Diese Arbeit wurde teilweise von der amerikanischen Gesellschaft für Handchirurgie Pilot-Award und NIH / NIAMS 1K01AR068386-01 (zu AEL) und NIAMS / NIH P30AR061307 unterstützt.

Die Universität Ausschuss für Tierforschung an der Universität von Rochester genehmigt alle Tierversuche. Ten-12 Wochen alte weibliche C57BL / 6J-Mäuse wurden verwendet. 1. Vorbereitung der Tiere für Beugersehne Chirurgie (~ 15 min) <ol><li> Autoklav chirurgische Instrumente zu sterilisieren, tragen sterile Handschuhe im gesamten Gebäude, und ein steriles Operationsfeld halten. </li><li> Anästhesieren die Maus über intraperitoneale Injektion (ip) mit einem Volumen von Ketamin (80 mg / kg) und Xylazin (10 mg / kg) Körpergewicht entspricht. Bestätigen Tiefe der Sedierung über Abwesenheit von Zehen Prise Reflex. </li><li> Verabreichen präemptive Analgesie (Buprenorphin, 0,05-0,1 mg / kg) als subkutane Injektion. Anwenden ophthalmische Salbe zu verhindern Augen vor dem Austrocknen. </li><li> Bereiten Sie die Operationsstelle durch das Fell auf der gesamten hinteren Gliedmaßen Clipping. Sterilisieren Sie die Haut, indem nacheinander mit Povidonjodid Schrubben, gefolgt von 70% Ethanol und wieder mit Povidonjodid. </li></ol><ol><li> Finden Sie den langen Zehenbeugers (FDL) Sehne, oberflächlich in der medialen Seite der Wade gesehen. Mit einem Skalpell, machen einen kleinen 0,5-1 cm Schnitt in der Haut mit Mikro Schere, um die Sehne zu belichten. </li><li> Verwenden einer Pinzette, die FDL-Sehne zu trennen von dem umgebenden Gewebe und Spuren es dem Muskel-Sehnen-Übergang auf. Schneiden Sie die Sehne an dieser Kreuzung mit Feder Schere um sie zu lösen, wobei darauf geachtet, die A. tibialis posterior zu vermeiden. </li><li> Schließen Sie die Haut mit 5-0 Nylonnaht. Hinweis: Die FDL transection und Reparatur (Schritte 2.4) sollte ein Stereomikroskop durchgeführt werden. </li><li> Machen Sie einen 3 mm Schnitt über dem dorsolateralen Aspekt der Hinterpfote mit Federmikro Schere. Vorsichtig fahren Sie das umgebende Weichgewebe und Muskeln mit einer Pinzette, um sicherzustellen, Gewebeschäden zu minimieren und die FDL-Sehne zu identifizieren. <ol><li> Sie vorsichtig die FDL-Sehne erhöhen und es vollständig mi mit transectcro-Schere. Vernähen der Enden der Sehne FDL zusammen in einem modifizierten Kessler Muster mit 8-0 Nähten, die Vermeidung Trocknen der Sehne durch periodisches es mit Kochsalzlösung benetzen. </li><li> Ersetzen Weichgewebe und Muskulatur über die Sehne, und schließen Sie den Schnitt mit 5-0 Nylonnaht. </li></ol></li><li> Platzieren Mäuse auf einem Objektträger wärmeren Satz auf 37 ° C, die Körpertemperatur zu halten, bis von der Anästhesie erholt. </li><li> Monitor-Mäuse postoperativ auf Anzeichen einer Beeinträchtigung oder Infektion einschließlich erhöhter vocalizing und zerzauste Fell. Injizieren Buprenorphin (50 ul / Maus) als Analgetikum alle 12 h bis Mäuse nicht mehr Anzeichen von Schmerzen oder Leiden zeigen. </li><li> Erlauben Mäuse für einen Zeitraum von 10 Tagen nach dem chirurgischen Eingriff zu heilen, bevor sie zu den nächsten Schritten fortfahren. Hinweis: Die Zellen können jederzeit Punkt nach der Operation geerntet werden. Hier werden 10 Tage für diese repräsentativen Experimenten die relativ hohe Zellularität des Gewebes zu diesem Zeitpunkt gegeben ausgewählt. </li></ol> 3. LABÉLIng Cycling Zellen (~ 10 min) <ol><li> Bereiten EdU (5-Ethinyl-2&#39;deoxyuridine) -Lösung (10 mg / ml in steriler Phosphat-gepufferter Kochsalzlösung [PBS] + 1% Dimethylsulfoxid [DMSO] zur Erhöhung der Löslichkeit). </li><li> Injizieren von Mäusen mit 100 &amp; mgr; l EdU (50 mg / kg) über intraperitoneale Injektion 24 Stunden vor der Tötung. </li></ol> 4. Ernte Zellen für Zytologie Zentrifugation (2,5 h, ~ 30 min Hands-on-Zeit) <ol><li> Bereiten Sie 3 mg / ml Kollagenase I in PBS. </li><li> Euthanize Maus über Erstickung mit Kohlendioxid bei einer Strömungsgeschwindigkeit von nicht mehr als 3 l / min, und zervikale Dislokation als Sekundärmaßnahme durchführen. </li><li> Suchen Sie die reparierte Sehne Schritt unter Verwendung von 2.4 oben und Sehnengewebe isolieren, indem man etwa 2 mm auf beiden Seiten der Verletzungsstelle mit Mikro-Schere schneiden. <ol><li> Mince Gewebe mit Skalpell in einer Petrischale mit 1 ml 3 mg / ml Kollagenase, dann passieren Mischung durch eine 18 G-Nadel mehrmals um das Gewebe zu brechen. Sammeln Gemisch in ein 1,5 ml-Zentrifugenröhrchen. </li&gt; <li> Digest Sehnengewebe für 1 Stunde bei 37 ° C unter Schütteln. </li><li> Spin Gewebe nach unten (300 g für 5 min), Kollagenase absaugen, dann durch Auf- und Abpipettieren mehrmals Zellen / Gewebe mit 500 ul 3% Rinderserumalbumin (BSA) in PBS resuspendieren. </li><li> Filter Zellsuspension durch ein 70 &amp; mgr; m Zellsieb Schutt und große Stücke von Sehne zu entfernen und beiseite in einem 37 ° C Inkubator eingestellt. </li><li> Legen Sie Sehnengewebe in ein anderes 1,5 ml Zentrifugenröhrchen und Refresh mit 1 ml Kollagenase-Lösung, Pipettieren nach oben und unten zu mischen. </li><li> Inkubieren Gewebe noch eine Stunde bei 37 ° C unter Schütteln. </li><li> Spin down verdaute Sehnengewebe (300 g für 5 min), dann resuspendieren in 500 ul 3% BSA in PBS durch Auf- und Abpipettieren mehrmals. </li><li> Filter Zellsuspension durch ein 70 &amp; mgr; m Zellsieb, verbinden sich mit Suspension isoliert in 4.3.3, dann zählen die Zellen mit einem Hämozytometer. </li><li> Waschen Zellen noch einmal mit 3% BSA in PBS, dann Resuspendieren bis 3-6x 10 4/100 &amp; mgr; l. </li></ol></li><li> Bringen Sie einen Zytologie-Trichter auf eine positiv geladene Objektträger und rasten in den Schlittenträger. Legen Sie die gesamte Vorrichtung in eine Zytologie Zentrifuge und fügen dem Trichter 100 ul Zellsuspension. Zentrifuge bei 300 xg für 5 min die Zellen auf dem Objektträger zu verteilen. </li></ol> 5. Immunzytochemie zu erkennen EDU (2 h, ~ 45 min Hands-on-Zeit) Hinweis: Alle Inkubationsschritte sollten im Dunkeln durchgeführt werden Photobleichens Fluorophore zu begrenzen. <ol><li> Kreis-Zellen mit einer hydrophoben Barriere Stiftlösung zu minimieren, die für Schritte folgen, dann fixieren sofort mit 150 ul 3% Paraformaldehyd in PBS 15 min bei Raumtemperatur (RT). <ol><li> zweimal für 5 min mit 150 ul 3% BSA in PBS waschen. </li><li> Permeabilisieren Zellen mit 0,5% Triton-X 100 in PBS 20 min bei RT. </li><li> Wiederholen Waschschritt wie in Abschnitt 5.1.1. </li></ol></li><li> Bereiten Sie EdU Reaktion Cocktail gemäß Kit Anweisungen nicht mehr als 30 Minuten vor dem Gebrauch. <ol><li> In 150 ul Cocktail zu jeder Folie, Inkubation 30 min bei RT. </li><li> Wiederholen Waschschritt wie in Abschnitt 5.1.1. </li></ol></li><li> Inkubieren mit 150 &amp; mgr; l Kern Gegenfärbemittel Hoechst33342 verdünnt 1: 2.000 in PBS 30 min bei RT. <ol><li> Zweimal waschen für 5 min mit 150 ul 1x PBS. </li></ol></li><li> Fügen Sie 1-2 Tropfen anti-fade Eindeckmediums an Zellen, dann langsam niedriger Deck Blasen zu verhindern. <ol><li> Lassen Sie Eindeckmediums über Nacht im Dunkeln bei RT zu heilen. </li><li> Verwenden Sie polieren klaren Nagel das Deckglas auf die Folie zu versiegeln. </li></ol></li><li> Bildfolien bei 40-facher Vergrößerung eines Fluoreszenzmikroskops mit Anregungs- / Emissionsfiltern ausgestattet mit erfassen kann DAPI (Hoeschst33342) und Texas Red (Alexa Fluor 594). </li></ol>

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The authors declare that they have no competing financial interests

Das chirurgische Verfahren für ein Mausmodell der vollständigen Durchtrennung und die Reparatur der digitorum longus Flexor wird in dieser Studie vorgestellt. Zusätzlich wird eine neuartige Anwendung der Konzentration kleiner Zellpopulationen mit Zytologie Zentrifuge gezeigt, was eine quantitative immunocytochemische Analyse der zellulären Umgebung während der Beugesehnenheilung. Dieses Modell der Beugesehnenreparatur zeigt eine reproduzierbare Heilungsreaktion, die verwendet werden können Veränderungen in den He...

Flexor Sehnen in der Hand arbeiten gemeinsam mit den Beugemuskeln des Unterarms und digitale Scheiden Beugung der Ziffern und Greiffunktion der Hand zu ermöglichen. Beugesehnen entlang der Palmarseite der Hand laufen; Diese relativ oberflächliche Lage führt oft zu Verletzungen an den Beugesehnen während eines Traumas auf der Hand. Sehnen heilen durch eine Reaktion von Narbengewebe statt Regeneration von normalen Sehnengewebe 1. Während diese Narbengewebe Kontinuität der Sehne bereitstellt, wird Funktion verringert sich dramatisch auf gesunde Sehne relativ. Tendon-Narbengewebe Komposite werden durch beeinträchtigte mechanische Eigenschaften 1, dadurch die reparierten Sehnen eher zu Bruch zu machen. Darüber hinaus mangelt es Narbengewebe, die Organisation der nativen Sehnenkollagen Faserstruktur, was zu einer Erhöhung der Sehne Größe und Masse. die anatomischen Einschränkungen der Sehnenscheide Einheit, selbst eine bescheidene Zunahme der Sehne Größe drastisch rot GegebenUCE die Gleitfunktion der Sehne und damit der Bewegung und Handfunktion einstelligen Bereich. Vor der Verletzungen von 1960 an die Beugesehnen, insbesondere solche , in Zone II der Hand wurden nicht routinemäßig wegen der schweren Komplikationen bei der Heilung repariert , die 2 mit diesen Reparaturen entstanden sind . Dieser Bereich der Hand wurde als &quot;Niemandsland&quot; 3 bezeichnet. Allerdings Verbesserungen in der chirurgischen Techniken, Nahtmuster und physikalische Therapie Rehabilitation Protokolle haben sich dramatisch Ergebnisse der Beugesehne Reparaturen verbessert 2. Trotz dieser Fortschritte bis zu 40% der Reparaturen führen in ausreichender Adhäsionsbildung Handfunktion 4 zu behindern. Daher wird eine biologische Ansatz erforderlich Heilung zu verbessern. Leider ist nur sehr wenig auf zellulärer und molekularer Ebene über die Sehne Heilungsprozess bekannt. Somit war das Ziel, ein Mausmodell zu entwickeln, die verwendet werden könnten, die grundlegende understandin zu verbesserng der zellulären und molekularen Komponenten der flexor tendon Heilung und Narbenbildung Antwort als Mittel neue therapeutische Targets zu identifizieren, die Heilung zu verbessern. Größere Tiermodelle haben dazu beigetragen, bei der Förderung Verständnis des Prozesses der Heilung Beugesehne. Hunde- und Kaninchen Studien haben sowohl die intrinsische als auch extrinsische Heilungsfähigkeit der Beugesehnen 5,6 gezeigt, die Bedeutung einer frühzeitigen passiven Bewegung gesteuert bei der Minimierung von Adhäsionen in Bezug auf die Immobilisierung 7, sowie die Auswirkungen unterschiedlicher Nahtmuster auf den Heilungsprozess 8 9. Darüber hinaus hat das canine Modellansätze in Prüfung translatorische gewebe Engineering nützlich gewesen 10 die Heilung zu verbessern. Allerdings gibt es mehrere wichtige Vorteile in einem murinen Modell relativ zu einem Großtiermodell verwenden, einschließlich der relativen Kosten, Verfügbarkeit von murinen spezifischen Reagenzien und die Leichtigkeit des Erzeugens globalen Knock-outs oder gewebespezifische Löschen / Überexpression Konstrukte. Darüber hinaus zeigen die funktionellen Ähnlichkeiten zwischen Mensch und Mäusen in Bezug auf Beugesehnen 11 die potentiellen Nutzen eines Mausmodells zu entwickeln. Entwicklung eines Mausmodell der Beugesehne durchtrennt und die Reparatur imitiert viele Aspekte der klinischen Heilung, einschließlich der Bildung von Narbengewebe reichlich vorhanden und die Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften. Das hier beschriebene Modell ist keine echte Reprise der klinischen Praxis aufgrund Trennung der FDL am Muskel-Sehnen-Übergang, um die Reparaturstelle zu schützen. Darüber hinaus ist Konto dieses Modell nicht für den Beitrag der Synovialscheide Zellen zur Heilung Antwort, da es keine Synovialscheide ist der Mittelteil der Sehne bedeckt, wo die Reparatur erfolgt. Trotz dieser Einschränkungen hat dieses Modell den Vorteil der Erzeugung Bewegungsbereich beschränkende Verwachsungen, die noch in Mausmodellen, die mehr clos nachgewiesen werden muss,ely das klinische Szenario nähern. Dieses Modell wurde verwendet, Knock-out - Modelle Maus 12,13, zu bewerten und verschiedene pharmakologische Ansätze zu testen Heilung 14-17 zu verbessern. Die histologische Analysen dieses Modells, Immunhistochemie und in-situ-Hybridisierung können wichtige Einblicke in die Lokalisierung von Schlüsselgenen und Proteinen während der Heilung bieten. Jedoch stellt die Histologie nur eine Querschnitts räumliche Analyse und Quantifizierung nicht während des gesamten Gewebes ermöglichen. Flow ist Zytometrie eine quantitative Ansatz, aber nur eine sehr begrenzte Anzahl von Zellen aus der Heilungssehnengewebe im Mausmodell, isoliert werden, und diese Zahl wird weiter verringert während der Fixierung, Permeabilisierung und Waschschritte. Wenn man dies in Rechnung, um, Durchflusszytometrie eine undurchführbar Ansatz wird aufgrund der Anzahl der Tiere, die erforderlich wäre. Ein alternatives Verfahren ist notwendig, um die Mehrheit der kleinen Zellpopulation zu erhalten, umweiter zu den Heilungs milieu charakterisieren. Das verwendete Verfahren, dies zu erreichen, ist hier dargestellt, beinhaltet Konzentration der isolierten Zellen über Zentrifugation Zytologie auf einen Glasträger, gefolgt von Immunzytochemie. In der vorliegenden Studie EdU (5-Ethinyl-2&#39;deoxyuridine, ein Thymidin-Analogon) Einbau und nachfolgende Markierung wurde verwendet, um die relativen proliferative Zustand der Zellen bei der Heilungsstelle zu bestimmen. Dieser Ansatz kann die Wirksamkeit von pharmakologischen Behandlungen auf die Zellproliferation, Gen-Knock-out oder Überexpression oder zur Identifizierung und Quantifizierung verschiedenen Zellpopulationen zu testen, angewendet werden.

<table><tbody><tr><td>&lt;strong&gt;Surgical preparation&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>C57BL/6J mice&amp;nbsp;</td><td>Jackson Laboratories</td><td>000664</td><td></td></tr><tr><td>Ketamine</td><td>Hospira</td><td>NDC# 0409-2051-05</td><td></td></tr><tr><td>Xylazine</td><td>Lloyd Inc.</td><td>NDC# 61311-482-10</td><td></td></tr><tr><td>Buprenorphine</td><td>Par Pharmaceutical Inc.</td><td>NDC# 42023-179-10</td><td></td></tr><tr><td>0.9% sodium chloride irrigation</td><td>Hospira</td><td>NDC# 0409-6138-03</td><td>For preparation of ketamine/xylazine and buprenorphine solutions</td></tr><tr><td>1 ml syringe</td><td>BD</td><td>309659</td><td></td></tr><tr><td>30 G needle</td><td>BD</td><td>305106</td><td></td></tr><tr><td>Povidone-Iodine solution</td><td>Aplicare</td><td>82-226</td><td></td></tr><tr><td>70% ethanol</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Puralube vet opthalmic ointment</td><td>Dechra Veterinary Products</td><td>NDC# 17033-211-38</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Surgical tools&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Portable balance 200 g</td><td>Ohaus</td><td>SP202</td><td></td></tr><tr><td>Spring scissors</td><td>Fine Science Tools</td><td>15124-12</td><td></td></tr><tr><td>Dumont #5 forceps</td><td>Fine Science Tools</td><td>11251-30</td><td></td></tr><tr><td>Needle holders</td><td>Fine Science Tools</td><td>91201-13</td><td></td></tr><tr><td>Micro spring scissors</td><td>Fine Science Tools</td><td>15003-08</td><td></td></tr><tr><td>Micro needle holders</td><td>Fine Science Tools</td><td>12061-02</td><td></td></tr><tr><td>5-0 nylon sutures</td><td>Ethicon</td><td>668G</td><td></td></tr><tr><td>8-0 microsurgery nylon sutures</td><td>Ethicon</td><td>2808G</td><td></td></tr><tr><td>Lab-Line histology slide warmer</td><td>Barnstead International</td><td>26025</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Cytospin method&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Collagenase Type I, lyophilized</td><td>Life Technologies&amp;nbsp;</td><td>1700-017</td><td></td></tr><tr><td>Bovine Serum Albumin</td><td>Cell Signaling Technologies</td><td>9998S</td><td></td></tr><tr><td>1x PBS</td><td>Thermo Fisher</td><td>10010-023</td><td></td></tr><tr><td>Cytology funnels</td><td>Fisher HealthCare</td><td>10-354</td><td></td></tr><tr><td>HistoBond+ microscope slides</td><td>VWR</td><td>16005-110</td><td></td></tr><tr><td>Cytospin 2 centrifuge</td><td>Shandon</td><td>SH-CYTO2</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Immunocytochemistry&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Slide staining tray with black lid</td><td>IHC World</td><td>M920-2</td><td></td></tr><tr><td>Click-iT Plus EdU Imaging Kit</td><td>Life Technologies&amp;nbsp;</td><td>C10639</td><td>Includes EdU and&amp;nbsp; Hoeschst 33342</td></tr><tr><td>Immedge hydrophobic barrier pen</td><td>Vector Laboratories</td><td>H-4000</td><td></td></tr><tr><td>ProLong Diamond mounting medium</td><td>Thermo Fisher</td><td>P36970</td><td></td></tr><tr><td>Glass coverslips 24 x 50 mm #1.5</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Clear nail polish</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

murine flexor tendon injury and repair surgery

Tendon verbindet der Skelettmuskulatur und Knochen, Bewegung fast den gesamten Körper zu erleichtern. In der Hand ermöglichen Beugesehnen (FTS) Beugung der Finger und die allgemeine Funktion der Hand. Verletzungen FTS sind häufig, und eine zufriedenstellende Heilung wird oft durch übermäßige Narbengewebe und Verwachsungen zwischen der Sehne und des umgebenden Gewebes beeinträchtigt. Es ist jedoch wenig über die molekularen und zellulären Bestandteile des FT Reparatur bekannt. Zu diesem Zweck ist ein murines Modell FT Reparatur, die viele Aspekte der Heilung beim Menschen, einschließlich gestörter Bewegungsbereich und verringerte mechanische Eigenschaften rekapituliert, entwickelt und oben beschrieben wurde. Hier eine eingehende Demonstration dieses chirurgischen Verfahrens ist vorgesehen, an denen transection und anschließende Reparatur des Flexor digitorum longus (FDL) Sehne im Maus-Hinterpfote. Diese Technik kann verwendet werden, lineage Analyse verschiedener Zelltypen zu führen, um die Auswirkungen von Gen-Gewinn oder Verlust-of-Funktion zu bewerten und die Effi zu testensamkeit von pharmakologischen Interventionen in den Heilungsprozess. Allerdings gibt es zwei primäre Einschränkungen zu diesem Modell: i) die FDL-Sehne im mittleren Teil des murinen Hinterpfote, wo der Durchtrennung und Reparatur auftreten, wird nicht von einer Synovialscheide umgeben. Daher ist dieses Modell nicht berücksichtigt den möglichen Beitrag der Hülle zur Narbenbildung Prozess. ii) Um die Integrität der Reparaturstelle zu schützen, wird die FT am Muskel-Sehnen-Übergang freigegeben, um die mechanischen Kräfte der Sehne abnimmt, wahrscheinlich zu einer erhöhten Narbenbildung beitragen. Isolation von ausreichender Zellen aus dem Granulationsgewebe des FT während des Heilungsprozesses zur Analyse durchflusszytometrischen hat sich als schwierig; Zytologie Zentrifugation diese Zellen zu konzentrieren, ist eine alternative Methode verwendet wird, und ermöglicht es zur Erzeugung von Zellpräparationen, auf dem Immunofluoreszenz Kennzeichnung durchgeführt werden kann. Bei diesem Verfahren wird die Quantifizierung von Zellen oder Proteine ​​von Interesse während FT Heilung möglich.

Der Flexor digitorum longus (FDL) Muskel, in der Wade befindet, wirkt die Ziffern der Maus Hinterpfote über die Beugesehne (umrissen in blau in 1A und histologisch in 2A gezeigt) zu biegen, die sich von der Muskel - Sehnen läuft proximal Kreuzung und endet in den Endphalangen. In diesem Modell der Beugesehnenheilung wird der FDL - Sehne durchtrennt und in der Mitte Fuß, proximal der Bifurkation in den Ziffern der Hinterpfote (rote Pfeile, Abbi...

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Murine Flexor Tendon Injury and Repair Surgery

Flexor Sehnen in der Hand sind häufig verletzt, zu einer Beeinträchtigung der Funktion der Hand führt. Allerdings ist die Narbengewebeheilungsreaktion nicht gut charakterisiert. Ein Mausmodell der Beugesehnenheilung wird hier demonstriert. Dieses Modell kann allgemeine Verständnis des Heilungsprozesses zu verbessern und therapeutische Ansätze zu bewerten, um die Heilung zu verbessern.

Murine Beugersehne Verletzung und Reparatur Chirurgie

Tendon connects skeletal muscle and bone, facilitating movement of nearly the entire body. In the hand, flexor tendons (FTs) enable flexion of the fingers ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

13.0K Aufrufe.  University of Rochester Medical Center.  Flexor Sehnen in der Hand sind häufig verletzt, zu einer Beeinträchtigung der Funktion der Hand führt. Allerdings ist die Narbengewebeheilungsreaktion nicht gut charakterisiert. Ein Mausmodell der Beugesehnenheilung wird hier demonstriert. Dieses Modell kann allgemeine Verständnis des Heilungsprozesses zu verbessern und therapeutische Ansätze zu bewerten, um die Heilung zu verbessern. 

Serie: Murine Flexor Tendon Injury and Repair Surgery

A Mini-Invasive Internal Fixation Technique for Studying Immobilization-Induced Knee Flexion Contracture in Rats

Joint contracture, resulting from a prolonged joint immobilization, is a common complication in orthopedics. Currently, utilizing an internal fixation to restrict knee joint mobility is a widely accepted model to generate experimental contracture. However, implanting application will inevitably cause surgical trauma to the animals. Aiming to develop a less invasive approach, we combined a muscle-gap separation modus with a previously reported mini-incision skill during the surgical procedure: Two mini skin incisions were made on the lateral thigh and leg, followed by performing muscle-gap separation to expose the bone surface. The rat knee joint was gradually immobilized by a preconstructed internal fixation at approximately 135&#176; knee flexion without interfering essential nerves or blood vessels. As expected, this simple technique permits rapid postoperative rehabilitation in animals. The correct position of the internal fixation was confirmed by an x-ray or micro-CT scanning analysis. The range of motion was significantly restricted in the immobilized knee joint than that observed in the contralateral knee joint demonstrating the effectiveness of this model. Besides, histological analysis revealed the development of fibrous deposition and adhesion in the posterior-superior knee joint capsule over time. Thus, this mini-invasive model may be suitable for mimicking the development of immobilized knee joint contracture.

Here, we present a protocol to describe a minimally invasive technique for knee joint immobilization in a rat model. This reproducible protocol, basing on muscle-gap separation modus and the mini-incision skill, is suitable for studying the underlying molecular mechanism of acquired joint contracture.

Eine Mini-invasive interne Fixierungstechnik zum Studium der Immobilisierung-induzierten Knieflexionskontraktur bei Ratten

Joint contracture, resulting from a prolonged joint immobilization, is a common complication in orthopedics. Currently, utilizing an internal fixation to ...

Forschung

Entwicklungsbiologie

A Novel Tenorrhaphy Suture Technique with Tissue Engineered Collagen Graft to Repair Large Tendon Defects

Surgical management of large tendon defects with tendon grafts is challenging, as there are a finite number of sites where donors can be readily identified and used. Currently, this gap is filled with tendon auto-, allo-, xeno-, or artificial grafts, but clinical methods to secure them are not necessarily translatable to animals because of the scale. In order to evaluate new biomaterials or study a tendon graft made up of collagen type 1, we have developed a modified suture technique to help maintain the engineered tendon in alignment with the tendon ends. Mechanical properties of these grafts are inferior to the native tendon. To incorporate engineered tendon into clinically relevant models of loaded repair, a strategy was adopted to offload the tissue engineered tendon graft and allow for the maturation and integration of the engineered tendon in vivo until a mechanically sound neo-tendon was formed. We describe this technique using incorporation of the collagen type 1 tissue engineered tendon construct.

In this paper, we present an in vitro and in situ protocol to repair a tendon gap of up to 1.5 cm by filling it with engineered collagen graft. This was performed by developing a modified suture technique to take the mechanical load until the graft matures into the host tissue.

Eine neuartige Tenorrhaphy-Nahttechnik mit tissue engineered Collagen Graft zur Reparatur großer Sehnendefekte

Surgical management of large tendon defects with tendon grafts is challenging, as there are a finite number of sites where donors can be readily ...

Biotechnik

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.

In Vivo Bewertung der Fraktur Kallus Entwicklung während der Knochenheilung bei Mäusen mit einem MRI-kompatiblen Osteosynthese Gerät für Maus Femur

Endochondral fracture healing is a complex process involving the development of fibrous, cartilaginous, and osseous tissue in the fracture callus. The ...

Medizin

A Mouse Model of Orthopedic Surgery to Study Postoperative Cognitive Dysfunction and Tissue Regeneration

Surgery is commonly used to improve and maintain quality of life. Unfortunately, in vulnerable patients such as the elderly, complications may occur and significantly diminish the outcome. Indeed, after routine orthopedic surgery to repair a fracture, as many as 50% of elderly patients suffer from neurologic complications like delirium. Also, the capacity to heal and regenerate tissue after surgery decreases with age, and can impact the quality of fracture repair and even osseous integration of implants. Thus, a better understanding of mechanisms that drive these age-dependent changes could provide strategic targets to minimize risk for such complications and optimize outcomes. Here, we introduce a clinically relevant mouse model of tibial fracture. The postoperative changes in these mice mimic some of the cognitive impairments commonly observed after routine orthopedic surgery in humans. Briefly, an incision is performed in the right hind limb under strictly aseptic conditions. Muscles are disassociated, and a 0.38-mm stainless steel pin is inserted into the upper crest of the tibia, inside the intramedullary canal. Osteotomy is then performed, and the wound is stapled. We have used this model to investigate the effects of surgical trauma on postoperative neuroinflammation and behavioral changes. By applying this fracture model in combination with parabiosis, a surgical model in which 2 mice are anastomosed, we have studied cells and secreted factors that systemically rejuvenate organ function and tissue regeneration after injury. By following our step-by-step protocol, these models can be reproduced with high fidelity, and can be adapted to interrogate many biologic pathways that are altered by surgical trauma.

This protocol describes a mouse model of orthopedic surgery that has been used to study mechanisms of postoperative neuroinflammation and behavioral changes, and when combined with parabiosis, to study tissue regeneration during aging.

Ein Maus-Modell der orthopädischen Chirurgie, Postoperative kognitive Dysfunktion und Geweberegeneration zu studieren

Surgery is commonly used to improve and maintain quality of life. Unfortunately, in vulnerable patients such as the elderly, complications may occur and ...

Verständnis des Sehnenimpingements – Mausexplantatmodell zur Untersuchung der Mechanobiologie

Murine Hind Limb Explant Model for Studying the Mechanobiology of Achilles Tendon Impingement

Tendon impingement upon bone generates a multiaxial mechanical strain environment with markedly elevated transverse compressive strain, which elicits a localized fibrocartilage phenotype characterized by accumulation of glycosaminoglycan (GAG)-rich matrix and remodeling of the collagen network. While fibrocartilage is a normal feature in impinged regions of healthy tendons, excess GAG deposition and disorganization of the collagen network are hallmark features of tendinopathy. Accordingly, impingement is clinically recognized as an important extrinsic factor in the initiation and progression of tendinopathy. Nevertheless, the mechanobiology underlying tendon impingement remains understudied. Prior efforts to elucidate the cellular response to tendon impingement have applied uniaxial compression to cells and excised tendon explants in vitro. However, isolated cells lack a three-dimensional extracellular environment crucial to mechanoresponse, and both in vitro and excised explant studies fail to recapitulate the multiaxial strain environment generated by tendon impingement in vivo, which depends on anatomical features of the impinged region. Moreover, in vivo models of tendon impingement lack control over the mechanical strain environment. To overcome these limitations, we present a novel murine hind limb explant model suitable for studying the mechanobiology of Achilles tendon impingement. This model maintains the Achilles tendon in situ to preserve local anatomy and reproduces the multiaxial strain environment generated by impingement of the Achilles tendon insertion upon the calcaneus during passively applied ankle dorsiflexion while retaining cells within their native environment. We describe a tissue culture protocol integral to this model and present data establishing sustained explant viability over 7 days. The representative results demonstrate enhanced histological GAG staining and decreased collagen fiber alignment secondary to impingement, suggesting elevated fibrocartilage formation. This model can easily be adapted to investigate different mechanical loading regimens and allows for the manipulation of molecular pathways of interest to identify mechanisms mediating phenotypic change in the Achilles tendon in response to impingement.

Autor im Rampenlicht: Entschlüsselung der Mechanobiologie des Sehnenimpingements – Ein multiaxiales Explantatmodell für die Hintergliedmaßen der Maus 

We present a custom experimental platform and tissue culture protocol that recreates fibrocartilaginous change driven by impingement of the Achilles tendon insertion in murine hind limb explants with sustained cell viability, providing a model suitable for exploring the mechanobiology of tendon impingement.

Maus-Hintergliedmaßen-Explantatmodell zur Untersuchung der Mechanobiologie des Achillessehnen-Impingements

Tendon impingement upon bone generates a multiaxial mechanical strain environment with markedly elevated transverse compressive strain, which elicits a ...

Using Q Suture to Enhance Resistance to Gap Formation and Tensile Strength of Repaired Flexor Tendons

Peripheral epitendinous sutures are believed to enhance core suture strength in tendon repair and decrease the risk of gapping between tendon ends. Here Q suture, an alternative to peripheral sutures, is presented for the use in tendon repair. Its effects on gap formation and tensile strength of the repaired tendons were compared with conventional running peripheral sutures. Three 2-strand sutures and three 4-strand sutures were used in repairing porcine tendons. The time required for performing 2Q and running sutures were recorded. The repaired tendons were subjected to a cyclic loading test, and the cycle number, during which a 2-mm gap was formed, was determined. After the cyclic loading, the gap size at the tendon ends and the ultimate strength of the repaired tendons were measured. Augmentation with the Q sutures reduced the number of tendons showing 2-mm gaps at tendon ends during cyclic loading. With addition of Q sutures 2-strand sutures significantly increased the ultimate strength of the repaired tendons and 4-strand sutures decreased the gap distance at the repair site of tendons. The time required for performing 2Q sutures was significantly less than that for running sutures. Therefore, we conclude that the Q suture is efficient in enhancing the tensile resistance and tendon repair strength and can be an alternative to conventional peripheral sutures.

Here, we present a &#8220;Q&#8221; suture technique that can be performed in tendon repair and its effects on the gap formation and tensile strength of the repaired tendons. Q suture is shown to be efficient in enhancing the tensile resistance and tendon repair strength.

Verwenden von Q-Nähten zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen Die spaltbildung und Zugfestigkeit von reparierten Flexor-Tendons

Peripheral epitendinous sutures are believed to enhance core suture strength in tendon repair and decrease the risk of gapping between tendon ends. Here Q ...

Polytetrafluoroethylene (PTFE) as a Suture Material in Tendon Surgery

With the evolution of suture materials, there has been a change in paradigms in primary and secondary tendon repair. Improved mechanical properties allow more aggressive rehabilitation and earlier recovery. However, for the repair to hold against higher mechanical demands, more advanced suturing and knotting techniques must be assessed in combination with those materials. In this protocol, the use of polytetrafluoroethylene (PTFE) as a suture material in combination with different repair techniques was investigated. In the first part of the protocol, both linear tension strength and elongation of knotted against not-knotted strands of three different materials used in flexor tendon repair were evaluated. The three different materials are polypropylene (PPL), ultra-high molecular weight polyethylene with a braided jacket of polyester (UHMWPE), and polytetrafluoroethylene (PTFE). In the next part (ex vivo experiments with cadaveric flexor tendons), the behavior of PTFE using different suture techniques was assessed and compared with PPL and UHMWPE.
This experiment is comprised of four steps: harvesting of the flexor tendons from fresh cadaveric hands, transection of the tendons in a standardized manner, tendon repair by four different techniques, mounting, and measurement of the tendon repairs on a standard linear dynamometer. The UHMWPE and PTFE showed comparable mechanical properties and were significantly superior to PPL in terms of linear traction strength. Repairs with four- and six-strand techniques proved stronger than two-strand techniques. Handling and knotting of PTFE are a challenge due to very low surface friction but fastening of the four- or six-strand repair is comparatively easy to achieve. Surgeons routinely use PTFE suture material in cardiovascular surgery and breast surgery. The PTFE strands are suitable for use in tendon surgery, providing a robust tendon repair so that early active motion regimens for rehabilitation can be applied.

Polytetrafluoroethylene PTFE as a Suture Material in Tendon Surgery

The present protocol illustrates a method for assessing the biophysical properties of tendon repairs ex vivo. A polytetrafluoroethylene (PTFE) suture material was evaluated by this method and compared to other materials under different conditions.

Polytetrafluorethylen (PTFE) als Nahtmaterial in der Sehnenchirurgie

With the evolution of suture materials, there has been a change in paradigms in primary and secondary tendon repair. Improved mechanical properties allow ...

A1 Pulley Reconstruction for Severe Trigger Finger

The aim of this study was to evaluate the effectiveness of A1 pulley reconstruction in treating severe trigger fingers and to compare its outcomes with those of the traditional A1 pulley release technique. A total of 43 patients participated in the study, divided into two groups: 22 patients underwent A1 pulley reconstruction, while the remaining 21 patients received the standard A1 pulley release procedure. The outcomes were assessed using the Michigan Hand Outcomes Questionnaire (MHQ) 1 month post-surgery. The results demonstrated that patients who received the A1 pulley reconstruction reported significantly better outcomes. These included enhanced hand function and quality of life, reduced levels of pain, improved aesthetic appearances, and higher overall satisfaction when compared to the traditional release group. The findings suggest that A1 pulley reconstruction offers superior benefits over the standard release procedure for individuals suffering from severe trigger fingers, highlighting its potential as a more effective surgical intervention.

Here, we present a protocol to compare A1 pulley reconstruction with traditional release surgery in treating a trigger finger, revealing enhanced outcomes and patient satisfaction through the Michigan Hand Outcomes Questionnaire.

Rekonstruktion der A1-Riemenscheibe für schweren Abzugsfinger

The aim of this study was to evaluate the effectiveness of A1 pulley reconstruction in treating severe trigger fingers and to compare its outcomes with ...

Murine Beugersehne Verletzung und Reparatur Chirurgie

Zusammenfassung

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Eine Mini-invasive interne Fixierungstechnik zum Studium der Immobilisierung-induzierten Knieflexionskontraktur bei Ratten

Eine neuartige Tenorrhaphy-Nahttechnik mit tissue engineered Collagen Graft zur Reparatur großer Sehnendefekte

In Vivo Bewertung der Fraktur Kallus Entwicklung während der Knochenheilung bei Mäusen mit einem MRI-kompatiblen Osteosynthese Gerät für Maus Femur

Ein Maus-Modell der orthopädischen Chirurgie, Postoperative kognitive Dysfunktion und Geweberegeneration zu studieren

Maus-Hintergliedmaßen-Explantatmodell zur Untersuchung der Mechanobiologie des Achillessehnen-Impingements

Maus-Hintergliedmaßen-Explantatmodell zur Untersuchung der Mechanobiologie des Achillessehnen-Impingements

Maus-Hintergliedmaßen-Explantatmodell zur Untersuchung der Mechanobiologie des Achillessehnen-Impingements

Verwenden von Q-Nähten zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen Die spaltbildung und Zugfestigkeit von reparierten Flexor-Tendons

Polytetrafluorethylen (PTFE) als Nahtmaterial in der Sehnenchirurgie

Rekonstruktion der A1-Riemenscheibe für schweren Abzugsfinger