Name: destabilization of the medial meniscus and cartilage scratch murine model of accelerated osteoarthritis
Uploaded: 2022-07-06T14:30:00
Duration: 7 min 6 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Destabilization of the Medial Meniscus and Cartilage Scratch Murine Model of Accelerated Osteoarthritis at JoVE.com

Vi vill erkänna det arbete som utförts av Gemma Charlesworth och Mandie Prior vid University of Liverpool, som förvärvade μCT-bilderna som används i denna publikation. Arbetet finansierades av Versus Arthritis (bidrag 20199 och 22483). Lynette Dunning finansierades av Versus Arthritis (bidrag 20199). Kendal McCulloch finansierades av ett UWS-doktorandstipendium. Carmen Huesa finansierades av Versus Arthritis (bidrag 20199 och 22483).

Alla försöksförfaranden godkändes av etikprövningspanelen vid University of Glasgow och University of the West of Scotland och genomfördes i enlighet med riktlinjerna för Animals (Scientific Procedures) Act 1986 (UK). 10 veckor gamla C57Bl6/J hanmöss, som väger cirka 25 g, användes för den aktuella studien. Mössen erhölls från kommersiella källor (se Materialförteckning).
1. Beredning av djur
OBS: Tänk på musens kön när det gäller syftet med studien eftersom posttraumatiska OA-modeller visar viktiga skillnader beroende på kön 8,9,10.
<ol><li>Se till att bedövningsreagenset (2% isofluran) är klart. OBS: Injicerbar anestesi kan också användas11. Med tanke på operationens snabba varaktighet rekommenderas användning av inhalationsanestesi.</li>
	<li>Använd en separat skenopererad åldersmatchad grupp som kirurgisk kontroll. OBS: Det kontralaterala knäet får inte användas som kirurgisk kontroll (skenoperation på det kontralaterala benet). Detta kan ha problem när det gäller djurskydd, och det kommer sannolikt att påverka gång- och gångmätningar. Det kontralaterala knäet normaliserar inneboende benparametrar12 och fungerar som en parad jämförelse på framkallade smärttester13.</li>
	<li>Använd skelettmogna möss. OBS: De flesta litteratur inducerar OA vid 8-12 veckors ålder. I den aktuella studien är mössen 10 veckor gamla.</li>
</ol>2. Preoperativ vård (utförs av en kirurgisk assistent)
<ol><li>Om det transporteras från en annan anläggning, låt möss minst 1 vecka före kirurgisk ingrepp anpassa sig till sin nya miljö.</li>
	<li>Utför kirurgi i ett lämpligt utsett sterilt rum och se till att alla ytor är sterila (t.ex. använd sterila draperier för att täcka operationsområden). OBS: Operationen är aseptisk.</li>
	<li>Ordna och placera sterila instrument på sterila draperier.</li>
	<li>Väg musen.</li>
	<li>Inducera anestesi genom att föra in musen i en bedövningsbur och sedan införa 2% isofluoran i upp till 15 minuter med hjälp av en standardbedövningsrigg (se Materialförteckning). OBS: Buren får inte ha "kvarvarande" anestesi innan musen introduceras.</li>
	<li>När du är bedövad, ta musen ur bedövningskammaren och klipp pälsen över knäet, framsidan och sidosidorna från mitten av skenbenet till mitten av låret med små hårklippare. OBS: Valet av bakbensknä är upp till operatörens preferens på vilken sida de tycker är lättare att genomföra operationen. Detta protokoll fungerade på vänster ben.</li>
	<li>Se till att musen är helt bedövad (svarar inte på att klämma på foten).</li>
	<li>Desinficera huden genom att applicera antibakteriell hudrengöring (t.ex. innehållande klorhexidin eller jodofor, se materialförteckning) på rakad exponerad hud.</li>
	<li>För analgesi, administrera 0,05 mg/kg buprenorfin subkutant.</li>
	<li>Placera musen på ryggsidan, låt knäet opereras uppåt och placera musnosen i munstycket som är anslutet till anestesiriggen.</li>
	<li>Täck musen med ett sterilt draperi med en liten nyckelhålsöppning.</li>
	<li>Placera benet som ska opereras med knäet böjt vid mindre än 90 °, med patellarbandet vänt uppåt och foten immobiliserad med kirurgisk tejp.</li>
</ol>3. Destabilisering av den mediala meniskproceduren följt av broskrep
<ol><li>Justera mikroskopet för att fokusera på patellarbandet.</li>
	<li>Nyp knäets hud på sidosidan med tandade pincett (se materialtabell), gör ett litet snitt parallellt med den distala patellarsenan med kirurgisk sax, introducera saxen och expandera snittet till ca 1 cm. Flytta huden över till den mediala sidan och exponera patellarbandet och den proximala tibialplatån (figur 1).</li>
	<li>Med ett blad nummer 11, gör ett snitt längs den mediala sidan av patellarbandet, från toppen till botten av ligamentet (figur 1A). När du når botten av patellarbandet, vrid bladet 90 ° och förläng snittet bort från patellarbandet mot den mediala sidan för att få tillgång till ledkapseln. OBS: Blödning kan uppstå i detta eller efterföljande steg. Om blödning uppstår, använd en steril bomullsknopp och applicera tryck några sekunder (5 till 30 s).</li>
	<li>Nyp patellarbandet med trubbiga spetstångar och rotera handleden för att flytta patellarbandet till sidosidan, precis tillräckligt för att exponera infrapatellär fettkudde (IFP). OBS: För att minimera skador på patellarbandet, håll inte pincetten för hårt, bara tillräckligt för att hålla ligamentet åt sidan.</li>
	<li>Medan du fortfarande håller patellarbandet lätt, nyp IFP med mikropincett (se materialtabell) för att höja det och flytta det något uppåt. Detta gör det möjligt att visualisera det mediala meniskbandet.</li>
	<li>Identifiera det mediala meniskotibiala ligamentet (MMTL) hos den mediala menisken, som förankrar kranialhornet i den mediala menisken till den främre tibialplatån (Figur 1B).</li>
	<li>Undvik skador och långvarig broskexponering vid tibialplatån eller lårbenskondylen.</li>
	<li>Skär försiktigt av MMTL med små 2 mm blad Vannas fjädersax och lämna den mediala menisken och andra ligament intakta. Vid denna tidpunkt är det kirurgiska ingreppet för DMM-modellen slutfört (figur 1C).</li>
	<li>Markera med en 3 mm mikrokirurgisk kniv tre jämnt fördelade indragningar på tibial ledbrosk i en riktning från den bakre till den främre delen. OBS: Poängen är cirka 1 mm långa och skadar endast broskets yta (figur 2D).<ol><li>Använd inte överdriven kraft med bladet på brosket (dvs. se till att reporna är ytliga). Detta ytterligare steg orsakar broskskador och inducerar DCS-modellen.</li>
	</ol></li>
	<li>Stäng huden med två eller tre små 7 mm sårförslutande metallklämmor eller absorberbara 6-0 subdermala kirurgiska suturer (se materialtabell). OBS: Subdermala kirurgiska suturer är bättre eftersom de undviker ytterligare ingrepp, men de förlänger operationens varaktighet. Externa suturer ökar risken för såröppning genom gnagning av mössen.</li>
	<li>Identifiera det mediala menisktibiala ligamentet i den mediala menisken för skenkirurgi, men bryt inte.</li>
	<li>För möss som bara får brosk repor, gör de tre ytliga reporna utan att skära av ligamentet. OBS: Mellan varje mus, byt handskar och sterilisera instrument via autoklav. Kom ihåg att kontrollera att instrumenten har svalnat innan de återanvänds.</li>
</ol>4. Postoperativ vård
<ol><li>Om blödning har inträffat (>50 uL), injicera 500 μL varm steril saltlösning subkutant (på baksidan av musen). OBS: Enligt vår erfarenhet, även om möss har mindre blödningar, är det aldrig mer än en liten droppe, och därför behöver vätskor inte fyllas på.</li>
	<li>Efter operationen, placera musen i en återhämtningsbur på en ren pappersvävnad och låt återhämtning från anestesi (5-10 min).</li>
	<li>Överför de fullt medvetna mössen till en ren bur med färskt sängkläder efter operationen.</li>
	<li>I 72 h efter kirurgisk ingrepp, övervaka för tecken på smärta eller nöd. Var uppmärksam på:<ol><li>Förändringar i kroppsvikt. Även om kroppsvikt kan minska den första och andra dagen, är detta vanligtvis inte mer än 5% av den pre-kirurgiska kroppsvikten.</li>
		<li>Allmän brist på grooming eller over-grooming runt snittet.</li>
		<li>Tecken på allmän hälsoförsämring, såsom böjd hållning, ansikts grimasering och / eller onormal andning.</li>
		<li>Sårinfektion som indikeras av svullnad, urladdning eller öppning av såret. OBS: Infektion kan uppstå om det kirurgiska såret öppnas. Eftersom kirurgisk sårreparation (t.ex. byte av saknade metallklämmor eller återsuturering) är ett reglerat förfarande, se till att relevant godkännande erhålls innan reparationer utförs.</li>
	</ol></li>
	<li>Ta bort metallklämmor mellan 5-7 dagar efter operationen.</li>
	<li>Behåll möss vanligtvis 2-52 veckor postoperativt beroende på studiedesignen.</li>
	<li>Utvärdera smärta/gång när som helst under studien. OBS: Denna studie använder dynamisk viktbärande enligt beskrivningen i steg 5.1.</li>
	<li>Avliva djuret med en godkänd metod, enligt nationella licensavtal, lokala riktlinjer och experimentellt godkännande. OBS: I den aktuella studien avlivades djuren via exsanguination (hjärtpunktion) under terminal anestesi följt av cervikal dislokation14.</li>
</ol>5. Utvärdering av artrossjukdom
<ol><li>Mät dynamisk viktbärande som ett surrogatmått på smärta enligt stegen nedan. OBS: Eftersom möss är bytesdjur tenderar de att dölja smärtbeteenden. Detta gör mätningen av smärta svår. Det finns många sätt att mäta framkallad smärta, till exempel Von Frey15 och gånganalys16. I den aktuella studien mättes differensbelastningen mellan det opererade artrosbenet och det oopererade kontrollbenet på en tryckmatta medan musen befann sig i en bur (se materialförteckningen, figur 2A).<ol><li>Väg musen. Sänk och kalibrera tryckmattan enligt tillverkarens specifika instruktioner (se Dynamisk viktbärande utrustning i Materialförteckning). Introducera musen i buret.</li>
		<li>Spela in rörelse och tasstryck av musen i buret i 5 min. Analysera förvärvade data för att validera 1 min, enligt tillverkarens instruktioner. OBS: Tillverkarens automatiska analys av DWB-programvaran (se dynamisk viktbärande utrustning i materialtabellen) ger mätningar på varje tass i proportion till den totala kroppsvikten, mängden validerad tid som varje tass förblev på mattan och en uppskattning av mattan som upptas av varje tass. Detta möjliggör beräkning av differentialbelastningen mellan de två bakre tassarna, differentialbelastningen mellan de främre och bakre tassarna, en ökning av främre tassbelastningen (om samma mus har mätts under en tidsperiod), den tid som spenderas på att lyfta OA-benet i jämförelse med det kontralaterala benet och tassytan.</li>
	</ol></li>
	<li>Kvantifiera förkalkad vävnad genom mikrodatortomografi (μCT). OBS: Även om subkondral benosteoskleros och osteofytbildning kan mätas i histologiska sektioner, erbjuder μCT möjligheten att kvantifiera tredimensionellt. Upplösningen av bildtagning i μCT vid 5 μm är tillräcklig, eftersom detta möjliggör visualisering av mindre strukturer såsom osteofyterna, även om ju högre upplösning, desto bättre.<ol><li>Fixa knäleden i 4% paraformaldehydlösning i 24 timmar och överför sedan till 70% EtOH.</li>
		<li>Skanna knäleden i en μCT-skanner. OBS: I den aktuella studien skannades proverna på en μCT-skanner (se materialförteckning) med ett 0,5 aluminiumfilter inställt på 50 kV och 200 μA. Proverna undersöktes vid en voxelstorlek på 4,5 μm; 2 μm, 0,2° rotationsvinkel för avbildning och 0,5° rotationsvinkel för kvantifiering.</li>
		<li>Rekonstruera skanningar för att tillåta 3D-visualisering. Skanningarna som presenteras här rekonstruerades med kompatibel programvara (se Materialförteckning).</li>
		<li>Analysera subkondral benskleros (figur 2B) enligt stegen nedan.<ol><li>Välj en volym av intresse (VOI) på 0,5 mm × 0,9 mm × 0,9 mm i mitten av belastningen på den mediala tibialplatån17.</li>
			<li>Normalisera mot musens inneboende benfenotyp genom att analysera det oopererade benet.</li>
			<li>Bestäm den subkondrala bentätheten och mikroarkitekturen genom att välja en region av intresse (ROI) som avgränsar den trabekulära strukturen inom tibialepifysen, den subkondrala plattan eller det totala subkondrala benet i den tvådimensionella koronala vyn av stacken med hjälp av CTan-programvara (se materialförteckning). OBS: När sjukdomen fortskrider blir separationen mellan den subkondrala plattan och subkondral trabekulär region svårare att skilja. Det rekommenderas sedan att analysera området av subkondralt ben valt från ledutrymmet till tillväxtplattan.</li>
		</ol></li>
		<li>Kvantifiera osteofyter (figur 2C) enligt stegen nedan.<ol><li>Identifiera osteofyter i de rekonstruerade tredimensionella bildstaplarna med hjälp av CTvol-programvaran (se Materialförteckning). OBS: Mineraliserade osteofyter är utsprång som liknar vävt ben synligt på den mediala sidan av det subkondrala benet18. Ett exempel på dessa indikeras med gula pilar i figur 2C.</li>
			<li>Räkna manuellt antalet identifierade osteofyter i den mediala sidan av knäleden.</li>
			<li>Mät osteofytvolymen i 2D-sekventiell bildanalys (med CT-analysatorn) genom att avgränsa kanten på osteofyter manuellt och skjuta ut från den subkondrala plattan som intresseområdet (ROI) för analys.</li>
			<li>Beräkna osteofytbentäthet som förhållandet mellan benvolym och osteofytvolym med hjälp av CT-analysatorprogramvaran (se materialförteckning).</li>
		</ol></li>
	</ol></li>
	<li>Utvärdera broskskador och synovit (figur 2D) enligt OARSI-broskskadepoängen19 och synovitpoängen20 på paraffinbäddade 6 μm-sektioner.<ol><li>Efter skanning, avkalka knäleden i 10% EDTA vid 4 ° C i minst 2 veckor, byt lösning två gånger i veckan.</li>
		<li>Bädda in prover i paraffin. För behandlingar och inkubationsperioder, se Tilläggsfil 1.</li>
		<li>Skär 5 μm koronala sektioner av paraffinbäddade prover på en roterande mikrotom (se materialförteckning).</li>
		<li>Välj sektioner i det område där tibial- och lårbenskondylerna möts (figur 2D). Välj två sektioner i tre lika distanserade områden i fogen. OBS: Sektioner som poängsattes i den aktuella studien valdes ut i områden med 80-100 μm mellanrum.</li>
		<li>Fläcksektioner med Safranin-O och Fast green (se Materialförteckning) enligt stegen nedan.<ol><li>Deparaffinisera sektioner genom att sänka ner dem (i nämnda sekvens) i Xylen i 5 min (2x), 100% etanol i 2 min, 95% etanol i 2 min, 80% etanol i 2 min och 70% etanol i 2 min.</li>
			<li>Fläck med filtrerad hematoxylin (se materialtabell) i 30 s. Skölj sedan i kranvatten i 5 min (tre gånger).</li>
			<li>Tvätta med Scotts buffert (2 g natriumbikarbonat och 10 g magnesiumsulfat i 1 liter destillerat vatten) i 2 min. Skölj i "kranvatten" i 5 min (tre gånger).</li>
			<li>Fläcka i 4 min med 0,2% Fast green. Doppa i 1% isättika, fem gånger (nygjord varje session). Skölj snabbt i kranvatten.</li>
			<li>Fläcka i 5 min med 0,5% Safranin-O. Skölj i 95% etanol. Dehydratisera sektionerna i 100% etanol i 3 min följt av 3 min i Xylen.</li>
		</ol></li>
		<li>Poängavsnitt som anges i Glasson et al. för brosk19 och Jackson et al. för synovit20. OBS: Andra kvantifieringsmetoder finns, såsom den datorbaserade kvantifieringen av Pinamont et al.21.</li>
		<li>Validera poängsystemet med två olika målskyttar, blindade för experimentet.</li>
	</ol></li>
</ol>

<ol>
	<li>Arthritis Research UK. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+State+of+Musculoskeletal+Health+2018.">The State of Musculoskeletal Health 2018.</a> Arthritis Research UK. , (2018).</li><li>Mahir, L., 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=Impact+of+knee+osteoarthritis+on+the+quality+of+life.">Impact of knee osteoarthritis on the quality of life.</a> Annals of Physical and Rehabilitation Medicine. 59, 159 (2016).</li><li>Chen, 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=Osteoarthritis:+toward+a+comprehensive+understanding+of+pathological+mechanism.">Osteoarthritis: toward a comprehensive understanding of pathological mechanism.</a> Bone Research. 5, 16044 (2016).</li><li>Glasson, S. S., Blanchet, T. J., Morris, E. 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+surgical+destabilization+of+the+medial+meniscus+(DMM)+model+of+osteoarthritis+in+the+129/SvEv+mouse.">The surgical destabilization of the medial meniscus (DMM) model of osteoarthritis in the 129/SvEv mouse.</a> Osteoarthritis and Cartilage. 15 (9), 1061-1069 (2007).</li><li>Sophocleous, A., Huesa, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osteoarthritis+mouse+model+of+destabilization+of+the+medial+meniscus.">Osteoarthritis mouse model of destabilization of the medial meniscus.</a> Methods in Molecular Biology. 1914, 281-293 (2019).</li><li>McCulloch, 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=Accelerated+post+traumatic+osteoarthritis+in+a+dual+injury+murine+model.">Accelerated post traumatic osteoarthritis in a dual injury murine model.</a> Osteoarthritis and Cartilage. 27 (12), 1800-1810 (2019).</li><li>Fan, X., Wu, X., Crawford, R., Xiao, Y., Prasadam, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Macro,+micro,+and+molecular+changes+of+the+osteochondral+interface+in+osteoarthritis+development.">Macro, micro, and molecular changes of the osteochondral interface in osteoarthritis development.</a> Frontiers in Cell and Developmental Biology. 9, 659654 (2021).</li><li>Hwang, H. S., Park, I. Y., Hong, J. I., Kim, J. R., Kim, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+joint+degeneration+and+pain+in+male+and+female+mice+in+DMM+model+of+osteoarthritis.">Comparison of joint degeneration and pain in male and female mice in DMM model of osteoarthritis.</a> Osteoarthritis and Cartilage. 29 (5), 728-738 (2021).</li><li>Loga, I. 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=Does+pain+at+an+earlier+stage+of+chondropathy+protect+female+mice+against+structural+progression+after+surgically+induced+osteoarthritis.">Does pain at an earlier stage of chondropathy protect female mice against structural progression after surgically induced osteoarthritis.</a> Arthritis &amp; Rheumatology. 72 (12), 2083-2093 (2020).</li><li>Ma, H. L., 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=Osteoarthritis+severity+is+sex+dependent+in+a+surgical+mouse+model.">Osteoarthritis severity is sex dependent in a surgical mouse model.</a> Osteoarthritis and Cartilage. 15 (6), 695-700 (2007).</li><li>Cicero, L., Fazzotta, S., Palumbo, V. D., Cassata, G., Lo Monte, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anesthesia+protocols+in+laboratory+animals+used+for+scientific+purposes.">Anesthesia protocols in laboratory animals used for scientific purposes.</a> Acta Biomedica. 89 (3), 337-342 (2018).</li><li>Huesa, C., 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=Proteinase-activated+receptor+2+modulates+OA-related+pain,+cartilage+and+bone+pathology.">Proteinase-activated receptor 2 modulates OA-related pain, cartilage and bone pathology.</a> Annals of the Rheumatic Diseases. 75 (11), 1989-1997 (2016).</li><li>Tappe-Theodor, A., King, T., Morgan, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pros+and+cons+of+clinically+relevant+methods+to+assess+pain+in+rodents.">Pros and cons of clinically relevant methods to assess pain in rodents.</a> Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 100, 335-343 (2019).</li><li>Stewart, K., Schroeder, V. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lab+animal+research.+blood+withdrawal+I.">Lab animal research. blood withdrawal I.</a> JoVE Science Education Database. , (2018).</li><li>Chaplan, S. R., Bach, F. W., Pogrel, J. W., Chung, J. M., Yaksh, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+assessment+of+tactile+allodynia+in+the+rat+paw.">Quantitative assessment of tactile allodynia in the rat paw.</a> Journal of Neuroscience Methods. 53 (1), 55-63 (1994).</li><li>Lakes, E. H., Allen, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gait+analysis+methods+for+rodent+models+of+arthritic+disorders:+reviews+and+recommendations.">Gait analysis methods for rodent models of arthritic disorders: reviews and recommendations.</a> Osteoarthritis and Cartilage. 24 (11), 1837-1849 (2016).</li><li>Das Neves Borges, P., Forte, A. E., Vincent, T. L., Dini, D., Marenzana, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid,+automated+imaging+of+mouse+articular+cartilage+by+microCT+for+early+detection+of+osteoarthritis+and+finite+element+modelling+of+joint+mechanics.">Rapid, automated imaging of mouse articular cartilage by microCT for early detection of osteoarthritis and finite element modelling of joint mechanics.</a> Osteoarthritis and Cartilage. 22 (10), 1419-1428 (2014).</li><li>vander Kraan, P. M., vanden Berg, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osteophytes:+relevance+and+biology.">Osteophytes: relevance and biology.</a> Osteoarthritis and Cartilage. 15 (3), 237-244 (2007).</li><li>Glasson, S. S., Chambers, M. G., Van Den Berg, W. B., Little, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+OARSI+histopathology+initiative+-+recommendations+for+histological+assessments+of+osteoarthritis+in+the+mouse.">The OARSI histopathology initiative - recommendations for histological assessments of osteoarthritis in the mouse.</a> Osteoarthritis and Cartilage. 18, 17-23 (2010).</li><li>Jackson, M. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Depletion+of+protease-activated+receptor+2+but+not+protease-activated+receptor+1+may+confer+protection+against+osteoarthritis+in+mice+through+extracartilaginous+mechanisms.">Depletion of protease-activated receptor 2 but not protease-activated receptor 1 may confer protection against osteoarthritis in mice through extracartilaginous mechanisms.</a> Arthritis and Rheumatology. 66 (12), 3337-3348 (2014).</li><li>Pinamont, W. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standardized+histomorphometric+evaluation+of+osteoarthritis+in+a+surgical+mouse+model.">Standardized histomorphometric evaluation of osteoarthritis in a surgical mouse model.</a> Journal of Visualized Experiments. (159), e60991 (2020).</li></ol>

Författarna har inget att avslöja.

För att utföra kirurgisk induktion av posttraumatisk artros (PTOA) rekommenderas stöd från en assistent starkt (t.ex. för att förbereda mössen medan operatören fokuserar på operationen). Detta underlättar aseptisk kirurgi, vilket minskar riskerna för infektioner och gör interventionen effektivare i stora experiment. Det är lätt att tappa fokusplanet under operationen, så ett mikroskop som innehåller pedaler för fokusering är en värdefull funktion för att hjälpa till att upprätthålla sterilitet under hela operationen. Musens och knäets position är avgörande. Knäet måste vara vänt uppåt och tillräckligt böjt för att maximera öppningen av knäledsutrymmet, vilket underlättar åtkomst till ligamentet för att införa mikrobladet för att repa kondylytan. Att identifiera MMTL kan vara utmanande, särskilt när fettkudden är större än vanligt eller det finns en liten blödning. För att undvika blödningar, tryck fettkudden uppåt för att förhindra tårar och efterföljande blödning. Om fettkudden är stor kan det ta lite längre tid, men fortsätt tålmodigt att trycka den uppåt.
MMTL ligger ganska nära tibialkondylen, så man måste vara försiktig så att man inte skadar brosket när man placerar det nedre bladet på den böjda fjädersaxen under MMTL. De böjda bladen ska peka mot den mediala sidan och något uppåt, parallellt med kondylen. För bästa sektionering av MMTL, se till att saxen är skarp. Kontrollera att menisken kan röra sig medialt efter att ha klippt ligamentet, eftersom ibland kvarstår en liten fastsättning som behöver skäras ytterligare. När du introducerar mikrobladet för att repa kondylen måste den vara vinkelrätt mot kondylen. Gör den första repan närmare mitten av leden men var försiktig så att du inte skadar det främre korsbandet. Rör dig sedan mot den mediala sidan och sedan bakom menisken. Reporna kan vara synliga som svaga vita linjer på brosket. Eftersom vi vanligtvis använder klämmor utförs det första snittet på sidosidan, så klämmorna placeras på sidan av benet efter att såret har stängts. Detta undviker att klämmorna gnuggar knäet när musen återfår rörelse. Vid användning av suturer rekommenderas starkt användning av subdermala stygn. Om du använder yttre stygn, kommer mössen sannolikt att gnaga på stygnen och öppna sitt sår, vilket ökar risken för infektion. När det görs rätt får denna operation inte ta mer än 5-10 minuter, från snitt till sårförslutning, vilket minimerar exponeringen av brosket och eventuella ytterligare okontrollerade skador som kan uppstå. Efter operationen återhämtar sig mössen mycket snabbt och kan nästan omedelbart klättra in i buret och röra sig normalt. Om mössen inte är aktiva bör lämplig expert på enheten konsulteras.
För beteendeutvärdering av smärta bedömdes dynamisk viktbärande. Denna metod kan dock anses vara mindre känslig än andra framkallade smärttester, såsom von Frey-testning15. Det rekommenderas att mer än en metod används för att övervaka och bedöma smärta. De förändringar som observerats 2 veckor efter intervention i DCS, även om de är övergående, indikerar en generellt minskad belastning av OA-benet jämfört med det friska benet. Därför kan 2 veckor efter DCS-intervention användas för att utvärdera tidig artros- eller skadesmärta i musmodeller. Visualisering av mineraliserade osteofyter med μCT möjliggör tredimensionell kvantifiering, som också kan matchas med de histologiska sektionerna12, vilket ger ytterligare en dimension till studien av osteofytuppkomst och evolution. I vår grupp var osteofytnärvaron variabel i DMM-modellen mellan och inom operatörer (2,3 ± 1 mot 1,2 ± 1, n > 7, P = 0,0183), medan induktion av DCS robust ledde till osteofytgenerering i alla fall oavsett operatör (2,6 ± 0,7 mot 2,4 ± 0,5, n > 7, P = 0,711). Det finns också betydligt fler och större osteofyter i DCS-modellen jämfört med DMM. Således är DCS en idealisk modell för studier av osteofytbildning. Kvantifiering av osteoskleros begränsad till belastningsområdet för det subkondrala benet är också en förbättring för att upptäcka små förändringar. Att jämföra det mediala facket i det opererade benet med det kontralaterala benet erbjuder också ett sätt att normalisera mot den inneboende benfenotypen hos just den musen12. Tillsatsen av broskrepor i DCS-modellen är ett kontrollerat sätt att inducera fokuserade broskskador under operationen som påskyndar många av sjukdomsaspekterna. En av konsekvenserna av försöksförfarandet med avsiktlig skada på själva brosket är att denna arteffaktiska skada måste uteslutas eller justeras för i broskklassificeringssystemet. På grund av denna begränsning rekommenderar vi inte denna modell om studiens huvudsyfte är att förstå effekten av artros på själva brosket. Slutligen rekommenderas det också starkt att ha minst två blindade målskyttar som betygsätter broskskadan och synovitispoängen. Detta validerar och förbättrar standardiseringen av poängsystemen.
En begränsning i denna studie är att omfattningen av variationen mellan alla parametrar som jämför DCS- och DMM-modellerna inte utvärderades fullt ut. Detta kommer att behandlas i framtiden med mer omfattande studier, som också skulle kunna omfatta en bedömning av variationen mellan operatörer från olika institutioner.
Sammanfattningsvis möjliggör den accelererade OA-patogenesen i den nuvarande DCS-modellen representation av posttraumatisk OA och ger ett kraftfullt och robust forskningsverktyg för att undersöka och belysa underliggande OA-patofysiologiska mekanismer som driver denna kroniska försvagande ledsjukdom. Dessutom gör det möjligt för OA att utforskas i ett kortare tidsfönster, med fokus på osteofytogenes, OA-smärta och effekten av broskskador på hela leden.

Artros (OA) är den vanligaste muskuloskeletala sjukdomen hos personer över 45 år, med över 8,75 miljoner som söker behandling i Storbritannien1. Den ökande förekomsten av sjukdomen har lett till en ökad ekonomisk och samhällelig kostnad, är en stor bidragande orsak till funktionsnedsättning och minskar livskvaliteten för patienter1. Utan tillgängliga behandlingar finns det ett akut behov av att påskynda forskningen för att förstå utvecklingen och utvecklingen av sjukdomen. Sjukdomen är komplex och även multifaktoriell till sin natur. De viktigaste kliniska mätningarna av sjukdomen är smärta och ledrörlighet2, och OA påverkar alla vävnader i leden, inte bara brosk3. En av de största utmaningarna för att förstå OA är att det kan ta år, ibland decennier, från initial presentation/skada till symtomatisk sjukdomsprogression med smärta och orörlighet. 
Modellering av artros hos gnagare har förbättrat vår kunskap om OA-patofysiologi genom att låta oss förstå initiering och progression inom en mycket kortare tidsram och med en detaljerad undersökning av de involverade vävnaderna. Det finns många murina modeller av artros, från genetiskt modifierade djur till kirurgiska interventionsmodeller. Den mest använda murina modellen av posttraumatisk OA är destabiliseringen av den mediala menisken (DMM)4,5. En varning för modellen är variationen mellan olika operatörer. Erfarna kirurger kan utföra proceduren med minimal ledskada, medan oerfarna operatörer exponerar ledkapseln under längre perioder och orsakar skador på brosket. Denna variation i processen påverkar modellens svårighetsgrad, med mer initial skada som leder till ökade broskskador och osteofytbildning. I syfte att minska variationen mellan operatörer och efterlikna broskskador från klinisk intervention utvecklas en modifierad version av denna modell, varigenom kontrollerad ytterligare skada på broskytan i form av tre ytliga repor tillfogas6. Detta möjliggör också modellering av OA-progressionen till följd av broskskador orsakade av vissa kliniska ingrepp. Jämfört med den vanliga DMM-modellen resulterar den direkt inducerade broskskadan i konsekvent accelererad utskjutande osteofytbildning, ökad broskskada och inflammation och mätbar surrogatsmärta hos hanmöss.
Denna modell är särskilt lämplig för studier av posttraumatisk OA i tidigt skede, med fokus på osteofytbildning, smärtpresentation (hos hanmöss), synovit och tidiga förändringar av benparametrar. Konsistensen av osteofytbildning i denna modell gör det relevant att studera benreparation och endokondral benbildning eftersom osteofytbildning är en reparationsprocess via endokondral benbildning7. Modellen efterliknar också skador som införs direkt i brosket under kliniska ingrepp, såsom artroskopiska kirurgiska ingrepp, och därmed är den också lämplig för studier av effekten av broskskador på hela leden.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>#11 scalpel blade (and scalpel handle).</td>
			<td>World precision instruments</td>
			<td>500240</td>
			<td>access the joint capsule</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15&#176; Cutting Angle microsurgical stab knife</td>
			<td>MSP</td>
			<td>REF7503</td>
			<td>scratch the cartilage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6-0 vicryl rapide</td>
			<td>Any medical supplies provider</td>
			<td>-</td>
			<td>alternative method to close wound</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anaesthetic rig</td>
			<td>Generic (many different suppliers)</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibacterial skin clenser (Hibiscrub)</td>
			<td>Amazon</td>
			<td>-</td>
			<td>To sterilise surgical skin area</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Applicator for 7 mm clips</td>
			<td>World precision instruments</td>
			<td>500343</td>
			<td>close the wound</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Balance</td>
			<td>Generic (many different suppliers)</td>
			<td>-</td>
			<td>To weigh mouse</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blunt curved forceps</td>
			<td>Fine science tools</td>
			<td>500232</td>
			<td>move the patellar ligament to the side</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine (Vetergesic)</td>
			<td>Supplied by unit as it is a prescription drug</td>
			<td>-</td>
			<td>Analgesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CT analyser</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>3D.SUITE software</td>
			<td>Software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ctvol</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>3D.SUITE software</td>
			<td>Software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Data viewer</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>3D.SUITE software</td>
			<td>Software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dynamic weight bearing equipment</td>
			<td>Bioseb</td>
			<td>BIO-DWB-DUAL</td>
			<td>Measure limb loading and has cage, pressure matt and software for analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA</td>
			<td>Merck</td>
			<td>E9884</td>
			<td>10% solution in PBS (or water) to decalcify bone pH 7.4</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>Generic (many different suppliers)</td>
			<td>-</td>
			<td>for embedding decalcified bones</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fast Green FCF</td>
			<td>Merck</td>
			<td>F7252</td>
			<td>For staining sections</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glacial acetic acid</td>
			<td>Merck</td>
			<td>1005706</td>
			<td>For stianing sections</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Haematoxylin solution</td>
			<td>Merck</td>
			<td>GHS132</td>
			<td>Nuclear staining in paraffin sections.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hoskins #21 micro-tweezers.</td>
			<td>Cameron surgical limited</td>
			<td>PHF1085</td>
			<td>move the fat pad</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isofluorane</td>
			<td>Supplied by unit as it is a prescription drug</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mice</td>
			<td>Charles river</td>
			<td>-</td>
			<td>C57Bl6/J male 8 weeks old (to allow acclimatisation in the unit)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcomputed tomography scanner</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>SKYSCAN 1272 CMOS</td>
			<td>&#181;CT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropore surgical paper tape</td>
			<td>FisherScientific</td>
			<td>12787597</td>
			<td>hold leg in position</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraffin wax</td>
			<td>Generic (many different suppliers)</td>
			<td>-</td>
			<td>for embedding decalcified bones</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reflex 7 mm stainless steel wound clips or</td>
			<td>Fine science tools</td>
			<td>12032-07</td>
			<td>close the wound</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Remover for 7 mm clips</td>
			<td>World precision instruments</td>
			<td>500347</td>
			<td>remove wound clips</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotary Microtome</td>
			<td>Generic (many different suppliers)</td>
			<td>-</td>
			<td>To cut section of Paraffin embedded tissue.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Safranin-O</td>
			<td>Merck</td>
			<td>S2255</td>
			<td>For staining sections</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Serrated curved forceps</td>
			<td>Fine science tools</td>
			<td>15915</td>
			<td>hold the skin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile Drape</td>
			<td>Generic (many different suppliers)</td>
			<td>-</td>
			<td>To ensure sterility of surgical area</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile Drape with key hole</td>
			<td>Generic (many different suppliers)</td>
			<td>-</td>
			<td>To cover mouse and expose leg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile saline</td>
			<td>Generic (many different suppliers)</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile surgical drape</td>
			<td>Generic (many different suppliers)</td>
			<td>-</td>
			<td>maintain sterile environment for surgical tools</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile surgical drape with key hole</td>
			<td>Generic (many different suppliers)</td>
			<td>-</td>
			<td>cover the mouse and keep leg through key hole</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Straight Scissors</td>
			<td>World precision instruments</td>
			<td>14393</td>
			<td>open the wound</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical microscope.</td>
			<td>Generic (many different suppliers)</td>
			<td>-</td>
			<td>Adjustable focus.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vannas spring scissors with 2 mm blades.</td>
			<td>Fine science tools</td>
			<td>15000-04</td>
			<td>cut the MMTL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylene</td>
			<td>Generic (many different suppliers)</td>
			<td>-</td>
			<td>for embedding decalcified bones</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

destabilization of the medial meniscus and cartilage scratch murine model of accelerated osteoarthritis

Artros är den vanligaste muskuloskeletala sjukdomen hos personer över 45 år, vilket leder till en ökande ekonomisk och samhällelig kostnad. Djurmodeller används för att efterlikna många aspekter av sjukdomen. Detta protokoll beskriver destabiliserings- och broskskrapmodellen (DCS) av posttraumatisk artros. Baserat på den allmänt använda destabiliseringen av den mediala meniskmodellen (DMM) introducerar DCS tre repor på brosytan. Den aktuella artikeln belyser stegen för att destabilisera knäet genom att transektera det mediala meniskotibiella ligamentet följt av tre avsiktliga ytliga repor på ledbrosket. De möjliga analysmetoderna genom dynamisk viktbärande, mikrodatortomografi och histologi demonstreras också. Medan DCS-modellen inte rekommenderas för studier som fokuserar på effekten av artros på brosket, möjliggör den studier av artrosutveckling i ett kortare tidsfönster, med särskilt fokus på (1) osteofytbildning, (2) artros- och skadesmärta och (3) effekten av broskskador i hela leden.

Den procentuella belastningen per total kroppsvikt för det bakre opererade / OA-benet jämfördes med det kontralaterala / kontrollbenet. Även om andra parametrar också kan ge betydande skillnader, som ökningen av främre tassbelastningen efter kirurgisk ingrepp, indikerar en konsekvent förändring av bakre tassbelastningen en preferens att använda ett ben framför det andra och är en mer direkt indikator på signifikant obehag för musen på grund av OA-utveckling. Det fanns inga signifikanta förändringar i bakre benbelastning i DMM-modellen inom 8 veckor efter induktion, medan DCS-möss gynnar det kontralaterala / kontrollbenet signifikant 2 veckor efter ingreppet (figur 3A).
Subkondralt ben analyserades genom att fokusera på volymen under den mediala laddade regionen av tibialkondylen. Här bedömde vi bentätheten i detta område genom att bestämma procentandelen mineraliserat ben inom intresseområdet och beräknade förhållandet mellan det kontralaterala och det ipsilaterala benet. Förhållandet indikerar att båda modellerna har ökad bentäthet i den drabbade lemmen (förhållande över 1) 4 veckor efter induktion (figur 3B). Framväxten av osteofyter är mer framträdande i DCS-modellen, där det finns en signifikant ökning av antalet och volymen jämfört med DMM-modellen 2 veckor efter intervention (figur 3C,D). DCS uppvisar förhöjda broskskador i de mediala tibial- och lårbensfacken och synovit (figur 3E,F) 4 veckor efter induktion.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64159/64159fig01.jpg"> Figur 1: Kirurgisk ingrepp för att inducera posttraumatisk OA i musen. Sekventiella bilder representerar de olika stadierna i proceduren. (A) Exponering av ledkapsel som skär det ytliga membranet runt knäet genom att sätta in ett skalpellblad nummer 11 på den mediala sidan av patellarbandet och bort från ligamentet. Detta kommer att exponera den infrapatellära fettkudden. (B) Identifiering och transsektion av det mediala meniskotibiala ligamentet. För att identifiera ligamentet, flytta patellarbandet mot sidosidan och tryck sedan fettkudden uppåt. Detta möjliggör visualisering av ligamentet som en liten horisontell vit linje strax ovanför tibialkondylen (anges här med en svart pil). För att skära ligamentet placeras fjädersaxens nedre blad under ligamentet, var noga med att inte skada brosket. Flytta menisken mot den mediala sidan för att visualisera tibialkondylen. (C) Repa ytan på det exponerade brosket och stängning av såret. För att repa brosket sätts mikrobladet in mot den bakre sidan, där det kommer i kontakt med brosket och sedan rör sig framåt mot den främre delen av leden. När reporna är klara, dra huden över knäet och stäng såret antingen genom subdermal suturering eller med sårklämmor. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64159/64159fig01large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64159/64159fig02.jpg"> Figur 2: Utvärdering av artros i musen . (A) Dynamisk viktbärande består av att matcha belastningen på en tryckmatta med motsvarande tass. Lasten uttrycks sedan i procent av totalvikten. (B) Subkondralt ben mäts genom att välja en volym av intresse i belastningsområdet för den mediala tibialkondylen och välja den subkondrala plattan eller det trabekulära benet. Dessa bilder har en upplösning på 4,5 μm. (C) Osteofyter identifieras och kvantifieras i en tredimensionell vy av de förvärvade μCT-bilderna. Volymen av osteofyter mäts genom att välja en ROI som avgränsar osteofytens kant. Bentätheten beräknas som benvolymen per osteofytvolym. Bilderna som presenteras här togs med en upplösning på 2 μm, men kvantifiering görs vanligtvis med en upplösning på 4,5 μm. (D) Brosk- och synovitispoäng tas från 6 μm sektioner färgade med Safranin-O och Fast green. En koronal del av musknäet där alla kvadranter, markerade med en svart låda, är synliga för poängsättning och en förstoring av den mediala sidan visas. Synovit som omger den mediala sidan av knäleden är också synlig, särskilt över och under den förskjutna menisken. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64159/64159fig02large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64159/64159fig03.jpg"> Figur 3: Representativ utvärdering av OA i DMM- och DCS-modellerna. (A) DWB mätt upp till 8 veckor efter induktion på experiment utförda av samma expertoperatör. Belastningen uttrycks som ett förhållande mellan den manövrerade/OA-belastningen kontra den kontralaterala/kontrollbelastningen. Parade t-tester av båda benen visas också i modellerna Sham (grå), DMM (blå) och DCS (rosa). μCT-analys 4 veckor efter kirurgisk ingrepp. (B) Subkondralt ben analyserades 4 veckor efter kirurgiskt ingrepp och uttrycktes som förhållandet mellan ipsilateral över kontralateral % BV / TV. (C) Osteofytantal och (D) osteofytvolym analyserades 2 veckor efter induktion. Histologisk utvärdering 4 veckor efter induktion av (E) broskskador i det mediala tibial- och lårbensbrosket och (F) synovit poängsattes med standardiserade metoder19,20. Data uttrycks som medelvärde ± standardavvikelse, n ≥ 5. Data jämfördes med upprepade åtgärder ANOVA med en Šídák-testkorrigering (A), parat t-test (A) eller standardStudents t-test (B-F). *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001, ns = inte signifikant. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64159/64159fig03large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
Tilläggsfil 1: Behandlings- och inkubationstillstånd för paraffinbäddning. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64159/64159_Supplementary%20File%201.zip" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Destabilization of the Medial Meniscus and Cartilage Scratch Murine Model of Accelerated Osteoarthritis at JoVE.com

Destabilization of the Medial Meniscus and Cartilage Scratch Murine Model of Accelerated Osteoarthritis

Det nuvarande protokollet beskriver de kontrollerade mikrobladsskraporna på ytan av ledbrosket efter destabilisering av musknäet genom att skära det mediala miniscotibialligamentet. Denna djurmodell presenterar en accelererad form av artros (OA) som är lämplig för att studera osteofytbildning, osteoskleros och smärta i tidigt skede.

Destabilisering av den mediala menisken och broskskrapan Murine modell av accelererad artros

Osteoarthritis is the most prevalent musculoskeletal disease in people over 45, leading to an increasing economic and societal cost. Animal models are ...

Denna metod modellerar många aspekter av mänsklig posttraumatisk artros, vilket ger oss ett sätt att undersöka sjukdomen och effekterna av möjliga terapier på kortare tid. Den största fördelen med denna teknik är att mössen på kort sikt, bara två veckor efter ingreppet, visade konsekvent, mätbar osteofytbildning, liksom förändringar i belastningen i det drabbade benet som indikerar smärta. Vi rekommenderar att du använder denna modell för studier av osteofytbildning och endokondral benbildning, liksom skadedriven smärta.Identifieringen och skärningen av det mediala meniskotibiala ligamentet kan vara utmanande, så vi rekommenderar att du övar detta på kadaver tills du är säker. Lynette Dunning, forskningsassistent vid Centre for Musculoskeletal Science, hjälper till att demonstrera proceduren. Börja med att utse ett sterilt rum för att utföra operationen och se till att alla ytor är sterila.Ordna och placera sterila instrument på sterila draperier. Väg sedan musen. Kläm pälsen på den bedövade musen över knä-, fram- och sidosidorna från mitten av skenbenet till mitten av låret, med små hårklippare.Desinficera huden genom att applicera antibakteriell hudrengöring på rakad, exponerad hud. För analgesi, administrera 0,05 milligram per kg buprenorfin subkutant. Placera musen på ryggsidan, lämna knäet som ska manövreras uppåt och placera musens näsa i munstycket som är anslutet till bedövningsriggen.Täck musen med ett sterilt draperi med en liten nyckelhålsöppning. Placera benet som ska opereras med knäet fixerat i mindre än 90 graders vinkel, med patellarbandet uppåt och foten immobiliserad med kirurgisk tejp. Justera mikroskopet för att fokusera på patellarbandet.Nyp knäets hud på sidosidan med tandade pincett. Gör ett litet snitt parallellt med den distala patellarsenan med kirurgisk sax. Introducera saxen och utöka snittet till cirka 10 millimeter.Flytta huden över till den mediala sidan och exponera patellarbandet och den proximala tibialplatån. Använd ett blad nummer 11 och gör ett snitt från topp till botten längs den mediala sidan av patellarbandet. När du når botten av patellarbandet, vrid bladet 90 grader och förläng snittet bort från patellarbandet mot den mediala sidan för att få tillgång till ledkapseln.Nyp patellarbandet med trubbiga tångar och rotera handleden för att flytta patellarbandet till sidosidan, precis tillräckligt för att exponera IFP. Medan du fortfarande håller patellarbandet lätt, nyp IFP med mikropincett för att höja den och flytta den något uppåt. Om det finns en blödning, applicera tryck med en bomullsknopp.Identifiera MMTL för den mediala menisken, som förankrar kranialhornet i den mediala menisken till den främre tibialplatån. Skär försiktigt av MMTL med små tvåmillimeters bladfjädersaxar och lämna den mediala menisken och andra ligament intakta. Markera med en tre millimeter mikrokirurgisk kniv tre, jämnt fördelade indragningar på tibial ledbrosk i en riktning från den bakre till den främre delen.Stäng huden med två eller tre små, sju millimeter sårade metallklämmor. Ta bort metallklämmor mellan fem och sju dagar efter operationen. Utvärdera sedan smärta eller gång när som helst under studien.Kvantifiera förkalkad vävnad genom att analysera mikro-CT-skanningarna av knäleden. För att analysera subkondral benskleros, välj en VOI i mitten av den mediala tibialplatåbelastningen. Bestäm sedan den subkondrala bentätheten och mikroarkitekturen genom att välja en region av intresse som avgränsar den trabekulära strukturen med tibial epifys, den subkondrala plattan eller det totala subkondrala benet i den tvådimensionella koronala vyn av stapeln, med hjälp av en CT-analysatorprogramvara.Identifiera osteofyter i de rekonstruerade, tredimensionella bildstaplarna med hjälp av CTVol-programvaran. Utvärdera broskskador och synovit enligt OARSI-broskskadepoängen 19 och synovitis-poängen 20, på paraffinbäddade, femmikrometersektioner. Det fanns inga signifikanta förändringar i den bakre benbelastningen i DMM-modellen inom åtta veckor efter induktion, medan DCS-möss gynnade det kontralaterala eller kontrollbenet signifikant två veckor efter ingreppet.Förhållandet mellan det kontralaterala och det ipsilaterala benet indikerade att båda modellerna hade ökad bentäthet i det subkondrala benbelastningsområdet i den drabbade lemmen, fyra veckor efter induktion. Framväxten av osteofyter var mer framträdande hos DCS-mössen, med en signifikant ökning av antalet och volymen jämfört med DMM-modellen två veckor efter intervention. DCS uppvisar förhöjd broskskada i de mediala tibial- och lårbensfacken och synovit fyra veckor efter induktion.Skador bör begränsas till de strukturer vi avsiktligt vill påverka, så särskild försiktighet behövs för att upprätthålla alla andra strukturer intakta och minimera broskets exponering. Modifieringen för att inkludera avsiktliga brosk repor gör att vi kan undersöka artros med fokus på osteofytogenes, tidig artros eller skada smärta och effekten av broskskador på hela leden.

Research

JoVE Journal

Medicine

The Monoiodoacetate Model of Osteoarthritis Pain in the Mouse

Den Monoiodoacetate Modell av Artros Smärta i mus

A major symptom of patients with osteoarthritis (OA) is pain that&#160;is triggered by peripheral as well as central changes within the pain pathways. The ...

Induction of Accelerated Atherosclerosis in Mice: The "Wire-Injury" Model

Induktion av accelererad åderförkalkning hos möss: "Wire-skada" Modell

Atherosclerosis is a proliferative fibro-inflammatory disease developing in the arterial wall, inducing a deficient blood flow or a lack of blood flow. ...

The Rabbit Model of Accelerated Atherosclerosis: A Methodological Perspective of the Iliac Artery Balloon Injury

Kanin modellen av accelererad ateroskleros: ett metodologiskt perspektiv bäckenartären ballong skada

Acute coronary syndrome resulting from coronary occlusion following atherosclerotic plaque development and rupture is the leading cause of death in the ...

Isometric Contractility Measurement of the Mouse Mesenteric Artery Using Wire Myography

Isometrisk kontraktilitet mätning av mus mesenterica artär med Wire Myography

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and ...

The Lower Body Positive Pressure Treadmill for Knee Osteoarthritis Rehabilitation

Den undre kroppen positivt tryck löpband för knä artros rehabilitering

Here, based on a clinician&rsquo;s point-of-view, we propose a two-model lower body positive pressure (LBPP) protocol (walking and squatting models) in ...

Osteoarthritis Pain Model Induced by Intra-Articular Injection of Mono-Iodoacetate in Rats

Artros smärtmodell inducerad av intraartikulär injektion av monojodoacetat hos råttor

The current animal models of osteoarthritis (OA) can be divided into spontaneous models and induced models, both of which aim to simulate the ...

Standardized Histomorphometric Evaluation of Osteoarthritis in a Surgical Mouse Model

Standardiserad histomorphometrisk utvärdering av artros i en kirurgisk musmodell

One of the most prevalent joint disorders in the United States, osteoarthritis (OA) is characterized by progressive degeneration of articular cartilage, ...

Flow Cytometry Analysis of Immune Cell Subsets within the Murine Spleen, Bone Marrow, Lymph Nodes and Synovial Tissue in an Osteoarthritis Model

Flödescytometrianalys av immuncellsdelmängder inom Murine Mjälte, Benmärg, Lymfkörtlar och synovial vävnad i en artrosmodell

Osteoarthritis (OA) is one of the most prevalent musculoskeletal diseases, affecting patients suffering from pain and physical limitations. Recent ...

Development and Evaluation of a Rat Model of Full-Thickness Cartilage Defects

Utveckling och utvärdering av en råttmodell av broskdefekter i fulltjocklek

Cartilage defects of the knee joint caused by trauma are a common sports joint injury in the clinic, and these defects result in joint pain, impaired ...

Standardized Tuina Manipulation for Knee Osteoarthritis in Rats

Tuina Manipulation to Reduce Inflammation and Cartilage Loss in Knee Osteoarthritis Rats

Understanding the Mechanism of Tuina Manipulation in Rats (Video) | JoVE

Tuina manipulation för att minska inflammation och broskförlust hos knä artros råttor

Clinical trials suggest that Tuina manipulation is effective in treating knee osteoarthritis (KOA), while further studies are required to discover its ...