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

Diese Arbeit wurde durch Stipendien der National Natural Science Foundation of China (Nr. 81772368), der Natural Science Foundation der Provinz Guangdong (Nr. 2017A030313496) und des Guangdong Provincial Science and Technology Plan Project (Nr. 2016A02020215225; 2017B090912007). Die Autoren danken Dr. Fei Zhang, M.D. von der Abteilung für Orthopädische Chirurgie, The Eighth Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University für seine technische Hilfe bei der Modifikation.

Alle Verfahren wurden in Übereinstimmung mit dem Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren durchgeführt und wurden vom Third Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University institutional animal care and use Committee (Genehmigungsnummer: 02-165-01) genehmigt. Alle Tierversuche wurden nach den ARRIVE-Richtlinien durchgeführt.
1. Präoperative Zubereitung
HINWEIS: Abbildung 1 zeigt das Design des chirurgischen Eingriffs....

<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>

Diese Studie zielte darauf ab, eine schrittweise Methode der Immobilisierung des Kniegelenks mit einer Mini-invasiven Technik aufzuklären, die eine schnelle postoperative Rehabilitation bei Tieren nach einer Operation ermöglicht. Konventionell wird der Muskel-Lücken-Trennungsansatz als minimalinvasive Technik in der orthopädischen Chirurgie angesehen. Wie erwartet, fanden wir heraus, dass Ratten zu einer normalen Ernährung und Aktivitäten nur einen Tag postoperativ zurückkehren können, was mit der vorherigen Stud...

Gemeinsame Kontrakturen sind definiert als eine Beschränkung im passiven Bewegungsbereich (ROM) eines Diaarthrodialgelenks1,2. Die aktuellen Therapien zur Vorbeugung und Behandlung von Gelenkkontrakturen haben einige Erfolge erzielt3,4. Der zugrunde liegende molekulare Mechanismus der erworbenen gemeinsamen Kontraktur bleibt jedoch weitgehend unbekannt5. Die Ätiologie der gemeinsamen Kontrakturen in verschiedenen sozialen Gemeinschaften ist sehr vielfältig und umfasst genetische Faktoren, posttraumatische Zustände, chronische Krankheiten und anhaltende Immobilität6. Es ist allgemein anerkannt, dass Immobilität ein kritisches Thema bei der Entwicklung der erworbenen gemeinsamen Verträge7ist. Menschen, die unter größeren gemeinsamen Verträgen leiden, können letztlich zu einer körperlichen Behinderung führen8. Daher ist ein stabiles und reproduzierbares Tiermodell notwendig, um die möglichen pathophysiologischen Mechanismen der erworbenen Gelenkkontraktur zu untersuchen.
Die derzeit aufgebauten Immobilisierungs-induzierten Kniegelenkkontrakturmodelle werden meist durch den Einsatz nicht-invasiver Gipsabgüsse, externer Fixierungen und interner Fixierungen erreicht. Watanabe et al. berichteten über die Möglichkeit der Verwendung von Gipsguss-Immobilisierung auf Rattenkniegelenke9. Durch das Tragen einer speziellen Jacke wird eine Seite des unteren Gelenks der Ratte durch einen Guss immobilisiert. Das Kniegelenk der Ratte kann ohne chirurgisches Trauma vollständig gebeugt bleiben10,11. Jedoch, sowohl die Hüft- und Knöchelgelenkbewegungen sind auch von dieser Form der Immobilisierung betroffen, die den Grad der Muskelatrophie bei Quadrizeps femoris oder Gastrocnemius12erhöhen kann. Darüber hinaus müssen Ödeme und Staus der Hinterbeine vermieden werden, indem die Umwandlung zu festgelegten Zeitpunkten ersetzt wird, was die Kontinuität der Unbeweglichkeit beeinträchtigen kann. Eine weitere akzeptierte Methode zur Etablierung eines Kniegelenk-Kontrakturmodells ist die Verwendung externer chirurgischer Fixierung. Nagai et al. kombinierten Kirschnerdraht und Stahldraht zu einem externen Fixator, der das Kniegelenk auf ca. 140° Flexion13immobilisierte. Bei dieser Methode wird ein Harz verwendet, um die Oberfläche zu bedecken, um Hautkratzer zu verhindern. Obwohl die externe Fixierungsimmobilisierung robust und zuverlässig ist14,15, perkutane Kirschner Drahtstiftspuren können das Infektionsrisiko erhöhen16. Nach unserer eigenen Erfahrung kann die Verwendung der externen Fixierungstechnik die tägliche Aktivität von Ratten aufgrund einer Zunahme des konditionierten Leckverhaltens reduzieren.
Alternativ beschrieben Trudel et al. ein gut akzeptiertes Modell der Gelenkkontraktur im Kniegelenk der Ratte auf der Grundlage einer chirurgischen inneren Fixierung17 (diese Methode wurde von der von Evans und Kollegen18verwendeten methode modifiziert). Diese Methode unterstreicht insbesondere die Bedeutung der Verwendung einer Mini-Inzisionstechnik, um die chirurgischen Wunden zu minimieren. Die effiziente Entwicklung der gemeinsamen Auftragsvergabewurde in diesem Modell 19 nachgewiesen. Das Protokoll, wie eine minimale Sezierung zum Belichten der Knochenoberfläche durchgeführt werden soll, ist jedoch noch unklar20. Auch die genaue Position, an der die Schraube bohrt, ist nicht vollständig verstanden. Die Implantation der inneren Fixierung durch eine subkutane oder submuskuläre Weise ist noch umstritten21. Um diese Probleme zu lösen, haben wir diese Methode modifiziert, indem wir einen geeigneten Muskel-Lücken-Trennmodus einbeziehen, der eine mini-invasive Exposition der Knochenoberfläche und die Platzierung der Implantation durch einen submuskulären Kanal ermöglicht. Dieses Protokoll führte zu einer schnellen postoperativen Rehabilitation bei Ratten nach einer Operation. Die Tiere entwickelten nach der gelenken Immobilisierung einen begrenzten Gelenkbewegungsbereich, der mit morphologischen Veränderungen der kapselförmigen Adhäsion aus der histologischen Analyse übereinstimmte. Wir beschreiben auch eine genaue mögliche Position der gebohrten Schrauben, wie durch Röntgenanalyse oder Mikro-CT-Analyse bestätigt. So zielte diese Studie darauf ab, eine minimal-invasive Technik in einem Kniegelenkskontrakturmodell im Detail zu beschreiben, die durch einen Muskel-Lücken-Trennmodus in Kombination mit einer Mini-Inzisionsmethode etabliert wurde. Wir glauben, dass minimalinvasive Techniken sowohl Tiertraumata reduzieren als auch den pathologischen Prozess der gelenken Flexionskontraktur effektiv nachahmen können.

<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

Die gemeinsame Kontraktur, die aus einer längeren Gelenkimmobilisierung resultiert, ist eine häufige Komplikation in der Orthopädie. Derzeit ist die Verwendung einer internen Fixierung zur Einschränkung der Kniegelenksbeweglichkeit ein weithin akzeptiertes Modell, um experimentelle Kontraktur zu erzeugen. Die Implantation wird jedoch unweigerlich zu chirurgischen Traumata für die Tiere führen. Mit dem Ziel, einen weniger invasiven Ansatz zu entwickeln, kombinierten wir einen Muskel-Lücken-Trennungsmodus mit einer zuvor gemeldeten Mini-Inzisionsfähigkeit während des chirurgischen Eingriffs: Zwei Mini-Hautschnitte wurden an seitlichem Oberschenkel und Bein gemacht, gefolgt von einer Muskellücke Trennung, um die Knochenoberfläche freizulegen. Das Kniegelenk der Ratte wurde nach und nach durch eine vorkonstruierte innere Fixierung bei ca. 135° Kniebeugung immobilisiert, ohne wesentliche Nerven oder Blutgefäße zu stören. Wie erwartet, ermöglicht diese einfache Technik eine schnelle postoperative Rehabilitation bei Tieren. Die korrekte Position der internen Fixierung wurde durch eine Röntgen- oder Mikro-CT-Scananalyse bestätigt. Der Bewegungsumfang war im immobilisierten Kniegelenk deutlich eingeschränkt als im kontralateralen Kniegelenk, das die Wirksamkeit dieses Modells demonstrierte. Außerdem ergab die histologische Analyse die Entwicklung von faseriger Ablagerung und Haftung in der hinteren-überlegenen Kniegelenkkapsel im Laufe der Zeit. Somit kann dieses Mini-invasive Modell geeignet sein, um die Entwicklung von immobilisierten Kniegelenkkontrakturen nachzuahmen.

Wir beobachteten, dass Ratten, die minimal-invasive Operationen erhielten, nur einen Tag nach der Operation zur regulären Ernährung zurückkehren können. Insbesondere hat sich der chirurgische Schnitt ohne Exulat vernarbt (Abbildung 5a). Die Schwellung des Knöchels und der metacarpophalangealen Gelenke im operativen Hinterglied ist zwei Tage postoperativ fast vollständig verschwunden (Abbildung 5b) im Vergleich zur kontralat...

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

Eine Mini-invasive interne Fixierungstechnik zum Studium der Immobilisierung-induzierten Knieflexionskontraktur bei Ratten

Hier stellen wir ein Protokoll zur Beschreibung einer minimalinvasiven Technik zur Immobilisierung von Kniegelenken in einem Rattenmodell vor. Dieses reproduzierbare Protokoll, das auf dem Modus der Muskel-Lücken-Trennung und der Mini-Inzisionsfähigkeit basiert, eignet sich für die Untersuchung des zugrunde liegenden molekularen Mechanismus der erworbenen Gelenkkontraktur.

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

Diese einfache und effektive Muskel-Lücken-Trennung seklösen Modell Technik kombinieren die Möglichkeiten der Mini-Invasion-Methode ist die beste interne Fixierung in unserer Ratte KnieGelenk Kontraktion Modell. Der Hauptvorteil dieser Technik ist, dass ihr Prozess reproduzierbar ist und die minimal-invasive Alternative zur Induktion der Kontraktur des Kniegelenks bei Tieren. Demonstriert wird das Verfahren von Shihai Jiang und Fei Zhang, Doktorandin meines Labors.Nach der Bestätigung einer fehlenden Reaktion auf Zehen-Pinch, rasieren Sie den unteren Körper der anästhesierten Ratte, einschließlich der beiden Hinterbeine. Desinfizieren Sie die exponierte Haut mit Tinktur von Povidon Jod zweimal und 75%Ethanol dreimal. Tragen Sie Salbe auf die Augen des Tieres auf und legen Sie die Ratte seitlich unter einen chirurgischen Vorhang mit einem hinteren Glied und einer Hüfte ausgesetzt.Desinfizieren Sie den Operationsbereich mit zusätzlichem Povidon-Jod. Zeichnen Sie am distalen Ende des Oberschenkelknochens einen größeren Trochanter entlang der Körperoberflächenprojektion des Muskelspalts zwischen dem Vastus lateralis und bizeps femoris, um die Richtung des Hautschnitts zu markieren. Als nächstes machen Sie einen 1,5 Zentimeter Großen Schnitt in der Epidermis entlang der Linie.Verwenden Sie Gewebezangen, um den Muskelspalt zwischen vastus lateralis und biceps femoris unverblümt zu sezieren, bis etwa ein Zentimeter des Oberschenkelschafts freigelegt ist. Verwenden Sie einen Retraktor, um eine kontinuierliche Trennung des Muskelspalts zu erleichtern. Machen Sie einen ein Zentimeter Schnitt in der Epidermis entlang der Körperoberfläche Projektion des Muskelspalts zwischen dem tibialis anterior und fibularis longus auf der distalen unteren Extremität.Sezieren Sie den Muskelspalt unverblümt, bis etwa ein Zentimeter der Tibia freigelegt ist. Verwenden Sie den Retraktor und glatte Zange, um das Weichgewebe zu trennen. Halten Sie einen Bohrer senkrecht zum Knochen, bohren Sie ein Ein-Millimeter-Loch in die Oberschenkelwelle bei 1, 500 Umdrehungen pro Minute etwa acht Millimeter unter dem unteren Rand des größeren Trochanters.Drücken Sie schnell die Wunde, um die Blutung zu stoppen und bohren Sie ein Loch mit einem Durchmesser von 0,9 Millimetern in die Tibia etwa vier Millimeter unter dem Rand der tibiofibulären Fusion. Verwenden Sie eine gerade hämostatische Klemme vom Tibialoch bis zum Oberschenkelknochenloch, das unterhalb des Magen-Darm-Lochs im Tibia-Ende und oberhalb des Gluteus medius unterhalb des Bizeps femoris im Oberschenkelknochenende liegt. Dann verwenden Sie eine m1.4 mal acht Millimeter Stahlschraube, um ein Ende einer Kunststoffplatte im proximalen Oberschenkelknochen zu befestigen.Verwenden Sie eine m1.2 mal sechs Millimeter Stahlschraube, um ein weiteres Ende der Kunststoffplatte in der distalen Tibia zu sichern. Wenn die Platte gesichert ist, verwenden Sie 4-0 resorbierbare Nähte, um die Myofaszie, tiefe Faszien und subkutanes Gewebe zu schließen. Schließen Sie die Haut mit Seidennähten.Die Röntgenaufnahme zeigt eine korrekte Platzierung der Stahlschrauben im Oberschenkel oder in der Tibia. Die dreidimensionale Rekonstruktionsanalyse nach hochauflösendem Mikrorechentomographie-Scanning zeigt die seitliche Platzierung der Schrauben etwa acht Millimeter unterhalb der unteren Kante des größeren Trochanters am proximalen Oberschenkelknochen und etwa vier Millimeter unterhalb des Rands der tiiofibulären Fusion an der distalen Tibia. Die arthrogenen Defizite im Bewegungsbereich nehmen während der Immobilisierung zeitabhängig zu.Wie die höheren durchschnittlichen arthrogenen Defizite, gemessen für das immobilisierte Kniegelenk im Vergleich zum Kontrollkniegelenk bei 56 Tagen Immobilisierung, zeigen. Am ersten Tag der Immobilisierung wird keine Haftung durch elastische Färbung der hinteren-überlegenen Kniegelenkkapsel im Gelenkraum zwischen der hinteren-überlegenen Gelenkkapsel im Oberschenkelimmobilisierten oder dem kontralateralen seitlichen Kniegelenk beobachtet. Durch 28 Tage Immobilisierung entwickeln sich jedoch Fibroadiposeen und Adhäsion im Gelenkraum des immobilisierten Knies.Nach 56 Tagen Immobilisierung werden die Fasergewebe teilweise durch die Ablagerung ersetzt, während diese Art der Haftung im kontralateralen Kniegelenk nicht beobachtet wird. Diese Methode wird von der von Professor Trudel und Kollegen der Universität Ottawa verwendet modifiziert. Es ist der Schlüssel, um die Muskellücken während der Operation zu identifizieren und zu trennen.Nach verschiedenen Immobilisierungstechniken können andere experimentelle Prozesse wie die Kultur der Kniegelenkkapsel durchgeführt werden, um die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen zu untersuchen.

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

Protokolle für die Beschaffung Zygotic und somatischen Embryonen zur Untersuchung der Regulation der frühen Embryo-Entwicklung in der Modell-Hülsenfrucht<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 ...

Forschung

Entwicklungsbiologie

Method of Studying Palatal Fusion using Static Organ Culture

Methode der Untersuchung Palatal Fusion mit statischen 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

Technik auf Zielmikroinjektions an die Entwicklungs<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

Herstellung und Verabreichung von therapeutischen mesenchymalen Stamm- / Stroma-Zellen (MSC) Sphäroiden Primed in 3-D-Kulturen unter Xeno freien Bedingungen

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

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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

Chirurgische Ablation Assay zur Untersuchung von Augen Regeneration in Planarien

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

Eine neuartige Mamma-Fat-Pad-Transplantationstechnik zur Visualisierung der Gefäßerzeugung von vaskulären endothelialen Stammzellen

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

Eine standardisierte Methode zur Messung der inneren Lungenoberfläche über Maus Pneumonektomie und Prothesenimplantation

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 Tracking der menschlichen Fettgewebe mesenchymalen Stammzellen in einem Rattenmodell Knie Arthrose mit fluoreszierenden lipophile Membran Farbstoff

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

Echtzeitmessung der epitheliale Barriere Permeabilität im menschlichen Darm Organellen

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