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

De auteurs bedanken Ms. Makiko Kato voor het verstrekken van aanmoediging voor het voltooien van deze studie. Wij danken ook de verdeling van de proefdieren en medische onderzoek Engineering, Nagoya University Graduate School of Medicine, voor de huisvesting van muizen.

Alle experimenten werden uitgevoerd volgens protocollen die zijn goedgekeurd door de Animal Care en gebruik Comité van onze instelling. Steriliseren alle instrumenten vóór de ingreep.
1. bereiding van een mal voor het maken van de op maat gemaakte afleider
<ol><li>Maak twee onvolledige ringen (buitendiameter, 20 mm, binnendiameter, 10 mm), die deel van de distractor, met een vel papier van paraffine (145 x 74 mm uitmaken) met behulp van een Evans wax carver.<ol>
<li>Maak 4 van dezelfde st...

<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>

Wanneer een groot dier wordt gebruikt als een experimenteel model, een kant en klare extensie-apparaat kan worden gebruikt, en het is gemakkelijk te verkrijgen van goede fixatie en beoordelen de werking van de uitbreiding zelf en het bedrag van de uitbreiding. Wanneer een muis wordt gebruikt als een experimenteel model, is het echter nodig zijn om sommige of alle van de apparatuur. Isefuku et al. Tay et al. het apparaat gemaakt en gemaakt van een muis model7,<sup class...

Afleiding osteogenesis (DO) is een gevestigde behandelingsmethode voor een verscheidenheid van skeletale aandoeningen, zoals de ledematen lengte verschillen, bot gebreken en ledematen misvormingen1. Deze unieke behandeling strategie is gebaseerd op het "beginsel van de spanning-stress" voorgesteld door Ilizarov. De methode vereist enkele dagen voor de latency, enkele weken voor actieve afleiding en enkele maanden voor consolidatie totdat het volwassen bot gevormd2.
De plaatselijke hypoxische omstandigheden als gevolg van de blokkade van de bloed stroom3,4 en mechanische stimulatie5,6 zijn bijzonder belangrijk in het genezingsproces van. Hypoxie-geïnduceerde angiogenese draagt cellen nodig voor weefselherstel lokaal via de bloedstroom, zuurstof, voedingsstoffen en oplosbare factoren. Mechanische stimulatie door uitbreiding werking zorgt ervoor dat biologische reacties zoals differentiatie van mesenchymale stamcellen, biomineralisatie, verkalking en remodeling. Seriële behandeling kan de vorming van niet alleen de harde weefsels, maar ook de zachte weefsels, met inbegrip van zenuwen, spieren en bloedvaten huid weefsels, zonder de noodzaak voor stamceltransplantatie. Daarom is een-model wordt gezien als een uitstekend model voor het analyseren van de regeneratie van verschillende weefsels.
Honden en konijnen zijn de meest gebruikte dieren in fundamenteel onderzoek voor DO; Er zijn echter enkele analysetools beschikbaar voor deze dieren. Het gebruik van een muismodel vergemakkelijkt een meer gedetailleerde analyse. Het is met name geschikt voor experimenten met behulp van knock-out muizen. Echter, wanneer u een muis als een proefdieren, een extensie-apparaat moet worden gemaakt. Hier ontwikkeld presenteren wij onze een muis tibiale model met behulp van een op maat gemaakte afleider gemaakt met behulp van een tandheelkundig laboratorium tool en techniek, die is gebruikt in een eerdere studie.

<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

Afleiding osteogenesis (DO) is een chirurgische ingreep dat skeletale tissue regeneratie zonder cel transplantatie. Een-model bestaat uit de volgende drie fasen: de fase van de latentie na osteotomie en plaatsing van de externe afleider; de afleiding fase, waarin de gescheiden bot eindigt geleidelijk en continu afgeleid; en de consolidatiefase. Deze op maat gemaakte afleider gebruikt voor DO bestaat uit twee onvolledige acryl hars ringen en een schroef van de uitbreiding. Het proces werd ingeleid door een schimmel met siliconen indruk materiaal maken en vervolgens de op maat gemaakte afleider te maken. Tandheelkundige hars werd gegoten in de bekisting gemaakt van siliconen indruk materiaal, en het was toegestaan om te polymeriseren tot de onvolledige hars ringen nodig zijn voor de op maat gemaakte afleider. Deze ringen waren vast met een schroef van de uitbreiding met behulp van transparante hars. De op maat gemaakte afleider gemaakt via deze aanpak werd vastgemaakt aan het scheenbeen van muizen. Het scheenbeen was bevestigd aan het apparaat met behulp van een paar van 25 G naalden proximally, één paar 27 G naalden distally, en acryl hars. Na een latentieperiode van 5 dagen, werd de afleiding ingeleid tegen een tarief van 0,2 mm/12 h. De verlenging werd voortgezet gedurende 8 dagen, wat resulteert in een totale kloof van 3.2 mm. De muizen werden opgeofferd 4 weken na afleiding. Biomineralisatie in de afleiding kloof werd bevestigd met behulp van zowel radiografie en histologie.

Figuren 1A en 1B presenteren onvolledig ringen (buitenste diameter, 20 mm binnen diameter, 10 mm; dikte, 5 mm) met paraffine. Twee wax patronen werden ingesloten in silicone indruk materiaal, en een schimmel voor de hars ringen (Figuur 1C) werd gevormd. Gepolymeriseerde hars werd onmiddellijk gegoten in deze mal en hars ringen werden verkregen (Figuur 1D). Een op...

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

A Mouse Distraction Osteogenesis Model

Een muismodel afleiding Osteogenesis

We presenteren een muismodel van tibiale afleiding osteogenesis ontwikkeld met behulp van een op maat gemaakte afleider. Het gebruik van een muis als een doel van de analyse is gunstig voor de bevordering van onderzoek.

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

Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen in het harde en zachte weefsel regeneratie veld. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het gebruik van een muis zorgt voor een gedetailleerde analyse van botregeneratie. Begin met een volledig verdoofde volwassen muis.Scheer en ontsmet het chirurgische gebied zorgvuldig met een jodiumoplossing van 10%. Toedien vervolgens 0,5% lidocaïnehydrochloride aan de rechter onderste ledemaat. Dan, na het maken van een 15-millimeter longitudinale huid incisie op het rechter onderbeen met een nummer 15 scalpel, botweg scheiden van de onderliggende spieren, waarbij zorg niet om alle periosteum te verwijderen.Snijd vervolgens het kuitbeen met een schaar. Pak de enkel met smalle, dunne tangen, en gebruik een 27-gauge naald om een gat in het bot te maken, ongeveer vijf millimeter van de hiel. De naald moet in die volgorde de huid, het bot en de huid binnendringen.Wanneer de naald volledig doordringt, snijd de tip en wortel met een nipper, zodat de naald is ongeveer 15 millimeter. Maak een ander gat op dezelfde manier, ongeveer twee tot drie millimeter proximale. Houd vervolgens rond de enkel, en passeren een 25-gauge naald onder de knie op dezelfde manier.Nadat de naald doordringt, snijd de punt en wortel met een nipper. Maak een ander gat op dezelfde manier, ongeveer twee tot drie millimeter distaal. Plaats de op maat gemaakte afleider zodanig dat deze parallel loopt aan de extensierichting.Bevestig de naalden en het apparaat met voldoende polymerisatie tandhaai om de groeven van het apparaat te vullen. Wacht tot de polymerisatie is voltooid, wat ongeveer vijf minuten moet duren. Snijd vervolgens, terwijl ze heel voorzichtig zijn om de omliggende weefsels niet te beschadigen, het midden van de diafyse van het scheenbeen met behulp van een zeer dunne snijschijf terwijl u een zoutoplossing toepast.Sluit de wond met een 4-0 nylon hechting. Geef onderhuidse injecties van buprenorfine voor analgesie onmiddellijk na de operatie. Er zijn verschillende rapporten over de latentieperiode en afleidingssnelheid, maar hier worden representatieve protocollen weergegeven.Na een latentieperiode van vijf dagen begint u met de afleidingsprocedure. Gebruik voor uitbreiding de pin die aan de snelle expansieschroef is bevestigd. Verplaats de pin in de richting van de gele pijl die aan de verlengschroef is bevestigd.Houd de staart met de pink en handpalm vast en bevestig het verlengapparaat met de wijsvinger en duim. Voer de uitbreiding uit door de pin in de richting van de gele pijl 0,2 millimeter te bewegen voor een bocht van een kwart. Blijf verlengen met een snelheid van 0,2 millimeter om de 12 uur gedurende acht dagen, wat resulteert in een totale kloof van 3,2 millimeter.Dit beeld toont typische radiografiebevindingen bij vier weken na afleiding in het model. Nieuw gevormd bot wordt gezien op de afleidingsplaats. Hematoxylin en eosine kleuring resultaten zijn hier te zien.Een nieuw gevormde botbrug werd waargenomen, en het nieuw gevormde bot kon gemakkelijk worden onderscheiden van het inheemse bot. We presenteerden een muis tibial DO model ontwikkeld met behulp van een op maat gemaakte afleider. Het gebruik van een muis DO-model vergemakkelijkt een meer gedetailleerde analyse.Het is bijzonder geschikt voor experimenten met knock-out muizen.

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

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

Isolatie en Verrijking van Human Adipose-afgeleide stromale cellen voor 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

Cultuur van muizen embryonale Middenvoetsbeentjes: Een Fysiologische Model van endochondrale Verbening

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

Een roman gebruik van driedimensionale hoogfrequente Ultrasonografie voor vroege zwangerschap karakterisering in de muis

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

Een Seminiferous zaadvormende Squash techniek voor de cytologische analyse van de spermatogenese met behulp van het muismodel

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

Een familiale hypercholesterolemie menselijke lever chimeer muismodel met behulp van geïnduceerde pluripotente stamcel afkomstige hepatocyten

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

Een muismodel van Hyperandrogenic te bestuderen polycysteus ovarium syndroom

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

Volwassen muis cijfer amputatie en regeneratie: een eenvoudig model om de vorming en Intramembraneuze ossificatie van zoogdier Blastema te onderzoeken

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

Isolatie en differentiatie van primaire Myoblasten van muis skeletspieren 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

Vasculaire casting van volwassen en vroege postnatale muislongen voor micro-CT-beeldvorming

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

Generatie en cultuur van linguale organoïden afgeleid van volwassen muizensmaak stamcellen

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 ...