Name: a mouse distraction osteogenesis model
Uploaded: 2018-11-14T12:45:00
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Os autores agradecer a Sra. Makiko Kato para fornecer incentivo para completar este estudo. Agradecemos também a divisão de animais experimentais e pesquisa de engenharia médica, Nagoya University Graduate School of Medicine, para o alojamento de ratos.

Todos os experimentos foram realizados em conformidade com os protocolos aprovados pelo Comitê de uso de nossa instituição e cuidado Animal. Esterilize todos os instrumentos antes do procedimento.
1. preparação de um molde para a criação do distrator sob medida
<ol><li>Faça dois anéis incompletos (diâmetro exterior, 20 mm, 10 mm de diâmetro interno,), que são uma parte do distrator, com uma folha de cera de parafina (145 mm x 74 mm) usando um carver de cera Evans.<ol>
<li>Fazer 4...

<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>

Quando um animal grande é usado como um modelo experimental, pode ser usado um dispositivo de extensão de ready-made, e é fácil de obter boa fixação e avaliar a operação de extensão em si e a quantidade de extensão. No entanto, quando um rato é usado como um modelo experimental, é necessário desenvolver alguns ou todos os equipamentos. Isefuku et al e Tay et al fez o dispositivo e criou um modelo de rato7,8. Carvahjo et al ...

Osteogênese de distração (DO) é um método de tratamento estabelecida para uma variedade de distúrbios esqueléticos, tais como discrepâncias de comprimento dos membros, defeitos ósseos e membro deformidades1. Esta estratégia de tratamento original baseia-se o "princípio de tensão-estresse" proposto por Ilizarov. O método requer vários dias de latência, várias semanas para distração ativa e vários meses para consolidação até o osso maduro é formado de2.
As condições locais de hipóxicos devido ao bloqueio do fluxo de sangue3,4 e5,de estimulação mecânica6 são particularmente importantes no processo de cura de fazer. Angiogênese induzida por hipóxia transporta oxigênio, nutrientes, fatores solúveis e células necessárias para o reparo do tecido localmente através do fluxo de sangue. Estimulação mecânica pela operação de extensão provoca reações biológicas, tais como a diferenciação de células-tronco mesenquimais, formação óssea, calcificação e remodelação. Serial tratamento permite a formação de tecidos duros, não só mas também os tecidos moles, incluindo músculos, nervos, vasos sanguíneos e tecidos da pele, sem a necessidade de transplante de células-tronco. Portanto, um modelo é considerado um excelente modelo para analisar a regeneração de vários tecidos.
Coelhos e cães são os animais mais amplamente utilizados na investigação de base para fazer; no entanto, há algumas ferramentas de análise disponíveis para estes animais. O uso de um modelo de mouse facilita uma análise mais detalhada. É particularmente apropriado para experimentos utilizando ratos do KO. No entanto, ao usar um mouse como um animal experimental, um dispositivo de extensão deve ser criado. Aqui, nós apresentamos um rato da tíbia do modelo desenvolvido usando um distrator sob medida criado usando uma ferramenta de laboratório dental e técnica, que tem sido usada em um estudo anterior.

<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

Osteogênese de distração (DO) é um procedimento cirúrgico que envolve a regeneração do tecido esquelético sem transplante de células. Um modelo consiste em três fases: a fase de latência após a osteotomia e colocação do distrator externo; a fase de distração, em que as extremidades de ossos separados estão gradualmente e continuamente distraídas; e a fase de consolidação. Este feito por distrator usado para fazer é composto por dois anéis incompletos de resina acrílica e um parafuso de expansão. O processo foi iniciado por fazer um molde com material de impressão de silicone e em seguida, criando o Distrator feitos sob medida. Resina dental foi derramada o molde feito de material de impressão de silicone, e foi permitido a polimerizar para criar os anéis de resina incompleto exigidos para o Distrator feitos sob medida. Estes anéis foram fixados com um parafuso de expansão com resina transparente. O Distrator sob medida criado através desta abordagem foi anexado à tíbia de ratos. A tíbia foi fixada para o dispositivo usando um par de agulhas 25g proximalmente, um par de agulhas 27 G distalmente e resina acrílica. Após um período de latência de 5 dias, distração foi iniciada em uma taxa de 0,2 mm/12 h. O alongamento foi continuado por 8 dias, resultando em um espaço total de 3,2 mm. Os ratos foram sacrificados 4 semanas após a distração. Formação óssea na brecha distração foi confirmada usando radiografia e histologia.

Figuras 1A e 1B apresentam anéis incompletos (exterior diâmetro, 20mm interna diâmetro, 10 mm; espessura, 5mm) com cera de parafina. Dois padrões de cera foram incorporados em material de impressão de silicone, e formou-se um molde para os anéis de resina (Figura 1C). Resina polimerizada foi derramada imediatamente este molde, e anéis de resina foram obtidos (Figura 1<stro...

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A Mouse Distraction Osteogenesis Model

Um modelo de osteogênese de distração do rato

Apresentamos um modelo de osteogênese de distração da tíbia do rato desenvolvido usando um distrator feitos sob medida. O uso de um rato como um alvo de análise é vantajoso para fazer avançar a pesquisa.

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

Este método pode ajudar a responder perguntas-chave no campo de regeneração de tecidos duros e moles. A principal vantagem dessa técnica é que o uso de um rato permite uma análise detalhada da regeneração óssea. Comece com um rato adulto totalmente anestesiado.Raspe cuidadosamente e desinfete a área cirúrgica com solução de 10% de iodo. Em seguida, administre 0,5% de cloridrato de lidocaína no membro inferior direito. Então, depois de fazer uma incisão de pele longitudinal de 15 milímetros na perna inferior direita com um bisturi número 15, separe sem rodeios os músculos subjacentes, tomando cuidado para não remover todo o periósteo.Em seguida, corte a fíbula com uma tesoura. Segure o tornozelo com fórceps estreitos e finos, e use uma agulha de calibre 27 para fazer um buraco no osso, cerca de cinco milímetros do calcanhar. A agulha deve penetrar na pele, osso e pele nessa ordem.Quando a agulha penetrar completamente, corte a ponta e a raiz com um nipper de modo que a agulha seja de cerca de 15 milímetros. Faça outro buraco da mesma maneira, cerca de dois a três milímetros proximais. Em seguida, segure ao redor do tornozelo, e passe uma agulha de calibre 25 sob o joelho da mesma maneira.Depois que a agulha penetrar, corte a ponta e a raiz com um nipper. Faça outro buraco da mesma maneira, cerca de dois a três milímetros distal. Coloque o distrato personalizado de tal forma que seja paralelo à direção de extensão.Fixar as agulhas e o dispositivo com resina dentária de polimerização suficiente para preencher as ranhuras do dispositivo. Aguarde a polimerização para completar, o que deve levar aproximadamente cinco minutos. Em seguida, tomando muito cuidado para não danificar os tecidos circundantes, corte o meio da diafísica da tíbia usando um disco de corte muito fino enquanto aplica uma solução salina.Feche a ferida com uma sutura de nylon 4-0. Dê injeções subcutâneas de buprenorfina para analgesia imediatamente após a cirurgia. Há vários relatórios sobre o período de latência e taxa de distração, mas aqui, protocolos representativos são mostrados.Após um período de latência de cinco dias, comece o procedimento de distração. Para extensão, use o pino preso ao parafuso de expansão rápida. Mova o pino na direção da seta amarela presa ao parafuso de extensão.Segure a cauda com o dedo mindinho e a palma da mão, e fixe o dispositivo de extensão com o dedo indicador e o polegar. Execute a extensão movendo o pino na direção da seta amarela 0,2 milímetros para uma curva de um quarto. Continue se alongando à taxa de 0,2 milímetros a cada 12 horas durante oito dias, o que resultará em uma diferença total de 3,2 milímetros.Esta imagem mostra descobertas típicas de radiografia em quatro semanas após a distração no modelo. Osso recém-formado é visto no local da distração. Os resultados da hematoxilina e da eosina são vistos aqui.Uma ponte óssea recém-formada foi observada, e o osso recém-formado poderia ser facilmente distinguido do osso nativo. Apresentamos um modelo do do tibial do mouse desenvolvido usando um distraídor feito sob medida. O uso de um modelo DO mouse facilita uma análise mais detalhada.É particularmente adequado para experimentos usando ratos de nocaute.

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

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

Isolamento e Enriquecimento da Human adiposo-derivadas células estromais para Osteogenesis Aprimorado

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

Biologia do Desenvolvimento

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

Cultura de murino embrionárias Metatarsos: Um modelo fisiológico de Endocondral ossificação

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

Um novo uso da ultra-sonografia tridimensional de alta frequência para caracterização de gravidez precoce no Mouse

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

Uma técnica de Squash do tubo seminífero para a análise citológica da espermatogênese usando o modelo de Mouse

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

Um modelo de Mouse quimérico fígado humano de hipercolesterolemia familiar usando hepatócitos de derivadas de células-tronco pluripotentes induzidas

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

Um modelo de Mouse hiperandrogénicas para estudar a síndrome do ovário policístico

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

Amputação e regeneração de dígitos adultos do mouse: um modelo simples para investigar a formação de blastema de mamíferos e a ossificação intramembranosa

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

Isolamento e diferenciação de Mioblasts primários de explantes do músculo esquelético do rato

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

Fundição Vascular de Pulmões de Camundongos Adultos e Precoces para Imagem Micro-CT

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

Geração e Cultura de Organoides Linguais Derivados de Células-Tronco do Gosto de Rato Adulto

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 ...