적 자극 하면 간 엽 줄기 세포, 뼈 형성, 석 회화 및 리 모델링의 차별화 등 생물학 반응. 직렬 할 치료 하드 조직 뿐만 아니라 부드러운 조직, 신경, 근육, 혈관, 및 줄기 세포 이식에 대 한 필요 없이 피부 조직를 포함 하 여 형성 수 있습니다. 따라서, 할 모델의 다양 한 조직 재생을 분석 하기 위한 훌륭한 모델이 될 여겨진다.

토끼와 개에 있는 가장 널리 사용 되는 동물 기초 연구에 대 한; 그러나, 이러한 동물에 대 한 사용할 수 있는 몇 가지 분석 도구 있다. 마우스 마 모델의 사용 더 자세한 분석을 촉진 한다. 그것은 녹아웃 쥐를 이용한 실험에 특히 적합 합니다. 그러나, 실험 동물으로 마우스를 사용 하 여, 확장 장치를 만들어야 합니다. 여기, 우리가 현재의 tibial 마우스 모델 할 치과 실험실 도구 및 이전 연구에서 사용 된 기법을 사용 하 여 만든 맞춤 선택 항목을 사용 하 여 개발.

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프로토콜

모든 실험 동물 관리 및 사용 위원회의 우리의 기관에 의해 승인 하는 프로토콜에 따라 실행 되었다. 소독 절차 전에 모든 악기.

1. 맞춤 선택 항목을 만들기 위한 금형의 준비

  1. 2 불완전 한 반지 (외경, 20 mm, 내경 10 m m), 일부는 선택 항목, 파라핀 왁 스 (145 x 74 mm)의 한 시트와 에반스 왁 스 카 버를 사용 하 여 확인 합니다.
    1. 같은 조각 4을 확인 합니다. 가스 버너가 열 왁 스 주걱을 사용 합니다. 두께의 5. 확장 나사와 바늘, 8 x 2 mm 5 x 2 mm (그림 1A, 1B) 에반스 왁 스 카 버와 각각에 대 한 제공 공간에 대 한 4 개의 고리를 스택.
  2. 실리콘 느낌 물자에 왁 스 패턴을 포함 하 고 수 지 반지 (그림 1C)에 대 한 금형을 만듭니다.
  3. 실리콘 느낌 물자 (실 온에서 약 5 분), 경화 후 왁 스 패턴을 제거 합니다.

2입니다. 주문 품 선택 항목의 생산

  1. 석유 젤리 실리콘 몰드 다 얇게 균일 하 게 적용 됩니다. 중 합 수 지 치과의 3 세대를 혼합 하 고 즉시 실리콘 몰드에 부 어. 실 온 (RT)에서 5 분 설정 합니다.
  2. 금형에서 생산 수 지 반지를 제거 하 고 카바 이드 바와 버 (약 1 분)를 제거 하는 치과 micromotor 폴란드어. 두 수 지 반지는 주문 품 각 선택 항목에 필요 합니다.
    1. (그림 1D) 수 지의 필요한 수를 만드는 절차를 반복 합니다.
  3. 유틸리티 왁 스와 수 지 반지를 수정 하 고 투명 한 수 지로 완전히 확장 나사의 외부 보안 약 2mm의 간격을 남겨 주세요. 실시간에서 5 분 수 지를 설정 중 합이 완료 되 면 확장 나사 손잡이 (그림 1E)를 제거 합니다.

3. 수술 프로토콜

  1. 8 주 된 남성 마우스를 사용 합니다.
  2. 0.3 m g/g에 염 산 medetomidine, midazolam 4 mg/kg, 5 mg/kg의 몸 무게에 butorphanol 주석산의 복 주사로 마 취를 유도.
    1. 신중 하 게 면도 하 고 10% 요오드 솔루션, 외과 영역 소독 다음, 오른쪽 하단 다리에 0.5 %lidocaine 염 산 염을 관리.
  3. 경도 피부 절 개 (길이 약 15 m m) 오른쪽에 낮은 다리 15 번 메스를 확인 합니다. 퉁 명 스럽게 하지는 모두 제거 하도록 기본 근육 분리 합니다. 비 골을 쉽게 도달에 외부에서 접근 하는. 가 위 비 골을 잘라.
  4. 좁은 얇은 멸 균 포 셉으로 발목을 잡고 고 뒤꿈치에서 약 5 mm 뼈에 구멍을 만들기 위하여 메 마른 27 G 바늘을 사용 합니다. 바늘은 피부, 뼈, 그리고 그 순서 대로 피부 침투 한다. 바늘 침투 하는 때, 팁 및 루트는 집게와 바늘은 약 15 m m.
    1. 같은 방식으로, 약 2-3 m m 인접 다른 구멍을 확인 합니다. 발목 주위를 누른 동일한 방식으로 무릎 아래 두 25g 바늘을 통과 합니다. 바늘 침투 후 집게 (그림 1F)와 팁과 뿌리를 잘라.
  5. 확장 방향에 평행 하 게 되도록 맞춤 선택 항목을 놓습니다. 장치의 홈을 채우기 위해 충분 한 중 합 치과 수 지와 바늘과 장치를 수정. (약 5 분) 완료 하는 중 합을 기다립니다 (그림 1G).
  6. 수 주변 조직 손상 되지 않도록 주의. 염 분 해결책 (1-2 mL)을 적용 하는 동안 매우 얇은 절단 디스크를 사용 하 여 경골의 diaphysis의 중간을 잘라.
  7. 4-0 나일론 봉합 된 상처를 닫습니다.
  8. 작업 후 즉시 진통에 대 한 buprenorphine (0.1 mg/kg)의 피하 주사를 제공 합니다. 수술 후 하루 7 하 고 필요에 따라 그 후 매 12 h buprenorphine를 계속 합니다.

4. 주의 프로토콜

참고: 대기 시간 기간 및 주의 산만 비율에는 다양 한 보고서 하지만 여기, 대표적인 프로토콜 표시 됩니다.

  1. 5 일의 지연 기간 후 0.2 m m/12 h의 속도로 산만 시작 합니다. 확장에 대 한 급속 한 확장 나사에 연결 핀을 사용 합니다. 핀 확장 나사 (그림 1E)에 부착 된 노란색 화살표의 방향으로 이동 합니다.
  2. 마 취 확장 하는 동안 필요 하지 않습니다. 작은 손가락 및 손바닥, 꼬리를 누른 집게손가락과 엄지손가락으로 확장 장치를 수정 합니다.
  3. 확장 (0.2 m m 1/4 차례)을 수행 합니다. 3.2 m m의 총 간격 귀 착될 것 이다 8 일 동안 길게 계속.

5입니다. 분석

  1. 방사선 분석: 확장의 완료 후 2.0 %isoflurane 사용 하 여 전신 마 취하에 컴퓨터 단층 촬영으로 뼈 재생을 평가.
    참고: 경우 확장 장치의 위치에 관하여 주의 되는, 그것 가능 하다 연결 장치와 단순 방사선 촬영으로 그것을 평가 하.
  2. 조직학 분석: 기구를 신중 하 게 제거 골절 주의 사이트 샘플링 하는 동안 발생할 수 없습니다. 실 온에서 24 h에 대 한 10% 중립 버퍼링된 말린에 샘플을 수정. 4 ° c.에 하룻밤 모스의 솔루션 (10% 나트륨 구 연산 염, 20% 개미 산 성)으로 알려줍니다

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결과

그림 1A 1B 파라핀 왁 스와 함께 불완전 한 반지 (외부 직경, 20 mm, 내부 직경, 10 m m, 두께 5 m m)을 제시. 2 왁 스 패턴 실리콘 느낌 물자에 포함 된 고 형 수 지 반지 (그림 1C)에 대 한 형성 되었다. 수 지 생산은 즉시이 금형에 부 어 그리고 수 지 반지 (그림 1D)를 입수 했다. 맞춤 ?...

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토론

큰 동물 실험 모델을 사용 하면 미리 만들어진 확장 장치를 사용할 수 있습니다, 그리고 좋은 정착을 얻을 확장 양과 확장 작업 자체를 평가 하는. 그러나, 마우스 실험 모델을 사용 하면 일부 또는 모든 장비를 개발 하는 데 필요한입니다. Isefuku 그 외 여러분 및 테일러 외. 장치 고 만든 마우스 모델7,8. Carvahjo 고정 미리 만들어진 ?...

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공개

저자는 공개 없다.

감사의 말

저자는이 연구를 완료 하는 격려를 제공 하기 위한 가토 마 키 코를 감사 합니다. 우리 또한 쥐의 주택에 대 한 실험 동물의 부 및 의료 연구 엔지니어링, 나고야 대학 대학원의 감사합니다.

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자료

NameCompanyCatalog NumberComments
Paraffin waxYAMAHACHI DENTAL MFG. CO.-For preparation a mold for resin rings
Labocone puttyGC Corporation-For preparation a mold for resin rings
Utility waxGC Corporation-For preparation a mold for resin rings
Expansion screwOrtho Dentaurum600-301-30Component of custom-made distractor
Unifast IIIGC Corporation-Immediate polymerization resin Component of custom-made distractor
Ortho CrystalNISSIN-Transparent resin Component of custom-made distractor
25 G needleTERUMONN-2516RFor custom-made distractor
27 G needleTERUMONN-2719SFor custom-made distractor
ICR mouseChubu Kagaku Shizai Corporation-Experimental animal
SomnopentylKyoritsu Seiyaku-Pentobarbital sodium salt
IsofluraneFUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation099-06571Isoflurane inhalation solution

참고문헌

  1. Watson, J. T. Distraction osteogenesis. The Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons. 14, 168-174 (2006).
  2. Ilizarov, G. A. The tension-stress effect on the genesis and growth of tissues: Part II. The influence of the rate and frequency of distraction. Clinical Orthopaedics and Related Research. 239, 263-285 (1989).
  3. Wan, C., et al. Activation of the hypoxia-inducible factor-1 alpha pathway accelerates bone regeneration. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (2), 686-691 (2008).
  4. Fujio, M., et al. Stromal cell-derived factor-1 enhances distraction osteogenesis-mediated skeletal tissue regeneration through the recruitment of endothelial precursors. Bone. 49 (4), 693-700 (2011).
  5. Tong, L., et al. Focal adhesion kinase expression during mandibular distraction osteogenesis: evidence for mechanotransduction. Plastic and reconstructive surgery. 111 (1), 211-222 (2003).
  6. Rhee, S. T., El-Bassiony, L., Buchman, S. R. Extracellular signal- related kinase and bone morphogenetic protein expression during distraction osteogenesis of the mandible: in vivo evidence of mechanotransduction mechanism for differentiation and osteogenesis by mesenchymal precursor cells. Plastic and reconstructive surgery. 117 (7), 2243-2249 (2006).
  7. Isefuku, S., Joyner, C. J., Simpson, A. H. A murine model of distraction osteogenesis. Bone. 27 (5), 661-665 (2000).
  8. Tay, B. K., Le, A. X., Gould, S. E., Helms, J. A. Histochemical and molecular analyses of distraction osteogenesis in a mouse model. Journal of Orthopaedic Research. 16 (5), 636-642 (1998).
  9. Carvalho, R. S., et al. The role of angiogenesis in a murine tibial model of distraction osteogenesis. Bone. 34 (5), 849-861 (2004).
  10. Osawa, Y., et al. Activated FGFR3 promotes bone formation via accelerating endochondral ossification in mouse model of distraction osteogenesis. Bone. 105, 42-49 (2017).

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