Name: a reliable and reproducible critical-sized segmental femoral defect model in rats stabilized with a custom external fixator
Uploaded: 2019-03-24T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Reliable and Reproducible Critical-Sized Segmental Femoral Defect Model in Rats Stabilized with a Custom External Fixator at JoVE.com

وأيد هذا العمل "منحة معدات المعاهد الوطنية للصحة" 1S10OD023676-01 مع الدعم الإضافي المقدم من خلال جامعة ويسكونسن في الإدارات لجراحة العظام وإعادة التأهيل ومدرسة الطب والصحة العامة. نود أن نعترف كاربوني مركز السرطان دعم المنح P30 CA014520 UW واستخدام "مرفق التصوير الحيوانات الصغيرة"، فضلا عن "منحة التدريب في المعاهد الوطنية للصحة" 5T35OD011078-08 للدعم من مارتن H.. ونشكر أيضا مايكل وماري سو شانون لدعمهم "الشراكة التجدد العضلي الهيكلي".

على الفئران المستخدمة في هذه الدراسة وتلقى الرعاية اليومية وفقا "المبادئ التوجيهية وبرايتون" "القتل الرحيم للحيوانات": 2013 الطبعة16. رعاية الحيوان المؤسسية واستخدام اللجنة في جامعة ويسكونسن-ماديسون تقييمها والموافقة عليها هذا البروتوكول التجريبي قبل بدء المشروع.
<p class="jove_titl...

<ol>
	<li>Filipowska, J., Tomaszewski, K. A., Nied&#378;wiedzki, &. #. 3. 2. 1. ;., Walocha, J. A., Nied&#378;wiedzki, T. <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+vasculature+in+bone+development,+regeneration+and+proper+systemic+functioning.">The role of vasculature in bone development, regeneration and proper systemic functioning.</a> Angiogenesis. 20 (3), 291-302 (2017).</li><li>Charalambous, C. P., Akimau, P., Wilkes, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hybrid+monolateral-ring+fixator+for+bone+transport+in+post-traumatic+femoral+segmental+defect:+A+technical+note.">Hybrid monolateral-ring fixator for bone transport in post-traumatic femoral segmental defect: A technical note.</a> Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery. 129 (2), 225-226 (2009).</li><li>Xing, J., 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=Establishment+of+a+bilateral+femoral+large+segmental+bone+defect+mouse+model+potentially+applicable+to+basic+research+in+bone+tissue+engineering.">Establishment of a bilateral femoral large segmental bone defect mouse model potentially applicable to basic research in bone tissue engineering.</a> The Journal of Surgical Research. 192 (2), 454-463 (2014).</li><li>Chadayammuri, V., Hake, M., Mauffrey, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Innovative+strategies+for+the+management+of+long+bone+infection:+A+review+of+the+Masquelet+technique.">Innovative strategies for the management of long bone infection: A review of the Masquelet technique.</a> Patient Safety in Surgery. 9 (32), (2015).</li><li>Koettstorfer, J., Hofbauer, M., Wozasek, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Successful+limb+salvage+using+the+two-staged+technique+with+internal+fixation+after+osteodistraction+in+an+effort+to+treat+large+segmental+bone+defects+in+the+lower+extremity.">Successful limb salvage using the two-staged technique with internal fixation after osteodistraction in an effort to treat large segmental bone defects in the lower extremity.</a> Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery. 132 (19), 1399-1405 (2012).</li><li>Fragomen, A. T., Rozbruch, 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=The+mechanics+of+external+fixation.">The mechanics of external fixation.</a> The Musculoskeletal Journal of Hospital for Special Surgery. 3 (1), 13-29 (2007).</li><li>O&#8217;Toole, R. V., 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=A+prospective+randomized+trial+to+assess+fixation+strategies+for+severe+open+tibia+fractures:+Modern+ring+external+fixators+versus+internal+fixation+(FIXIT+Study).">A prospective randomized trial to assess fixation strategies for severe open tibia fractures: Modern ring external fixators versus internal fixation (FIXIT Study).</a> Journal of Orthopaedic Trauma. 31, S10-S17 (2017).</li><li>F&#252;rmetz, J., 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=Bone+transport+for+limb+reconstruction+following+severe+tibial+fractures.">Bone transport for limb reconstruction following severe tibial fractures.</a> Orthopedic Reviews. 8 (1), 6384 (2016).</li><li>Dohin, B., Kohler, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Masquelet&#8217;s+procedure+and+bone+morphogenetic+protein+in+congenital+pseudarthrosis+of+the+tibia+in+children:+A+case+series+and+meta-analysis.">Masquelet&#8217;s procedure and bone morphogenetic protein in congenital pseudarthrosis of the tibia in children: A case series and meta-analysis.</a> Journal of Children's Orthopaedics. 6 (4), 297-306 (2012).</li><li>Einhorn, T. A., Gerstenfeld, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fracture+healing:+Mechanisms+and+interventions.">Fracture healing: Mechanisms and interventions.</a> Nature Reviews Rheumatology. 11, 45-54 (2015).</li><li>Pascher, A., 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=Gene+delivery+to+cartilage+defects+using+coagulated+bone+marrow+aspirate.">Gene delivery to cartilage defects using coagulated bone marrow aspirate.</a> Gene Therapy. 11 (2), 133-141 (2004).</li><li>Glatt, V., Matthys, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adjustable+stiffness,+external+fixator+for+the+rat+femur+osteotomy+and+segmental+bone+defect+models.">Adjustable stiffness, external fixator for the rat femur osteotomy and segmental bone defect models.</a> Journal of Visualized Experiments. (92), (2014).</li><li>Betz, O. B., 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=Direct+percutaneous+gene+delivery+to+enhance+healing+of+segmental+bone+defects.">Direct percutaneous gene delivery to enhance healing of segmental bone defects.</a> The Journal of Bone and Joint Surgery. 88 (2), 355-365 (2006).</li><li>Fang, J., 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=Stimulation+of+new+bone+formation+by+direct+transfer+of+osteogenic+plasmid+genes.">Stimulation of new bone formation by direct transfer of osteogenic plasmid genes.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 93 (12), 5753-5758 (1996).</li><li>Kaspar, K., Schell, H., Toben, D., Matziolis, G., Bail, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+easily+reproducible+and+biomechanically+standardized+model+to+investigate+bone+healing+in+rats,+using+external+fixation.">An easily reproducible and biomechanically standardized model to investigate bone healing in rats, using external fixation.</a> Biomedizinische Technik. 52 (6), 383-390 (2007).</li><li>Leary, 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=AVMA+guidelines+for+the+euthanasia+of+animals:+2013+edition.">AVMA guidelines for the euthanasia of animals: 2013 edition.</a> American Veterinary Medical Association. , (2013).</li><li>McKay, W. F., Peckham, S. M., Badura, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comprehensive+clinical+review+of+recombinant+human+bone+morphogenetic+protein-2+(INFUSE+Bone+Graft).">A comprehensive clinical review of recombinant human bone morphogenetic protein-2 (INFUSE Bone Graft).</a> International Orthopaedics. 31 (6), 729-734 (2007).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Living lmage Software. , (2006).</li><li>Bassett, J. H. D., Van Der Spek, A., Gogakos, A., Williams, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+X-ray+imaging+of+rodent+bone+by+faxitron.">Quantitative X-ray imaging of rodent bone by faxitron.</a> Methods in Molecular Biology. , 499-506 (2012).</li><li>Histing, T., 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=Small+animal+bone+healing+models:+Standards,+tips,+and+pitfalls+results+of+a+consensus+meeting.">Small animal bone healing models: Standards, tips, and pitfalls results of a consensus meeting.</a> Bone. 49 (4), 591-599 (2011).</li><li>Lieberman, J. R., 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+effect+of+regional+gene+therapy+with+bone+morphogenetic+protein-2-producing+bone-marrow+cells+on+the+repair+of+segmental+femoral+defects+in+rats.">The effect of regional gene therapy with bone morphogenetic protein-2-producing bone-marrow cells on the repair of segmental femoral defects in rats.</a> The Journal of Bone and Joint Surgery. 81 (7), 905-917 (1999).</li><li>Tsuchida, H., Hashimoto, J., Crawford, E., Manske, P., Lou, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineered+allogeneic+mesenchymal+stem+cells+repair+femoral+segmental+defect+in+rats.">Engineered allogeneic mesenchymal stem cells repair femoral segmental defect in rats.</a> Journal of Orthopaedic Research. 21 (1), 44-53 (2003).</li><li>Jiang, H., 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=Novel+standardized+massive+bone+defect+model+in+rats+employing+an+internal+eight-hole+stainless+steel+plate+for+bone+tissue+engineering.">Novel standardized massive bone defect model in rats employing an internal eight-hole stainless steel plate for bone tissue engineering.</a> Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine. 12 (4), 2162-2171 (2018).</li><li>Baltzer, A. W., 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=Genetic+enhancement+of+fracture+repair:+Healing+of+an+experimental+segmental+defect+by+adenoviral+transfer+of+the+BMP-2+gene.">Genetic enhancement of fracture repair: Healing of an experimental segmental defect by adenoviral transfer of the BMP-2 gene.</a> Gene Therapy. 7 (9), 734-739 (2000).</li><li>Li, 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=Bone+defect+animal+models+for+testing+efficacy+of+bone+substitute+biomaterials.">Bone defect animal models for testing efficacy of bone substitute biomaterials.</a> Journal of Orthopaedic Translation. 3 (3), 95-104 (2015).</li></ol>

نماذج حيوانية صغيرة من إصابات العظام مثل الكسور العظمية كاملة تمكين البحث أن يستكشف آليات تكون العظم، وتقييم إمكانيات العلاجية الحيوية20. تطرح هذه الدراسة الفئران نموذج عيب المجزأ استقرت بالتبعي خارجية مخصصة بسهولة يمكنك استخراج فريق المختبر والهندسة الطبية لإجراء مزيد من ?...

جراحة العظام من الصدمات النفسية تركز على علاج طائفة واسعة من الكسور المعقدة. العظام المجزأ جدلي الحرجة أثبتت العيوب يصعب علاجه طبيا بسبب انخفاض قدرة التجدد في العضلات المحيطة بها والسمحاق، فضلا عن عدم ترجمة الأوعية1. تقنيات المعالجة الحديثة تشمل التثبيت المنطوق مع تطعيم العظم، وتأخر تطعيم العظم (ماسكويليت)، ونقل العظام، والانصهار، أو البتر2،،من34. في معظم المرضى الذين لديهم المتنقلة الدالة الاحتفاظ بعد الصدمات التي مر بها مع أطرافه القاصي يعمل بشكل جيد، وهو إنقاذ أطرافهم وضوح أفضل خيار علاج5. غالباً ما تتطلب علاجات إنقاذ هذه التدخلات الجراحية نظموا خلال دورة علاج طويل. قد اقترح بعض الكتاب أن التثبيت الخارجي أعلى بالمقارنة مع التثبيت الداخلي لهذه التطبيقات بسبب تلف الأنسجة انخفض خلال غرس، انخفض مزروع المساحة السطحية، وزيادة قابلية ضبط بعد العملية الجراحية التبعي6. ومع ذلك، معشاة المحتملين تجري حاليا لمساعدة في توضيح هذا الجدل الداخلية مقابل الخارجية التثبيت في كسور مفتوحة شديدة في الساق7. للأسف، تستمر معدلات المضاعفات وفشل كبير مع العلاج أما المحدد،8،9. أما طريقة العلاج، فيما يتعلق بفقدان العظام القطاعي، الجراح يجب أن يتعامل مع العيوب جدلي قطعي أن تحديات كبيرة. تصحيح العيوب قطعي يجب تحقيق أقصى قدر من الاستقرار العظام وفي نفس الوقت تعزيز10،عملية أوستيوجينيك11.
نظراً لأهمية سريرية، بعد انخفاض حجم، عيوب المجزأ جدلي حاسم الحجم، طراز حيوانية فعالة، واستنساخه أمرا ضروريا لتمكين فرق البحث للنهوض بأساليب العلاج وتحسين النتائج السريرية في نهاية المطاف. يحتاج الباحثون لدراسة في فيفو الفسيولوجية آليات الشفاء في نموذج حيوانات الثديية. على الرغم من وجود هذه نماذج تثبيت الخارجي الفعل12،13،،من1415، ونأمل أن توفر أسلوباً أكثر موثوقية لنقابات العمال في الحيوانات غير المعالجة، وانخفاض التكاليف من خلال اختيار مواد التبعي بأسعار معقولة، ومخطط بروتوكول جراحية واضحة للتطبيق السهل للدراسات المستقبلية. والهدف الأساسي من هذا البروتوكول إنشاء نموذج يمكن الاعتماد عليها واستنساخه لعيب جدلي حاسم في الفئران. وجرى تقييم الإجراء بتقييم الاستقرار والعظام شفاء في قصبة الفئران أكثر من 12 أسبوعا. الأهداف الثانوية التي شملت: صنع نموذج أسعار معقولة كتكلفة فعالة قدر الإمكان، تبسيط النهج الجراحية وتحقيق الاستقرار، وضمان الأخلاقية رعاية الحيوانات. فريق البحوث والمؤلفين أجروا تجارب أولية مع مجموعة من المواد الحيوية المختلفة والعلاجات التجدد المحتملة لتحسين الشفاء في هذا العيب المجزأ.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.9% Sterile Saline</td>
			<td>Baxter</td>
			<td>2F7124</td>
			<td>Used for irrigating wound and rehydration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10% Iodine/Povidone</td>
			<td>Carefusion</td>
			<td>1215016</td>
			<td>Used to prep skin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10% Neutral Buffered Formalin</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89370094</td>
			<td>Used as fixative</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1mm non-threaded kirschner wire</td>
			<td>DePuy Synthes</td>
			<td>VW1003.15</td>
			<td>Sterilized, used for the most proximal pin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1mm threaded kirschner wire</td>
			<td>DePuy Synthes</td>
			<td>VW1005.15</td>
			<td>Sterilized, used for the 3 most distal pin slots</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2x2 gauze</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>4006130</td>
			<td>Sterilized, used to prep skin and absorb blood</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-0 Vicryl Suture</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>4015304</td>
			<td>Used to close muscle and skin layers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-40 x 0.25&#34;,18-8 stainless steel button head cap screws</td>
			<td>Generic</td>
			<td></td>
			<td>External fixator assembly</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4200 Cordless Driver</td>
			<td>Stryker</td>
			<td>OR-S-4200</td>
			<td>Used to drill kirschner wires</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4x4 gauze</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>1219158</td>
			<td>Sterilized, used to absorb blood</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>70 % Ethanol</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Used to prep skin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Baytril</td>
			<td>Bayer Healthcare LLC, Animal health division</td>
			<td>312.10010.3</td>
			<td>Added to water as an antibiotic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cefazolin</td>
			<td>Hikma Pharmaceuticals</td>
			<td>8917156</td>
			<td>Pre-op antibiotic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CleanCap Gaussia Luciferase mRNA (5moU)</td>
			<td>TriLink Biotechnologies</td>
			<td>L-7205</td>
			<td>Modified mRNA encoding for Gaussia Luciferase, keep on ice during use</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coelenterazine native</td>
			<td>NanoLight Technology</td>
			<td>303</td>
			<td>Substrate for Guassia Luciferase, used to assess luciferase activity in vivo</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Double antibiotic ointment</td>
			<td>Johnson &#38; Johnson consumer Inc</td>
			<td>8975432</td>
			<td>Applied to pin sites post-op as wound care</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dual Cut Microblade</td>
			<td>Stryker</td>
			<td>5400-003-410</td>
			<td>Used to create 5mm defect in femur</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethylenediamine Tetraacetic Acid (EDTA)</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>BP120-500</td>
			<td>Used to decalcify bone to prep for histology</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extended Release Buprenorphine</td>
			<td>ZooPharm</td>
			<td></td>
			<td>Used as 3 day pain relief</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fenestrated drapes</td>
			<td>3M</td>
			<td>1204025</td>
			<td>Used to establish sterile field</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Handpiece cord for TPS</td>
			<td>Stryker</td>
			<td>OR-S-5100-4N</td>
			<td>Used to create 5mm defect in femur</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating pad</td>
			<td>K&#38;H Pet Products</td>
			<td>121239</td>
			<td>Rat body temperature maintenance</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hexagonal head screwdriver</td>
			<td>Wiha</td>
			<td>263/1/16 &#34; X 50</td>
			<td>External fixator tightening</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Induction chamber</td>
			<td>Generic</td>
			<td></td>
			<td>Anesthesia for rats</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Infuse collagen sponge with recombinant human Bone Morphogenic Protein-2</td>
			<td>Medtronic</td>
			<td>7510200</td>
			<td>Clinically relevant treatment used as positive control</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Clipper</td>
			<td>10250</td>
			<td>Anesthesia for rats</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IVIS</td>
			<td>Perkin Elmer</td>
			<td>124262</td>
			<td>Bioluminescence imaging modality</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Jig</td>
			<td>Custom</td>
			<td></td>
			<td>Used to place bicortical pins</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lipofectamine MessengerMAX</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>LMRNA003</td>
			<td>mRNA complexing agent that enables mRNA delivery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sensorcaine-MPF (Bupivicane (0.25%) and Epinephrine (1:200,000))</td>
			<td>APP Pharmaceuticals, LLC</td>
			<td>NDC 63323-468-37</td>
			<td>Applied to surgical site for pain relief and vasoconstriction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile water</td>
			<td>Hospira</td>
			<td>8904653</td>
			<td>Used as solvent for cefazolin powder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Titanium external fixator plates</td>
			<td>Custom</td>
			<td></td>
			<td>Prepared in house with scrap titanium and milling machine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Total Performance System (TPS) Console</td>
			<td>Stryker</td>
			<td>OR-S-5100-1</td>
			<td>Used to create 5mm defect in femur</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TPS MicroSaggital Saw</td>
			<td>Stryker</td>
			<td>OR-S-5100-34</td>
			<td>Used to create 5mm defect in femur</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrafocus Faxitron with DXA</td>
			<td>Faxitron</td>
			<td></td>
			<td>High resolution radiographic imaging modality</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Uniprim rat diet</td>
			<td>Envigo</td>
			<td>TD.06596</td>
			<td>Medicated rat diet</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Universal Handswitch for TPS</td>
			<td>Stryker</td>
			<td>OR-S-5100-9</td>
			<td>Used to create 5mm defect in femur</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vetbond Tissue Adhesive</td>
			<td>3M</td>
			<td>1469</td>
			<td>Skin closure</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a reliable and reproducible critical-sized segmental femoral defect model in rats stabilized with a custom external fixator

أبحاث العظام تعتمد اعتماداً كبيرا على نماذج حيوانية لدراسة آليات للعظام شفاء في فيفو ، فضلا عن التحقيق في أساليب علاج جديدة. عيوب قطعي الحجم الحرجة تمثل تحديا لعلاج سريرياً، وجهود البحث يمكن أن تستفيد من نموذج حيوانات صغيرة موثوقة والاسعافية لعيب فخذي المجزأ. في هذه الدراسة، نقدم بروتوكولا جراحي أمثل لخلق عيب 5 مم جدلي حاسم متسقة واستنساخه في عظم الفخذ الفئران استقرت مع التبعي خارجية. الذي قد استقرت بجهاز تكييف التبعي خارجية أوستيكتومي جدلي أجرى باستخدام رقصة مخصصة لوضع 4 بيكورتيكالي أسلاك كيرشنر،. منشار العظام تتأرجح تم استخدامه لإنشاء هذا العيب. أما اسفنجة الكولاجين وحدها أو اسفنجة الكولاجين غارقة في رهبمب-2 كان مزروع في العيب، وشفاء العظام تم رصد أكثر من 12 أسبوعا باستخدام الصور الشعاعية. بعد 12 أسبوعا، كانت التضحية بالفئران، والتحليل النسيجي تم إجراؤها على عنصر التحكم قصت وتعامل قصبة. تشوهات العظام التي تحتوي على فقط الكولاجين الأسفنج أدت إلى غير الأعضاء في الاتحاد، بينما العلاج رهبمب-2 أسفرت عن تشكيل إعادة عرض العظم القاسي وجديدة بيريوستيل. الحيوانات تعافي تماما بعد زرع، والخارجية تثبيت أثبتت نجاحها في تحقيق استقرار العيوب فخذي ما يزيد على 12 أسبوعا. يمكن تطبيق هذا النموذج المبسط الجراحية سهولة دراسة شفاء العظام واختبار الحيوية العظام الجديدة والعلاجات التجدد في فيفو.

تم إجراء عملية جراحية في ساعة واحدة تقريبا بجراح واحد مع مساعدة مساعد واحد. بعد التحسين الجراحية، داخلها، ومضاعفات ما بعد الجراحة تم التقليل إلى حد كبير واستخدام جهاز الرقصة ضمان حجم ثابت (5 × 3 × 3 مم) والتعريب من عيوب فخذي. الفئران الإسعافية الانتعاش التالية مباشرة من الت?...

Watch this Scientific Journal Video about A Reliable and Reproducible Critical-Sized Segmental Femoral Defect Model in Rats Stabilized with a Custom External Fixator at JoVE.com

A Reliable and Reproducible Critical-Sized Segmental Femoral Defect Model in Rats Stabilized with a Custom External Fixator

في فيفو نماذج الثدييات من تشوهات العظام الحرجة الحجم ضرورية للباحثين دراسة آليات الشفاء والعلاجات العظام. نقدم لك هنا، على بروتوكول لإنشاء عيوب استنساخه، القطاعي، فخذي في الفئران التي استقرت باستخدام التثبيت الخارجي.

نموذج موثوق بها واستنساخه الحرجة الحجم القطاعي فخذي عيب في الفئران التي استقرت مع التبعي خارجية المخصصة

Orthopedic research relies heavily on animal models to study mechanisms of bone healing in vivo as well as investigate the new treatment techniques. ...

يستخدم هذا البروتوكول الجراحي نموذج عيب مجزأ ثابت خارجيًا ثابتًا وثابتًا بشكل ثابت خارجيًا لتقييم آليات الشفاء من العظام واستخدام العلاجات التجديدية المحتملة. لقد قمنا بتبسيط عملية جراحية صعبة لإنشاء وتثبيت نموذج عيب العظام المجزأ الذي يمكن الوصول إليه وفعال من حيث التكلفة مع الحفاظ على ملاءمته لدراسات الشفاء الطولية. هذه التقنية هي ترجمة خاصة لعلاج عيوب العظام الهاتية الحرجة الحجم التي قد تستفيد من التثبيت مع التثبيت الخارجي، على الرغم من أن النموذج يتطلب المزيد من الدراسة.لمنع وجود كسر أثناء حفر الدبابيس ، استخدم دورات عالية في الدقيقة وضغطًا منخفضًا لثقب القشرة الجانبي ، ثم تقليل الدوران في الدقيقة للتقدم. بعد إعداد السقالة من العظام morphogenetic البروتين أنبوب العظام الكسب غير المشروع عدة، وفقا لتعليمات الشركة المصنعة، واستخدام مقص معقمة وحاكم معقمة لتقليم الكولاجين الاسفنج لتناسب خمسة بثلاثة من ثلاثة عيب ملليمتر. ثم استخدام حقنة لتوزيع العظام morphogenetic البروتين 2 حل بالتساوي على سطح الاسفنج، حتى يتم امتصاص حجم كامل من الحل.بعد ذلك ، حلق المنطقة المحيطة بالساق الخلفية فأر مُجعر باستخدام الضلع الثالث عشر ، والمخلب الخلفي ، وخطوط الوسط الظهرية والبينيترالية كهوامش ، تليها أربعة فرك متتابعة بالتناوب من الجلد المكشوف مع شاش معقمة غارقة في 10 ٪ بوفيدون اليود والإيثانول 70 ٪. للحث على عيب الفخذ، تمديد الساق حلق من خلال الستائر لزجة واضحة fenestrated، وتغطية مقاعد البدلاء الجراحية في المناشف العقيمة لإنشاء حقل معقمة. Palpate عظم الفخذ واستخدام عدد 15 شفرة لخلق شق anterolateralral من خلال الجلد تمتد من الرضفة إلى أكبر trochanter في عظم الفخذ القريب.بعناية قطع اللفافة الساق الجانبي على طول الحاجز العضلي لفصل العضلات الفاترة من رباعيات في وقت لاحق من أوتار الركبة في وقت لاحق حتى يتعرض عظم الفخذ الجانبي. الحفاظ على شفرة مشرط رقم 15 بالتوازي مع كفاف سطح العظام ، وقطع بلطف العضلات بعيدا عن العظام الكامنة لأداء حذرا ، تشريح الأنسجة اللينة التحسسية الأذينية ، والبدء على السطح الجانبي ، وفضح عظم الفخذ في منتصف diaphysis. استخدام مصعد periosteal لرفع العضلات بعيدا عن العظام المكشوفة كما يتم تشريحها، والمضي قدما حول رمح الفخذ حتى تم تطهيرها من سبعة إلى 10 ملليلتر من داء الداين المركزي من الأنسجة الرخوة من جميع الجوانب.المقبل، وضع دبوس واحد فقط على مستوى epicondyl الجانبي، تليها وضع تدفق رقصة إلى عظم الفخذ البعيدة الجانبي، وإدراج واحد ملليمتر واحد مترابطة طرف سلك Kirschner. المقبل، والحفاظ على موقف من رقصة على العظام، وتحديد حيث سيدخل معظم دبوس أقرب إلى العظام على أساس الثقوب. بعناية موازي لألياف وتر الألوية حسب الحاجة لخلق فجوة صغيرة في الأنسجة للدبوس القريب لتمرير من خلال، والتقليل من الضرر iatrogenic إلى وتر.حفر واحد ملليمتر غير مترابطة ك سلك في الفجوة، ومقارنة ارتفاع دبوس حفر مع دبوس فضفاضة للتأكد من أن دبوس يشارك كل من الكورنيش. الحفاظ على موقف من الرقصة في اتصال مع العظام وحفر اثنين من ملليمتر واحد الخيوط ك الأسلاك، واحد على جانبي موقع عيب في المستقبل، وضمان أن دبابيس إشراك كل من الكورتيص، ووضع مستوى شريط المثبت الخارجي واحد سم فوق الجلد. المسمار بإحكام، وتأمين شريط في مكان، وقصاصة أطوال دبوس الزائدة.ضع ناظرًا منحنيًا صغيرًا حول عظم الفخذ الأمامي والخلفي لحماية الأنسجة الرخوة المحيطة والعضلات وحزمة الأعصاب ، واستخدم شفرة منشار الأقواس المتذبذبة خمسة ملليمترات تقريبًا ، والضوء ، وحتى الضغط ، لإنشاء عيب قطاعي من خمسة ملليمترات بعناية فائقة من خلال الغشاء النصفي المتوسط. دافق الجرح مع 10 ملليلتر من 0.9٪ ملحي طبيعي بعد خلق الخلل، وإدارة 0.1 ملليلتر من 0.25٪ bupivacaine مع الادرينالين إلى الجرح باعتباره مسكن والأوعية الدموية. أدخل سقالة إسفنجية منقوشة للبروتين-2 في العيب، واستخدم خياطة قابلة للامتصاص 4-0 في نمط بسيط متقطع لإغلاق الطائرة العضلية.ثم أغلق طبقة الجلد باستخدام خياطة قابلة للامتصاص 4-0 في نمط تحت الجلد ، ثم الغراء الجلد لإغلاق أي ثغرات حول دبابيس جاحظ ، والحصول على صورة الأشعة الأمامية الخلفية لعظم الفخذ على الفور ، وأربعة أسابيع و 12 بعد الجراحة. عيوب التحكم السلبية التي تحتوي على إسفنج الكولاجين فقط لا تظهر أي دليل على سد هشاشة العظام بين حواف العظام القريبة والعرية. ويمكن رؤية كمية صغيرة من إعادة عرض العظام الجديدة مباشرة المجاورة لحافة عظم الفخذ قطع، في حين أن العيب نفسه يظهر عدم وجود المواد العظمية، ووجود الغضاريف، وبعض الوما الدموية المتبقية.العيوب التي تحتوي على العظام مورفوجينيك البروتين-2 الإسفنج غارقة تظهر شفاء العظام كبيرة في وقت مبكر من أربعة أسابيع بعد الجراحة، كما يتضح من سد قاسية غير شفافة لاسلكيا عبر العيب. بحلول 12 أسبوعا، وقد شكلت ترسبات معدنية جديدة كبيرة في جميع أنحاء عيب. يمكن ملاحظة عظم سفلي جديد كبير في التمدد القاسي من حافة عظم الفخذ المقطوعة وقد تطورت التوابل من العظام المنسوجة والميريالة في جميع أنحاء العيب.وعلاوة على ذلك، لا ينظر إلى ترسب الغضروف. التصوير عن طريق نظام التصوير في في فيفو بعد إزالة المثبت الخارجي يسمح التصور من الخلايا العابرة للإنارة الحيوية داخل العيب. على سبيل المثال، الخلايا في تجويف النخاع الإنارة بعد transfection مع الترميز مرنا معقدة لغاوسيا لوسيفيراس، ويمكن استخدامها لقياس التغيرات البيولوجية في التعبير عن الجينات أو البروتين من الفائدة أثناء عملية الشفاء.وضع دبوس مهم لضمان تثبيت خارجي مستقر ودائم. يجب أن تكون الدبابيس عمودية مباشرة على عظم الفخذ ، وموازاة بعضها البعض ، لتقليل الكسر والعدوى. باستخدام هذا النموذج، يمكن رصد الآليات البيولوجية، مثل تعبيرات بروتينية محددة، لفهم الشفاء بشكل أفضل، كما يمكن اختبار المواد الحيوية أو العلاجات المختلفة للسقالة للفعالية العلاجية.نأمل أن تسمح هذه التقنية للباحثين في المستقبل لدراسة أكثر كفاءة وفعالية شفاء العظام مع التثبيت الخارجي بحيث يمكن ترجمة النتائج إلى النجاحات السريرية المحسنة. تجنب استنشاق الغازات المخدرة، وارتداء معدات الحماية الشخصية المناسبة عند التعامل مع formalin وEDTA، والعناية عند التعامل مع الأدوات الجراحية، وخاصة منشار العظام المثقبة والمتذبذبة.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Creating Two-Dimensional Patterned Substrates for Protein and Cell Confinement

إنشاء ثنائي الأبعاد ركائز منقوشة على الحبس البروتين والخلايا

Microcontact printing provides a rapid, highly reproducible method for the creation of well-defined patterned substrates.1  While microcontact printing ...

Microfluidic Fabrication of Polymeric and Biohybrid Fibers with Predesigned Size and Shape

تصنيع ميكروفلويديك من الألياف البوليمرية والحيوية مع الحجم والشكل المصمم مسبقا

A &#8220;sheath&#8221; fluid passing through a microfluidic channel at low Reynolds number can be directed around another &#8220;core&#8221; stream and ...

A Full Skin Defect Model to Evaluate Vascularization of Biomaterials In Vivo

A Full Skin Defect Model to Evaluate Vascularization of Biomaterials In Vivo

جلد كامل عيب نموذج في تقييم الأوعية الدموية من الحيوية<em&gt; في فيفو</em

Insufficient vascularization is considered to be one of the main factors limiting the clinical success of tissue-engineered constructs. In order to ...

Custom-designed Laser-based Heating Apparatus for Triggered Release of Cisplatin from Thermosensitive Liposomes with Magnetic Resonance Image Guidance

مصمم خصيصا القائم على الليزر التدفئة جهاز لإطلاق الحفز من سيسبلاتين من حساس للحرارة الليبوزومات مع الرنين المغناطيسي الإرشاد صورة

Liposomes have been employed as drug delivery systems to target solid tumors through exploitation of the enhanced permeability and retention (EPR) effect ...

Method and Instrumented Fixture for Femoral Fracture Testing in a Sideways Fall-on-the-Hip Position

الأسلوب والآلية لاعبا أساسيا لكسر فخذي الاختبار في موقع سقوط في الورك جانبية

Mechanical testing of femora brings valuable insights into understanding the contribution of clinically-measureable variables such as bone mineral density ...

An Efficient and Reproducible Protocol for Distraction Osteogenesis in a Rat Model Leading to a Functional Regenerated Femur

وضع بروتوكول فعال وقابل لإعادة الإنتاج لالهاء تكون العظم في نموذج الفئران مما أدى إلى عظم الفخذ المجددة الوظيفية

This protocol describes the use of a newly developed external fixator for distraction osteogenesis in a rat femoral model. Distraction osteogenesis (DO) ...

Fabrication of Custom Agarose Wells for Cell Seeding and Tissue Ring Self-assembly Using 3D-Printed Molds

تلفيق من الآبار المخصصة [اغروس] لبذر الخلية والأنسجة خاتم التجميع الذاتي باستخدام قوالب طباعة 3D

Engineered tissues are being used clinically for tissue repair and replacement, and are being developed as tools for drug screening and human disease ...

Perfusable Vascular Network with a Tissue Model in a Microfluidic Device

بيرفوسابل شبكة الأوعية الدموية مع نموذج أنسجة في جهاز موائع جزيئية

A spheroid (a multicellular aggregate) is regarded as a good model of living tissues in the human body. Despite the significant advancement in the ...

Repressing Gene Transcription by Redirecting Cellular Machinery with Chemical Epigenetic Modifiers

قمع النسخ الجيني قبل إعادة توجيه الأجهزة الخلوية مع المعدلات جينية الكيميائية

Regulation of chromatin compaction is an important process that governs gene expression in higher eukaryotes. Although chromatin compaction and gene ...

A Tripeptide-Stabilized Nanoemulsion of Oleic Acid

نانومولسيون تريبيبتيدي استقرت حمض الأولييك

We describe a method to produce a nanoemulsion composed of an oleic acids-Pt(II) core and a lysine-tyrosine-phenylalanine (KYF) coating (KYF-Pt-NE). The ...