Name: a mini-invasive internal fixation technique for studying immobilization-induced knee flexion contracture in rats
Uploaded: 2019-05-20T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Mini-Invasive Internal Fixation Technique for Studying Immobilization-Induced Knee Flexion Contracture in Rats at JoVE.com

Ces travaux ont été soutenus par des subventions de la National Natural Science Foundation of China (no 81772368), de la Natural Science Foundation of Guangdong Province (No. 2017A030313496) et du Guangdong Provincial Science and Technology Plan Project (No. 2016A020215225; No 2017B090912007). Les auteurs remercient le Dr Fei Zhang, M.D. du Département de chirurgie orthopédique, Le huitième hôpital affilié de l'Université Sun Yat-sen pour son assistance technique lors de la modification.

Toutes les procédures ont été effectuées conformément au Guide pour l'entretien et l'utilisation des animaux de laboratoire et ont été approuvées par le troisième hôpital affilié de l'Université Sun Yat-sen comité institutionnel de soins et d'utilisation des animaux (numéro d'autorisation : 02-165-01). Toutes les expériences animales ont été réalisées selon les directives de l'ARRIVE.
1. Préparation préopératoire
REMARQUE : L...

<ol>
	<li>Akeson, W. H., Amiel, D., Woo, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immobility+effects+on+synovial+joints+the+pathomechanics+of+joint+contracture.">Immobility effects on synovial joints the pathomechanics of joint contracture.</a> Biorheology. 17 (1-2), 95-110 (1980).</li><li>Trudel, G., Uhthoff, H. K., Brown, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extent+and+direction+of+joint+motion+limitation+after+prolonged+immobility:+an+experimental+study+in+the+rat.">Extent and direction of joint motion limitation after prolonged immobility: an experimental study in the rat.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 80 (12), 1542-1547 (1999).</li><li>Arsoy, D., 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=Joint+contracture+is+reduced+by+intra-articular+implantation+of+rosiglitazone-loaded+hydrogels+in+a+rabbit+model+of+arthrofibrosis.">Joint contracture is reduced by intra-articular implantation of rosiglitazone-loaded hydrogels in a rabbit model of arthrofibrosis.</a> Journal of Orthopaedic Research. , (2018).</li><li>Glaeser, J. D., 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=Anti-Inflammatory+Peptide+Attenuates+Edema+and+Promotes+BMP-2-Induced+Bone+Formation+in+Spine+Fusion.">Anti-Inflammatory Peptide Attenuates Edema and Promotes BMP-2-Induced Bone Formation in Spine Fusion.</a> Tissue Engineering. Part A. , (2018).</li><li>Fergusson, D., Hutton, B., Drodge, 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+epidemiology+of+major+joint+contractures:+a+systematic+review+of+the+literature.">The epidemiology of major joint contractures: a systematic review of the literature.</a> Clinical Orthopaedics and Related Research. 456, 22-29 (2007).</li><li>Wong, K., Trudel, G., Laneuville, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninflammatory+Joint+Contractures+Arising+from+Immobility:+Animal+Models+to+Future+Treatments.">Noninflammatory Joint Contractures Arising from Immobility: Animal Models to Future Treatments.</a> BioMed Research International. 2015, 848290 (2015).</li><li>Clavet, H., Hebert, P. C., Fergusson, D., Doucette, S., Trudel, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Joint+contracture+following+prolonged+stay+in+the+intensive+care+unit.">Joint contracture following prolonged stay in the intensive care unit.</a> CMAJ : Canadian Medical Association Journal. 178 (6), 691-697 (2008).</li><li>Dehail, P., 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=Joint+contractures+and+acquired+deforming+hypertonia+in+older+people:+Which+determinants?.">Joint contractures and acquired deforming hypertonia in older people: Which determinants?.</a> Annals of Physical and Rehabilitation Medicine. , (2018).</li><li>Watanabe, M., Kojima, S., Hoso, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+low-intensity+pulsed+ultrasound+therapy+on+a+rat+knee+joint+contracture+model.">Effect of low-intensity pulsed ultrasound therapy on a rat knee joint contracture model.</a> Journal of Physical Therapy Science. 29 (9), 1567-1572 (2017).</li><li>Goto, K., 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=Development+and+progression+of+immobilization-induced+skin+fibrosis+through+overexpression+of+transforming+growth+factor-ss1+and+hypoxic+conditions+in+a+rat+knee+joint+contracture+model.">Development and progression of immobilization-induced skin fibrosis through overexpression of transforming growth factor-ss1 and hypoxic conditions in a rat knee joint contracture model.</a> Connective Tissue Research. 58 (6), 586-596 (2017).</li><li>Sasabe, 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=Effects+of+joint+immobilization+on+changes+in+myofibroblasts+and+collagen+in+the+rat+knee+contracture+model.">Effects of joint immobilization on changes in myofibroblasts and collagen in the rat knee contracture model.</a> Journal of Orthopaedic Research. 35 (9), 1998-2006 (2017).</li><li>Sakakima, H., Yoshida, Y., Sakae, K., Morimoto, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Different+frequency+treadmill+running+in+immobilization-induced+muscle+atrophy+and+ankle+joint+contracture+of+rats.">Different frequency treadmill running in immobilization-induced muscle atrophy and ankle joint contracture of rats.</a> Scandinavian Journal of Medicine &amp; Science in Sports. 14 (3), 186-192 (2004).</li><li>Nagai, 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=Contributions+of+biarticular+myogenic+components+to+the+limitation+of+the+range+of+motion+after+immobilization+of+rat+knee+joint.">Contributions of biarticular myogenic components to the limitation of the range of motion after immobilization of rat knee joint.</a> BMC Musculoskeletal Disorders. 15, 224 (2014).</li><li>Matsuzaki, T., Yoshida, S., Kojima, S., Watanabe, M., Hoso, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+ROM+Exercise+on+the+Joint+Components+during+Immobilization.">Influence of ROM Exercise on the Joint Components during Immobilization.</a> Journal of Physical Therapy Science. 25 (12), 1547-1551 (2013).</li><li>Kaneguchi, A., Ozawa, J., Kawamata, S., Yamaoka, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+arthrogenic+joint+contracture+as+a+result+of+pathological+changes+in+remobilized+rat+knees.">Development of arthrogenic joint contracture as a result of pathological changes in remobilized rat knees.</a> Journal of Orthopaedic Research. 35 (7), 1414-1423 (2017).</li><li>Hargreaves, D. G., Drew, S. J., Eckersley, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kirschner+wire+pin+tract+infection+rates:+a+randomized+controlled+trial+between+percutaneous+and+buried+wires.">Kirschner wire pin tract infection rates: a randomized controlled trial between percutaneous and buried wires.</a> Journal of Hand Surgery. 29 (4), 374-376 (2004).</li><li>Trudel, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differentiating+the+myogenic+and+arthrogenic+components+of+joint+contractures.+An+experimental+study+on+the+rat+knee+joint.">Differentiating the myogenic and arthrogenic components of joint contractures. An experimental study on the rat knee joint.</a> International Journal of Rehabilitation Research. 20 (4), 397-404 (1997).</li><li>Evans, E. B., Eggers, G. W. N., Butler, J. K., Blumel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+Immobilization+and+Remobilization+of+Rat+Knee+Joints.">Experimental Immobilization and Remobilization of Rat Knee Joints.</a> Journal of Bone and Joint Surgery. 42 (5), 737-758 (1960).</li><li>Hagiwara, 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=Expression+patterns+of+collagen+types+I+and+III+in+the+capsule+of+a+rat+knee+contracture+model.">Expression patterns of collagen types I and III in the capsule of a rat knee contracture model.</a> Journal of Orthopaedic Research. 28 (3), 315-321 (2010).</li><li>Trudel, G., Uhthoff, H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contractures+secondary+to+immobility:+is+the+restriction+articular+or+muscular?+An+experimental+longitudinal+study+in+the+rat+knee.">Contractures secondary to immobility: is the restriction articular or muscular? An experimental longitudinal study in the rat knee.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 81 (1), 6-13 (2000).</li><li>Hagiwara, 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=Increased+elasticity+of+capsule+after+immobilization+in+a+rat+knee+experimental+model+assessed+by+scanning+acoustic+microscopy.">Increased elasticity of capsule after immobilization in a rat knee experimental model assessed by scanning acoustic microscopy.</a> Upsala Journal of Medical Sciences. 111 (3), 303-313 (2006).</li><li>Adelsperger, A. R., Bigiarelli-Nogas, K. J., Toore, I., Goergen, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+a+Low-flow+Digital+Anesthesia+System+for+Mice+and+Rats.">Use of a Low-flow Digital Anesthesia System for Mice and Rats.</a> Journal of Visualized Experiments. (115), (2016).</li><li>Trudel, G., O'Neill, P. A., Goudreau, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+mechanical+arthrometer+to+measure+knee+joint+contracture+in+rats.">A mechanical arthrometer to measure knee joint contracture in rats.</a> IEEE Transactions On Rehabilitation Engineering. 8 (1), 149-155 (2000).</li><li>Campbell, T. 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=Using+a+Knee+Arthrometer+to+Evaluate+Tissue-specific+Contributions+to+Knee+Flexion+Contracture+in+the+Rat.">Using a Knee Arthrometer to Evaluate Tissue-specific Contributions to Knee Flexion Contracture in the Rat.</a> Journal of Visualized Experiments. (141), (2018).</li><li>Moriyama, 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=Alteration+of+knee+joint+connective+tissues+during+contracture+formation+in+spastic+rats+after+an+experimentally+induced+spinal+cord+injury.">Alteration of knee joint connective tissues during contracture formation in spastic rats after an experimentally induced spinal cord injury.</a> Connective Tissue Research. 48 (4), 180-187 (2007).</li><li>Onoda, 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=Joint+haemorrhage+partly+accelerated+immobilization-induced+synovial+adhesions+and+capsular+shortening+in+rats.">Joint haemorrhage partly accelerated immobilization-induced synovial adhesions and capsular shortening in rats.</a> Knee Surgery, Sports Traumatology, &amp; Arthroscopy. 22 (11), 2874-2883 (2014).</li><li>Trudel, G., Jabi, M., Uhthoff, H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Localized+and+adaptive+synoviocyte+proliferation+characteristics+in+rat+knee+joint+contractures+secondary+to+immobility.">Localized and adaptive synoviocyte proliferation characteristics in rat knee joint contractures secondary to immobility.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 84 (9), 1350-1356 (2003).</li><li>Jiang, 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=Endoplasmic+reticulum+stress-dependent+ROS+production+mediates+synovial+myofibroblastic+differentiation+in+the+immobilization-induced+rat+knee+joint+contracture+model.">Endoplasmic reticulum stress-dependent ROS production mediates synovial myofibroblastic differentiation in the immobilization-induced rat knee joint contracture model.</a> Experimental Cell Research. 369 (2), 325-334 (2018).</li><li>Pithioux, 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=An+Efficient+and+Reproducible+Protocol+for+Distraction+Osteogenesis+in+a+Rat+Model+Leading+to+a+Functional+Regenerated+Femur.">An Efficient and Reproducible Protocol for Distraction Osteogenesis in a Rat Model Leading to a Functional Regenerated Femur.</a> Journal of Visualized Experiments. (128), (2017).</li></ol>

Cette étude visait à élucider une méthode d'immobilisation articulaire du genou étape par étape à l'aide d'une technique mini-invasive qui permet une réadaptation postopératoire rapide chez les animaux après la chirurgie. Conventionnellement, l'approche de séparation de muscle-écart est pensée pour être une technique mini-invasive dans la chirurgie orthopédique. Comme prévu, nous avons constaté que les rats peuvent revenir à un régime alimentaire normal et les activités juste un jour postopératoireme...

Les contractures conjointes sont définies comme une restriction dans l'aire de répartition passive du mouvement (ROM) d'une articulation diarthrodiadiale1,2. Les thérapies actuelles visant à prévenir et à traiter la contracture articulaire ont obtenu un certain succès3,4. Cependant, le mécanisme moléculaire sous-jacent de la contracture articulaire acquise reste largement inconnu5. L'étiologie des contractures articulaires dans différentes communautés sociales est très diversifiée et comprend des facteurs génétiques, des états post-traumatiques, des maladies chroniques et une immobilité prolongée6. Il est largement admis que l'immobilité est une question cruciale dans le développement de la contracture conjointe acquise7. Les personnes qui souffrent d'une contracture articulaire importante peuvent en fin de compte entraîner une incapacité physique8. Ainsi, un modèle animal stable et reproductible est nécessaire pour étudier les mécanismes pathophysiologiques potentiels de la contracture articulaire acquise.
Les modèles de contracture articulaire du genou actuellement construits induits par l'immobilisation sont principalement réalisés en utilisant des moulages en plâtre non invasifs, des fixations externes et des fixations internes. Watanabe et coll. ont signalé la possibilité d'utiliser l'immobilisation de plâtre sur les articulations du genou de rat9. En portant une veste spéciale, un côté de l'articulation du membre inférieur du rat est immobilisé par un plâtre. L'articulation du genou rat peut rester entièrement fléchis sans aucun traumatisme chirurgical10,11. Cependant, les mouvements articulaires de hanche et de cheville sont également affectés par cette forme d'immobilisation, qui peut augmenter le degré d'atrophie de muscle dans le femoris de quadriceps ou le gastrocnemius12. En outre, l'œdème et la congestion des membres postérieurs doivent être évités en remplaçant la fonte aux points fixes, ce qui peut affecter la continuité de l'immobilité. Une autre méthode acceptée pour l'établissement d'un modèle de contracture articulaire du genou est l'utilisation de fixation chirurgicale externe. Nagai et coll. ont combiné le fil kirschner et le fil d'acier dans un fixateur externe, ce qui a immobilisé l'articulation du genou à environ 140 degrés de flexion13. Dans cette méthode, une résine est utilisée pour couvrir la surface pour prévenir les égratignures cutanées. Bien que l'immobilisation de fixation externe soit robuste et fiable14,15, percutané Kirschner pistes broches de fil peut augmenter le risque d'infection16. Dans notre propre expérience, l'utilisation de la technique de fixation externe peut réduire l'activité quotidienne des rats en raison d'une augmentation du comportement de lécher conditionné.
Par ailleurs, Trudel et coll. ont décrit un modèle bien accepté de contracture articulaire dans l'articulation du genou du rat à partir d'une fixation interne chirurgicale17 (cette méthode a été modifiée par rapport à celle utilisée par Evans et ses collègues18). Notamment, cette méthode souligne l'importance d'utiliser une technique de mini-incision pour minimiser les plaies chirurgicales. Le développement efficace de la contracture conjointe a été prouvé dans ce modèle19. Cependant, le protocole sur la façon d'effectuer une dissection minimale pour exposer la surface osseuse n'est pas encore clair20. En outre, la position précise où la vis est de forage n'est pas entièrement comprise. L'implantation de la fixation interne par une voie sous-cutanée ou submusculaire est encore controversée21. Pour résoudre ces problèmes, nous avons modifié cette méthode en incluant un modus approprié de séparation de muscle-écart, qui permet une exposition mini-invasive de la surface d'os et le placement de l'implantation par un canal submusculaire. Ce protocole a mené à la réadaptation postopératoire rapide chez les rats après chirurgie. Les animaux ont développé une gamme limitée de mouvement commun après immobilisation commune, qui était compatible aux changements morphologiques de l'adhérence capsulaire obtenues de l'analyse histologique. Nous décrivons également un emplacement exact possible des vis forées comme confirmé par l'analyse de rayon X ou l'analyse de micro-CT. Ainsi, cette étude visait à décrire en détail une technique mini-invasive dans un modèle de contracture articulaire du genou qui a été établi par un modus de séparation de muscle-écart combiné avec une méthode de mini-incision. Nous croyons que les techniques mini-invasives peuvent à la fois réduire les traumatismes animaux et imiter efficacement le processus pathologique de la contracture de flexion articulaire.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:591px;" width="589">
	<tbody>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:63px;width:223px;">Anerdian</td>
			<td style="width:73px;">Shanghai Likang Ltd.</td>
			<td style="width:123px;">310173</td>
			<td style="width:172px;">antibacterial</td>
		</tr>
		<tr height="104">
			<td height="104" style="height:104px;width:223px;">Buprenorphine&#160;</td>
			<td style="width:73px;">Shanghai Shyndec Pharmaceutical Ltd.</td>
			<td style="width:123px;">/</td>
			<td style="width:172px;">analgesia&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Carprofen</td>
			<td style="width:73px;">MCE</td>
			<td style="width:123px;">HY-B1227</td>
			<td style="width:172px;">analgesia&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Cross screwdriver</td>
			<td style="width:73px;">STANLEY</td>
			<td style="width:123px;">PH0*125mm</td>
			<td style="width:172px;">tighten the screws</td>
		</tr>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:63px;width:223px;">Electric drill</td>
			<td style="width:73px;">WEGO</td>
			<td style="width:123px;">185</td>
			<td style="width:172px;">drill hole(with stainless steel drill 0.9mm;1.0mm)</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:223px;">Microsurgical instruments</td>
			<td style="width:73px;">RWD</td>
			<td style="width:123px;">/</td>
			<td style="width:172px;">Orthopaedic surgical instruments for animals</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Neomycin</td>
			<td style="width:73px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">N6386</td>
			<td style="width:172px;">antibacterial</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Sodium pentobarbital</td>
			<td style="width:73px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">P3761</td>
			<td style="width:172px;">&#160;anaesthetize</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:223px;">Stainless Steel screws</td>
			<td style="width:73px;">WEGO</td>
			<td style="width:123px;">m1.4*8; m1.2*6</td>
			<td style="width:172px;">screw(part of internal fixation)&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:63px;width:223px;">Syringe&#160;</td>
			<td style="width:73px;">WEGO</td>
			<td style="width:123px;">3151474</td>
			<td style="width:172px;">use for plastic plate(part of internal fixation)&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">&#956;-CT&#160;</td>
			<td style="width:73px;">ALOKA</td>
			<td style="width:123px;">Latheta LCT-200</td>
			<td style="width:172px;">in vivo CT scan</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a mini-invasive internal fixation technique for studying immobilization-induced knee flexion contracture in rats

La contracture articulaire, résultant d'une immobilisation articulaire prolongée, est une complication commune dans l'orthopédie. Actuellement, l'utilisation d'une fixation interne pour restreindre la mobilité des articulations du genou est un modèle largement accepté pour générer une contracture expérimentale. Cependant, l'application d'implantation causera inévitablement le trauma chirurgical aux animaux. Visant à développer une approche moins invasive, nous avons combiné un modus de séparation de muscle-écart avec une compétence précédemment rapportée de mini-incision pendant l'intervention chirurgicale : deux mini incisions de peau ont été faites sur la cuisse et la jambe latérales, suivies en exécutant l'exécution de muscle-écart séparation pour exposer la surface osseuse. L'articulation du genou du rat a été progressivement immobilisée par une fixation interne préconstruite à environ 135 degrés de flexion du genou sans interférer entre les nerfs essentiels ou les vaisseaux sanguins. Comme prévu, cette technique simple permet une réadaptation postopératoire rapide chez les animaux. La position correcte de la fixation interne a été confirmée par une analyse de radiographie ou de micro-CT. L'ordre de mouvement a été sensiblement restreint dans l'articulation immobilisée de genou que celle observée dans l'articulation contralatérale de genou démontrant l'efficacité de ce modèle. En outre, l'analyse histologique a indiqué le développement du dépôt fibreux et de l'adhérence dans la capsule postérieure-supérieure d'articulation de genou au fil du temps. Ainsi, ce modèle mini-invasif peut être approprié pour imiter le développement de la contracture immobilisée d'articulation de genou.

Nous avons observé que les rats ont reçu la chirurgie mini-invasive peut retourner au régime régulier juste un jour postopératoirement. En particulier, l'incision chirurgicale a marqué sans exsudation (Figure 5a). L'enflure de la cheville et des articulations métacarpophalangeales dans le membre postérieur opératoire a presque entièrement disparu deux jours après l'opération (Figure 5b) par rapport au côté contralat...

Watch this Scientific Journal Video about A Mini-Invasive Internal Fixation Technique for Studying Immobilization-Induced Knee Flexion Contracture in Rats at JoVE.com

A Mini-Invasive Internal Fixation Technique for Studying Immobilization-Induced Knee Flexion Contracture in Rats

Une technique de fixation interne mini-invasive pour étudier la contracture de flexion du genou induite par l'immobilisation chez les rats

Ici, nous présentons un protocole pour décrire une technique mini-invasive pour l'immobilisation d'articulation de genou dans un modèle de rat. Ce protocole reproductible, basant sur le modus de séparation de muscle-écart et la compétence de mini-incision, est approprié pour étudier le mécanisme moléculaire sous-jacent de la contracture commune acquise.

Joint contracture, resulting from a prolonged joint immobilization, is a common complication in orthopedics. Currently, utilizing an internal fixation to ...

Cette technique simple et efficace de modèle de séparation de muscle-écart combinent les manières de la méthode de mini-invasion est la meilleure fixation interne dans notre modèle de contraction commune de genou de rat. Le principal avantage de cette technique est que son processus est reproductible et l’alternative minimalement invasive à induire la contracture de l’articulation du genou chez les animaux. Shihai Jiang et Fei Zhang, étudiants diplômés de mon laboratoire, feront la démonstration de la procédure.Après avoir confirmé un manque de réponse au pincement des pieds, raser le bas du corps du rat anesthésié, y compris les deux membres postérieurs. Désinfecter la peau exposée avec une teinture d’iode povidone deux fois et 75% d’éthanol trois fois. Appliquer de la pommade sur les yeux de l’animal et placer le rat latéralement sous un drapé chirurgical avec un membre postérieur et la hanche exposée.Désinfecter la zone chirurgicale avec de l’iode de povidone supplémentaire. À l’extrémité distale du fémur plus grand trochanter, tracer une ligne le long de la projection de surface du corps de l’écart musculaire entre le vastus lateralis et biceps femoris pour marquer la direction de l’incision cutanée. Ensuite, faire une incision de 1,5 centimètre dans l’épiderme le long de la ligne.Utilisez des forceps tissulaires pour disséquer brutalement l’écart musculaire entre le vastus lateralis et le biceps femoris jusqu’à ce qu’environ un centimètre de l’arbre fémoral soit exposé. Utilisez un rétracteur pour faciliter une séparation continue de l’écart musculaire. Faire une incision d’un centimètre dans l’épiderme le long de la projection de surface du corps de l’écart musculaire entre le longus antérieur tibialis et péroné sur l’extrémité inférieure distale.Disséquer brutalement l’écart musculaire jusqu’à ce qu’environ un centimètre du tibia soit exposé. Utilisez le rétracteur et les forceps lisses pour séparer les tissus mous. Tenant une perceuse perpendiculaire à l’os, percez un trou d’un millimètre de diamètre dans l’arbre fémoral à 1500 rotations par minute environ huit millimètres sous le bord inférieur du trochanter.Appuyez rapidement sur la plaie pour arrêter le saignement et percer un trou de 0,9 millimètre de diamètre dans le tibia à environ quatre millimètres sous le bord de la fusion tibiofibulaire. Utilisez une pince hémostatique de type moustique droite pour former un cours submusculaire du trou du tibia au trou du fémur, en passant sous le gastrocnemius dans l’extrémité tibia et au-dessus du gluteus medius au-dessous du biceps femoris dans l’extrémité du fémur. Ensuite, utilisez une vis en acier m1,4 par huit millimètres pour fixer une extrémité d’une plaque de plastique dans le fémur proximal.Utilisez une vis en acier m1,2 par six millimètres pour fixer une autre extrémité de la plaque de plastique dans le tibia distal. Lorsque la plaque a été fixée, utilisez des sutures absorbables 4-0 pour fermer la myofascia, fascia profonde et tissu sous-cutané. Fermer la peau avec des sutures de soie.L’imagerie aux rayons X révèle un placement correct des vis en acier dans le fémur ou le tibia. L’analyse tridimensionnelle de reconstruction après balayage micro-compacté de tomographie à haute résolution démontre le placement latéral des vis approximativement huit millimètres au-dessous du bord inférieur du trochanter plus grand au fémur proximal et environ quatre millimètres au-dessous du bord de la fusion tibiofibular au tibia distal. Les déficits arthrogéniques dans l’éventail des mouvements augmentent pendant l’immobilisation d’une manière dépendante du temps.Comme en témoignent les déficits arthrogéniques moyens plus élevés mesurés pour l’articulation du genou immobilisé par rapport à l’articulation du genou de contrôle à 56 jours d’immobilisation. Le premier jour de l’immobilisation, aucune adhérence n’est observée par la coloration élastique de la capsule postérieure-supérieure d’articulation de genou dans l’espace commun entre la capsule commune postérieure-supérieure dans le fémur dans l’articulation latérale immobilisée ou contralatérale de genou. Par 28 jours d’immobilisation cependant, les dépôts de tissu fibroadipose et l’adhérence se développent dans l’espace commun du genou immobilisé.Après 56 jours d’immobilisation, les tissus fibreux sont partiellement remplacés par le dépôt tandis que ce type d’adhérence n’est pas observé dans l’articulation contralatérale du genou. Cette méthode est modifiée par rapport à celle utilisée par le professeur Trudel et ses collègues de l’Université d’Ottawa. Il est essentiel d’identifier et de séparer les lacunes musculaires pendant la chirurgie.Après différentes techniques d’immobilisation, d’autres processus expérimentaux tels que la culture de la capsule articulaire du genou peuvent être effectués pour étudier les mécanismes moléculaires sous-jacents.

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Protocols for Obtaining Zygotic and Somatic Embryos for Studying the Regulation of Early Embryo Development in the Model Legume Medicago truncatula

Protocols for Obtaining Zygotic and Somatic Embryos for Studying the Regulation of Early Embryo Development in the Model Legume Medicago truncatula

Protocoles pour l&#39;obtention Zygotic et embryons somatiques pour l&#39;étude de la réglementation de développement précoce de l&#39;embryon dans la légumineuse modèle<em&gt; Medicago truncatula</em

Early embryogenesis starting from a single cell zygote goes through rapid cell division and morphogenesis, and is morphologically characterized by ...

Recherche

Biologie du développement

Method of Studying Palatal Fusion using Static Organ Culture

Méthode d&#39;étude Palatal Fusion utilisant statique Organ Culture

Cleft lip and palate are among the most common of all birth defects. The secondary palate forms from mesenchymal shelves covered with epithelium that ...

Technique to Target Microinjection to the Developing Xenopus Kidney

Technique to Target Microinjection to the Developing Xenopus Kidney

Technique à la cible microinjection du Developing<em&gt; Xenopus</em&gt; Kidney

The embryonic kidney of Xenopus&#160;laevis (frog), the pronephros, consists of a single nephron, and can be used as a model for kidney disease. Xenopus ...

Production and Administration of Therapeutic Mesenchymal Stem/Stromal Cell (MSC) Spheroids Primed in 3-D Cultures Under Xeno-free Conditions

Production and Administration of Therapeutic Mesenchymal Stem/Stromal Cell MSC Spheroids Primed in 3-D Cultures Under Xeno-free Conditions

Production et administration de la thérapeutique mésenchymateuses souches / cellules stromales (MSC) Spheroids apprêté dans les cultures 3-D dans des conditions d&#39;Xeno-libres

Mesenchymal stem/stromal cells (MSCs) hold great promise in bioengineering and regenerative medicine. MSCs can be isolated from multiple adult tissues via ...

Directed Differentiation of Primitive and Definitive Hematopoietic Progenitors from Human Pluripotent Stem Cells

Réalisé la différenciation des progéniteurs hématopoïétiques primitives et définitif des cellules souches pluripotentes humaines

One of the major goals for regenerative medicine is the generation and maintenance of hematopoietic stem cells (HSCs) derived from human pluripotent stem ...

Surgical Ablation Assay for Studying Eye Regeneration in Planarians

Chirurgical Ablation Essai pour étude de la régénération des yeux dans planaires

In the study of adult stem cells and regenerative mechanisms, planarian flatworms are a staple in vivo model system. This is due in large part to their ...

A Novel Mammary Fat Pad Transplantation Technique to Visualize the Vessel Generation of Vascular Endothelial Stem Cells

Une nouvelle technique de transplantation de graisse mammaire mammaire pour visualiser la génération de vaisseaux de cellules souches endothéliales vasculaires

Endothelial cells (ECs) are the fundamental building blocks of the vascular architecture and mediate vascular growth and remodeling to ensure proper ...

A Standardized Method for Measuring Internal Lung Surface Area via Mouse Pneumonectomy and Prosthesis Implantation

Une méthode standardisée pour mesurer la surface interne du poumon par la pneumonie et la prothèse

Pulmonary morphology, physiology, and respiratory functions change in both physiological and pathological conditions. Internal lung surface area (ISA), ...

In Vivo Tracking of Human Adipose-derived Mesenchymal Stem Cells in a Rat Knee Osteoarthritis Model with Fluorescent Lipophilic Membrane Dye

In Vivo Tracking of Human Adipose-derived Mesenchymal Stem Cells in a Rat Knee Osteoarthritis Model with Fluorescent Lipophilic Membrane Dye

In Vivo Suivi des humains dérivés adipeux cellules souches mésenchymateuses dans un modèle de l’arthrose du genou de Rat avec un colorant Fluorescent Membrane lipophiles

In order to support the clinical application of human adipose-derived mesenchymal stem cell (haMSC) therapy for knee osteoarthritis (KOA), we examined the ...

Real-time Measurement of Epithelial Barrier Permeability in Human Intestinal Organoids

Mesure en temps réel de la perméabilité de la barrière épithéliale dans organoïdes intestinale humaine

Advances in 3D culture of intestinal tissues obtained through biopsy or generated from pluripotent stem cells via directed differentiation, have resulted ...