Name: development and evaluation of a rat model of full-thickness cartilage defects
Uploaded: 2023-05-19T14:30:00
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Questo studio è stato sostenuto dalla Zhejiang Natural Science Foundation (numero di sovvenzione LQ20H270009), dalla Natural Science Foundation of China (numero di sovvenzioni 82074464 e 82104890), dalla Zhejiang Traditional Chinese Medical Science Foundation (numero di sovvenzione 2020ZA039, 2020ZA096 e 2022ZB137) e dal Medical Health Science and Technology Project della Commissione sanitaria provinciale di Zhejiang (numero di sovvenzione 2016KYA196).

Gli esperimenti sugli animali sono stati approvati dal Medical Standards and Ethics Committee della Zhejiang University of Traditional Chinese Medicine, che è conforme alla legislazione cinese sull'uso e la cura degli animali da laboratorio. Nel presente studio, sono stati utilizzati ratti maschi di Sprague-Dawley (SD) di 6 settimane del peso di 150-180 g. Gli animali sono stati ottenuti da una fonte commerciale (vedi la tabella dei materiali).
1. Definizione di un mode...

<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>

Questo studio descrive un modello animale per imitare i difetti clinici della cartilagine praticando fori nel solco trocleare femorale dei ratti (Figura supplementare 1). Dopo la lesione della cartilagine, l'eccitabilità o la reattività dei nocicettori periferici è migliorata, il che può comportare una diminuzione della soglia del dolore e il miglioramento della reattività alla stimolazione18. Negli studi preclinici, la modellazione dei difetti della cartilag...

La cartilagine articolare è un tessuto altamente differenziato e denso costituito da condrociti e matrice extracellulare1. Lo strato superficiale della cartilagine articolare è una forma di cartilagine ialina, che ha una superficie liscia, basso attrito, buona resistenza ed elasticità ed eccellente tolleranza alle sollecitazioni meccaniche2. La matrice extracellulare comprende collagene proteoglicano e acqua, e il collagene di tipo II è il principale componente strutturale del collagene, in quanto rappresenta circa il 90% del collagene totale3. Poiché non esistono vasi sanguigni o nervi nel tessuto cartilagineo, manca la capacità di auto-ripararsi dopo l'infortunio4. Pertanto, i difetti della cartilagine causati da traumi sono sempre stati una malattia articolare intrattabile nelle cliniche; Inoltre, questa malattia articolare tende a colpire i giovani e l'incidenza globale è in aumento 5,6. L'articolazione del ginocchio è il sito più comune di difetti della cartilagine, e i difetti qui sono accompagnati da dolori articolari, disfunzione articolare e degenerazione della cartilagine articolare, che alla fine porta all'artrosi del ginocchio (kOA)7. I difetti della cartilagine dell'articolazione del ginocchio comportano oneri economici e fisiologici per i pazienti e influenzano seriamente la qualità della vita dei pazienti8. Questa malattia rappresenta una sfida clinica importante e urgente senza soluzioni imminenti. Attualmente, la chirurgia è il cardine del trattamento per i difetti della cartilagine, ma il suo esito a lungo termine rimane insoddisfacente9.
I difetti clinici della cartilagine alla fine portano al kOA e, quindi, i modelli animali di kOA sono comunemente usati per lo studio patologico dei difetti della cartilagine e dello sviluppo di farmaci. La creazione di modelli animali è importante per comprendere il processo fisiopatologico di riparazione dei difetti cartilaginei che possono essere utilizzati per osservare la rigenerazione della cartilagine e l'alterazione tra fibrocartilagine e cartilagine ialina10. Tuttavia, i modelli animali kOA comunemente usati, come i modelli chirurgici di transezione del legamento crociato anteriore (ACLT), destabilizzazione del menisco mediale (DMM), ovariectomia (OVX) e Hulth, di solito richiedono una modellazione a lungo termine e consentono solo valutazioni patologiche e del dolore, il che pone limiti all'efficienza dello sviluppo del farmaco11. Oltre ai modelli chirurgici, anche i modelli chimici, come il monoiodoacetato (MIA) e l'iniezione di papaina, provocano difetti della cartilagine, ma il grado del difetto non può essere ben gestito e le condizioni sono lontane dalla realtà clinica11. La collisione è un altro approccio ai difetti della cartilagine modello negli animali più grandi, ma questo metodo dipende dall'uso di strumenti specifici e viene applicato raramente12.
In sintesi, i modelli di kOA esistenti non sono ideali per studiare la patogenesi dei difetti della cartilagine o sviluppare nuovi farmaci ed è necessario un modello specifico e standardizzato per i difetti della cartilagine. Questo studio ha stabilito un modello di difetti della cartilagine a tutto spessore (FTCD) praticando fori nel solco trocleare femorale nei ratti. Sono stati condotti l'osservazione grossolana, i test sul comportamento del dolore e l'analisi istopatologica per la valutazione del modello. A differenza di altri modelli animali di kOA, questo modello ha scarso effetto sulle condizioni generali dei ratti. Questo approccio modellistico è accessibile, può essere ben gestito e supporta la comprensione della progressione dai difetti della cartilagine al kOA e lo sviluppo di terapie efficaci. Questo modello può anche essere utilizzato per testare terapie che prevengono il kOA curando i difetti nelle articolazioni pre-osteoartritiche.

<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

I difetti della cartilagine dell'articolazione del ginocchio causati da traumi sono una lesione articolare sportiva comune nella clinica e questi difetti provocano dolori articolari, movimenti alterati e, infine, artrosi del ginocchio (kOA). Tuttavia, c'è poco trattamento efficace per i difetti della cartilagine o addirittura kOA. I modelli animali sono importanti per lo sviluppo di farmaci terapeutici, ma i modelli esistenti per i difetti della cartilagine sono insoddisfacenti. Questo lavoro ha stabilito un modello di difetti della cartilagine a tutto spessore (FTCD) praticando fori nel solco trocleare femorale dei ratti, e il successivo comportamento del dolore e i cambiamenti istopatologici sono stati utilizzati come esperimenti di lettura. Dopo l'intervento chirurgico, la soglia di ritiro meccanico è diminuita, i condrociti nel sito danneggiato sono stati persi, l'espressione della metalloproteinasi MMP13 della matrice è aumentata e l'espressione del collagene di tipo II è diminuita, coerentemente con i cambiamenti patologici osservati nei difetti della cartilagine umana. Questa metodologia è facile e semplice da eseguire e consente un'osservazione grossolana immediatamente dopo l'infortunio. Inoltre, questo modello può imitare con successo i difetti clinici della cartilagine, fornendo così una piattaforma per lo studio del processo patologico dei difetti della cartilagine e lo sviluppo di farmaci terapeutici corrispondenti.

In questo lavoro, è stato stabilito un modello di ratto di FTCD praticando fori nel solco trocleare femorale e rilevando il successivo comportamento del dolore e i cambiamenti istopatologici. Come mostrato nella Figura 1, 3 giorni dopo la modellazione, rispetto al gruppo sham, il MWT dei ratti nel gruppo modello è stato significativamente ridotto, suggerendo iperalgesia causata dalla FTCD. A 17 giorni dalla modellazione, la soglia di ritiro meccanico dei ratti nel gruppo modello è rimasta...

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

Questo protocollo stabilisce un modello di difetti della cartilagine a tutto spessore (FTCD) praticando fori nel solco trocleare femorale dei ratti e misurando il successivo comportamento del dolore e i cambiamenti istopatologici.

Sviluppo e valutazione di un modello di ratto di difetti della cartilagine a tutto spessore

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 ...

Ciò che questo protocollo non solo imita l'insorgenza e lo sviluppo di FTCD clinici, ma fornisce anche un modello animale affidabile per valutare i trattamenti terapeutici contro FTCD. Ma questa tecnica è facile da eseguire e consente l'osservazione della crescita immediatamente dopo l'infortunio. Questa tecnica può imitare con successo i difetti clinici della cartilagine fornendo una piattaforma per lo studio del processo patologico dei difetti della cartilagine e lo sviluppo di farmaci terapeutici corrispondenti.Questo metodo potrebbe essere applicato per studiare i difetti traumatici della cartilagine, vale a dire l'artrosi post-traumatica. Quando si tenta questa tecnica per la prima volta è importante flettere la tibia e il perone con un angolo di 90 gradi per esporre completamente la cocleare del condilo femorale e mantenere la punta del trapano perpendicolare alla superficie della cartilagine. Inizia posizionando un ratto anestetizzato sul tavolo operatorio in posizione supina.Posizionare un drappo sterile sul ratto, esponendo l'articolazione del ginocchio rasata e disinfettata. Utilizzando una lama di bisturi numero 11 fare un'incisione verticale di un centimetro nel mezzo dell'articolazione del ginocchio. E tagliare la capsula articolare e il tendine del quadricipite femorale lungo il bordo della rotula mediale.Quindi, ruotare la rotula verso l'esterno e flettere la tibia e il perone con un angolo di 90 gradi, Per esporre il condilo femorale. Utilizzando una punta circolare da 1,6 millimetri, creare un difetto della cartilagine profondo 0,1 millimetri nel condilo femorale. Pulire il sito chirurgico con batuffoli di cotone imbevuti di soluzione salina allo 0,9% e sostituire la rotula.Quindi mantenendo il ginocchio in una posizione estesa sutura l'incisione strato per strato utilizzando suture 4-0 non assorbibili. Per misurare la soglia di prelievo meccanico o MWT dei ratti, posizionare l'animale in una singola camera di plastica su una piattaforma di rete metallica. Posizionare la base in rete metallica a 50 centimetri sopra un tavolo.Iniziare la misurazione MWT dopo 30 minuti di adattamento. Quindi, premere il filamento Von Frey perpendicolarmente sulla superficie della fioriera della zampa posteriore del ratto. Quindi piegare il pennello per due secondi evitando la parte più spessa della porzione centrale della zampa.Aumentare gradualmente il peso dello stimolo da 4 grammi, fino a quando non si verifica una risposta positiva come il ritiro della zampa o il leccare. 3 giorni dopo la modellazione dei ratti nel gruppo modello hanno mostrato una riduzione del MWT rispetto al gruppo sham. Suggerire iperalgesia nel gruppo modello.Il MWT del gruppo modello è rimasto basso anche dopo 17 giorni. Indicativo della durata della sensibilità al dolore. La colorazione istopatologica del gruppo sham ha mostrato una chiara superficie articolare e cartilaginea intatta, una distribuzione uniforme dei condrociti e un'alta espressione del collagene di tipo II.Al contrario, il gruppo modello dimostra superfici cartilaginee depresse, perdita di condrociti, aumento dell'espressione della metalloproteinasi della matrice MMP13 e diminuzione dell'espressione del collagene di tipo II. La cosa più importante da ricordare è che la rotula deve essere ridotta prima della sutura.

Research

JoVE Journal

Medicine

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

Trapianto ortotopico aortica: un modello di ratto per studiare lo sviluppo di vasculopatia cronica

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

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Medicina

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

Un modello di topo indotta da laser di cronica ipertensione oculare per caratterizzare difetti visivi

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

Sviluppo di un Rat modello Alfa-sinucleina per la malattia di Parkinson mediante iniezione stereotassica di un ricombinante vettore virale adeno-associato

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

Il dimetilnitrosamina indotta fibrosi epatica modello nel ratto

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

Sviluppo di un modello diretto Pulp-capping di valutazione dei polpa dentale guarigione delle ferite e riparativa dentina formazione nei topi

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

Misurazione di contrattilità isometrica dell'arteria mesenterica Mouse con filo 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

Valutazione dell'autoregolazione del flusso sanguigno cerebrale nel ratto utilizzando 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

Agopuntura in un modello di ratto di asma

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

Sviluppo e valutazione di fantasmi cardiovascolari stampati in 3D per la pianificazione e la formazione interventistica

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

Un metodo non invasivo per generare il modello di lesione cartilaginea intra-articolare indotta dal carico ciclico del ginocchio di ratto

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