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
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이 작품은 NIH 장비 그랜트 1S10OD023676-01 위스콘신 대학 정형 외과 부서와 재활 및의 대학 및 공중 보건을 통해 제공 하는 추가 지원에 지원 됩니다. UW의 Carbone 암 센터 지원 보조금 P30 CA014520 헤 마틴의 지원에 대 한 그들의 작은 동물 영상 시설, 뿐만 아니라 국립 보건원 훈련 그랜트 5T35OD011078-08의 사용을 인정 하 길. 우리 또한 Musculoskeletal 재생 파트너십의 그들의 지원에 대 한 마이클 및 메리 수 섀 넌을 감사합니다.

이 연구에 사용 된 쥐 동물의 안락사에 대 한 일일 케어 AVMA 지침에 따라 받은: 2013 판16. 기관 동물 관리 및 사용 위원회에서 위스콘신-매디슨 대학 평가 하 고 프로젝트를 시작 하기 전에이 실험 프로토콜을 승인 했다.
1입니다. 동물
<ol><li>무게 약 350 g outbred Sprague-Dawley 남성 쥐를 사용 합니다.</li>
</ol>2. 준비의 뼈 Morphogenetic 단백질-2 (rhBMP-2) ?...

<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>

완전 한 뼈 골절 등 정형 외과 상해의 작은 동물 모델 바이오20의 치료 가능성을 평가 하 고 골의 메커니즘을 탐구 하는 연구를 사용 합니다. 이 연구에서는 쥐 단편 결함 모델 연구소와 생명 공학 팀 로드 베어링 osteosynthetic 뼈 수리의 추가 연구에 대 한 쉽게 재현할 수 있는 사용자 지정 외부 fixator에 의해 안정.
일반적으로 쥐 모델에서 중요 한 크기의 결함을...

정형 외과 외상 수술은 다양 한 복잡 한 골절 치료에 중점을 둡니다. 결함의 실패 뿐만 아니라 주변 근육과 감소 재생 능력 때문에 임상 치료 하기 어려운 입증 했다 중요 한 diaphyseal 단편 뼈 지역화 신생1. 현대 치료 기법으로 뼈 접목 수술 고정, 지연 (Masquelet) 뼈 접목, 뼈 전송, 융합, 또는 절단2,,34. 잘 작동 원심 사지와 그들의 외상 후 보존 하는 보 행 기능 대부분의 환자에서 다리 구조는 명확 하 게 더 나은 치료 옵션5입니다. 이러한 구조 치료는 종종 긴 치료 과정을 통해 단계적된 수술 개입을 필요합니다. 몇몇 저자는 외부 고정은의 증가 수술 후 조정와 내부 고정 감소 조직 손상으로 인해 이러한 응용 프로그램에 대 한 감소 하는 이식 시 이식 표면적, 우수한 제안 fixator6. 그러나, 장래 무작위로 고른된 통제 되는 예는 현재 진행이 논쟁의 경골7의 심각한 오픈 골절 외부 고정 대 내부를 명확히입니다. 불행히도, 어느 치료 선택, 중요 한 합병증 및 실패 속도 유지8,9. 단편 뼈 손실에 관하여 치료 방법 중 하나는 외과 의사 해야 합니다 중요 한 과제가 단편 diaphyseal 결함으로 다 투 다. 단편 결함의 수정 뼈 안정화를 극대화 하 고 동시에 osteogenic 과정10,11을 강화 해야 합니다.
임상 중요성, 아직 중요 한 크기 diaphyseal 단편 결함의 낮은 볼륨으로 인해 효과적, 재현할 수 동물 모델은 사전 처리 기술 및 궁극적으로 임상 결과 개선 연구 팀을 활성화 하는 데 필요한. 연구원은 생체 내에서 생리 치료 메커니즘 포유류 동물 모델에서 공부 해야 합니다. 외부 고정 이미의 같은 모델12,13,,1415존재, 비-조합 치료 동물의 선택을 통해 감소 비용에 대 한 더 신뢰할 수 있는 방법을 제공 하겠습니다. 저렴 한 fixator 자료, 그리고 미래의 연구를 쉽게 응용 프로그램에 대 한 간단한 수술 프로토콜 개요. 이 프로토콜의 주요 목표 쥐에서 중요 한 diaphyseal 결함의 안정적이 고 재현 가능한 모델을 확립 하는 것입니다. 절차는 안정화 및 뼈 쥐 화관에서 12 주 이상 치료를 평가 하 여 평가 되었습니다. 포함 하는 보조 목표: 윤리적인 동물 들 외과 접근 및 안정화, 단순화 하 고, 효과적인 비용으로 저렴 한 모델을 만들기. 저자와 연구 팀 다른 생체 재료 및이 단편 결함에서 치유 개선에 잠재적인 재생 치료의 범위와 예비 실험을 실시.

<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

정형 외과 연구 vivo에서 치유 하는 뼈의 메커니즘을 연구 하 고 새로운 치료 기술을 조사 동물 모델에 크게 의존 합니다. 임계 크기 단편 결함 임상, 치료를 도전 그리고 연구 노력 단편 대 퇴 결함의 안정적이 고 외래 작은 동물 모델에서 혜택을 받을 수 있습니다. 이 연구에서 우리는 외부 fixator를 안정화 하는 쥐 대 퇴 골에 5mm 중요 한 diaphyseal 결함의 일관 되 고 재현 가능한 창조에 대 한 최적화 된 수술 프로토콜을 제시. Diaphyseal ostectomy 4 Kirschner 전선을 bicortically를 사용자 정의 지 그를 사용 하 여 어떤 적응된 외부 fixator 장치와 안정 되었다 수행 되었다. 진동 뼈 톱 결함을 만드는 데 사용 되었다. 혼자 콜라겐 스폰지 또는 rhBMP-2에 배어 콜라겐 스폰지는 결함으로 이식 했다 하 고 치유 하는 뼈 검사를 사용 하 여 12 주 동안 모니터링 했습니다. 12 주 후 쥐 희생 했다, 그리고 조직학 분석 삭제 제어에 수행한 화관을 취급. RhBMP-2 치료 개장 periosteal 비정 하 고 새로운 뼈의 형성을 굴복 하는 동안 뼈 결함만 콜라겐 스폰지 포함 된 비-연합, 결과. 동물 이식, 후 잘 복구 하 고 외부 고정 안정화 대 퇴 결함 12 주 이상에서 성공 입증. 이 합리적인된 수술 모델 뼈 치유를 연구 하 고 새로운 정형 외과 바이오 소재 및 재생 치료 비보테스트를 쉽게 적용할 수 있습니다.

수술 한 조 수의 도움으로 한 외과 의사에 의해 약 1 시간에 수행 되었습니다. 수술 최적화 후 내부-수술 후 합병증 크게 최소화 했다 고 일관성 있는 크기 (5 x 3 x 3 m m) 및 대 퇴 결함의 지역화 보장 지 그 장치를 사용. 쥐 마 취에서 외래 즉시 다음 복구 되었고 어떤 변경 된 행동 패턴;는 나타나지 않았다 그들의 걸음 걸이, antalgic 되었고 그들은 외부 fixator에 의해 방해 하 고...

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

Vivo에서 포유류 모델의 중요 한 크기의 뼈 결함 치유 메커니즘 및 정형 외과 치료를 공부 하는 연구원을 위한 필수적입니다. 여기, 우리는 외부 고정을 사용 하 여 안정화 하는 쥐에 재현, 단편, 대 퇴 결함의 생성에 대 한 프로토콜을 소개 합니다.

사용자 지정 외부 Fixator를 안정화 하는 쥐에서 안정적이 고 재현 가능한 크기의 중요 한 단편 대 퇴 결함 모델

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

이 수술 프로토콜은 뼈의 치유 메커니즘과 잠재적 인 재생 치료의 사용을 평가하기 위해 일관되고 재현 가능한 외부 고정 세그먼트 결함 모델을 사용합니다. 우리는 세로 치유 연구에 적합한 유지하면서 접근 가능하고 비용 효율적인 세그먼트 뼈 결함 모델의 생성 및 안정화를위한 도전적인 수술을 간소화했습니다. 이 기술은 모델이 추가 연구를 필요로하지만, 외부 고정안정화에서 혜택을 누릴 수있는 외상성 중요한 크기의 diaphysial 뼈 결함의 치료에 특히 번역할 수 있습니다.핀을 드릴링하는 동안 골절을 방지하려면 분당 높은 회전과 낮은 압력을 사용하여 측면 피질을 뚫은 다음 분당 회전을 줄여 진행합니다. 제조 자의 지시에 따라 뼈 형태 유전학 단백질 튜브 뼈 이식 키트에서 스캐폴드를 준비 한 후, 멸균 가위와 멸균 눈금자를 사용하여 콜라겐 스폰지를 5~ 3 mm 결점으로 조정합니다. 그런 다음 주사기를 사용하여 골격 형태유전학 단백질-2 용액을 스폰지 표면 전체에 고르게 분배하고, 용액의 전체 부피가 흡수될 때까지 분배한다.다음으로, 13번째 리브, 뒷발, 등및 복부 미드라인을 사용하여 마취된 쥐의 뒷다리 주변을 여백으로 면도한 다음, 노출된 피부의 4개의 순차번질 스크럽을 10%의 포비도요오드와 70%에탄올에 담근 멸균 거즈로 닦아넣습니다. 대퇴골 결함을 유도하기 위해, 회향된 투명 끈적한 커튼을 통해 면도된 다리를 확장하고, 멸균 수건으로 수술용 벤치를 덮어 멸균 장을 만듭니다. 대퇴골을 찌르고 숫자 15 블레이드를 사용하여 슬개골에서 근해 대퇴골의 더 큰 트로챈터까지 이어지는 피부를 통해 전방 절개를 만듭니다.근육 간 중격을 따라 측면 다리 근막을 조심스럽게 절개하여 측면 대퇴골이 노출될 때까지 사두근의 광대한 측면 근육을 햄스트링과 앞쪽으로 분리합니다. 뼈 표면의 윤곽에 평행한 숫자 15 메스 블레이드를 유지, 부드럽게 신중을 수행하기 위해 기본 뼈에서 근육을 잘라, 외상성 외측 연조직 해부를 수행하고, 측면 표면에 시작, 중간 diaphysis에서 대퇴골을 노출. periosteal 엘리베이터를 사용하여 노출된 뼈에서 근육을 들어 올리고 중앙 당뇨병의 7~10밀리터가 모든 면에서 연조직을 지워질 때까지 대퇴샤프트 주위를 진행합니다.다음으로, 측면 에픽톤딜 의 수준에 핀 1개를 놓고, 측면 탈모대에게 지그 플러시를 배치하고, 1밀리미터 나사 팁 Kirschner 와이어 를 삽입합니다. 다음으로, 뼈에 지그의 위치를 유지, 가장 근접 핀이 지그 구멍에 따라 뼈를 입력 하는 위치를 식별 합니다. 근위 핀이 통과하는 조직에 작은 간격을 생성하여 힘줄에 대한 이단성 손상을 최소화하기 위해 필요에 따라 둔부 힘줄의 섬유와 평행을 신중하게 절개합니다.1밀리미터 비나사드 k-와이어를 틈새에 드릴링하고 드릴핀의 높이를 느슨한 핀과 비교하여 핀이 두 코르티스를 모두 관여하는지 확인합니다. 뼈와 접촉하는 지그의 위치를 유지하고 두 개의 1mm 나사 k-와이어를 드릴, 미래의 결함 부위의 양쪽에 하나, 핀이 두 코르티스를 모두 참여 보장하고, 외부 고정 기 바 수준을 피부 위에 1 센티미터 배치. 단단히 나사, 장소에 막대를 잠그고, 초과 핀 길이를 잘라.전방 및 후방 대퇴골 주위에 작은 곡선 리트랙터를 배치하여 주변 연조직, 근육 및 신경 혈관 번들을 보호하고 약 5mm 척진동 톱날과 빛, 심지어 압력을 사용하여 중간 투아질증을 통해 5밀리미터 세그먼트 결함을 매우 신중하게 생성합니다. 결함을 생성 한 후 0.9 %의 정상 식염수의 10 밀리리터로 상처를 플러시하고, 진통 및 혈관 수축기로 상처에 에피네프린과 0.25 %의 0.1 밀리리터를 투여합니다. 뼈 형태 유전학 단백질-2 젖은 스폰지 스캐폴드를 결함에 삽입하고 간단한 중단 패턴에 4-0 흡수성 봉합사를 사용하여 근육 평면을 닫습니다.그런 다음 달리는 피하 패턴에서 4-0 흡수 성 봉합사를 사용하여 피부 층을 닫은 다음 피부 접착제를 사용하여 돌출 핀 주위의 틈새를 닫고 대퇴골의 전방 후방 방사선 이미지를 즉시 얻고 수술 후 4 주 및 12 주를 얻습니다. 콜라겐 스폰지만 함유한 부정적인 제어 결함은 근해와 황실 뼈 가장자리 사이에 골발생을 연결하는 증거를 보여주지 않습니다. 소량의 새로운 뼈 리모델링은 절단 대퇴골 가장자리에 직접 인접하여 볼 수 있으며 결함 자체는 뼈 성 물질의 부족, 연골의 존재 및 일부 잔류 혈종의 존재를 보여줍니다.뼈 형태 유전학 단백질-2 젖은 스폰지를 포함 하는 결함 은 수술 후 4 주 일찍 중요 한 뼈 치유를 보여줍니다., 결함을 통해 방사성 냉담 브리징에 의해 입증. 12 주까지, 중요한 새로운 광물 증착은 결함 전반에 걸쳐 형성되었습니다. 중요한 새로운 periosteal 뼈는 절단 대퇴골 가장자리에서 연장 냉담에서 관찰 될 수 있으며 짠 및 라멜라 뼈의 스파이컬은 결함 전반에 걸쳐 개발되었습니다.또한 연골 증착은 보이지 않습니다. 외부 고정기의 제거 후에 생체 내 이미징 시스템을 통해 화상 진찰은 결함 내의 생물 발광 전도 세포의 시각화를 허용합니다. 예를 들어, 수질 공동의 세포는 가우시아 루시포라아를 위한 복잡한 mRNA 인코딩을 통한 트랜스펙트 후 발광하고, 치유 과정에서 관심 있는 유전자 또는 단백질의 발현에 있는 생물학적 변화를 측정하는 데 사용될 수 있었다.핀 배치는 안정적이고 지속적인 외부 고정을 보장하는 데 중요합니다. 핀은 파손과 감염을 최소화하기 위해 대퇴골에 직접 수직이고 서로 평행해야 합니다. 이 모델을 이용하여, 특정 단백질 발현과 같은 생물학적 메커니즘은 치유를 더 잘 이해하기 위해 모니터링될 수 있으며, 상이한 스캐폴드 생체 재료 또는 치료법은 또한 치료 효능을 시험할 수 있다.우리는 이 기술이 미래 연구원이 그들의 사실 인정이 향상된 임상 성공으로 번역될 수 있도록 외부 고정으로 정형 외과 치유를 보다 효율적이고 효과적으로 연구할 수 있기를 바랍니다. 마취 가스를 흡입하지 말고, 포르말린과 EDTA를 취급할 때 적절한 개인 보호 장비를 착용하고, 수술 기구, 특히 드릴 및 진동 뼈 톱을 다룰 때 주의하십시오.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Creating Two-Dimensional Patterned Substrates for Protein and Cell Confinement

단백질과 세포 교도소에 대한 2 차원 문양의 기판 만들기

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

연구

생체공학

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

미리 설계된 크기와 모양의 중합체 및 바이오 하이브리드 섬유의 미세 유체 제조

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

전체 피부 결함 모델은 생체의 혈관 신생을 평가하기<em&gt; 생체</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

자기 공명 이미지 지침에 열성 리포좀에서 시스플라틴의 트리거 된 릴리스를위한 맞춤 설계 레이저 기반의 가열 장치

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

방법 및 대 퇴 골절 옆으로을-에서--엉덩이 위치에서 테스트를 위해 계측된 설비

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

주의 골 기능 재생성 된 대 퇴 골으로 이어지는 쥐 모델에 대 한 효율적이 고 재현 가능한 프로토콜

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

셀 시드를 위한 사용자 지정 Agarose 우물 및 자기 조립 금형 3D 인쇄를 사용 하 여 조직 반지 제작

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

미세 소자에서 조직 모델 perfusable 혈관 네트워크

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

세포질 기계 화학 Epigenetic 한정자를 리디렉션하여 억압 유전자 전사

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

올레산의 Tripeptide 안정 Nanoemulsion

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 ...