Name: a mouse distraction osteogenesis model
Uploaded: 2018-11-14T12:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Mouse Distraction Osteogenesis Model at JoVE.com

Forfatterne takke Ms. Makiko Kato for at give opmuntring til at fuldføre denne undersøgelse. Vi takker også Division af forsøgsdyr og medicinsk forskning Engineering, Nagoya University Graduate School of Medicine, for opstaldning af mus.

Alle eksperimenter blev udført i overensstemmelse med protokoller godkendt af Animal Care og brug Udvalget af vores institution. Sterilisere alle instrumenter før proceduren.
1. forberedelse af en støbeform til at skabe den skræddersyede Distractor
<ol><li>Gøre to ufuldstændige ringe (ydre diameter, 20 mm, indvendig diameter, 10 mm), som er en del af distractor, med ét ark af paraffin (145 mm x 74 mm) ved hjælp af en Evans voks carver.<ol>
<li>Gøre 4 af de samme stykker. Bruge en vo...

<ol>
	<li>Watson, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distraction+osteogenesis.">Distraction osteogenesis.</a> The Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons. 14, 168-174 (2006).</li><li>Ilizarov, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+tension-stress+effect+on+the+genesis+and+growth+of+tissues:+Part+II.+The+influence+of+the+rate+and+frequency+of+distraction.">The tension-stress effect on the genesis and growth of tissues: Part II. The influence of the rate and frequency of distraction.</a> Clinical Orthopaedics and Related Research. 239, 263-285 (1989).</li><li>Wan, C., 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=Activation+of+the+hypoxia-inducible+factor-1+alpha+pathway+accelerates+bone+regeneration.">Activation of the hypoxia-inducible factor-1 alpha pathway accelerates bone regeneration.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (2), 686-691 (2008).</li><li>Fujio, 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=Stromal+cell-derived+factor-1+enhances+distraction+osteogenesis-mediated+skeletal+tissue+regeneration+through+the+recruitment+of+endothelial+precursors.">Stromal cell-derived factor-1 enhances distraction osteogenesis-mediated skeletal tissue regeneration through the recruitment of endothelial precursors.</a> Bone. 49 (4), 693-700 (2011).</li><li>Tong, L., 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=Focal+adhesion+kinase+expression+during+mandibular+distraction+osteogenesis:+evidence+for+mechanotransduction.">Focal adhesion kinase expression during mandibular distraction osteogenesis: evidence for mechanotransduction.</a> Plastic and reconstructive surgery. 111 (1), 211-222 (2003).</li><li>Rhee, S. T., El-Bassiony, L., Buchman, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracellular+signal-+related+kinase+and+bone+morphogenetic+protein+expression+during+distraction+osteogenesis+of+the+mandible:+in+vivo+evidence+of+mechanotransduction+mechanism+for+differentiation+and+osteogenesis+by+mesenchymal+precursor+cells.">Extracellular signal- related kinase and bone morphogenetic protein expression during distraction osteogenesis of the mandible: in vivo evidence of mechanotransduction mechanism for differentiation and osteogenesis by mesenchymal precursor cells.</a> Plastic and reconstructive surgery. 117 (7), 2243-2249 (2006).</li><li>Isefuku, S., Joyner, C. J., Simpson, A. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+murine+model+of+distraction+osteogenesis.">A murine model of distraction osteogenesis.</a> Bone. 27 (5), 661-665 (2000).</li><li>Tay, B. K., Le, A. X., Gould, S. E., 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=Histochemical+and+molecular+analyses+of+distraction+osteogenesis+in+a+mouse+model.">Histochemical and molecular analyses of distraction osteogenesis in a mouse model.</a> Journal of Orthopaedic Research. 16 (5), 636-642 (1998).</li><li>Carvalho, R. S., 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+role+of+angiogenesis+in+a+murine+tibial+model+of+distraction+osteogenesis.">The role of angiogenesis in a murine tibial model of distraction osteogenesis.</a> Bone. 34 (5), 849-861 (2004).</li><li>Osawa, Y., 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=Activated+FGFR3+promotes+bone+formation+via+accelerating+endochondral+ossification+in+mouse+model+of+distraction+osteogenesis.">Activated FGFR3 promotes bone formation via accelerating endochondral ossification in mouse model of distraction osteogenesis.</a> Bone. 105, 42-49 (2017).</li></ol>

Når et stort dyr bruges som en eksperimentel model, en færdiglavet udvidelse enhed kan bruges, og det er nemt at opnå god fiksering og vurdere udvidelse operationen og beløbet forlængelse. Når en mus bruges som en eksperimentel model, er det imidlertid nødvendigt at udvikle nogle eller alle af udstyr. Isefuku et al. og Tay et al. lavede enheden og lavet en mus model7,8. Carvahjo et al. vedtaget en metode, der involverer fiksering...

Distraktion osteogenesis () er en etableret behandlingsform for en række knoglelidelser, som lemmer længde uoverensstemmelser, knogledefekter og lemmer deformiteter1. Denne unikke behandlingsstrategi er baseret på "spænding-stress princippet" foreslået af Ilizarov. Metoden kræver flere dage for ventetid, flere uger for aktive distraktion og flere måneder for konsolidering, indtil modne knoglen er dannet2.
De lokale hypoksiske betingelser på grund af blokering af blod flow3,4 og mekaniske stimulation5,6 er særlig vigtig i den helbredende proces af. Hypoxi-induceret angiogenese transporterer ilt, næringsstoffer, opløselige faktorer og celler nødvendige for væv reparation lokalt gennem blodgennemstrømningen. Mekanisk stimulation af udvidelse operation forårsager biologiske reaktioner såsom differentiering af mesenkymale stamceller, knogledannelse, forkalkning og remodellering. Seriel behandling tillader dannelsen af ikke alene hårde væv, men også bløde væv, herunder nerver, muskler, blodkar og hud væv, uden behov for stamcelletransplantation. Derfor er en model anses for at være en fremragende model til at analysere regenerering af forskellige væv.
Kaniner og hunde er de mest udbredte dyr i grundlæggende forskning i; men der er par analyseværktøjer tilgængelige for disse dyr. Brug af en mus gør model letter en mere detaljeret analyse. Det er især velegnet til eksperimenter ved hjælp af knockout mus. Når du bruger en mus som en eksperimentel dyr, bør der imidlertid oprettes en udvidelse enhed. Her udviklet præsenterer vi en mus tibial model ved hjælp af en skræddersyet distractor oprettet ved hjælp af en dental laboratorium værktøj og teknik, som har været brugt i en tidligere undersøgelse.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:771px;" width="772">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:183px;">Paraffin wax</td>
			<td style="width:203px;">YAMAHACHI DENTAL MFG. CO.</td>
			<td style="width:147px;">-</td>
			<td style="width:239px;">For preparation a mold for resin rings</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:183px;">Labocone putty</td>
			<td style="width:203px;">GC Corporation</td>
			<td>-</td>
			<td>For preparation a mold for resin rings</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:183px;">Utility wax</td>
			<td style="width:203px;">GC Corporation</td>
			<td>-</td>
			<td>For preparation a mold for resin rings</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:183px;">Expansion screw</td>
			<td style="width:203px;">Ortho Dentaurum</td>
			<td style="width:147px;">600-301-30</td>
			<td>Component of custom-made distractor</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:183px;">Unifast III</td>
			<td style="width:203px;">GC Corporation</td>
			<td>-</td>
			<td style="width:239px;">Immediate polymerization resin Component of custom-made distractor</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:183px;">Ortho Crystal</td>
			<td style="width:203px;">NISSIN</td>
			<td>-</td>
			<td style="width:239px;">Transparent resin Component of custom-made distractor</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:183px;">25-gauge needle</td>
			<td style="width:203px;">TERUMO</td>
			<td style="width:147px;">NN-2516R</td>
			<td>For custom-made distractor</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:183px;">27-gauge needle</td>
			<td style="width:203px;">TERUMO</td>
			<td style="width:147px;">NN-2719S</td>
			<td>For custom-made distractor</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:183px;">ICR mouse</td>
			<td style="width:203px;">Chubu Kagaku Shizai Corporation</td>
			<td>-</td>
			<td>Experimental animal</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:183px;">Somnopentyl</td>
			<td style="width:203px;">Kyoritsu Seiyaku</td>
			<td>-</td>
			<td>Pentobarbital sodium salt</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:183px;">Isoflurane</td>
			<td style="width:203px;">FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation</td>
			<td style="width:147px;">099-06571</td>
			<td>Isoflurane inhalation solution</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a mouse distraction osteogenesis model

Distraktion osteogenesis () er en kirurgisk procedure, der indebærer bevægeapparatet vævsregeneration uden celle transplantation. En model består af følgende tre faser: latenstid fasen efter osteotomi og placering af den eksterne distractor; distraktion fase, hvori de adskilte knogleenderne er gradvist og kontinuerligt distraheret; og konsolideringsfasen. Denne skræddersyede distractor bruges til består af to ufuldstændige akryl harpiks ringe og en ekspansion skrue. Processen blev indledt ved at gøre en støbeform med silikone indtryk materiale og derefter oprette den skræddersyede distractor. Dental harpiks blev hældt til forskalling af silikone indtryk materiale, og det blev tilladt at polymerisere for at oprette ufuldstændige harpiks ringene kræves for de skræddersyede distractor. Disse ringe blev fastsat med en ekspansion skrue ved hjælp af gennemsigtige harpiks. Den skræddersyede distractor skabt via denne tilgang blev knyttet til skinneben af mus. Tibia blev fastsat til enheden med et par af 25 G nåle proksimalt, et par af 27 G nåle distalt, og akryl harpiks. Efter en latenstid på 5 dage, blev distraktion indledt med en hastighed af 0,2 mm/12 h. Forlængelsesstykket fortsattes for 8 dage, hvilket resulterer i et samlet hul på 3,2 mm. Musene blev ofret 4 uger efter distraktion. Knogledannelse i distraktion kløften blev bekræftet ved hjælp af både røntgen og histologi.

Tal 1A og 1B præsentere ufuldstændige ringe (ydre diameter, 20 mm indre diameter 10 mm; tykkelse, 5 mm) med paraffinvoks. To voks mønstre var indkapslet i silikone indtryk materiale, og en form for harpiks ringe (figur 1C) blev dannet. Polymeriseret resin blev straks hældt ind i denne støber, og harpiks ringe blev indhentet (fig. 1D). En skræddersyet distra...

Watch this Scientific Journal Video about A Mouse Distraction Osteogenesis Model at JoVE.com

A Mouse Distraction Osteogenesis Model

En mus distraktion Osteogenesis Model

Vi præsenterer en mus tibial distraktion osteogenesis model udviklet ved hjælp af en skræddersyet distractor. Brug af en mus som en analyse mål er fordelagtigt for at fremme forskningen.

Distraction osteogenesis (DO) is a surgical procedure that involves skeletal tissue regeneration without cell transplantation. A DO model consists of the ...

Denne metode kan hjælpe med at besvare centrale spørgsmål i det hårde og bløde vævs regenereringsfelt. Den største fordel ved denne teknik er, at brugen af en mus giver mulighed for en detaljeret analyse af knogle regenerering. Begynd med en fuldt bedøvet voksen mus.Barber og desinficere det kirurgiske område med 10% jodopløsning. Derefter administreres 0,5% lidocainhydrorid i højre underekstremitet. Derefter, efter at en 15-millimeter langsgående hud snit på højre underben med en række 15 skalpel, stumpt adskille de underliggende muskler, passe på ikke at fjerne alle periosteum.Skær derefter fibulaen med en saks. Tag fat i anklen med smalle, tynde kraftbetoner, og brug en 27-gauge nål til at lave et hul i knoglen, omkring fem millimeter fra hælen. Nålen skal trænge ind i hud, knogle og hud i den rækkefølge.Når nålen trænger helt ind, skæres spidsen og roden med en nipper, så nålen er omkring 15 millimeter. Lav et andet hul på samme måde, omkring to til tre millimeter proksimale. Hold derefter om anklen, og pass en 25-gauge nål under knæet på samme måde.Når nålen trænger ind, skæres spidsen og roden med en nipper. Lav et andet hul på samme måde, omkring to til tre millimeter distale. Placer den specialfremstillede distraktor, så den er parallel med forlængelsesretningen.Fastgør nåle og enhed med nok polymerisering dental harpiks til at fylde rillerne af enheden. Vent på polymeriseringen er fuldført, hvilket skulle tage cirka fem minutter. Derefter, mens du er meget omhyggelig med ikke at beskadige de omkringliggende væv, skære midten af diaphysis af skinnebenet ved hjælp af en meget tynd skæreskive, mens du anvender en saltvandsopløsning.Luk såret med en 4-0 nylon sutur. Giv subkutane injektioner af buprenorphin for analgesi umiddelbart efter operationen. Der er forskellige rapporter om latenstiden og distraktion sats, men her, repræsentative protokoller er vist.Efter en latensperiode på fem dage, begynde distraktion procedure. Til forlængelse skal du bruge stiften, der er fastgjort til den hurtige ekspansionsskrue. Flyt stiften i retning af den gule pil, der er fastgjort til forlængerskruen.Hold halen med den lille finger og håndflade, og fastgør forlængerenheden med pegefingeren og tommelfingeren. Udfør forlængelsen ved at flytte stiften i retning af den gule pil 0,2 millimeter for en kvart tur. Fortsæt forlængelsen med en hastighed på 0,2 millimeter hver 12 timer i otte dage, hvilket vil resultere i et samlet hul på 3,2 millimeter.Dette billede viser typiske radiografi resultater på fire uger efter distraktion i modellen. Nydannede knogler ses på distraktion site. Hematoxylin og eosin farvning resultater ses her.En nydannet knoglebro blev observeret, og den nydannede knogle kunne let skelnes fra den indfødte knogle. Vi præsenterede en mus tibial DO model udviklet ved hjælp af en skræddersyet distraktor. Brugen af en mus DO model letter en mere detaljeret analyse.Det er især velegnet til eksperimenter ved hjælp af knockout mus.

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Isolation and Enrichment of Human Adipose-derived Stromal Cells for Enhanced Osteogenesis

Isolering og Berigelse af human adipøst afledte stromaceller til Enhanced Osteogenesis

Bone marrow-derived mesenchymal stromal cells (BM-MSCs) are considered the gold standard for stem cell-based tissue engineering applications. However, the ...

Culture of Murine Embryonic Metatarsals: A Physiological Model of Endochondral Ossification

Kultur af murine embryonale Mellemfodsben: en fysiologisk model af endochondral ossifikation

The fundamental process of endochondral ossification is under tight regulation in the healthy individual so as to prevent disturbed development and/or ...

A Novel Use of Three-dimensional High-frequency Ultrasonography for Early Pregnancy Characterization in the Mouse

En roman brug af tre-dimensionelle høj frekvens ultralyd for tidlig graviditet karakterisering i mus

High-frequency ultrasonography (HFUS) is a common method to non-invasively monitor the real-time development of the human fetus in utero. The mouse is ...

A Seminiferous Tubule Squash Technique for the Cytological Analysis of Spermatogenesis Using the Mouse Model

En Seminiferous tubulus Squash teknik til cytologiske analyse af spermatogenesen ved hjælp af musen Model

Meiotic progression in males is a process that requires the concerted action of a number of highly regulated cellular events. Errors occurring during ...

A Familial Hypercholesterolemia Human Liver Chimeric Mouse Model Using Induced Pluripotent Stem Cell-derived Hepatocytes

En familiær hyperkolesterolæmi menneskelige lever kimære musen Model ved hjælp af induceret pluripotente stamceller-afledt hepatocytter

Familial hypercholesterolemia (FH) is mostly caused by low-density lipoprotein receptor (LDLR) mutations and results in an increased risk of early-onset ...

A Hyperandrogenic Mouse Model to Study Polycystic Ovary Syndrome

En Hyperandrogenic musen Model til at studere polycystisk ovariesyndrom

Hyperandrogenemia plays a critical role in reproductive and metabolic function in females and is the hallmark of polycystic ovary syndrome. Developing a ...

Adult Mouse Digit Amputation and Regeneration: A Simple Model to Investigate Mammalian Blastema Formation and Intramembranous Ossification

Amputation og regenerering af voksent muse ciffer: en simpel model til undersøgelse af dannelsen af pattedyrs blastema og Intramembranøs ossifikation

Here, we present a protocol of adult mouse distal terminal phalanx (P3) amputation, a procedurally simple and reproducible mammalian model of epimorphic ...

Isolation and Differentiation of Primary Myoblasts from Mouse Skeletal Muscle Explants

Isolering og differentiering af primære Myoblaster fra mus skeletmuskulatur Explants

Primary myoblasts are undifferentiated proliferating precursors of skeletal muscle. They can be cultured and studied as muscle precursors or induced to ...

Vascular Casting of Adult and Early Postnatal Mouse Lungs for Micro-CT Imaging

Vaskulær støbning af voksne og tidlige postnatal mus lunger til Micro-CT Imaging

Blood vessels form intricate networks in 3-dimensional space. Consequently, it is difficult to visually appreciate how vascular networks interact and ...

Generation and Culture of Lingual Organoids Derived from Adult Mouse Taste Stem Cells

Generation og kultur af lingualorganoider afledt af voksne musesmag stamceller

The sense of taste is mediated by taste buds on the tongue, which are composed of rapidly renewing taste receptor cells (TRCs). This continual turnover is ...