Name: a mouse distraction osteogenesis model
Uploaded: 2018-11-14T12:45:00
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Los autores agradecen a la Sra. Makiko Kato para proporcionar estímulo a completar este estudio. También agradecemos a la división de animales de experimentación e investigación médica ingeniería, Nagoya University Graduate School of Medicine, para la vivienda de los ratones.

Todos los experimentos se llevaron a cabo según los protocolos aprobados por el cuidado Animal y el Comité de uso de nuestra institución. Esterilizar todos los instrumentos antes del procedimiento.
1. preparación de un molde para crear el Distractor a medida
<ol><li>Hacer dos anillos incompletos (diámetro exterior, 20 mm; diámetro interior, 10 mm), que forman parte del distractor, con una hoja de cera de parafina (145 mm x 74 mm) utilizando un carver cera de Evans.<ol>
<li>Hacer 4 de l...

<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>

Cuando un animal de gran tamaño se utiliza como un modelo experimental, puede usarse un dispositivo de extensión del ready-made, y es fácil de obtener buena fijación y evaluar la operación de extensión sí mismo y la cantidad de extensión. Sin embargo, cuando un ratón se utiliza como un modelo experimental, es necesario desarrollar algunos o todo el equipo. Isefuku et al. y Tay et al dispositivo y crearon un ratón modelo7,8. Carvahjo<em...

Distracción osteogénica (DO) es un método de tratamiento establecido para una variedad de trastornos esqueléticos, tales como las discrepancias de longitud de extremidades, defectos óseos y deformidades de extremidades1. Esta estrategia de tratamiento único se basa en el "principio de tensión-estrés" propuesto por Ilizarov. El método requiere varios días de latencia, distracción activa varias semanas y varios meses para la consolidación de hasta el hueso maduro formado2.
Las condiciones hipóxicas locales debido a la obstrucción de sangre flujo3,4 y5,de estimulación mecánica6 son particularmente importantes en el proceso de. Angiogénesis inducida por la hipoxia lleva oxígeno, nutrientes, factores solubles y células necesarias para la reparación de los tejidos localmente a través del flujo de sangre. Estimulación mecánica por la operación de extensión provoca reacciones biológicas como la diferenciación de células madre mesenquimales, formación del hueso, calcificación y remodelación. Tratamiento serial permite la formación de tejidos duros, sino también los tejidos blandos, incluyendo los nervios, músculos, vasos sanguíneos y tejidos de la piel, sin necesidad de trasplante de células madre. Por lo tanto, un modelo se considera un excelente modelo para el análisis de la regeneración de diversos tejidos.
Perros y conejos son los animales más utilizados en la investigación básica para hacer; sin embargo, hay algunas herramientas de análisis disponibles para estos animales. El uso de un modelo del ratón facilita un análisis más detallado. Es particularmente conveniente para los experimentos con ratones knockout. Sin embargo, al usar un ratón como un animal experimental, se debe crear un dispositivo de extensión. Aquí, presentamos un ratón tibial modelo desarrollado utilizando un distractor a medida creado utilizando una herramienta de laboratorio dental y técnica, que se ha utilizado en un estudio 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

Distracción osteogénica (DO) es un procedimiento quirúrgico que implica la regeneración de los tejidos esqueléticos sin trasplante de la célula. Un modelo consta de las siguientes tres fases: la fase de latencia después de la osteotomía y colocación del distractor externo; la fase de distracción, en donde los extremos del hueso separado son gradualmente y continuamente distraídos; y la fase de consolidación. Este distractor por encargo usado para hacer está compuesto por dos anillos de resina acrílica incompleta y un tornillo de expansión. El proceso fue iniciado por hacer un molde con material de impresión de silicona y luego crear el distractor a medida. Resina dental fue vertida en el encofrado hecho de material de impresión de silicona, y fue permitido para polimerizar para crear los anillos de resina incompleta para el distractor a medida. Estos anillos se fijaban con un tornillo de expansión con resina transparente. El distractor a medida creado a través de este enfoque fue unido a la tibia de los ratones. La tibia era fijo al dispositivo usando un par de agujas de 25 G proximalmente, un par de agujas de 27 G distalmente y resina acrílica. Después de un período de latencia de 5 días, la distracción se inició a una velocidad de 0.2 mm/12 h. La prolongación fue continuada por 8 días, resultando en un espacio total de 3,2 mm. Los ratones fueron sacrificados 4 semanas después de la distracción. La formación del hueso en el hueco de distracción fue confirmada mediante radiografía y la histología.

Figuras 1A y 1B presentan anillos incompletos (exterior de diámetro, 20 mm interior de diámetro, 10 mm; espesor, 5 mm) con cera de parafina. Dos patrones de la cera fueron embebidos en material de impresión de silicona, y se formó un molde para los aros de resina (figura 1C). Resina polimerizada se vierte inmediatamente en este molde, y anillos de resina fueron obtenidos (figura 1</st...

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A Mouse Distraction Osteogenesis Model

Un modelo murino de osteogénesis de la distracción

Se presenta un modelo de osteogénesis de distracción tibial de ratón desarrollado utilizando un distractor por encargo. El uso de un ratón como un objetivo de análisis es ventajoso para el avance de la investigación.

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

Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de regeneración de tejidos duros y blandos. La principal ventaja de esta técnica es que el uso de un ratón permite un análisis detallado de la regeneración ósea. Comience con un ratón adulto completamente anestesiado.Afeita y desinfecta cuidadosamente el área quirúrgica con una solución de 10% de yodo. Luego, administrar 0.5%hidrocloruro de lidocaína en la extremidad inferior derecha. Luego, después de hacer una incisión longitudinal de la piel de 15 milímetros en la parte inferior derecha de la pierna con un bisturí número 15, separe sin rodeos los músculos subyacentes, teniendo cuidado de no eliminar todo el periosteo.Luego, corta el peroné con tijeras. Sujete el tobillo con fórceps estrechos y delgados, y use una aguja del calibre 27 para hacer un agujero en el hueso, a unos cinco milímetros del talón. La aguja debe penetrar la piel, el hueso y la piel en ese orden.Cuando la aguja penetre completamente, corte la punta y la raíz con un pinza para que la aguja sea de unos 15 milímetros. Hacer otro agujero de la misma manera, de dos a tres milímetros proximal. A continuación, sostenga alrededor del tobillo y pase una aguja del calibre 25 debajo de la rodilla de la misma manera.Después de que la aguja penetre, corte la punta y la raíz con un mordisqueo. Hacer otro agujero de la misma manera, de dos a tres milímetros distal. Coloque el distractor personalizado de modo que sea paralelo a la dirección de la extensión.Fije las agujas y el dispositivo con suficiente resina dental de polimerización para llenar las ranuras del dispositivo. Espere a que se complete la polimerización, que debe tardar aproximadamente cinco minutos. Luego, mientras tenga mucho cuidado de no dañar los tejidos circundantes, corte la mitad de la diáfisis de la tibia utilizando un disco de corte muy delgado mientras aplica una solución salina.Cierre la herida con una sutura de nylon 4-0. Dar inyecciones subcutáneas de buprenorfina para analgesia inmediatamente después de la cirugía. Hay varios informes sobre el período de latencia y la tasa de distracción, pero aquí se muestran los protocolos representativos.Después de un período de latencia de cinco días, comience el procedimiento de distracción. Para la extensión, utilice el pasador conectado al tornillo de expansión rápida. Mueva el pasador en la dirección de la flecha amarilla unida al tornillo de extensión.Sostenga la cola con el dedo meñique y la palma, y fije el dispositivo de extensión con el dedo índice y el pulgar. Realice la extensión moviendo el pasador en la dirección de la flecha amarilla 0,2 milímetros para un giro de un cuarto. Continúe alargando a una velocidad de 0,2 milímetros cada 12 horas durante ocho días, lo que resultará en una brecha total de 3,2 milímetros.Esta imagen muestra los hallazgos típicos de la radiografía a las cuatro semanas después de la distracción en el modelo. El hueso recién formado se ve en el sitio de distracción. Aquí se observan los resultados de tinción de hematoxilina y eosina.Se observó un puente óseo recién formado, y el hueso recién formado se podía distinguir fácilmente del hueso nativo. Presentamos un modelo DO tibial de ratón desarrollado usando un distractor hecho a medida. El uso de un modelo DO de ratón facilita un análisis más detallado.Es particularmente adecuado para experimentos con ratones knockout.

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

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

El aislamiento y enriquecimiento de Human adiposo derivado de células estromales de la osteogénesis mejorada

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

Investigación

Biología del Desarrollo

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

Cultura de murinos embrionarias Metatarsianos: Un modelo fisiológico de osificación endocondral

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

Un nuevo uso de la ecografía tridimensional de alta frecuencia para la caracterización de embarazo temprano en el ratón

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

Una técnica de Squash del túbulo seminífero para el análisis citológico de la espermatogénesis mediante el modelo de ratón

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

Un modelo de ratón quimérico hígado humano de hipercolesterolemia familiar con hepatocitos derivados de células madre pluripotentes inducidas

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

Un modelo de ratón Hyperandrogenic para estudiar el síndrome de ovario poliquístico

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

Amputación y regeneración de dígitos de ratón adultos: un modelo simple para investigar la formación de Blastema de mamíferos y la osificación 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

Aislamiento y diferenciación de los mioblastos primarios de los explantes musculares esqueléticos de ratón

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

Fundición vascular de pulmones de ratón postnatales tempranos y adultos para imágenes 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

Generación y cultivo de organoides linguales derivados de células madre gustales de ratones adultos

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 ...