Создание модели коробчатого полости дефекта в кортикальной кости бедренной кости крысы

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 или^{нарушение 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?.......

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?.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
1.2 mm slow speed ball drill	Dreybird Medical Equipment Co., Ltd.	RA3-012	For preparation of box cavity defects
3.0 suture	Chengdu Shifeng Co., Ltd.	None	For suturing wounds
4% paraformaldehyde	Biosharp	BL539A	For fix the femoral specimens
Cotton balls	Haishi Hainuo Group Co.,  Ltd.	20120047	For skin sterilization and cleaning of surgical field
Cotton sticks	Lakong Medical Devices Co., Ltd.	M6500R	For skin disinfection
Dental technician grinding machine	Marathon	N3-140232	For preparation of box cavity defects
Disposable scalpel	Hangzhou Huawei Medical Supplies Co., Ltd.	20100227	For creating skin incisions as well as to sharply separate muscle tissue
Electric shaver	JASE	BM320210	Removal of hair tissue from the surgical area
Hematoxylin and Eosin Stain kit	Biosharp	C1005	For the histological analysis of the specimens
Masson’s Trichrome Stain Kit	Solarbio	G1340	For the histological analysis of the specimens
Micro CT	Scanco medical ag	µCT 45	For analyzing the healing of defects in femoral samples
Needle holder	Chengdu Shifeng Co., Ltd.	None	For suture-holding needles
Olympus Research Grade Whole Slide Scanning System VS200	Chengdu Knowledge Technology Co.	VS200	For analyzing the results of HE staining and Masson staining
Ophthalmic forceps	Chengdu Shifeng Co., Ltd.	None	For clamping skin, muscle tissue
Ophthalmic scissors	Chengdu Shifeng Co., Ltd.	None	For forming a skin incision approach
Oral low-speed handpiece	Marathon	Y221101003	For preparation of box cavity defects
Oral probe	Shanghai Sangda Medical Insurance Co., Ltd.	20000143	For measuring the diameter of defects
Periosteal separator	Chengdu Shifeng Co., Ltd.	None	For blunt separation of muscle tissue
Sprague–Dawley rats	Byrness Weil Biotech Ltd	None	For the establishment of femoral bone boxy cavitary defect
Tissue scissors	Chengdu Shifeng Co., Ltd.	None	For forming a skin incision approach