Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • Representative Results
  • Discussion
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

כאן, אנו מציגים פרוטוקול ליצירת פגם בחלל הקופסה ברקמת דיאפיזה של עצם הירך של חולדה. מודל זה יכול להעריך ביצועים ביו-חומריים תחת לחץ ביומכני ולחקור מנגנונים של התחדשות עצם הקשורים לאוסטאוגנזה תוך-ממברנית.

Abstract

פגמים חמורים בעצמות או שברים מורכבים עלולים לגרום לסיבוכים חמורים כגון אי איחוד או ריפוי עצם לא מספיק. הנדסת רקמות, הכוללת יישום של תאים, פיגומים וציטוקינים, נחשבת לפתרון מבטיח להתחדשות עצם. כתוצאה מכך, מודלים שונים של בעלי חיים המדמים פגמים בעצמות ממלאים תפקיד מכריע בחקר הפוטנציאל הטיפולי של הנדסת רקמות לריפוי עצם. במחקר זה ביססנו מודל של פגם עצם קליפת המוח בצורת קופסה באמצע עצם הירך של חולדות, שיכול לשמש כמודל אידיאלי להערכת תפקידם של ביו-חומרים בקידום ריפוי עצם. פגם זה בצורת קופסה נקדח באמצעות ידית אוראלית במהירות נמוכה ועוצב על ידי מחט מחרטה. ניתוח מיקרו-CT לאחר הניתוח נערך מיד כדי לאשר את ההקמה המוצלחת של הפגם בעצם קליפת המוח בחלל הקופסה. עצם הירך בצד המנותח של החולדות נקטפה במספר נקודות זמן לאחר הניתוח (0 ימים, שבועיים, 4 שבועות ו-6 שבועות). תהליך הריפוי של אזור הפגמים של כל דגימה הוערך באמצעות צביעת מיקרו-CT, המטוקסילין ואוזין (H&E) וצביעת טריכרום מאסון. תוצאות אלה הדגימו דפוס ריפוי העולה בקנה אחד עם ossification intramembranous, עם ריפוי למעשה להשלים על ידי 6 שבועות. הסיווג של תהליך הריפוי של מודל בעלי חיים זה מספק שיטת in vivo יעילה לחקר ביו-חומרים ותרופות חדשניים המכוונים לאוסיפיקציה תוך-ממברנית במהלך ריפוי פגמים ברקמת העצם.

Introduction

עצם שבורה ופגומה נובעת לעיתים קרובות מטראומה, גידולים, דלקות ומומים מולדים 1,2. למרות שרקמת עצם אצל אנשים צעירים ובריאים היא בדרך כלל בעלת יכולות התחדשות חזקות3, פגמים העולים על גודל קריטי או מכשולי ריפוי עקב מחלות מערכתיות (למשל, סוכרת, אוסטאופורוזיס וזיהומים) עדיין עלולים להוביל לסיבוכים כגון חוסר רציפות עצם או ריפוי לקוי4. כדי להתמודד עם אתגר קליני זה, השתלת עצם או ביו-חומרים משמשים בדרך כלל להחלפת עצם פגומה חמורה או לשחזור מקטעי עצם גדולים. עם זאת, טיפולים אלה יש מגבלות. לדוגמה, למרות שנחשב לתקן הזהב, השתלת עצם אוטולוגית סובלת מאספקת תורמים מוגבלת וסיבוכים פו....

Protocol

כל ההליכים בבעלי חיים במחקר זה נבדקו ואושרו על ידי הוועדה האתית של בית הספר לסטומטולוגיה במערב סין, אוניברסיטת סצ'ואן (WCHSIRB-D-2021-597). חולדות Sprague-Dawley (זכר, משקל גוף 300 גרם) שימשו במחקר הנוכחי.

1. הכנה טרום ניתוחית

  1. הכנת מכשירים
    1. עיינו באיור 1A עבור כלי הניתוח .......

Representative Results

בפרוטוקול זה, אנו מבססים בהצלחה מודל פגם בחלל הירך של חולדה במידות של 4.5 מ"מ x 1.5 מ"מ על ידי קידוח. על מנת לנתח את תהליך הריפוי, אספנו את רקמת הירך בצד המנותח ב-0 ימים, שבועיים, 4 שבועות ו-6 שבועות לאחר הניתוח, שהן נקודות הזמן העיקריות של אוסיפיקציה אנדוכונדרלית, אוסיפיקציה תוך-מ?.......

Discussion

מודלים פרה-קליניים של בעלי חיים חיוניים לבחינת ריפוי עצם והשפעת ביו-חומרים על התחדשות העצם. פרוטוקול זה מדגים מודל פגם בחלל הירך המשכפל את תהליך היווצרות העצם התוך ממברנית הקשור להתחדשות עצם קלינית. אזור הפגם עבר סטנדרטיזציה תוך ניתוחית באמצעות בדיקה אוראלית מסומנת מראש. תוצאות מיקרו-CT ו?.......

Acknowledgements

מחקר זה מומן על ידי מענקים מהקרן הלאומית למדעי הטבע של סין 82101000 (H. W.), U21A20368 (L. Y.) ו- 82100982 (F. L.), ונתמך על ידי תוכנית המדע והטכנולוגיה של סצ'ואן 2023NSFSC1499 (H. W).

....

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
1.2 mm slow speed ball drillDreybird Medical Equipment Co., Ltd.RA3-012For preparation of box cavity defects
3.0 sutureChengdu Shifeng Co., Ltd.NoneFor suturing wounds
4% paraformaldehydeBiosharpBL539AFor fix the femoral specimens
Cotton ballsHaishi Hainuo Group Co.,  Ltd.20120047For skin sterilization and cleaning of surgical field
Cotton sticksLakong Medical Devices Co., Ltd.M6500RFor skin disinfection
Dental technician grinding machineMarathonN3-140232For preparation of box cavity defects
Disposable scalpelHangzhou Huawei Medical Supplies Co., Ltd.20100227For creating skin incisions as well as to sharply separate muscle tissue
Electric shaverJASEBM320210Removal of hair tissue from the surgical area
Hematoxylin and Eosin Stain kitBiosharpC1005For the histological analysis of the specimens
Masson’s Trichrome Stain KitSolarbioG1340For the histological analysis of the specimens
Micro CTScanco medical agµCT 45For analyzing the healing of defects in femoral samples
Needle holderChengdu Shifeng Co., Ltd.NoneFor suture-holding needles
Olympus Research Grade Whole Slide Scanning System VS200Chengdu Knowledge Technology Co.VS200For analyzing the results of HE staining and Masson staining
Ophthalmic forcepsChengdu Shifeng Co., Ltd.NoneFor clamping skin, muscle tissue
Ophthalmic scissorsChengdu Shifeng Co., Ltd.NoneFor forming a skin incision approach
Oral low-speed handpieceMarathonY221101003For preparation of box cavity defects
Oral probeShanghai Sangda Medical Insurance Co., Ltd.20000143For measuring the diameter of defects
Periosteal separatorChengdu Shifeng Co., Ltd.NoneFor blunt separation of muscle tissue
Sprague–Dawley ratsByrness Weil Biotech LtdNoneFor the establishment of femoral bone boxy cavitary defect
Tissue scissorsChengdu Shifeng Co., Ltd.NoneFor forming a skin incision approach

References

  1. Einhorn, T. A., Gerstenfeld, L. C. Fracture healing: mechanisms and interventions. Nat Rev Rheumatol. 11 (1), 45-54 (2015).
  2. Claes, L., Recknagel, S., Ignatius, A. Fracture healing under healthy and inflammatory conditions.

Explore More Articles

CT

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved