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

Detta arbete stöddes av bidrag från National Natural Science Foundation i Kina (nr 81772368), Natural Science Foundation i Guangdongprovinsen (nr 2017A030313496), och Guangdong Provincial vetenskap och teknik plan projekt (nr 2016A020215225; Nr 2017B090912007). Författarna tackar Dr FEI Zhang, MD från Institutionen för ortopedisk kirurgi, det åttonde anslutna sjukhuset Sun Yat-sen University för hans tekniska hjälp under modifiering.

Alla förfaranden genomfördes i enlighet med handledningen för vård och användning av försöksdjur och godkändes av det tredje anslutna sjukhuset Sun Yat-sen University institutionella djuromsorg och användnings kommitté (tillståndsnummer: 02-165-01). Alla djur experiment utfördes enligt riktlinjerna för ANLÄND.
1. preoperativ förberedelse
Anm.: figur 1 visar det kirurgiska ingreppets utformning.
<ol><li>Stelt immobiliser...

<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>

Denna studie syftade till att belysa en steg-för-steg knäled immobilisering metod med hjälp av en mini-invasiv teknik som möjliggör snabb postoperativ rehabilitering hos djur efter operationen. Konventionellt, den muskel-gap separation tillvägagångssätt tros vara en minimalt invasiv teknik i ortopedisk kirurgi. Som väntat, vi fann att råttor kan återgå till en normal kost och aktiviteter bara en dag postoperativt, vilket var förenligt med den tidigare studien. Dessutom, ingen artär eller nervskada inträffa...

Gemensamma kontrakturer definieras som en begränsning i passiv rörelseomfång (Rom) av en diarthrodial gemensamma1,2. De nuvarande terapier som syftar till att förebygga och behandla gemensamma kontraktur har uppnått viss framgång3,4. Den underliggande molekylära mekanismen för förvärvad joint kontraktur är dock fortfarande i stort sett okänd5. Etiologi gemensamma kontrakturer i olika sociala samhällen är mycket varierande och omfattar genetiska faktorer, posttraumatiska stater, kroniska sjukdomar, och långvarig orörlighet6. Det är allmänt accepterat att orörlighet är en kritisk fråga i utvecklingen av förvärvade joint kontraktur7. Personer som lider av större gemensam kontraktur kan i slutändan resultera i fysisk funktionsnedsättning8. Sålunda, en stabil och reproducerbar djurmodell är nödvändig för att undersöka de potentiella patofysiologiska mekanismerna för förvärvad gemensam kontraktur.
Den för närvarande byggda immobilisering-inducerad knäleden kontraktur modeller uppnås främst genom att använda noninvasiv kastar, externa fixeringar och interna fixeringar. Watanabe et al. rapporterade möjligheten att använda gjutna immobilisering på råtta knä lederna9. Genom att bära en speciell jacka, immobiliseras ena sidan av den nedre extremiteten hos råtta med en gjuten. Råtta knäleden kan förbli helt böjd utan kirurgiska trauma10,11. Emellertid, både höft och vrist gemensamma rörelser påverkas också av denna form av immobilisering, vilket kan öka graden av muskelatrofi i quadriceps femoris eller gastrocnemius12. Dessutom, ödem och trängsel i bakbenen måste undvikas genom att ersätta rösterna vid fastställda tidpunkter, vilket kan påverka kontinuiteten i orörlighet. En annan accepterad metod för inrättandet av en knäleds kontraktur modell använder extern kirurgisk fixering. Nagai et al. kombinerade Kirschner Wire och Steel Wire i en extern fixator, som immobiliserade knäleden till ca 140 ° av flexion13. I denna metod, en harts används för att täcka ytan för att förhindra hud repor. Även extern fixering immobilisering är robust och tillförlitlig14,15, perkutan Kirschner tråd stift spår kan öka risken för infektion16. I vår egen erfarenhet, med hjälp av extern fixering teknik kan minska den dagliga aktiviteten hos råttor på grund av en ökning av den konditionerade slicka beteende.
Alternativt, Trudel et al. beskrev en väl accepterad modell av gemensam kontraktur i råtta knäleden baserat på en kirurgisk intern fixering17 (denna metod ändrades från den som används av Evans och kollegor18). Särskilt, denna metod belyser vikten av att använda en mini-incision teknik för att minimera de kirurgiska såren. Den effektiva utvecklingen av joint kontraktur har bevisats i denna modell19. Men protokollet om hur man utför en minimal dissektion för att exponera ben ytan är fortfarande oklart20. Dessutom är den exakta positionen där skruven är borrning inte helt klarlagd. Implantation av den interna fixering genom en subkutan eller submuskulös sätt är fortfarande kontroversiell21. För att lösa dessa problem har vi ändrat denna metod genom att inkludera en lämplig muskel-gap separation modus, som tillåter en mini-invasiv exponering av benytan och placeringen av implantation genom en submuskulös kanal. Detta protokoll ledde till snabb postoperativ rehabilitering hos råttor efter operation. Djuren utvecklade ett begränsat gemensamt rörelseomfång efter gemensam immobilisering, vilket överensstämde med morfologiska förändringar av kapsel adhesionen som erhållits från den histologiska analysen. Vi beskriver också en exakt möjlig placering av de borrade skruvarna som bekräftas av röntgen analys eller mikro-CT-analys. Sålunda, denna studie syftade till att i detalj beskriva en minimal invasiv teknik i en knäleds kontraktur modell som fastställdes av en muskel-gap separation modus kombinerat med en mini-incision metod. Vi tror att minimalt invasiva tekniker kan både minska djur trauma och effektivt efterlikna den patologiska processen av gemensamma flexion kontraktur.

<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

Gemensam kontraktur, som en följd av en långvarig gemensam immobilisering, är en vanlig komplikation i ortopedi. För närvarande använder en intern fixering för att begränsa knäleds rörlighet är en allmänt accepterad modell för att generera experimentell kontraktur. Men implantera ansökan kommer oundvikligen att orsaka kirurgiska trauma till djuren. Syftar till att utveckla en mindre invasiv strategi, kombinerade vi en muskel-gap separation modus med en tidigare rapporterat mini-incision skicklighet under det kirurgiska ingreppet: två mini hud snitt gjordes på den laterala lår och ben, följt av att utföra muskel-gap separation för att exponera benytan. Råtta knäleden var gradvis immobiliseras av en förkonstruerad intern fixering vid cirka 135 ° knä flexion utan att störa viktiga nerver eller blodkärl. Som väntat möjliggör denna enkla teknik snabb postoperativ rehabilitering hos djur. Den korrekta positionen för den interna fixering bekräftades av en röntgen-eller mikro-CT scanning analys. Rörelseomfång var signifikant begränsad i immobiliserade knäleden än den som observerats i kontralaterala knäleden visar effektiviteten av denna modell. Förutom, histologisk analys avslöjade utvecklingen av fibrösa deposition och vidhäftning i den bakre-överlägsen knäled kapseln över tiden. Sålunda, denna mini-invasiv modell kan vara lämplig för att imitera utvecklingen av immobiliserade knäled kontraktur.

Vi observerade att råttor fick minimalt invasiv kirurgi kan återvända till den vanliga kosten bara en dag postoperativt. I synnerhet har det kirurgiska snittet ärrade utan exudat (figur 5a). Svullnad av fotleden och metacarpophalangeal lederna i den operativa bakbenen har nästan helt försvunnit två dagar postoperativt (Figur 5b) jämfört med den kontralaterala sidan (figur 5c). Ingen av teckn...

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

En mini-invasiv intern fixering teknik för att studera immobilisering-inducerad knä flexion kontraktur hos råttor

Här presenterar vi ett protokoll för att beskriva en minimalt invasiv teknik för knäled immobilisering i en råtta modell. Detta reproducerbara protokoll, basera på muskel-gap separation modus och mini-incision skicklighet, är lämplig för att studera den underliggande molekylära mekanismen för förvärvade gemensamma kontraktur.

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

Denna enkla och effektiva muskel-gap separation modell teknik kombinera sätten mini-invasion metod är den bästa interna fixering i vår råtta knäledskontraktion modell. Den största fördelen med denna teknik är att det är processen är reproducerbara och minimalt invasiva alternativ till inducerande kontraktur av knäleden hos djur. Demonstrera förfarandet kommer att Shihai Jiang och Fei Zhang, doktorand från mitt laboratorium.Efter att ha bekräftat en brist på svar på tå-nypa, raka underkroppen av den sövda råttan, inklusive de två bakbenen. Desinficera den exponerade huden med tinktur av povidon jod två gånger och 75%etanol tre gånger. Applicera salva på djurets ögon och placera råttan i lateralt under en kirurgisk drapera med en bakben och höft exponeras.Desinficera det kirurgiska området med ytterligare povidone jod. Vid den distala änden av lårbenet större trochanter, dra en linje längs kroppen ytan projektion av muskeln klyftan mellan vastus lateralis och biceps femoris att markera riktningen på huden snitt. Därefter gör en 1,5 centimeter snitt i epidermis längs linjen.Använd vävnadstensplyser för att rakt ut och på att dissekera muskelgapet mellan vastus lateralis och biceps femoris tills ungefär en centimeter av lårbensskaftet är utsatt. Använd ett upprullningsdon för att underlätta en kontinuerlig separation av muskelgapet. Gör en en centimeter snitt i epidermis längs kroppen yta projektion av muskelspalt mellan tibialis främre och fibularis longus på den distala nedre extremiteten.Rakt på sak dissekera muskelgapet tills ungefär en centimeter av skenbenet exponeras. Använd upprullningsdonet och släta tyntor för att separera mjukvävnaderna. Hålla en borr vinkelrätt mot benet, borra en en millimeter diameter hål i lårbensaxeln vid 1, 500 rotationer per minut cirka åtta millimeter under den nedre kanten av större trochanter.Tryck snabbt på såret för att stoppa blödningen och borra ett hål med 0,9 millimeters diameter i skenbenet cirka fyra millimeter under kanten av tibiofibularfusionen. Använd en rak mygga-typ hemostatisk klämma för att bilda en submuskulär kurs från skenbenet hålet till lårbenet hålet, passerar under gastrocnemius i skenbenet slutet och ovanför gluteus medius under biceps femoris i lårbenet slutet. Använd sedan en m1,4 gånger åtta millimeter stålskruv för att säkra ena änden av en plastplatta i det proximala lårbenet.Använd en m1.2 gånger sex millimeter stålskruv för att säkra en annan ände av plastplattan i den distala skenbenet. När plattan har säkrats, använd 4-0 resorberbara suturer för att stänga myofascia, djup fascia, och subkutan vävnad. Stäng huden med siden suturer.Röntgenbildtagning avslöjar en korrekt placering av stålskruvarna i lårbenet eller skenbenet. Tredimensionell återuppbyggnad analys efter högupplösta microcomputed tomografi scanning visar den laterala placeringen av skruvarna cirka åtta millimeter under den lägre kanten av större trochanter vid proximala lårbenet och cirka fyra millimeter under kanten av tibiofibular fusion vid den distala skenbenet. De arthrogenic underskotten i spänna av vinkar förhöjning under immobilization i ettanhörigt sätt.Som framgår av de högre genomsnittliga artrogenic underskott mätt för immobilized knäleden jämfört med kontroll knä gemensamma vid 56 dagar immobilisering. Dag ett av immobiliseringen observeras ingen vidhäftning genom elastisk färgning av den bakre-överlägsna knäledskapskapseln i ledrummet mellan den bakre-överlägsna ledkapseln i lårbenet i den immobiliserade eller den kontralaterala knäleden. Genom 28 dagar av immobilisering dock fibroadipose vävnad avlagringar och vidhäftning utvecklas i det gemensamma utrymmet i immobiliserade knä.Efter 56 dagar av immobilisering ersätts de fibrösa vävnaderna delvis av nedfallet medan denna typ av vidhäftning inte observeras i den kontralaterala knäleden. Denna metod modifieras från den som används av professor Trudel och kollegor från University of Ottawa. Det är nyckeln till att identifiera och separera muskelluckorna under operationen.Efter olika immobilisering tekniker andra experimentella processen såsom kultur knäleden kapseln kan utföras för att studera de underliggande molekylära mekanismer.

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

Protokoll för att erhålla Zygotic och somatiska embryon för att studera reglering av tidig embryoutveckling i Model baljväxter<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 ...

Method of Studying Palatal Fusion using Static Organ Culture

Metod för att studera Palatal Fusion använder statiska orgel kultur

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

Teknik till Target mikroinjektion till utvecklings<em&gt; Xenopus</em&gt; Njure

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

Produktion och administrering av terapeutiska mesenkymala stam / Stromacells- (MSC) sfäroiderna Primed i 3-D kulturer Under Xeno fria förhållanden

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

Regisserad differentiering av primitiv och slutgiltig hematopoetiska progenitorceller från mänskliga pluripotenta stamceller

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

Kirurgisk ablation analys för att studera ögon Regeneration i Planarians

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

En ny mammografisk feta padtransplantationsteknik för att visualisera fartygsgenerering av vaskulära endotelceller

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

En standardiserad metod för att mäta inre lungytan via muspneumonektomi och protesimplantation

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 Spårning av mänskliga Adipose-derived mesenkymala stamceller i en råtta knä artros modell med fluorescerande lipofila membran färgämne

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

Realtid mätning av epiteliala barriären permeabilitet i Human Intestinal Organoids

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