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

Deze studie werd ondersteund door de Zhejiang Natural Science Foundation (subsidienummer LQ20H270009), de Natural Science Foundation of China (subsidienummers 82074464 en 82104890), de Zhejiang Traditional Chinese Medical Science Foundation (subsidienummers 2020ZA039, 2020ZA096 en 2022ZB137) en het Medical Health Science and Technology Project van Zhejiang Provincial Health Commission (subsidienummer 2016KYA196).

De dierproeven werden goedgekeurd door de Medische Normen en Ethische Commissie van de Zhejiang University of Traditional Chinese Medicine, die voldoet aan de Chinese wetgeving inzake het gebruik en de verzorging van proefdieren. In de huidige studie werden 6 weken oude mannelijke Sprague-Dawley (SD) ratten met een gewicht van 150-180 g gebruikt. De dieren werden verkregen uit een commerciële bron (zie de Tabel van Materialen).
1. Vaststelling van een model met kraakbee...

<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>

Deze studie beschrijft een diermodel voor het nabootsen van klinische kraakbeendefecten door gaten te boren in de femorale trochleaire groef van ratten (aanvullende figuur 1). Na kraakbeenletsel wordt de prikkelbaarheid of responsiviteit van perifere nociceptoren verbeterd, wat kan resulteren in een verlaging van de pijngrens en de verbetering van de responsiviteit op stimulatie18. In preklinische studies heeft het modelleren van kraakbeendefecten bij verschillend...

Gewrichtskraakbeen is een sterk gedifferentieerd en dicht weefsel bestaande uit chondrocyten en extracellulaire matrix1. De oppervlaktelaag van gewrichtskraakbeen is een vorm van hyalien kraakbeen, met een glad oppervlak, lage wrijving, goede sterkte en elasticiteit en een uitstekende mechanische spanningstolerantie2. De extracellulaire matrix bestaat uit collageen proteoglycaan en water, en type II collageen is de belangrijkste structurele component van het collageen, omdat het goed is voor ongeveer 90% van het totale collageen3. Omdat er geen bloedvaten of zenuwen in kraakbeenweefsel aanwezig zijn, mist het het vermogen om zichzelf te herstellen na een verwonding4. Daarom zijn kraakbeendefecten veroorzaakt door trauma altijd een hardnekkige gewrichtsaandoening geweest in klinieken; Bovendien heeft deze gewrichtsziekte de neiging om jonge mensen te treffen, en de wereldwijde incidentie neemt toe 5,6. Het kniegewricht is de meest voorkomende plaats van kraakbeendefecten en defecten gaan hier gepaard met gewrichtspijn, gewrichtsdisfunctie en gewrichtskraakbeendegeneratie, wat uiteindelijk leidt tot knieartrose (kOA)7. Kraakbeendefecten van het kniegewricht brengen economische en fysiologische belastingen met zich mee voor patiënten en tasten de kwaliteit van leven van de patiënt ernstig aan8. Deze ziekte vormt een grote en urgente klinische uitdaging zonder op handen zijnde oplossingen. Momenteel is chirurgie de steunpilaar van de behandeling van kraakbeendefecten, maar het resultaat op lange termijn blijft onbevredigend9.
Klinische kraakbeendefecten leiden uiteindelijk tot kOA en daarom worden kOA-diermodellen vaak gebruikt voor de pathologische studie van kraakbeendefecten en medicijnontwikkeling. Het opstellen van diermodellen is belangrijk voor het begrijpen van het pathofysiologische proces van kraakbeendefectherstel, dat kan worden gebruikt om de kraakbeenregeneratie en de verandering tussen fibrokraakbeen en hyalien kraakbeen te observeren10. Veelgebruikte kOA-diermodellen, zoals chirurgische modellen van voorste kruisbandtranssectie (ACLT), destabilisatie van de mediale meniscus (DMM), ovariëctomie (OVX) en Hulth, hebben echter meestal langetermijnmodellering nodig en maken alleen pathologische en pijnevaluaties mogelijk, wat beperkingen oplegt aan de efficiëntie van de ontwikkeling van geneesmiddelen11. Naast de chirurgische modellen resulteren chemische modellen, zoals monoiodoacetaat (MIA) en papaïne-injectie, ook in kraakbeendefecten, maar de mate van het defect kan niet goed worden beheerd en de omstandigheden zijn ver verwijderd van de klinische realiteit11. Botsing is een andere benadering om kraakbeendefecten bij grotere dieren te modelleren, maar deze methode is afhankelijk van het gebruik van specifieke instrumenten en wordt zelden toegepast12.
Kortom, de bestaande kOA-modellen zijn niet ideaal voor het bestuderen van de pathogenese van kraakbeendefecten of het ontwikkelen van nieuwe geneesmiddelen, en een specifiek en gestandaardiseerd model voor kraakbeendefecten is nodig. Deze studie stelde een full-thickness cartilage defects (FTCD) model vast door gaten te boren in de femorale trochleaire groef bij ratten. Grove observatie, pijngedragstests en histopathologische analyse werden uitgevoerd voor modelevaluatie. In tegenstelling tot andere diermodellen van kOA heeft dit model weinig effect op de algemene toestand van de ratten. Deze modelleringsbenadering is toegankelijk, kan goed worden beheerd en ondersteunt het begrip van progressie van kraakbeendefecten naar kOA en de ontwikkeling van effectieve therapieën. Dit model kan ook worden gebruikt voor het testen van therapieën die kOA voorkomen door defecten in pre-artrosegewrichten te genezen.

<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

Kraakbeendefecten van het kniegewricht veroorzaakt door trauma zijn een veel voorkomende sportgewrichtsblessure in de kliniek, en deze defecten resulteren in gewrichtspijn, verminderde beweging en uiteindelijk knieartrose (kOA). Er is echter weinig effectieve behandeling voor kraakbeendefecten of zelfs kOA. Diermodellen zijn belangrijk voor het ontwikkelen van therapeutische geneesmiddelen, maar de bestaande modellen voor kraakbeendefecten zijn onbevredigend. Dit werk stelde een full-thickness cartilage defects (FTCD) model vast door gaten te boren in de femorale trochleaire groef van ratten, en het daaropvolgende pijngedrag en histopathologische veranderingen werden gebruikt als uitleesexperimenten. Na de operatie werd de mechanische ontwenningsdrempel verlaagd, chondrocyten op de gewonde plaats gingen verloren, de matrixmetalloproteinase MMP13-expressie was verhoogd en de collageenexpressie van type II nam af, in overeenstemming met de pathologische veranderingen die werden waargenomen in menselijke kraakbeendefecten. Deze methodologie is eenvoudig en eenvoudig uit te voeren en maakt grove observatie onmiddellijk na het letsel mogelijk. Bovendien kan dit model met succes klinische kraakbeendefecten nabootsen, waardoor het een platform biedt voor het bestuderen van het pathologische proces van kraakbeendefecten en het ontwikkelen van overeenkomstige therapeutische geneesmiddelen.

In dit werk werd een rattenmodel van FTCD vastgesteld door gaten in de femorale trochleaire groef te boren en het daaropvolgende pijngedrag en histopathologische veranderingen te detecteren. Zoals te zien is in figuur 1, was 3 dagen na modellering, vergeleken met de schijngroep, de MWT van ratten in de modelgroep significant verminderd, wat wijst op hyperalgesie veroorzaakt door de FTCD. 17 dagen na het modelleren bleef de mechanische ontwenningsdrempel van de ratten in de modelgroep op een ...

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

Dit protocol stelt een full-thickness cartilage defects (FTCD) model vast door gaten te boren in de femorale trochleaire groef van ratten en het daaropvolgende pijngedrag en histopathologische veranderingen te meten.

Ontwikkeling en evaluatie van een rattenmodel van kraakbeendefecten van volledige dikte

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 ...

Dit protocol bootst niet alleen het voorkomen en de ontwikkeling van klinische FTCD na, maar biedt ook een betrouwbaar diermodel voor het evalueren van therapeutische behandelingen tegen FTCD. Maar deze techniek is eenvoudig uit te voeren en maakt groeiobservatie direct na de blessure mogelijk. Deze techniek kan met succes klinische kraakbeendefecten nabootsen en biedt een platform voor het bestuderen van het pathologische proces van kraakbeendefecten en het ontwikkelen van overeenkomstige therapeutische geneesmiddelen.Deze methode zou kunnen worden toegepast om traumatische kraakbeendefecten te bestuderen, namelijk posttraumatische artrose. Wanneer u deze techniek voor de eerste keer probeert, is het belangrijk om het scheenbeen en het kuitbeen in een hoek van 90 graden te buigen om het cochleair van de femorale condylus volledig bloot te leggen en de boor loodrecht op het kraakbeenoppervlak te houden. Begin met het plaatsen van een verdoofde rat op de operatietafel in rugligging.Plaats een steriel gordijn over de rat, waardoor het geschoren en gedesinfecteerde kniegewricht zichtbaar wordt. Maak met behulp van een scalpelblad nummer 11 een verticale incisie van één centimeter in het midden van het kniegewricht. En snijd het gewrichtskapsel en de quadriceps femorispees langs de mediale patellarand.Draai vervolgens de patella naar buiten en buig het scheenbeen en het kuitbeen in een hoek van 90 graden, om het femorale condylus cochleair bloot te leggen. Maak met behulp van een cirkelvormige boor van 1,6 millimeter een volledig dikte 0,1 millimeter diep kraakbeendefect in het femorale condylus cochleair. Veeg de operatieplaats af met wattenbollen gedrenkt in 0,9% zoutoplossing en vervang de patella.Houd vervolgens de knie in een verlengde positie en hecht de incisie laag voor laag met behulp van niet-absorbeerbare 4-0 hechtingen. Om de mechanische onttrekkingsdrempel of MWT"van de ratten te meten, plaatst u het dier in een enkele plastic kamer op een gaasplatform. Plaats de gaasbodem 50 centimeter boven een tafel.Begin met de MWT-meting na 30 minuten aanpassing. Druk vervolgens de Von Frey-gloeidraad loodrecht op het planteroppervlak van de achterpoot van de rat. Buig vervolgens de borstel gedurende twee seconden en vermijd het dikste deel van het centrale deel van de poot.Verhoog het stimulusgewicht geleidelijk van 4 gram, totdat een positieve reactie zoals pootterugtrekking of likken optreedt. 3 dagen na het modelleren vertoonden de ratten in de modelgroep een verminderde MWT in vergelijking met de schijngroep. Suggereert hyperalgesie in de modelgroep.De MWT van de modelgroep bleef zelfs na 17 dagen laag. Indicatief voor de lengte van de pijngevoeligheid. Histopathologische kleuring van de schijngroep toonde een duidelijk gewrichts- en intact kraakbeenoppervlak, een gelijkmatige verdeling van de chondrocyten en een hoge expressie van type-II collageen.Daarentegen toont de modelgroep depressieve kraakbeenoppervlakken, verloren chondrocyten, verhoogde expressie van matrixmetalloproteinase MMP13 en verminderde expressie van type-II collageen. Het belangrijkste om te onthouden is dat patella moet worden verminderd voordat het hecht.

Research

JoVE Journal

Medicine

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

Orthotope Aorta Transplantatie: Een Rat Model voor de ontwikkeling van chronische vasculopathie Study

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

Een laser-induced Mouse Model van chronische oculaire hypertensie aan Visual Gebreken karakteriseren

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

Ontwikkeling van een Alpha-synucleïne Based ratmodel van de ziekte van Parkinson via stereotactische injectie van een recombinant adeno-geassocieerde virale vector

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

De dimethylnitrosamine geïnduceerde leverfibrose Model in het 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

Ontwikkeling van een Direct-Pulp aftopping model voor de evaluatie van pulpal wondgenezing en Reparative Dentin Formation in Muizen

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

Isometrische Contractility meting van de muis mesenterische slagader met behulp van draad Myography

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

Evaluatie van cerebrale bloedstroom autoregulatie in de rat met behulp van laser doppler flowmetrie

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

Acupunctuur in een Rattenmodel van 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

Ontwikkeling en evaluatie van 3D-geprinte cardiovasculaire phantoms voor interventionele planning en training

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

Een niet-invasieve methode voor het genereren van het cyclische belastingsgeïnduceerde intra-articulaire kraakbeenlaesiemodel van de rattenknie

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