이 작품은 AO 재단 (S-08-42G)와 RISystem AG에 의해 지원되었다. 우리는 매우 큰 확장하고 싶습니다 &quot;감사를!&quot; 우리가이 수술의 촬영을 위해 자신의 OR 기능을 사용할 수 있도록 너무 호의적 인을위한 AO 연구소 스위스 다 보스에서 스테판 Zeiter의 팀.

동물 보호 및 실험 프로토콜은 NIH의 지침에 따라 다음과 베스 이스라엘 디코 니스 메디컬 센터 기관 동물 관리 및 사용위원회, 보스턴, MA에 의해 승인되었다. (프로토콜 번호 : 098-2009) 수술 재료 및 인스트루먼트의 1 준비 <ol><li> 사용하기 전에 수술을 수행하는 데 사용되는 모든 수술 재료 및기구를 소독. 접힌 천이나 종이 포장 내부, 또는기구 트레이없이, 필요한 재료를 싸서 증기 멸균을위한 오토 클레이브 테이프로 밀봉. 오토 클레이브의 온도는 살균 시간이 20-25 분 동안 125-135 ºC이어야하고, 건조 시간의 후 10-15 분한다. </li><li> 수술시에 쥐가 2백-2백50g 있는지 확인하십시오. 쥐의 크기가 무거워 경우, 다른 크기의 고정 장치가 사용되어야하기 때문에 매우 중요하다. 쥐의 외부 고정 장치 시스템의보다 무거운 250 GA 큰 버전을 사용해야합니다. </li> &lt;/ OL&gt; 2 수술과 외고정 장치의 응용 프로그램 <ol><li> 인증 된 동물 공급 업체로부터의 Sprague-Dawley 계 (또는 다른 주) 쥐 (남성 또는 여성, 200-250g)을 구입합니다. 연구자의 기관 동물 관리 및 사용위원회의 승인을 국가 지침에 따라 적절한 동물 관리 및 실험 프로토콜을 따르십시오. 절차 전에 48 시간의 적응 기간의 최소 허용합니다. </li><li> 수술의 경우, 전용 수술 방에 쥐를 운반 할 것. </li><li> 첫째 유도 챔버를 통해 이소 플루 란과 쥐를 마취 한 다음 O 2 / 분의 1.5 L에서 1.5 %의 비율로 마취 시스템에 연결 얼굴에 마스크를 계속합니다. 수술의 시작에 동물이 깊은 마취하에 있는지 확인합니다. 이렇게하려면 사지를 확장하고 손가락으로 발가락 사이 웹을 곤란하게하여 페달 반사 기술을 사용 (하지 발가락 자체!). 동물은 스와 아니다fficiently 사지가 철회되면, 근육 경련이 발생했을 경우, 또는 동물이 소음이 경우 마취. </li><li> 쥐가 수술을 위해 깊은 전신 마취 후 항생제 (세파 졸린, 20 ㎎ / ㎏) 및 근육 오른쪽 다리에 진통 부 프레 노르 핀을 (0.08 ㎎ / ㎏을 투여 량) 주입. 수술하는 동안 유체의 손실을 방지 다량 것은 수술 전에 체중 3-5 %로 따뜻한 멸균 식염수를 피하 투여하고, 그 끝에 필요하다면. 각막 손상을 방지하기 위해 수화를 유지하기 위해 눈에 무균 눈 연고를 적용합니다. </li><li> 약물 주입 후, 면도 chlorohezadine 또는 다른 소독 용액으로 쥐의 전체 오른쪽 뒷다리를 청소하고 수술 테이블에 동물을 전송합니다. (다리 주입 것과 동일해야 작동시). </li><li> 엎드린 자세 (그림 1A)에서 가열 된 표면에 동물을 배치합니다. 확인 안면 마스크는 코와 입을 후방에 남아어 수술 테이블에 전송 및 2.3에 언급 된 마취 요법)를 유지한다. 수술을위한 전용 다리 노출되도록 멸균 fenestrated 드레이프 수술의 영역 드레이프. </li><li> 메스 (그림 1C)를 사용하여 무릎의 과상 지역 대전 자부에서 오른쪽 대퇴골의 표면에 피부 실행 craniolateral 통해 3~4센티미터 (그림 1B)의 대략적인 절개를합니다. 부드러운 절개 근막을 분리하고, 근육 조직이 절단되지 않았 음을 확인하여 대퇴골의 샤프트를 노출. 그 후, M.의 광근의 lateralis와 M.의 대퇴 이두근을 따로 분리하고 대퇴골의 전체 길이를 노출 M. 텐서 근막의 latae를 들어 올립니다 (좌골 신경이 보존되어 있는지 확인하고, 그림 1D). </li><li> 절골술의 계획 영역에서 철에서 주변의 근육 조직을 풀어 골간의 중간 지역에 따라 대퇴골을 준비MUR. 첫째, 대퇴골의 노출 된 표면에 수직 Henahan 엘리베이터 퍼팅 후 인접 지역의 근육을 풀어, 메스를 사용하여 시작합니다. <ol><li> 앞으로 전진하여 계속 주변의 근육 조직 모두가 (결함이 생성 될) 뼈의 전체 중간 부로부터 해제 될 때까지, 뼈 표면에 가까운 머물고, 대퇴골 주위 가고, 근육 조직이 완전히 세정 뼈에서. 이 일을하는 동안, 어떤 주요 혈관을 절단 방지하기 위해 뼈 표면에 체류하는 것이 매우 중요합니다. </li></ol></li><li> 5mm 큰 골 결손의 경우, 메디 - 횡 방향으로 뼈 주위에 질리 와이어 쏘 (0.22 mm)의 루프 2 개 (그림 1E, F). 위치 한 무릎 관절에 가까운 대퇴골의 말단 측의 조각, 그리고 가까운 고관절의 전방 측에 두번째 조각을 와이어 톱을 반복 한 후. 클램프 질리 와이어는 S 자형 곡선 해부 및 ligat를 사용하여 각면에 조각을 보았다그래서 우레 집게, 그것은 의도 된 위치에 유지됩니다. 단일 잘라 절골술을 계획하는 경우 만 와이어 톱의 한 조각을 사용합니다. </li><li> 임플란트의 정확한 위치를 결정하기 위해 주형으로 외고정 플레이트를 사용한다. 외고정의 위치는 대퇴골의 중심에 가능한 한 가까워 야한다. <ol><li> 뼈의 외측 표면에 외고정 판을 놓습니다. 이것은 외부 대퇴골을 회전시킴으로써 달성된다. 그 위치에서, 연조직 층은 상처 닫은 후 경추 고정 플레이트 하에서 과도한 연조직 장력을 방지하기에 가장 얇은 것이다. </li><li> 그런 다음 약간 뼈 표면 오프 외고정 판은 판의 구멍이 뼈 표면에 집중되어 있는지 확인 올립니다. 이 뼈의 종 방향 축에 평행하게 유지하는 작은 클램프 외고정를 누른 0.79과​​ 대퇴골의 기단부 측에 제 구멍 predrill하는 전동 공구 나 핸드 드릴을 사용mm 드릴 비트. 앞으로 전진하기 전에, 드릴 비트의 끝은 아직도 뼈 표면의 중앙에 있는지 확인하십시오. </li><li> 드릴의 선단이 미끄러 계속하면, 첫 번째 구멍의 위치를 중앙으로 1.00 mm 카운터 싱커 (도 8F)를 사용한다. 카운터 싱커 나머지 모든 장착 핀을 위치 시키도록 사용되어야한다. 이것은 뼈의 표면에 대해 드릴 구멍의 완벽한 정렬 및 고정 장치 판을 보장한다. </li></ol></li></ol> 3 외고정 주입 방법 톱 가이드를 사용하여 <ol><li> 외고정의 판 톱 가이드에 패스하기 전에 거꾸로 장착되지 않았는지 확인합니다. 접시에 구멍의 크기를 비교하여이를 확인합니다. 올바른 쪽이 더 큰 구멍의 직경이 위를 향하도록합니다. 고정 장치 내의 구멍의 크기의 차이가 명백하지 않은 경우, 카운터 싱커를 사용한다. <ol><li> 의 구멍 중 하나에 대향 싱커의 선단부를 삽입카운터 싱커 쉽게 구멍에 맞는 경우 카운터 싱커의 선단이 고정 장치의 하부 측이며, 대칭되어야 후 맞지 않으면 고정 기는 플레이트, 이것은, 그러나, 고정 장치의 상승이다 이에 따라 주입합니다. (주의 :..이 뼈 표면에 고정 장치의 최적 배향을 보장하므로 뼈의 종 방향 축에 수직 드릴하십시오 제 드릴 구멍의 방향은 뼈에 고정 장치의 최종 방향을 결정 기억 장착 핀은 동일한 길이이며, 고정 장치가 뼈의 종 방향 축에 평행하지 않은 경우 고정 장치와 뼈 사이의 거리가 너무 차이가 두 피질을 침투하는 모든 네 개의 장착 핀의 기능을 방지 할 수 있습니다.) </li><li> 방향을 확인 후, (그림 2A, B) 톱 가이드에 접시 클립 다음 뼈에 장치를 클립 그래서 첫째 사전에 드릴링 구멍플레이트 (그림 2C)의 첫 번째 구멍에 정렬됩니다. 구멍에 제 1 장착 핀을 구동하는 핸드 드릴 삽입 0.70 mm 정사각형 박스 렌치를 사용. 이렇게하면 나머지 장착 핀 재현 위치를 허용 할 것이다. </li><li> 제 1 장착 핀 대신 후 다음 선단 측에 제 1 장착 핀 중 가장 먼 구멍을 드릴로 구멍과 제 장착 핀을 구동한다. 이 중간 장착 핀의 주입 순서는 중요하지 않다. </li></ol></li></ol> 톱 가이드없이 4 외고정 주입 방법 : 외고정의 애플리케이션은 톱 가이드를 사용하지 않고 수행 될 수있다. 외고정 주입의 시작 단계는 본 가이드와 함께 기기가 뼈 (3.1 단계)에 끼 웠을 때까지 최대 동일합니다. 톱날 가이드를 사용하지 않는 경우 중 올바른 방향 플레이트 고정 장치를 유지하는 것이 매우 중요전체 신청 절차. 대퇴골 외부 외측 방향으로 회전해야합니다. <ol><li> 그것이 뼈 (도 3a)의 종 방향 축에 평행하도록 작은 클램프 또는 S 자형 곡선과 해부 합자 집게 외고정 플레이트를 잡아. 고정 장치의 배향을 결정하는 제 1 장착 핀의 응용 따라서, 뼈의 회전은 제 핀 (도 3b)에 삽입 될 때까지 유지되어야한다. 첫번째 핀이 제자리에 후, 조심스럽게 드릴 가이드 역할을하는 고정 장치 판을 잡고 집게를 사용합니다. </li><li> 두 번째 구멍에 드릴 비트를 삽입 -이 계획 절골술 갭 (그림 3C)에 가장 말단 구멍이다. 드릴링하기 전에 두번째 구멍이 첫 번째 홀과 같은 방향을 가지고 있는지 확인하십시오; 또한 시추를 완료 한 후, 두 피질이 침투되어 있는지 확인합니다. </li><li> 0.70 mm 사각형 바닥이 삽입다음 X의 핸드 드릴에 렌치와 팁에 장착 핀을 삽입합니다. 조심스럽게 첫번째 사전에 드릴링 구멍의 정렬을 잃지 않고 외고정의 플레이트에 삽입합니다. </li><li> 마자 선단이 뼈와 접촉으로, 핸드 드릴의 기단부에인가 연속 축 적재하에 렌치를 선회 시작. 약 5 완전 회전 한 후, 장착 핀의 기단부에서 스레드가 외고정 판의 몸을 잡아 있는지 확인하십시오. 이 스레드는 시스템을 잠급니다. 뼈 나사의 단부가 뼈 (도 3d)의 상부 표면에 근접 할 때 선회 정지. </li><li> 가장 후방 및 전방 측에 핀이 제자리에 후, 나머지 두 중간 구멍 predrill. 이 가운데 핀의 주입 순서는 중요합니다 (그림 3C) 없습니다. </li><li> 외고정 장소에 후 (분절 결함 있도록 본 설명서에서 지시 톱 Figur를 0.22 mm 질리 선을 사용전자 4A). 후자의 방법이 선택되면, 톱 가이드는 결함을하기 전에 클립핑된다. <ol><li> 이를 위해, 0.22 mm 질리 와이어에 식염수를 분배하는 (사용보기 5 ㎖ 주사기를 충분한 관개를 사용 전후 (도 5b) 왕복 운동에 의해 5mm의 분절 결함을 만들 대퇴골 (도 5a) 아래에이 홈을 반드시 통과 결함 생성의 시간). 연부 조직 손상을 방지하기 위해, 절골술을 완료 한 후 한면에 뼈 톱 와이어 주변을 잘랐다. 톱 가이드 (그림 4B)를 제거합니다. </li></ol></li><li> 결함 또는 절골술을 만든 후, 피부 (그림 4D)를 톱 가이드를 제거하고 레이어 상처, 첫째 근육 (그림 4C)를 닫고. 상처가 폐쇄되기 전에 연구 계획서에 계획대로 결함을 취급합니다. 근육 층과, 후부의 vicryl 봉합사 (4-0)를 사용하여 대퇴근, 그리고 ETHICON Monocryl 3-0의를 사용하여 피부를 닫습니다uture. 상처를 봉합하는 동안 비 멸균 표면을 통해 봉합사를 드래그하지 마십시오. 참고 : 물어 뜯고 상처를 방지하기 위해 봉합은 낮은 임플란트 말단 끝날 수 없습니다. 마찬가지로, 피부 접착제 대신 봉합 사용될 수있다. </li><li> 처음 세 수술 일에, 쥐 진통마다 12 시간을 제공하고 매 24 시간을 항생제. 물론, 약물의 수술 요법은 각 연구자에 의해 사용되는 약물의 제조사와 브랜드에 따라 달라집니다 (약물 사양 설명서를 참조하십시오). </li><li> 그들이 마취에서 회복 만 다음 주택 시설에 반환 확인하기 위해 자주 시술 후 동물을 모니터링합니다. 합병증이 없는지 확인하기 위해 수술 후 처음 몇 일 동안 단독 주택을 제공합니다. </li><li> 확실히 동물이 통증과 고통에 있지 확인하기 위해 수술 후 물, 음식 섭취와 체중을 모니터링합니다. 동물이 감소 활동 수준을 표시하는 경우 어려움이 주위를 움직이고, (가능한 임플란트 실패), ataxi, 깔끔하지 못한 기름기 모피, 눈과 콧 구멍, 웅크 리고 자세, 호흡 곤란, 음식과 물을 섭취의 감소 등 주변 포르피린 염색은 수의사에게 문의하십시오. </li></ol> 생체 내에서 외고정 강성의 5 변경 <ol><li> 연구 프로토콜은 생체 본의 치유 과정 동안 고정 장치의 강성의 변화를 요구하는 경우 핸드 드릴에 부착 된 0.5 mm 정사각형 렌치 상자를 사용하여 특수 연동 나사로 고정 연결 요소를 변경함으로써 달성된다. 이 순서는, 쥐를 마취 (프로토콜 2.3 참조) 및 절차 (도 6a)의 시간에 한 번만 진통 (프로토콜 2.4 참조)을 얻었다. <ol><li> 쥐를 마취 한 후 조립 된 고정 장치의 측면에 부착 물리는 나사에 0.50 mm 정사각형 박스 렌치의 선단부를 삽입하고, 핀을 반쯤 아웃 (도 6B이다 때까지 반 시계 방향으로 선회 신중 시작할 </strong&gt;). 이 부분이 완료된 후, 외고정 플레이트 (도 6C)의 동일한 측에 제 2 핀에 대해 절차를 반복한다. </li><li> 동일한 측에 모두 핀 반쯤 아웃되면, 부드러운 운동 (도 6D)과 반대측에 연결 요소를 제거하는 집게 또는 클램프를 사용한다. 그 다음 턴의 추가 몇 가지 작업을 수행하지 않는 경우 연결 요소는 연동 나사의 끝이 연결 요소에 박혀 있지 않은지 확인하기 위해 모두 연동 나사에 쉽게 벗겨해야합니다. </li><li> 연결 요소가 제거 된 후, 제거 된 하나 (도 6E) 대신에 원하는 강성 연결 요소를 민 물리는 나사 밖으로 반대측 반 방법 (도 때까지 반대측으로부터 정사각형 박스 렌치 선회 시작 사용 6 층). 제 물리는 나사 (도 6G)에 대해 동일한 절차를 반복한다. 중요 : 일판의 반대쪽으로 전환이 필요합니다되는 것은 모두 연동 나사가 연결 요소 (그림 6H, I) 대체되었다 측에 절반 방법을 알아 있는지 확인합니다. </li><li> 이 부분이 성공적으로 완료된 후, 제 2 연결 소자 (도 6J)을 제거하고, 반대측 (도 6K)에 대체와 같은 강성 접속 소자로 대체. 제 2 연결 요소가 제자리에 후 물리는 나사 단부 판의 반대측 종료까지 물리는 나사를 구동 시작하고, 맞 물리는 스크루 팁은 각 측면 (도 6L)에 같은 양을 종료했다. 제 물리는 나사 (도 6M, N)에 대해 동일한 절차를 반복한다. 이 절차를 완료하는 데 약 15 분 소요됩니다. </li></ol></li></ol>

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R., Geddis, C., Fazzalari, N., Marsh, D., Parkinson, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microcomputed+tomography+imaging+in+a+rat+model+of+delayed+union/non-union+fracture.">Microcomputed tomography imaging in a rat model of delayed union/non-union fracture.</a> J Orthop Res. 26, 729-736 (2008).</li><li>Jager, M., Sager, M., Lensing-Hohn, S., Krauspe, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+critical+size+bony+defect+in+a+small+animal+for+bone+healing+studies+(II):+implant+evolution+and+surgical+technique+on+a+rat's+femur.">The critical size bony defect in a small animal for bone healing studies (II): implant evolution and surgical technique on a rat's femur.</a> Biomed Tech (Berl). 50, 137-142 (2005).</li><li>Betz, V. 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=Healing+of+segmental+bone+defects+by+direct+percutaneous+gene+delivery:+effect+of+vector+dose.">Healing of segmental bone defects by direct percutaneous gene delivery: effect of vector dose.</a> Hum Gene Ther. 18, 907-915 (2007).</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=Ability+of+recombinant+human+bone+morphogenetic+protein+2+to+enhance+bone+healing+in+the+presence+of+tobramycin:+evaluation+in+a+rat+segmental+defect+model.">Ability of recombinant human bone morphogenetic protein 2 to enhance bone healing in the presence of tobramycin: evaluation in a rat segmental defect model.</a> J Orthop Trauma. 23, 693-701 (2009).</li><li>Willie, B., Adkins, K., Zheng, X., Simon, U., Claes, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+characterization+of+external+fixator+stiffness+for+a+rat+femoral+fracture+model.">Mechanical characterization of external fixator stiffness for a rat femoral fracture model.</a> J Orthop Res. 27, 687-693 (2009).</li><li>Hess, T., Hopf, T., Fritsch, E., Mittelmeier, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+biomechanical+studies+of+conventional+and+self-tapping+cortical+bone+screws.">Comparative biomechanical studies of conventional and self-tapping cortical bone screws.</a> Z Orthop Ihre Grenzgeb. 129, 278-282 (1991).</li><li>Glatt, V., Evans, C. 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>

저자 로마노 Matthys은 임플란트,이 문서에서 사용되는 임플란트 특정 기기 및 소모품을 생산 RISystem AG 스위스 다 보스의 직원이다. 저자 Vaida GLATT는 경쟁 금전적 이해 관계가 없습니다.

큰 골 결손을 생성하는 수술의 가장 중요한 단계는 다음과 같다 : 1) 생쥐의 체중 적절한 선택은 외고정의 크기와 일치하는 단계; 2) 절차를 수행하는 동안 무균 환경을 유지; 3) 수술 프로토콜을 다음. 본 연구의 주요 목표는 설계, 제조 및 쥐의 대퇴부 큰 결함 모델에 새로운 변수 강성 외고정의 특성과 치유 과정에서 생물학적, 기계적 요인 사이의 상호 작용을 결정하는이 고?...

다수의 연구는 뼈 조직의 수리 1-6에 포함 된 생물학적 메커니즘에 대한 우리의 이해를 향상되었습니다. 같은 축, 전단 및 interfragmentary 운동 (IFM은)와 같은 뼈 수리에 기계적 조건의 영향은 광범위 7-15 연구되고있다. 지난 몇 년 동안, 더 많은 연구가 생체 내 모델에서 골절, 절골술 및 대형 분절성 골 결손을 사용하여 뼈의 치유에 기계적 환경의 영향을 설명 나타나기 시작했다. 따라서, 안정적인 고정 방법은 재현성 및 신뢰성있는 연구 결과를 얻기 위해 필요합니다. 이 골절 치유 할 방법을 결정으로 치유 골절 주변에 기계적 환경은 매우 중요하다. 따라서, 정착 장치의 선택은 매우 중요하고 신중하게 연구 설계에 따라 선택되어야하며, 그러한 갭 크기 및 골절의 유형과 같은 다른 인자. 정착 장치의 기계적 특성더 중요한 재 담 전체 중량의 실험 기간 내내 일정한 간격 크기뿐만 아니라, 치유 뼈 이상적인 기계적 환경까지도 제공 고정을 확립 큰 골 결손의 뼈 치유 공부 때. 그들은 다른 정착 장치보다 이점을 가지고 있기 때문에 외부 클램프는 일반적으로 골절 큰 골 결손 치료 실험 모델에서 사용된다. 외부 클램프의 주요 장점은 같은 실험 과정에서 소자의 안정성 바를 변경 또는 조정에 의해 달성 될 수있는 이차 간섭없이 생체 내에서의 결함 부위에서 기계적 환경의 변화를 허용한다는 것이다 뼈 치유가 진행됩니다. 또한, 뼈의 복구를 강화하기 위해 특정 로컬 기계적 자극의 적용을 허용하고, 또한 생체 내에서 캘러스 조직의 강성을 측정하기위한 잠재 성을 제공한다. 그럼에도 불구하고, 장치는 또한 몇 가지 단점을 가지고그것은 다음과 같습니다 : 연부 조직 감염 및 핀 파손의 자극을. 불행하게도, 이러한 임플란트는 임플란트 개발시 &quot;기성품&quot;사용할 수없는 있었고, 연구자가 의도 된 사용을 위해 자신의 클램프를 설계 사용자 정의로 시작해야했습니다. 그것은 치유 따라서,이 분야에서 연구 한 제한 조건은 큰 분절 결손 내 로컬 기계 환경에 대한 실험 통제의 부족뿐만 아니라 절골술이었다. 외고정의 기계적 특성에 의해 정의되며,에 의해 변조 될 수있다, 등 많은 변수 : 핀, 핀 지름, 핀 재료 사이의 거리, 핀 고정 장치 바 길이, 경추 고정 바 번호의 숫자 경추 고정 바 물질 고정 장치 바 두께 및 경추 고정 바 (오프셋)로 골 표면으로부터의 거리. 놀랍게도, 연구 단지 paucity는 개별 구성 요소의 기계적인 기여를 조사했다고 볼 수 있습니다설치류 연구 16,18,28에 사용되는 클램프 또는 전체 프레임 구성. 예를 들어, 한 연구의 결과는 고정 구조체의 전체 강성을 결정하는 주요 기여 요인 중 하나는 그들의 오프셋 직경과 재료 특성 (28)과 관련하여 핀의 유연성에 의해 지배 된 것으로 나타났다. 전술 한 연구 결과는 명확하게 정착 장치에 의해 제공된 기계 환경을 아는 것이 매우 중요하고, 또 많은 경우에 상세하게 조사되지 않는 것을 시사한다. 본 논문은이 문제를 해결하는 외고정 장치의 디자인, 사양 및 생체 내 주입을보고합니다. 이 고정 장치는 치유가 진행됨에 따라 기계적 환경, 생체 치유 과정의 다른 단계의 메카 감도의 연구를 가능하게하는 특성의 조절을 허용한다. 또한, 물론 부과 제어되는 재생 로컬 정비사알 환경, 접근성 또한 뼈 치유의 다른 단계에서이 환경의 조절이 가능합니다. 우리가 설계 한 고정 장치가 널리 실험 동물 22-27에서 골절, 16 ~ 21 큰 결함 모델에 사용되는 외부 고정에 기반했다. 우리 외고정 및 문헌에보고 된 다른 기존 설계의 차이는 안정성 바가 KIRSCHNER 선 (K-와이어)와 단단한 손잡이를 가질 나사로 고정되어있다. 이러한 유형의 디자인은 격주 조여야하는 나사가 필요 (때로는 주간) 로딩 안정성 바의 풀림을 방지하기 위해 베어링 중량 통해인가 될 때의 오프셋 거리가 유지되는 것을 확인한다. 이러한 풀림이 발생하는 경우, 같은 각도, 횡 방향 및 치유 뼈 비틀림 전단 운동과 같은 원치 않는 추가 하중 조건을 허용 (researche와 개인적인 경험, 의사 소통을 기반으로이것을 아는 RS)은., 외고정은 고정 장치의 강성이 변경되어야 할 때, 그것은 장착 핀 임베드되는 메인 모듈에 연결된 연결 요소를 제거함으로써 달성 될 것이라고 같은 설계되었다. 생체 파일럿 실험이 대량으로 제조되기 전에 제안 된 모든 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위해 새 외부 고정 장치의 프로토 타입을 수행 하였다. 본 연구의 주된 목적은 치유 과정 동안 생체 내에서의 강성을 변경하는 능력을 가진 쥐에서 큰 골 결손 및 절골술 사용 외고정위한 새로운 수술 방법을 제공하는 것이다. 이 정착 방법은 랫트의 대퇴골에 생체 내에서 적용된다.

<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

이 골절 치유 할 방법을 결정 깨진 뼈의 치유 주변의 기계적 환경은 매우 중요합니다. 지난 10 년간 병변 주위의 고정 안정성을 통해 기계적인 환경을 변경하여 뼈의 치유 개선에 큰 임상 적 관심이되고있다. 이 영역의 전임상 동물 연구 한 제약 실험 큰 분절 결함 내의 로컬 기계 환경을 제어뿐만 아니라 그들이 치유로 절골술의 부족이다. 본 논문에서 우리는 큰 분절 골 결손이나 절골술의 치유를 연구 설계 및 외고정 장치의 사용을보고합니다. 이 치유로이 장치는 뼈 병변에 제어 된 축 방향 강성을 허용 할뿐만 아니라 생체 내에서 치료 과정 동안 강성의 변화를 가능하게한다. 실시한 실험 클램프가 5mm 대퇴 결함 갭을 유지할 수 있었던 것으로 나타났다 무제한 케이지 동안 생체 내에서 쥐최소 8 주 동안 활동. 마찬가지로, 우리는 전체 치료 기간 동안의 핀을 포함하여 어떠한 왜곡 감염 또는 감염, 관찰되지 않는다. 이러한 결과는 새로 개발 외고정 재현 표준화 안정화를 달성 할 수 있었고, 생체 내 쥐 큰 골 결손 및 다양한 크기의 절골술 기계적 환경의 변경을 입증. 이것은 외부 고정 장치가 골 재생 및 수리 필드 쥐 모델을 사용 전임상 연구 조사에 적합임을 확인한다.

디자인 사양 외부 고정 시스템과 쥐 대퇴골의 안정화는 0.5 내지 5 mm 내지 절골술을 만들 수 있습니다. , 간단 재현성 및 가변 디자인을 구비 - ([장착 핀] T​​AN), 티타늄 - 알루미늄 - 니오브 합금 - 외고정 시스템은 폴리 에테르 에테르 케톤 ([본체 부] PEEK)로 이루어지는 고정 외고정이며 그리고 네 가지 강성에서 사용할 수 있습니다 : 10, 40, 70 및 100 % (백퍼센트 표준 인, 가장 단?...

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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.

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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 ...

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비디오: 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.

뼈 전이의 모델

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

연구

의학

Procedure for Human Saphenous Veins Ex Vivo Perfusion and External Reinforcement

The mainstay of contemporary therapies for extensive occlusive arterial disease is venous bypass graft. However, its durability is threatened by intimal hyperplasia (IH) that eventually leads to vessel occlusion and graft failure. Mechanical forces, particularly low shear stress and high wall tension, are thought to initiate and to sustain these cellular and molecular changes, but their exact contribution remains to be unraveled. To selectively evaluate the role of pressure and shear stress on the biology of IH, an ex&#160;vivo perfusion system (EVPS) was created to perfuse segments of human saphenous veins under arterial regimen (high shear stress and high pressure). Further technical innovations allowed the simultaneous perfusion of two segments from the same vein, one reinforced with an external mesh. Veins were harvested using a no-touch technique and immediately transferred to the laboratory for assembly in the EVPS. One segment of the freshly isolated vein was not perfused (control, day 0). The two others segments were perfused for up to 7 days, one being completely sheltered with a 4 mm (diameter) external mesh. The pressure, flow velocity, and pulse rate were continuously monitored and adjusted to mimic the hemodynamic conditions prevailing in the femoral artery. Upon completion of the perfusion, veins were dismounted and used for histological and molecular analysis. Under ex&#160;vivo conditions, high pressure perfusion (arterial, mean = 100 mm Hg) is sufficient to generate IH and remodeling of human veins. These alterations are reduced in the presence of an external polyester mesh.

Procedure for Human Saphenous Veins Ex Vivo Perfusion and External Reinforcement

The mechanisms leading to the development of intimal hyperplasia (IH) and vein graft failure are still poorly understood. This study describes an ex&#160;vivo system to perfuse human veins under controlled flow and pressure. Furthermore the efficiency of external mesh reinforcement to limit the development of IH was evaluated.

인간 복재 정맥 절차<em&gt; 전의 VIVO</em&gt; 관류 및 외부 보강

The mainstay of contemporary therapies for extensive occlusive arterial disease is venous bypass graft. However, its durability is threatened by intimal ...

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.

마우스의 간단한 임계 크기의 대퇴 결함 모델

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.

마우스의 분절 대퇴 임계 크기 결함 모델의 설립은 플레이트 고정술에 의해 안정화

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.

대퇴골 절골술의 표준화 된 고정을위한 골수 내 잠금 네일은 마우스에 정상 및 결함 뼈 치유를 분석하기

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.

쥐 간 문부 클램프 모델을 사용하여 직접 분절 인트라 간 납품 방법

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

Vivo에서 골절 뼈 쥐 마우스 대 퇴 골에 대 한 MRI-호환 Osteosynthesis 장치를 사용 하 여 치료 기간 동안 굳은 살 개발의 평가

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.

쥐에 무릎 굴곡 Contracture 조직 관련 기여를 평가 하는 무릎 Arthrometer를 사용 하 여

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.

쥐 경동맥 압력 제어 세그먼트 풍선 부상 과식 치료 응용 프로그램

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 알비노 쥐에서 대퇴골 절골술 모델을 개발하기 위한 프로토콜

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