Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.

Özet

Burada, sıçan femoral diyafiz dokusunda kutu boşluğu defekti oluşturmak için bir protokol sunuyoruz. Bu model, biyomekanik stres altında biyomalzeme performansını değerlendirebilir ve intramembranöz osteogenez ile ilgili kemik rejenerasyon mekanizmalarını keşfedebilir.

Özet

Ciddi kemik kusurları veya karmaşık kırıklar, kaynamama veya yetersiz kemik iyileşmesi gibi ciddi komplikasyonlara neden olabilir. Hücrelerin, yapı iskelelerinin ve sitokinlerin uygulanmasını içeren doku mühendisliği, kemik rejenerasyonu için umut verici bir çözüm olarak kabul edilir. Sonuç olarak, kemik kusurlarını simüle eden çeşitli hayvan modelleri, kemik iyileşmesi için doku mühendisliğinin terapötik potansiyelini keşfetmede çok önemli bir rol oynamaktadır. Bu çalışmada, sıçanların orta uyluk kemiğinde, kemik iyileşmesini teşvik etmede biyomalzemelerin işlevini değerlendirmek için ideal bir model olarak hizmet edebilecek kutu şeklinde bir kortikal kemik defekti modeli oluşturduk. Bu kutu şeklindeki kortikal kemik defekti, oral düşük hızlı bir el aleti kullanılarak delindi ve bir torna iğnesi ile şekillendirildi. Kutu boşluklu kortikal kemik defektinin başarılı bir şekilde kurulduğunu doğrulamak için ameliyat sonrası mikro-BT analizi hemen yapıldı. Sıçanların ameliyat edilen tarafındaki femurlar daha sonra ameliyattan sonra birden fazla zaman noktasında (0 gün, 2 hafta, 4 hafta ve 6 hafta) toplandı. Her örneğin defekt alanının iyileşme süreci mikro-BT, hematoksilen ve eozin (H&E) boyaması ve Masson trikrom boyaması kullanılarak değerlendirildi. Bu sonuçlar, intramembranöz ossifikasyon ile tutarlı bir iyileşme paterni gösterdi ve iyileşme esasen 6 hafta boyunca tamamlandı. Bu hayvan modelinin iyileşme sürecinin sınıflandırılması, kemik dokusu defektinin iyileşmesi sırasında intramembranöz ossifikasyonu hedefleyen yeni biyomateryallerin ve ilaçların araştırılması için etkili bir in vivo yöntem sağlar.

Giriş

Kırık ve kusurlu kemik sıklıkla travma, tümörler, iltihaplanma ve konjenital malformasyonlardan kaynaklanır 1,2. Genç sağlıklı bireylerde kemik dokusu tipik olarak güçlü rejeneratif yetenekleresahip olsa da 3, kritik bir boyutu aşan kusurlar veya sistemik hastalıklara (örneğin diyabet, osteoporoz ve enfeksiyonlar) bağlı iyileşme engelleri yine de kemik süreksizliği veya iyileşme bozukluğu gibi komplikasyonlara yol açabilir4. Bu klinik zorluğun üstesinden gelmek için, kemik grefti veya biyomateryaller, ciddi şekilde kusurlu kemiği değiştirmek veya büyük kemik segm....

Protokol

Bu çalışmadaki tüm hayvan prosedürleri, Sichuan Üniversitesi Batı Çin Stomatoloji Okulu Etik Komitesi tarafından gözden geçirildi ve onaylandı (WCHSIRB-D-2021-597). Bu çalışma için Sprague-Dawley cinsi sıçanlar (erkek, vücut ağırlığı 300 g) kullanıldı.

1. Ameliyat öncesi hazırlık

  1. Enstrüman hazırlığı
    1. Bu çalışmada kullanılan cerrahi aletler için Şekil 1A'ya bakın: elektrikli tıraş makinesi, doku makası, oftalmik makas, oftalmik forseps, tek kullanımlık neşter, periosteal ayırıcı, oral düşük hızlı el aleti, oral prob, tek kullanımlık irrigasyon vaku, iğne tutucu, 3.0 sütür.
    2. Oral bir pro....

Temsili Sonuçlar

Bu protokolde, delme işlemi ile 4,5 mm x 1,5 mm boyutlarında bir sıçan femur kutu boşluğu defekt modelini başarıyla kuruyoruz. İyileşme sürecini analiz etmek için, sıçanlarda femoral travmanın iyileşme sürecinde endokondral ossifikasyon, intramembranöz ossifikasyon ve kemik yeniden şekillenmesinin kilit zaman noktaları olan ameliyattan 0 gün, 2 hafta, 4 hafta ve 6 hafta sonra ameliyat edilen taraftaki femur dokusunu topladık2. Ameliyat sonras?.......

Tartışmalar

Klinik öncesi hayvan modelleri, kemik iyileşmesini ve biyomalzemelerin kemik rejenerasyonu üzerindeki etkisini incelemek için hayati öneme sahiptir. Bu protokol, klinik kemik rejenerasyonu ile ilişkili intramembranöz kemik oluşum sürecini kopyalayan bir femur kutu boşluğu defekt modelini göstermektedir. Defekt alanı, önceden işaretlenmiş bir oral prob kullanılarak intraoperatif olarak standardize edildi. Mikro-BT ve histopatolojik boyama sonuçları, kalınlaşmış periost ve yeni trabeküler kemik olu?.......

Açıklamalar

Tüm orijinal veriler ve görüntüler bu belgeye dahil edilmiştir. Yazarlar çıkar çatışması olmadığını beyan eder

Teşekkürler

Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı 82101000 (HW), U21A20368 (LY) ve 82100982 (FL) tarafından finanse edildi ve Sichuan Bilim ve Teknoloji Programı 2023NSFSC1499 (HW) tarafından desteklendi.

....

Malzemeler

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

Referanslar

  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.

Yeniden Basımlar ve İzinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi

Izin talebi

This article has been published

Video Coming Soon

Sitemizdeki deneyiminizi iyileştirmek için çerezleri kullanıyoruz

Sitemizi kullanmaya devam ederek ya da "Devam et" butonuna tıklayarak, çerezleri kabul edebilirsiniz.