Name: development and evaluation of a rat model of full-thickness cartilage defects
Uploaded: 2023-05-19T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Development and Evaluation of a Rat Model of Full-Thickness Cartilage Defects at JoVE.com

Denne undersøgelse blev støttet af Zhejiang Natural Science Foundation (bevillingsnummer LQ20H270009), Natural Science Foundation of China (bevillingsnumre 82074464 og 82104890), Zhejiang Traditional Chinese Medical Science Foundation (bevillingsnumre 2020ZA039, 2020ZA096 og 2022ZB137) og Medical Health Science and Technology Project fra Zhejiang Provincial Health Commission (bevillingsnummer 2016KYA196).

Dyreforsøgene blev godkendt af Medical Standards and Ethics Committee ved Zhejiang University of Traditional Chinese Medicine, som er i overensstemmelse med Kinas lovgivning om brug og pleje af forsøgsdyr. I denne undersøgelse blev der anvendt 6 uger gamle hanrotter af Sprague-Dawley (SD), der vejer 150-180 g. Dyrene blev hentet fra en kommerciel kilde (se materialetabellen).
1. Etablering af en model for bruskfejl i fuld tykkelse hos rotter
<ol><li>Efter...

<ol>
	<li>Zhang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chondrons+and+the+pericellular+matrix+of+chondrocytes.">Chondrons and the pericellular matrix of chondrocytes.</a> Tissue Engineering. Part B, Reviews. 21 (3), 267-277 (2015).</li><li>Correa, D., Lietman, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Articular+cartilage+repair:+Current+needs,+methods+and+research+directions.">Articular cartilage repair: Current needs, methods and research directions.</a> Seminars in Cell &amp; Developmental Biology. 62, 67-77 (2017).</li><li>Kuo, S. M., Wang, Y. J., Weng, C. L., Lu, H. E., Chang, S. J. <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+alginate+on+type+II+collagen+fibrillogenesis.">Influence of alginate on type II collagen fibrillogenesis.</a> Journal of Materials Science. Materials in Medicine. 16 (6), 525-531 (2005).</li><li>Li, 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=The+immune+microenvironment+in+cartilage+injury+and+repair.">The immune microenvironment in cartilage injury and repair.</a> Acta Biomaterialia. 140, 23-42 (2022).</li><li>Epanomeritakis, I. E., Lee, E., Lu, V., Khan, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+autologous+chondrocyte+and+mesenchymal+stem+cell+implants+for+the+treatment+of+focal+chondral+defects+in+human+knee+joints-A+systematic+review+and+meta-analysis.">The use of autologous chondrocyte and mesenchymal stem cell implants for the treatment of focal chondral defects in human knee joints-A systematic review and meta-analysis.</a> International Journal of Molecular Sciences. 23 (7), 4065 (2022).</li><li>Jiang, Y. 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=Cross-linking+methods+of+type+I+collagen-based+scaffolds+for+cartilage+tissue+engineering.">Cross-linking methods of type I collagen-based scaffolds for cartilage tissue engineering.</a> American Journal of Translational Research. 14 (2), 1146-1159 (2022).</li><li>Southworth, T. M., Naveen, N. B., Nwachukwu, B. U., Cole, B. J., Frank, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orthobiologics+for+focal+articular+cartilage+defects.">Orthobiologics for focal articular cartilage defects.</a> Clinics in Sports Medicine. 38 (1), 109-122 (2019).</li><li>Chen, Z., 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=Kindlin-2+promotes+chondrogenesis+and+ameliorates+IL-1beta-induced+inflammation+in+chondrocytes+cocultured+with+BMSCs+in+the+direct+contact+coculture+system.">Kindlin-2 promotes chondrogenesis and ameliorates IL-1beta-induced inflammation in chondrocytes cocultured with BMSCs in the direct contact coculture system.</a> Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2022, 3156245 (2022).</li><li>Richter, D. L., Schenck, R. C., Wascher, D. C., Treme, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Knee+articular+cartilage+repair+and+restoration+techniques:+A+review+of+the+literature.">Knee articular cartilage repair and restoration techniques: A review of the literature.</a> Sports Health. 8 (2), 153-160 (2016).</li><li>Tessaro, I., 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=Animal+models+for+cartilage+repair.">Animal models for cartilage repair.</a> Journal of Biological Regulators and Homeostatic Agents. 32 (6), 105-116 (2018).</li><li>Kim, J. E., Song, D. H., Kim, S. H., Jung, Y., Kim, S. J. <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+characterization+of+various+osteoarthritis+models+for+tissue+engineering.">Development and characterization of various osteoarthritis models for tissue engineering.</a> PLoS One. 13 (3), e0194288 (2018).</li><li>Mrosek, E. 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=Subchondral+bone+trauma+causes+cartilage+matrix+degeneration:+An+immunohistochemical+analysis+in+a+canine+model.">Subchondral bone trauma causes cartilage matrix degeneration: An immunohistochemical analysis in a canine model.</a> Osteoarthritis and Cartilage. 14 (2), 171-178 (2006).</li><li>Ralphs, J. R., Benjamin, M., Thornett, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+and+matrix+biology+of+the+suprapatella+in+the+rat:+A+structural+and+immunocytochemical+study+of+fibrocartilage+in+a+tendon+subject+to+compression.">Cell and matrix biology of the suprapatella in the rat: A structural and immunocytochemical study of fibrocartilage in a tendon subject to compression.</a> Anatomical Record. 231 (2), 167-177 (1991).</li><li>Jin, 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=A+somatosensory+cortex+input+to+the+caudal+dorsolateral+striatum+controls+comorbid+anxiety+in+persistent+pain.">A somatosensory cortex input to the caudal dorsolateral striatum controls comorbid anxiety in persistent pain.</a> Pain. 161 (2), 416-428 (2020).</li><li>Zhanmu, O., Yang, X., Gong, H., Li, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Paraffin-embedding+for+large+volume+bio-tissue.">Paraffin-embedding for large volume bio-tissue.</a> Scientific Reports. 10 (1), 12639 (2020).</li><li>Mankin, H. J., Dorfman, H., Lippiello, L., Zarins, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biochemical+and+metabolic+abnormalities+in+articular+cartilage+from+osteo-arthritic+human+hips.+II.+Correlation+of+morphology+with+biochemical+and+metabolic+data.">Biochemical and metabolic abnormalities in articular cartilage from osteo-arthritic human hips. II. Correlation of morphology with biochemical and metabolic data.</a> Journal of Bone and Joint Surgery. American Volume. 53 (3), 523-537 (1971).</li><li>Levey, A. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+light+and+electron+microscopic+procedure+for+sequential+double+antigen+localization+using+diaminobenzidine+and+benzidine+dihydrochloride.">A light and electron microscopic procedure for sequential double antigen localization using diaminobenzidine and benzidine dihydrochloride.</a> Journal of Histochemistry and Cytochemistry. 34 (11), 1449-1457 (1986).</li><li>Pace, M. 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=Neurobiology+of+pain.">Neurobiology of pain.</a> Journal of Cellular Physiology. 209 (1), 8-12 (2006).</li><li>Zhang, X., 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=Magnetic+nanocarriers+as+a+therapeutic+drug+delivery+strategy+for+promoting+pain-related+motor+functions+in+a+rat+model+of+cartilage+transplantation.">Magnetic nanocarriers as a therapeutic drug delivery strategy for promoting pain-related motor functions in a rat model of cartilage transplantation.</a> Journal of Materials Science. Materials in Medicine. 32 (4), 37 (2021).</li><li>Siebold, R., Suezer, F., Schmitt, B., Trattnig, S., Essig, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Good+clinical+and+MRI+outcome+after+arthroscopic+autologous+chondrocyte+implantation+for+cartilage+repair+in+the+knee.">Good clinical and MRI outcome after arthroscopic autologous chondrocyte implantation for cartilage repair in the knee.</a> Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy. 26 (3), 831-839 (2018).</li><li>Katagiri, H., Mendes, L. F., Luyten, F. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Definition+of+a+critical+size+osteochondral+knee+defect+and+its+negative+effect+on+the+surrounding+articular+cartilage+in+the+rat.">Definition of a critical size osteochondral knee defect and its negative effect on the surrounding articular cartilage in the rat.</a> Osteoarthritis and Cartilage. 25 (9), 1531-1540 (2017).</li><li>Farnham, M. S., Larson, R. E., Burris, D. L., Price, C. <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+mechanical+injury+on+the+tribological+rehydration+and+lubrication+of+articular+cartilage.">Effects of mechanical injury on the tribological rehydration and lubrication of articular cartilage.</a> Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 101, 103422 (2020).</li><li>Wu, 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=Lysophosphatidic+acid+mediates+fibrosis+in+injured+joints+by+regulating+collagen+type+I+biosynthesis.">Lysophosphatidic acid mediates fibrosis in injured joints by regulating collagen type I biosynthesis.</a> Osteoarthritis and Cartilage. 23 (2), 308-318 (2015).</li><li>Chu, C. R., Szczodry, M., Bruno, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+for+cartilage+regeneration+and+repair.">Animal models for cartilage regeneration and repair.</a> Tissue Engineering. Part B, Reviews. 16 (1), 105-115 (2010).</li><li>Murphy, M. 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=Articular+cartilage+regeneration+by+activated+skeletal+stem+cells.">Articular cartilage regeneration by activated skeletal stem cells.</a> Natural Medicines. 26 (10), 1583-1592 (2020).</li></ol>

Denne undersøgelse beskriver en dyremodel til efterligning af kliniske bruskdefekter ved at bore huller i lårbenets trochlear rille hos rotter (supplerende figur 1). Efter bruskskade forbedres excitabiliteten eller lydhørheden hos perifere nociceptorer, hvilket kan resultere i et fald i smertetærsklen og forbedringen af lydhørhed over for stimulering18. I prækliniske undersøgelser har modellering af bruskdefekter hos forskellige dyrearter altid forårsaget ...

Ledbrusk er et stærkt differentieret og tæt væv bestående af chondrocytter og ekstracellulær matrix1. Overfladelaget af ledbrusk er en form for hyalinbrusk, som har en glat overflade, lav friktion, god styrke og elasticitet og fremragende mekanisk stresstolerance2. Den ekstracellulære matrix omfatter kollagenproteoglycan og vand, og type II kollagen er den vigtigste strukturelle komponent i kollagen, da det tegner sig for ca. 90% af det samlede kollagen3. Da der ikke findes blodkar eller nerver i bruskvæv, mangler det evnen til selvreparation efter skade4. Derfor har bruskdefekter forårsaget af traumer altid været en uhåndterlig ledsygdom i klinikker; Derudover har denne ledsygdom tendens til at ramme unge mennesker, og den globale forekomst er stigende 5,6. Knæleddet er det mest almindelige sted for bruskdefekter, og defekter her ledsages af ledsmerter, leddysfunktion og ledbruskdegeneration, hvilket i sidste ende fører til knæartrose (kOA)7. Bruskfejl i knæleddet medfører økonomiske og fysiologiske byrder for patienterne og påvirker patienternes livskvalitetalvorligt 8. Denne sygdom udgør en stor og presserende klinisk udfordring uden forestående løsninger. I øjeblikket er kirurgi grundpillen i behandlingen af bruskdefekter, men dets langsigtede resultat forbliver utilfredsstillende9.
Kliniske bruskdefekter fører i sidste ende til kOA, og derfor anvendes kOA dyremodeller almindeligvis til patologisk undersøgelse af bruskdefekter og lægemiddeludvikling. Etableringen af dyremodeller er vigtig for at forstå den patofysiologiske proces med reparation af bruskdefekter, som kan bruges til at observere bruskregenerering og ændringen mellem fibrocartilage og hyalinbrusk10. Imidlertid har almindeligt anvendte kOA dyremodeller, såsom kirurgiske modeller af forreste korsbåndstranssektion (ACLT), destabilisering af den mediale menisk (DMM), ovariektomi (OVX) og Hulth, normalt brug for langsigtet modellering og tillader kun patologiske og smerteevalueringer, hvilket udgør begrænsninger for effektiviteten af lægemiddeludvikling11. Udover de kirurgiske modeller resulterer kemiske modeller, såsom monoiodoacetat (MIA) og papaininjektion, også i bruskdefekter, men graden af defekten kan ikke styres godt, og betingelserne er langt fra den kliniske virkelighed11. Kollision er en anden tilgang til modelbruskdefekter hos større dyr, men denne metode afhænger af brugen af specifikke instrumenter og anvendes sjældent12.
Sammenfattende er de eksisterende kOA-modeller ikke ideelle til at studere patogenesen af bruskdefekter eller udvikle nye lægemidler, og der er behov for en specifik og standardiseret model for bruskdefekter. Denne undersøgelse etablerede en model med bruskdefekter i fuld tykkelse (FTCD) ved at bore huller i lårbenets trochlear rille hos rotter. Grov observation, smerteadfærdstest og histopatologisk analyse blev udført til modelevaluering. I modsætning til andre dyremodeller af kOA har denne model ringe effekt på rotternes generelle tilstand. Denne modelleringsmetode er tilgængelig, kan styres godt og understøtter forståelsen af progression fra bruskdefekter til kOA og udviklingen af effektiv terapi. Denne model kan også bruges til test af terapier, der forhindrer kOA ved at helbrede defekter i præ-osteoartritiske led.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>3, 3 &#39;-diaminobenzidine &#160;</td>
			<td>Hangzhou Zhengbo Biotechnology Co., Ltd.</td>
			<td>ZLI-9019</td>
			<td>The dye for IHC staining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-Collagen III antibody</td>
			<td>Novus</td>
			<td>NB600-594</td>
			<td>Primary antibody for IHC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-Collagen II antibody</td>
			<td>Abcam (UK)</td>
			<td>34712</td>
			<td>Primary antibody for IHC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-Collagen I antibody</td>
			<td>Novus</td>
			<td>NB600-408</td>
			<td>Primary antibody for IHC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bouin solution</td>
			<td>Shanghai Yuanye Technology Co., Ltd.</td>
			<td>R20381</td>
			<td>The dye for Masson staining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Celestite blue</td>
			<td>Shanghai Yuanye Technology Co., Ltd.</td>
			<td>R20381</td>
			<td>The dye for Masson staining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corncob paddings &#160;</td>
			<td>Xiaohe Technology Co., Ltd&#160;</td>
			<td></td>
			<td>Bedding for animal&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eosin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>861006</td>
			<td>The dye for HE staining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fast Green FCF</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>F7252</td>
			<td>The dye for SO staining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-mouse antibody</td>
			<td>ZSGQ-BIO (Beijing, China)</td>
			<td>PV-9002</td>
			<td>Secondary antibody for IHC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-rabbit antibody</td>
			<td>ZSGQ-BIO (Beijing, China)</td>
			<td>PV-9001</td>
			<td>Secondary antibody for IHC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hematoxylin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>H3163</td>
			<td>The dye for HE staining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Masson</td>
			<td>Shanghai Yuanye Technology Co., Ltd.</td>
			<td>R20381</td>
			<td>The dye for Masson staining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microdrill</td>
			<td>Rwd Life Science Co., Ltd</td>
			<td>78001</td>
			<td>Equipment for surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MMP13</td>
			<td>Cell Signaling Technology, Inc. (Danvers, MA, USA)</td>
			<td>69926</td>
			<td>Primary antibody for IHC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Modular tissue embedding center</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific (USA)</td>
			<td>EC 350</td>
			<td>Produce paraffin blocks</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neutral resin</td>
			<td>Hangzhou Zhengbo Biotechnology Co., Ltd.</td>
			<td>ZLI-9555</td>
			<td>Seal for IHC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nonabsorbable suture</td>
			<td>Hangzhou Huawei Medical Supplies Co.,Ltd.</td>
			<td>4-0</td>
			<td>Equipment for surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pentobarbital sodium&#160;</td>
			<td>Hangzhou Zhengbo Biotechnology Co., Ltd.</td>
			<td>WBBTN5G</td>
			<td>Anesthetized animal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>phosphomolybdic acid&#160;</td>
			<td>Shanghai Yuanye Technology Co., Ltd.</td>
			<td>R20381</td>
			<td>The dye for Masson staining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ponceau fuchsin</td>
			<td>Shanghai Yuanye Technology Co., Ltd.</td>
			<td>R20381</td>
			<td>The dye for Masson staining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotary and Sliding Microtomes</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific (USA)</td>
			<td>HM325</td>
			<td>Precise paraffin sections</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Safranin-O</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S2255</td>
			<td>The dye for SO staining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel blade</td>
			<td>Shanghai Lianhui Medical Supplies Co., Ltd.</td>
			<td>11</td>
			<td>Equipment for surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium citrate solution (20x)</td>
			<td>Hangzhou Haoke Biotechnology Co., Ltd.</td>
			<td>HK1222</td>
			<td>Antigen retrieval for IHC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sprague Dawley (SD) rats</td>
			<td>&#160;Shanghai Slake Experimental Animal Co., Ltd.</td>
			<td>SD</td>
			<td>Experimental animal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue-Tek VIP 5 Jr</td>
			<td>Sakura (Japan)</td>
			<td></td>
			<td>Vacuum Infiltration Processor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Toluidine Blue</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>89640</td>
			<td>The dye for TB staining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Von Frey filament</td>
			<td>UGO Basile (Italy)&#160;</td>
			<td>37450-275</td>
			<td>Equipment for MWT assay</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wire mesh platform&#160;</td>
			<td>Shanghai Yuyan Instruments Co.,Ltd.</td>
			<td></td>
			<td>Equipment for MWT assay</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

development and evaluation of a rat model of full-thickness cartilage defects

Bruskdefekter i knæleddet forårsaget af traumer er en almindelig sportsledsskade i klinikken, og disse defekter resulterer i ledsmerter, nedsat bevægelse og til sidst knæartrose (kOA). Men, der er lidt effektiv behandling for brusk defekter eller endda kOA. Dyremodeller er vigtige for udvikling af terapeutiske lægemidler, men de eksisterende modeller for bruskdefekter er utilfredsstillende. Dette arbejde etablerede en fuldtykkelse bruskdefekt (FTCD) model ved at bore huller i lårbenet trochlear rille af rotter, og den efterfølgende smerteadfærd og histopatologiske ændringer blev brugt som udlæsningsforsøg. Efter operationen blev den mekaniske tilbagetrækningstærskel reduceret, chondrocytter på det skadede sted gik tabt, matrixmetalloproteinase MMP13-ekspression blev øget, og type II kollagenekspression faldt i overensstemmelse med de patologiske ændringer, der blev observeret i humane bruskdefekter. Denne metode er nem og enkel at udføre og muliggør grov observation umiddelbart efter skaden. Desuden kan denne model med succes efterligne kliniske bruskdefekter og dermed give en platform til at studere den patologiske proces af bruskdefekter og udvikle tilsvarende terapeutiske lægemidler.

I dette arbejde blev en rottemodel af FTCD etableret ved at bore huller i lårbenets trochleære rille og detektere den efterfølgende smerteadfærd og histopatologiske ændringer. Som vist i figur 1 blev MWT hos rotter i modelgruppen signifikant reduceret 3 dage efter modellering sammenlignet med skingruppen, hvilket tyder på hyperalgesi forårsaget af FTCD. 17 dage efter modellering forblev den mekaniske tilbagetrækningstærskel for rotterne i modelgruppen på et lavt niveau, hvilket ind...

Watch this Scientific Journal Video about Development and Evaluation of a Rat Model of Full-Thickness Cartilage Defects at JoVE.com

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

Denne protokol etablerer en model for bruskdefekter i fuld tykkelse (FTCD) ved at bore huller i lårbenets trochlear rille hos rotter og måle den efterfølgende smerteadfærd og histopatologiske ændringer.

Udvikling og evaluering af en rottemodel af bruskfejl i fuld tykkelse

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 ...

Hvad denne protokol ikke kun efterligner forekomsten og udviklingen af klinisk FTCD, men giver også en pålidelig dyremodel til evaluering af terapeutiske behandlinger mod FTCD. Men denne teknik er let at udføre og muliggør vækstobservation umiddelbart efter skaden. Denne teknik kan med succes efterligne kliniske bruskdefekter, hvilket giver en platform til at studere den patologiske proces af bruskdefekter og udvikle tilsvarende terapeutiske lægemidler.Denne metode kan anvendes til at studere traumatiske bruskdefekter, nemlig posttraumatisk slidgigt. Når du prøver denne teknik for første gang, er det vigtigt at bøje skinnebenet og fibulaen i en 90 graders vinkel for fuldt ud at udsætte lårbenskondylens cochlear og holde boret vinkelret på bruskoverfladen. Begynd med at placere en bedøvet rotte på operationsbordet i liggende stilling.Placer en steril drapering over rotten, udsæt det barberede og desinficerede knæled. Brug et skalpelblad nummer 11 til at lave et lodret snit på en centimeter midt i knæleddet. Og skær ledkapslen og quadriceps femoris senen langs den mediale patella kant.Drej derefter patellaen udad og bøj tibia og fibula i en 90 graders vinkel, For at udsætte lårbenets kondyle cochlear. Ved hjælp af en 1,6 millimeter cirkulær borekrone laves en fuld tykkelse 0,1 millimeter dyb bruskdefekt i lårbenets kondyle cochlear. Tør det kirurgiske sted af med bomuldskugler gennemblødt i 0,9% saltopløsning, og udskift patellaen.Hold derefter knæet i en udvidet position sutur snittet lag for lag ved hjælp af ikke-absorberbare 4-0 suturer. For at måle rotternes mekaniske tilbagetrækningstærskel eller MWT anbringes dyret i et enkelt plastkammer på en trådnetplatform. Placer trådnetbasen 50 centimeter over et bord.Start MWT-målingen efter 30 minutters tilpasning. Tryk derefter Von Frey-filamentet vinkelret på planteoverfladen af rottens bagpote. Bøj derefter børsten i to sekunder og undgå den tykkeste del af den centrale del af poten.Forøg stimulusvægten gradvist fra 4 gram, indtil der opstår et positivt svar som poteudtagning eller slikning. 3 dage efter modellering viste rotterne i modelgruppen reduceret MWT sammenlignet med skingruppen. Tyder på hyperalgesi i modelgruppen.MWT i modelgruppen forblev lav selv efter 17 dage. Vejledende for længden af smertefølsomhed. Histopatologisk farvning af skingruppen viste klar artikulær og intakt bruskoverflade, jævn fordeling af chondrocytterne og høj ekspression af type-II kollagen.I modsætning hertil demonstrerer modelgruppen deprimerede bruskoverflader, tabte chondrocytter, øget ekspression af matrixmetalloproteinase MMP13 og nedsat ekspression af type-II kollagen. Det vigtigste at huske er, at patella skal reduceres inden suturering.

Research

JoVE Journal

Medicine

Orthotopic Aortic Transplantation: A Rat Model to Study the Development of Chronic Vasculopathy

Research models of chronic rejection are essential to investigate pathobiological and pathophysiological processes during the development of transplant ...

A Laser-induced Mouse Model of Chronic Ocular Hypertension to Characterize Visual Defects

En Laser-induceret musemodel af kronisk okulær hypertension til Karakterisere synsfejl

Glaucoma, frequently associated with elevated intraocular pressure (IOP), is one of the leading causes of blindness. We sought to establish a mouse model ...

Development of an Alpha-synuclein Based Rat Model for Parkinson's Disease via Stereotactic Injection of a Recombinant Adeno-associated Viral Vector

Udvikling af en Alpha-synuclein Based rottemodel for Parkinsons sygdom via Stereotaktisk injektion af et Rekombinant adenoassocieret viral vektor

In order to study the molecular pathways of Parkinson&#39;s disease (PD) and to develop novel therapeutic strategies, scientific investigators rely on ...

The Dimethylnitrosamine Induced Liver Fibrosis Model in the Rat

Den dimethylnitrosamin induceret leverfibrose Model i Rat

Four to six week old, male Wistar rats were used to produce animal models of liver fibrosis. The process requires four weeks of administration of 10 mg/kg ...

Development of a Direct Pulp-capping Model for the Evaluation of Pulpal Wound Healing and Reparative Dentin Formation in Mice

Udvikling af en Direct Pulp-capping Model for Vurdering af pulpa Sårheling og Reparative Dentin Formation i mus

Dental pulp is a vital organ of a tooth fully protected by enamel and dentin. When the pulp is exposed due to cariogenic or iatrogenic injuries, it is ...

Isometric Contractility Measurement of the Mouse Mesenteric Artery Using Wire Myography

Isometrisk kontraktilitet måling af musen mesenterica arterie ved hjælp af Wire blodkar

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

Evaluation of Cerebral Blood Flow Autoregulation in the Rat Using Laser Doppler Flowmetry

Evaluering af cerebral Blood flow Autoregulation i rotter ved hjælp af Laser Doppler Flowmetry

When investigating the body&#39;s mechanisms for regulating cerebral blood flow, a relative measurement of microcirculatory blood flow can be obtained ...

Acupuncture in a Rat Model of Asthma

Akupunktur i en rotte model af astma

A high platform can fix rats without restriction and completely expose the acupoints on the back during acupuncture manipulation. This article describes ...

Development and Evaluation of 3D-Printed Cardiovascular Phantoms for Interventional Planning and Training

Udvikling og evaluering af 3D-printede hjerte-kar-fantomer til interventionel planlægning og træning

Catheter-based interventions are standard treatment options for cardiovascular pathologies. Therefore, patient-specific models could help training ...

A Non-Invasive Method for Generating the Cyclic Loading-Induced Intra-Articular Cartilage Lesion Model of the Rat Knee

En ikke-invasiv metode til generering af den cykliske belastningsinducerede intraartikulære brusklæsionsmodel af rotteknæet

The pathophysiology of primary osteoarthritis (OA) remains unclear. However, a specific subclassification of OA in relatively younger age groups is likely ...