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

Здесь мы представляем протокол создания коробчатого дефекта в бедренной диафизной ткани крысы. Эта модель позволяет оценить характеристики биоматериала при биомеханических нагрузках и изучить механизмы регенерации кости, связанные с внутримембранозным остеогенезом.

Abstract

Серьезные костные дефекты или сложные переломы могут привести к серьезным осложнениям, таким как несращение или недостаточное заживление кости. Тканевая инженерия, которая включает в себя применение клеток, скаффолдов и цитокинов, считается многообещающим решением для регенерации костей. Следовательно, различные животные модели, которые имитируют костные дефекты, играют решающую роль в изучении терапевтического потенциала тканевой инженерии для заживления костей. В этом исследовании мы создали коробчатую модель кортикального костного дефекта в средней части бедренной кости крыс, которая может служить идеальной моделью для оценки функции биоматериалов в содействии заживлению костей. Этот коробчатый дефект кортикальной кости был просверлен с помощью орального низкоскоростного наконечника и сформирован иглой токарного станка. Сразу же был проведен послеоперационный микрокомпьютерный анализ для подтверждения успешного установления коробчатого дефекта кортикальной кости. Бедренные кости на прооперированной стороне крыс затем были собраны в несколько временных точек после операции (0 дней, 2 недели, 4 недели и 6 недель). Процесс заживления участка дефекта каждого образца оценивали с помощью микрокомпьютерной томографии, окрашивания гематоксилином и эозином (H&E), а также трихромного окрашивания по Массону. Эти результаты продемонстрировали характер заживления, соответствующий внутримембранозному окостенению, при этом заживление практически завершилось к 6 неделям. Категоризация процесса заживления этой животной модели обеспечивает эффективный метод in vivo для исследования новых биоматериалов и лекарств, которые нацелены на внутримембранозную оссификацию во время заживления дефектов костной ткани.

Introduction

Переломы и дефекты кости часто являются результатом травм, опухолей, воспалений и врожденных пороков развития 1,2. Несмотря на то, что костная ткань у молодых здоровых людей обычно обладает устойчивыми регенеративными способностями3, дефекты, превышающие критический размер, или препятствия заживлению из-за системных заболеваний (например, диабета, остеопороза и инфекций) все же могут привести к осложнениям, таким как разрыв кости илинарушение заживления. Для решения этой клинической проблемы обычно используется костная пластика или биоматериалы для замены сильно ....

Protocol

Все процедуры на животных в этом исследовании были рассмотрены и одобрены Этическим комитетом Западно-Китайской школы стоматологии Сычуаньского университета (WCHSIRB-D-2021-597). Для настоящего исследования использовались крысы Спрэг-Доули (самец, масса тела 300 г).

1. Предопераци?.......

Representative Results

В этом протоколе мы успешно устанавливаем с помощью сверления модель коробчатого дефекта бедренной кости крысы размерами 4,5 мм х 1,5 мм. Чтобы проанализировать процесс заживления, мы собрали бедренную ткань на прооперированной стороне через 0 дней, 2 недели, 4 недели и 6 н.......

Discussion

Доклинические модели на животных жизненно важны для изучения заживления костей и влияния биоматериалов на регенерацию костей. Этот протокол иллюстрирует модель дефекта коробчатой полости бедренной кости, воспроизводящую процесс внутримембранного формирования кости, связанный с кл?.......

Acknowledgements

Это исследование финансировалось грантами Национального фонда естественных наук Китая 82101000 (H. W.), U21A20368 (L. Y.) и 82100982 (F. L.) и поддерживалось Сычуаньской научно-технической программой 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

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