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

Författarna vill tacka Ms. Makiko Kato för att ge uppmuntran att slutföra denna studie. Vi tackar också den uppdelning av försöksdjur och medicinsk forskning teknik, Nagoya University Graduate School of Medicine, som inkvartering för möss.

Alla experiment utfördes i enlighet med protokoll som godkänts av djur vård och användning kommittén av vår institution. Sterilisera alla instrument före ingreppet.
1. beredning av en mögel för att skapa den skräddarsydda distraktor
<ol><li>Göra två ofullständiga ringar (ytterdiameter, 20 mm, inre diameter, 10 mm), som är en del av den distractor, med ett ark av paraffinvax (145 x 74 mm) använder en Evans vax carver.<ol>
<li>Gör 4 av samma bitar. Använd vax spatel värms med...

<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>

När ett stort djur som en experimentell modell, en färdiga förlängning enhet kan användas, och det är lätt att få bra fixering och bedöma själva förlängning operationen och beloppet som förlängning. När en mus används som en experimentell modell, är det dock nödvändigt att utveckla vissa eller alla av utrustningen. Isefuku et al. och Tay et al. gjorde enheten och skapade en mus modell7,8. Carvahjo et al. antog en meto...

Distraktion osteogenesis (DO) är en etablerad behandlingsmetod för en mängd sjukdomar, såsom avvikelser lem längd, ben defekter och lem missbildningar1. Denna unika behandlingsstrategi är baserad på ”spänning-stress principen” Ilizarov har föreslagit. Metoden kräver flera dagar för latens, flera veckor för aktiva distraktion och flera månader för konsolidering tills den mogna ben är bildade2.
De lokala hypoxisk förhållandena på grund av blockering av blod flöde3,4 och mekanisk stimulering5,6 är särskilt viktiga i läkningsprocessen av. Hypoxi-inducerad angiogenes transporterar syre, näringsämnen, lösliga faktorer och celler nödvändiga för vävnad reparera lokalt genom blodflödet. Mekanisk stimulering av förlängning drift orsakar biologiska reaktioner såsom differentiering av mesenkymala stamceller, benbildning, förkalkning och remodeling. Seriell behandling tillåter bildandet av inte bara hårda vävnader men också mjuka vävnader, inklusive nerver, muskler, blodkärl och hudvävnader, utan behov av stamcellstransplantation. Därför anses en modell vara en utmärkt modell för att analysera regenerering av olika vävnader.
Kaniner och hundar är de vanligaste djuren i grundforskning för DO; Det finns dock några analysverktyg som är tillgängliga för dessa djur. Det underlättar en mer detaljerad analys av en musmodell för. Det är särskilt lämplig för experiment med knockoutmöss. När du använder en mus som experimentella djur, bör dock en förlängning enhet skapas. Här utvecklade presenterar vi en mus tibial modell med hjälp av en skräddarsydd distraktor som skapats med ett tandtekniskt laboratorium verktyg och teknik som har använts i en tidigare 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

Distraktion osteogenesis (DO) är ett kirurgiskt ingrepp som innebär att skelettet vävnadsregeneration utan stamcellstransplantation. En-modellen består av följande tre faser: latens fasen efter osteotomi och placering av den externa distraktor; fasen distraktion, vari separerade benändarna är gradvis och kontinuerligt distraherad; och en konsolideringsfas. Denna skräddarsydda distraktor används för DO består av två ofullständiga akrylharts ringar och en expansion skruv. Processen inleddes genom att göra en mögel med silikon avtrycksmaterial och sedan skapa den skräddarsydda distraktor. Dental kåda var hälls i formen tillverkad av silikonmaterial intryck, och det var tillåtet att polymerisera för att skapa ofullständiga harts ringar krävs för den skräddarsydda distraktor. Dessa ringar var fast med en expansion skruven med transparent harts. Den skräddarsydda distraktor skapas via detta tillvägagångssätt var fäst vid skenbenet av möss. Skenbenet var fast till enheten med ett par av 25 G injektionsnålar proximalt, ett par 27 G nålar distalt, och akrylharts. Efter en latens på 5 dagar inleddes distraktion med en hastighet av 0,2 mm/12 h. Förlängningsstycket fortsattes i 8 dagar, vilket resulterar i en total lucka på 3,2 mm. Mössen offrades 4 veckor efter distraktion. Benbildning i distraktion klyftan bekräftades med både röntgen och histologi.

Figurerna 1A och 1B presenterar ofullständig ringar (yttre diameter, 20 mm, inre diameter, 10 mm, tjocklek 5 mm) med paraffin vax. Två vax mönster var inbäddade i silikon avtrycksmaterial, och en form för harts ringar (figur 1C) bildades. Polymeriserat kåda var omedelbart hälls i detta mögel och harts ringar erhölls (figur 1D). En skräddarsydd distrakto...

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

A Mouse Distraction Osteogenesis Model

En musmodell distraktion Osteogenesis

Vi presenterar en tibial distraktion osteogenesis musmodell utvecklas med hjälp av en skräddarsydd distraktor. Användningen av en mus som ett analys-mål är fördelaktigt för att främja forskning.

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

Denna metod kan hjälpa till att besvara viktiga frågor i hård och mjuk vävnad regenerering området. Den största fördelen med denna teknik är att användningen av en mus möjliggör en detaljerad analys av benregenerering. Börja med en helt sövd vuxen mus.Raka och desinficera noggrant operationsområdet med 10%jodlösning. Administrera sedan 0,5%lidokainhydroklorid vid höger nedre extremitet. Sedan, efter att ha gjort en 15-millimeters längsgående hud snitt vid höger underbenet med ett nummer 15 skalpell, rakt på sak separera de underliggande musklerna, var noga med att inte ta bort alla benhinna.Sedan, skär vadbenet med sax. Ta tag i vristen med smala, tunna tärningar, och använd en 27-gauge nål för att göra ett hål i benet, cirka fem millimeter från hälen. Nålen bör tränga in i huden, ben, och huden i den ordningen.När nålen helt tränger, skär spetsen och roten med en nipper så att nålen är ca 15 millimeter. Gör ett annat hål på samma sätt, ungefär två till tre millimeter proximalt. Därefter håller du runt vristen och passerar en 25-gauge nål under knäet på samma sätt.Efter nålen tränger, klippa spetsen och roten med en nipper. Gör ett annat hål på samma sätt, ungefär två till tre millimeter distala. Placera den specialtillverkade distraktorn så att den är parallell med förlängningsriktningen.Fix nålarna och enheten med tillräckligt polymerisation dental harts för att fylla spåren av enheten. Vänta tills polymerisationen är klar, vilket bör ta cirka fem minuter. Sedan, samtidigt som man är mycket noga med att inte skada de omgivande vävnaderna, skär mitten av diafysen av skenbenet med hjälp av en mycket tunn skärskiva samtidigt som en saltlösning.Stäng såret med en sutur i 4-0 nylon. Ge subkutana injektioner av buprenorfin för analgesi omedelbart efter operationen. Det finns olika rapporter om latensperioden och distraktionshastighet, men här visas representativa protokoll.Efter en latensperiod på fem dagar, börja distraktion förfarandet. För förlängning, använd stiftet fäst vid snabb expansionsskruv. För stiftet i riktning mot den gula pilen som sitter fast på förlängningsskruven.Håll svansen med lillfingret och handflatan, och fixera förlängningsanordningen med pekfingret och tummen. Utför förlängning genom att flytta stiftet i riktning mot den gula pilen 0,2 millimeter för ett kvarts varv. Fortsätt förlänga med hastigheten på 0,2 millimeter var 12:e timme i åtta dagar, vilket kommer att resultera i ett totalt gap på 3,2 millimeter.Denna bild visar typiska radiografi resultaten på fyra veckor efter distraktion i modellen. Nybildade ben ses på distraktion webbplats. Hematoxylin och eosin färgning resultat ses här.En nybildad benbro observerades, och det nybildade benet kunde lätt skiljas från det inhemska benet. Vi presenterade en mus tibial DO-modell som utvecklats med hjälp av en skräddarsydd distraktor. Användningen av en mus DO-modell underlättar en mer detaljerad analys.Det är särskilt lämpligt för experiment med hjälp av knockout möss.

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

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

Isolering och anrikning av humant Fett-stromala celler för 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

Odling av Murina embryonala fotbenen: En fysiologisk modell av endokondral benbildning

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 ny användning av tredimensionella högfrekvent ultraljud för tidig graviditet karakterisering i musen

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 seminifera tubuli Squash teknik för Cytologisk analys av spermatogenesen använder musmodell

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 familjär hyperkolesterolemi mänskliga levern chimär musmodell med inducerade pluripotenta stamceller-derived hepatocyter

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 musmodell att studera polycystiskt 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

Vuxen mus siffra amputation och regenerering: en enkel modell för att undersöka bildandet av BLASTEMA hos däggdjur och Intramembranös ossifiering

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 och differentiering av primära myoblasts från mus skelettmuskel 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

Vaskulär gjutning av vuxna och tidiga Postnatala Mus lungor för 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 och kultur av linguala organoider som härrör från vuxna mussmak 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 ...