Name: an intramedullary locking nail for standardized fixation of femur osteotomies to analyze normal and defective bone healing in mice
Uploaded: 2016-11-13T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about An Intramedullary Locking Nail for Standardized Fixation of Femur Osteotomies to Analyze Normal and Defective Bone Healing in Mice at JoVE.com

Dette arbejde blev støttet af RISystem AG, Davos, Schweiz.

Alle procedurer blev IACUC-godkendt og fulgte institutionelle retningslinier (Landesamt für Verbraucherschutz, Zentralstelle Amtstierärztlicher Dienst, Saarbrücken, Tyskland). Analgesi og infektionsforebyggelse bør være i overensstemmelse med de respektive retningslinjer i landet og institution, hvor eksperimenterne der skal udføres. 1. Forberedelse af implantater og kirurgiske instrumenter <ol><li> Vælg en skalpel (størrelse 15), små forberedelse saks, fine tænger, dressing pinc...

<ol>
	<li>Histing, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small+animal+bone+healing+models:+standards,+tips,+and+pitfalls+results+of+a+consensus+meeting.">Small animal bone healing models: standards, tips, and pitfalls results of a consensus meeting.</a> Bone. 49 (4), 591-599 (2011).</li><li>Claes, L., Augat, P., Suger, G., Wilke, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+size+and+stability+of+the+osteotomy+gap+on+the+success+of+fracture+healing.">Influence of size and stability of the osteotomy gap on the success of fracture healing.</a> J Orthop Res. 15 (4), 577-584 (1997).</li><li>Histing, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+the+healing+process+in+non-stabilized+and+stabilized+femur+fractures+in+mice.">Characterization of the healing process in non-stabilized and stabilized femur fractures in mice.</a> Arch Orthop Trauma Surg. 136 (2), 203-211 (2016).</li><li>Histing, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ex+vivo+analysis+of+rotational+stiffness+of+different+osteosynthesis+techniques+in+mouse+femur+fracture.">Ex vivo analysis of rotational stiffness of different osteosynthesis techniques in mouse femur fracture.</a> J Orthop Res. 27 (9), 1152-1156 (2009).</li><li>Holstein, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+stable+closed+femoral+fracture+model+in+mice.">Development of a stable closed femoral fracture model in mice.</a> J Surg Res. 153 (1), 71-75 (2009).</li><li>Garcia, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+LockingMouseNail-a+new+implant+for+standardized+stable+osteosynthesis+in+mice.">The LockingMouseNail-a new implant for standardized stable osteosynthesis in mice.</a> J Surg Res. 169 (2), 220-226 (2011).</li><li>Cheung, K. M., Kaluarachi, K., Andrew, G., Lu, W., Chan, D., Cheah, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+externally+fixed+femoral+fracture+model+for+mice.">An externally fixed femoral fracture model for mice.</a> J Orthop Res. 21 (4), 685-690 (2003).</li><li>Garcia, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+technique+for+internal+fixation+of+femoral+fractures+in+mice:+impact+of+stability+on+fracture+healing.">A new technique for internal fixation of femoral fractures in mice: impact of stability on fracture healing.</a> J Biomech. 41 (8), 1689-1696 (2008).</li><li>Histing, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+internal+locking+plate+to+study+intramembranous+bone+healing+in+a+mouse+femur+fracture+model.">An internal locking plate to study intramembranous bone healing in a mouse femur fracture model.</a> J Orthop Res. 28 (3), 397-402 (2010).</li><li>Thompson, Z., Miclau, T., Hu, D., Helms, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+model+for+intramembranous+ossification+during+fracture+healing.">A model for intramembranous ossification during fracture healing.</a> J Orthop Res. 20 (5), 1091-1098 (2002).</li><li>Hiltunen, A., Vuorio, E., Aro, H. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+standardized+experimental+fracture+in+the+mouse+tibia.">A standardized experimental fracture in the mouse tibia.</a> J Orthop Res. 11 (2), 305-312 (1993).</li><li>Manigrasso, M. B., O'Connor, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+a+closed+femur+fracture+model+in+mice.">Characterization of a closed femur fracture model in mice.</a> J Orthop Trauma. 18 (10), 687-695 (2004).</li><li>Lovati, A. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diabetic+mouse+model+of+orthopaedic+implant-related+Staphylococcus+aureus+infection.">Diabetic mouse model of orthopaedic implant-related Staphylococcus aureus infection.</a> PLoS One. 8 (6), e67628 (2013).</li><li>Slade Shantz, J. A., Yu, Y. Y., Andres, W., Miclau, T., Marcucio, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulation+of+macrophage+activity+during+fracture+repair+has+differential+effects+in+young+adult+and+elderly+mice.">Modulation of macrophage activity during fracture repair has differential effects in young adult and elderly mice.</a> J Orthop Trauma. 28, 10-14 (2014).</li><li>Claes, L. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+mechanical+factors+on+the+fracture+healing+process.">Effects of mechanical factors on the fracture healing process.</a> Clin Orthop Relat Res. 355 (Suppl), 132-147 (1998).</li><li>Gr&#246;ngr&#246;ft, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fixation+compliance+in+a+mouse+osteotomy+model+induces+two+different+processes+of+bone+healing+but+does+not+lead+to+delayed+union.">Fixation compliance in a mouse osteotomy model induces two different processes of bone healing but does not lead to delayed union.</a> J Biomech. 18 (13), 2089-2096 (2009).</li><li>Glatt, V., Matthys, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adjustable+stiffness,+external+fixator+for+the+rat+femur+osteotomy+and+segmental+bone+defect+models.">Adjustable stiffness, external fixator for the rat femur osteotomy and segmental bone defect models.</a> J Vis Exp. (9), e51558 (2014).</li><li>Manassero, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+murine+femoral+segmental+critical-sized+defect+model+stabilized+by+plate+osteosynthesis+for+bone+tissue+engineering+purposes.">A novel murine femoral segmental critical-sized defect model stabilized by plate osteosynthesis for bone tissue engineering purposes.</a> Tissue Eng Part C Methods. 19 (4), 271-280 (2013).</li></ol>

De mest kritiske trin i den kirurgiske teknik er den korrekte placering af sømmet, det sigteanordning, og stifterne. Sømmet skal indsættes helt til den markerede led ved den distale ende af sømmet, idet et fremspring af søm i knæleddet på niveauet for condylerne kan begrænse bevægelsen af knæet (Figur 3 A). Derfor er størrelsen af ​​lårbenet og følgelig legemsvægten af ​​dyrene, skal overvejes. Kirurgen bør også være særlig opmærksom på den endelige position af sigteanordning...

Biologi knogleheling kan studeres in vitro ved anvendelse celle- og sfæroide kulturer, men det kræver også in vivo metoder, der anvender dyreforsøg. Mens store dyreforsøg stadig spiller en vigtig rolle i prækliniske forsøg, har fase afprøvning af produkter eller hypoteser tidligt ændret i løbet af de sidste 10 år og er i dag ofte foregår i små dyremodeller 1. Denne kontakt blev udført af flere grunde. Produktion og vedligeholdelse af mus og rotter er billigere sammenlignet med grise og får. Desuden små dyr har kortere reproduktion tider og kortere normale helbredende perioder, som begge lette udførelsen af ​​store serier af kroniske eksperimenter. Endelig tilgængeligheden af ​​gen-målrettede dyr og specifikke antistoffer muliggør analyse af molekylære mekanismer i knogleheling. Men mens den tidligere anvendte osteosyntese teknikker i de større dyremodeller kunne oversættes med minimal variat<html> ion fra lignende procedurer, der anvendes i human eller veterinær klinisk patientbehandling, udvikling og anvendelse af osteosyntese teknikker i de små rotter og mus viste sig at være en udfordring. Det er velkendt, at den biomekaniske miljø betydelig indflydelse knoglehelingsprocessen 2. Som kendt fra frakturheling i mennesker, forskelle i fraktur stabilisering resultat i forskellige former for healing, herunder intramembranous ossifikation efter stive fiksering og endochondral ossifikation efter mindre stive fiksering med mikrobevægelser. Komplet aksiale eller roterende ustabilitet kan forsinke helingsprocessen eller kan resultere i ikke-fagforeninger 3. Derfor mener vi, at det er nødvendigt at udvikle avancerede implantatsystemer og osteosyntese teknikker i mus og rotter. På denne måde kan de biomekaniske forhold standardiseres korrekt, garanterer gyldige resultater ved analysen helingsprocessen. e_content &quot;&gt; Skønt der er taget et betydeligt antal af meget avancerede murine stabilisering teknikker i de senere år, den mest almindeligt anvendte teknik er stadig den simple intramedullære pin. Den største ulempe ved denne teknik er imidlertid manglen på roterende og aksial stabilitet 4. for at forbedre roterende og aksial stabilitet, blev et intramedullært skrue indført for at stabilisere femurfrakturer i mus 5. imidlertid kan skruen fiksering ikke anvendes til at analysere ikke-defekte heling på grund af behovet for kontakt og kompression mellem knoglefragmenterne i for at opretholde stabilitet i omdrejningsretningen. Den intramedullære låsning søm giver højere aksial og roterende stabilitet sammenlignet med den simple pin og intramedullære skrue fire. En meget reproducerbar femur osteotomi, muligt på grund af den vejledning til Gigli så og evnen til at skabe definerede gap størrelser, giver mulighed for analyse af både normal bone healing og knogle-defekt healing 6. På grund af tilføjelsen af ​​de indgribende stifter, det intramedullære låsning søm garanterer en konstant hul størrelse under hele helingsprocessen, selv mens deres fulde vægt. Her rapporterer vi om udformning og anvendelse af intramedullære låsning søm, samt på sine fordele og ulemper i eksperimentelle undersøgelser af normale og forsinket knogleheling.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="476">
	<tbody>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:187px;">MouseNail</td>
			<td style="width:179px;">RISystem AG</td>
			<td style="width:111px;">221,122</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">MouseNail aiming device</td>
			<td>RISystem AG</td>
			<td>221,201</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">MouseNail interlocking pin</td>
			<td>RISystem AG</td>
			<td>221,121</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Centering bit</td>
			<td>RISystem AG</td>
			<td>592,205</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Drill bit</td>
			<td>RISystem AG</td>
			<td>590,200</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Gigli wire saw</td>
			<td>RISystem AG</td>
			<td>590,100</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Suture (5-0 Prolene)</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>8614H</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Forceps</td>
			<td>Braun Aesculap AG &#38;CoKG&#160;</td>
			<td>BD520R</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Dressing forceps</td>
			<td>Braun Aesculap AG &#38;CoKG&#160;</td>
			<td>BJ009R</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Scissors</td>
			<td>Braun Aesculap AG &#38;CoKG&#160;</td>
			<td>BC100R</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Needle holder</td>
			<td>Braun Aesculap AG &#38;CoKG&#160;</td>
			<td>BM024R</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">24G needle</td>
			<td>BD Mircolance 3</td>
			<td>304100</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">27G needle</td>
			<td>Braun Melsungen AG</td>
			<td>9186182</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Scalpel blade size 15</td>
			<td>Braun Aesculap AG &#38;CoKG&#160;</td>
			<td>16600525</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Pincers</td>
			<td>Knipex</td>
			<td>7932125</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Heat radiator</td>
			<td>Sanitas</td>
			<td>605.25</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Depilatory cream</td>
			<td>Asid bonz GmbH</td>
			<td>&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; NDXZ10</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Eye lubricant</td>
			<td>Bayer Vital GmbH</td>
			<td>2182442</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Xylazine</td>
			<td>Bayer Vital GmbH</td>
			<td align="right">1320422</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Ketamine</td>
			<td>Serumwerke Bernburg</td>
			<td align="right">7005294</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Tramadol</td>
			<td>Gr&#252;nenthal GmbH</td>
			<td align="right">2256241</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Disinfection solution (SoftaseptN)</td>
			<td>Braun Melsungen AG</td>
			<td align="right">8505018</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">CD-1 mice</td>
			<td>Charles River</td>
			<td align="right">22</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an intramedullary locking nail for standardized fixation of femur osteotomies to analyze normal and defective bone healing in mice

Knogleheling modeller er afgørende for udviklingen af ​​nye terapeutiske strategier til klinisk fraktur behandling. Endvidere er musemodeller bliver mere almindeligt anvendt i traumer forskning. De tilbyder en lang række mutantstammer og antistoffer til analyse af de molekylære mekanismer bag stærkt differentieret proces med knogleheling. For at styre biomekaniske miljø, standardiserede og godt karakteriserede osteosyntese teknikker er obligatoriske i mus. Her rapporterer vi på design og brug af et intramedullært søm til at stabilisere åbne femur osteotomi hos mus. Søm, lavet af medicinsk kvalitet rustfrit stål, giver høj aksial og roterende stivhed. Implantatet yderligere tillader oprettelsen af ​​definerede, konstant osteotomi hul størrelser fra 0,00 mm til 2,00 mm. Intramedullær låsning stabilisering af femur osteotomier søm med gap størrelser på 0,00 mm og 0,25 mm resulterer i tilstrækkelig knogleheling gennem endochondral og intramembranous ossification. Stabilisering af femur osteotomier med et hul størrelse på 2,00 resultater mm i atrofisk ikke-union. Således kan det intramedullære låsning søm anvendes i helbredende og ikke-helende modeller. En yderligere fordel ved anvendelsen af ​​neglen i sammenligning med andre åbne knogleheling modeller er muligheden for at tilstrækkeligt fastsætte knoglesubstitutter og stilladser for at studere processen med integration med knoglen. En ulempe ved anvendelsen af ​​det intramedullære søm er mere invasive kirurgiske procedure, der kendetegner alle åbne procedurer i forhold til lukkede modeller. En yderligere ulempe kan være induktionen af ​​nogle skader på marvhulrummet, der kendetegner alle intramedullære stabilisering teknikker sammenlignet med extramedullaere procedurer stabilisering.

Den samlede tid for den kirurgiske procedure var omkring 30 min fra hudindskæring til sårlukning. Brug af kirurgiske implantater forudsat, kan kirurgi udføres uden et stereomikroskop. Postoperativt blev dyrene overvåget dagligt. Postoperativ analgesi blev afsluttet efter 3 dage, fordi ingen af ​​dyrene viste tegn på smerte (vokalisering, rastløshed, manglende mobilitet, manglende groom, unormal kropsholdning, eller mangel på normal interesse i omgivelserne) efter denne periode...

Watch this Scientific Journal Video about An Intramedullary Locking Nail for Standardized Fixation of Femur Osteotomies to Analyze Normal and Defective Bone Healing in Mice at JoVE.com

An Intramedullary Locking Nail for Standardized Fixation of Femur Osteotomies to Analyze Normal and Defective Bone Healing in Mice

This protocol describes an osteosynthesis technique using an intramedullary locking nail for standardized fixation of femur osteotomies, which can be used to analyze normal and defective bone healing in mice.

Et intramedullært Locking Nail for Standardiseret Fiksering af femur osteotomier at analysere Normal og Defekt Bone Healing i mus

Bone healing models are essential to the development of new therapeutic strategies for clinical fracture treatment. Furthermore, mouse models are becoming ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Using Quantitative Real-time PCR to Determine Donor Cell Engraftment in a Competitive Murine Bone Marrow Transplantation Model

Brug af kvantitativ real-time PCR til Bestem donorcelle indpodning i en konkurrencepræget murin knoglemarvstransplantation Model

Murine bone marrow transplantation models provide an important tool in measuring hematopoietic stem cell (HSC) functions and determining genes/molecules ...

Lesion Explorer: A Video-guided, Standardized Protocol for Accurate and Reliable MRI-derived Volumetrics in Alzheimer's Disease and Normal Elderly

Læsion Explorer: En video-guidet, standardiseret protokol for præcise og pålidelige MRI-afledte Volumetrics i Alzheimers sygdom og normal Ældre

Obtaining in vivo human brain tissue volumetrics from MRI is often complicated by various technical and biological issues. These challenges are ...

Adjustable Stiffness, External Fixator for the Rat Femur Osteotomy and Segmental Bone Defect Models

Justerbar Stivhed, Eksterne fixator for Rat Femur osteotomi og Segmentoplysninger knogledefekt Modeller

The mechanical environment around the healing of broken bone is very important as it determines the way the fracture will heal. Over the past decade there ...

Combined In vivo Optical and &#181;CT Imaging to Monitor Infection, Inflammation, and Bone Anatomy in an Orthopaedic Implant Infection in Mice

Combined In vivo Optical and Ãƒâ€šÃ‚ÂµCT Imaging to Monitor Infection, Inflammation, and Bone Anatomy in an Orthopaedic Implant Infection in Mice

Kombineret<em&gt; In vivo</em&gt; Optisk og μCT Imaging Monitor infektion, inflammation og Bone Anatomi i en Ortopædisk Implant Infektion i mus

Multimodality imaging has emerged as a common technological approach used in both preclinical and clinical research. Advanced techniques that combine in ...

Femoral Bone Marrow Aspiration in Live Mice

Femoral knoglemarv Aspiration i levende mus

Serial sampling of the cellular composition of bone marrow (BM) is a routine procedure critical to clinical hematology. This protocol describes a detailed ...

An Improved Method for Rapid Intubation of the Trachea in Mice

En forbedret fremgangsmåde til hurtig intubation af trachea i mus

Despite some anatomical and physiological differences, mouse models continue to be an essential tool for studying human lung disease. Bleomycin toxicity ...

Visualization of Vascular and Parenchymal Regeneration after 70% Partial Hepatectomy in Normal Mice

Visualisering af Vascular og parenkymale Regeneration efter 70% Delvis hepatektomi i normale mus

A modified silicone injection procedure was used for visualization of the hepatic vascular tree. This procedure consisted of in-vivo injection of the ...

Development of a Direct Pulp-capping Model for the Evaluation of Pulpal Wound Healing and Reparative Dentin Formation in Mice

Udvikling af en Direct Pulp-capping Model for Vurdering af pulpa Sårheling og Reparative Dentin Formation i mus

Dental pulp is a vital organ of a tooth fully protected by enamel and dentin. When the pulp is exposed due to cariogenic or iatrogenic injuries, it is ...

In Vivo Evaluation of Fracture Callus Development During Bone Healing in Mice Using an MRI-compatible Osteosynthesis Device for the Mouse Femur

In Vivo Evaluation of Fracture Callus Development During Bone Healing in Mice Using an MRI-compatible Osteosynthesis Device for the Mouse Femur

In Vivo Evaluering af fraktur Callus udvikling under knogleheling i mus ved hjælp af en Mr-kompatible osteosyntese enhed for musen lårben

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

A Minimally Invasive Model to Analyze Endochondral Fracture Healing in Mice Under Standardized Biomechanical Conditions

En minimalt invasiv Model til at analysere Endochondral fraktur Healing i mus Under standardiserede biomekaniske forhold

Bone healing models are necessary to analyze the complex mechanisms of fracture healing to improve clinical fracture treatment. During the last decade, an ...