저자는 원고에 그녀의 소중한 의견 레나 Bizios을 감사드립니다.

윤리 진술 : 본 연구에 사용 된 마우스는 &quot;케어 및 사용 실험 동물의&quot;(지침 63분의 2,010 / 유럽 연합 (EU)과 유럽 협약 ETS 123)에 대해 유럽위원회가 발표 한 지침에 따라 처리 하였다. 실험 프로토콜은 의학 Lariboisière 세인트 루이스의 학부의 윤리위원회 (CEEA LV / 2010-01-04)에 의해 승인되었다. 1. 동물 <ol><li> 무 흉선 마우스 (10 주 이전)를 사용합니다. 음성 대조군으로 비어 결함과 6 마우스의 최소한의 번호를 사용합니다. </li></ol> 2. 공사장 공중 발판 준비 <ol><li> Syngenic 이식 준비 <ol><li> 6 동물의 최소 개수와 대조군을 제공하는 결함을 채우기 위해 뼈 isograft를 사용한다. </li><li> 수확하여 구하는 뼈 동종 이식편을 이식은 결함이 산호 발판 &quot;그룹 (일 가득&quot;비어 또는 결함 &quot;중 하나에 속하는 마우스에서 대퇴골 뼈를 절제뼈 isograft) (11)를 수집하는 별도의 동물의 사용은 피하는 것이다. </li><li> 인산염 완충 식염수 (PBS)로 절제 뼈를 세척 및 멸균 촉촉한 거즈 압축을 사용하여 유지. </li></ol></li><li> 산호 비계 준비 <ol><li> 아크로 특검팀 : 천연 산호 만들어진 비계를 사용합니다. 산호 외골격 큐브, 6 동물의 최소 전위 골 대체 등 3 × 3 × 3mm. </li><li> 원통형 손으로 각 산호 큐브 개척 (3.5 높이; 2mm 직경). </li><li> , 고압 증기 멸균하여 각 지지체 (20 분 121 ° C)를 소독 멸균 PBS로 세척하고, 마우스에 이식하기 전에 24 시간 동안 완전 배지 (α-MEM)에 침지. </li></ol></li></ol> 3. 마취 절차 및 진통 <ol><li> 부 프레 노르 핀의 피하 주사 (0.1 밀리그램 / kg 동물 체중)에 의해 방지 진통, 마취 전 15 분을 제공한다. </li><li> 동물에 연고를 적용동물이 마취 동안 눈을 매 30 분 건조를 방지한다. </li><li> 저체온증을 방지하기 위해 온난화 패드에 마우스를 놓습니다. </li><li> 수술시 마취 및 진통 <ol><li> 복강 용액 함유 자일 라진 (8 ㎎ / ㎏) 및 케타민 (/ kg 100 mg)을 주입한다. </li><li> 플로우 - 바이로 (50 ㎖ / 분), 산소를 제공한다. </li><li> 유해 자극 (예., 회사 발가락 핀치)에 좋은 근육 이완과 동물 응답의 부족의 존재에 의해 마취의 적절한 깊이를 확인합니다. </li><li> 피하 미생물 예방 등 enrofloxacin의 단일 용량 (0.05 ㎎ / ㎏)을 주입한다. </li></ol></li><li> 수술 후 진통 <ol><li> 부 프레 노르 핀의 피하 주사 (0.1 ㎎ / ㎏) 3 일 연속 매 12 시간으로 수술 후 진통제를 제공합니다. </li></ol></li><li> 진단 이미징 절차 동안 마취 <ol><li> anesthetizin에 마우스를 놓습니다g-상자, 다음 유도 각각 산소 약 4 %와 2 % 이소 플루 란을 이용하여 마취를 유지한다. </li><li> 좋은 동물 근육의 휴식과 운동 부족에 의한 마취의 적절한 깊이를 확인합니다. </li></ol></li><li> 복구 조건 <ol><li> 전체 복구 될 때까지 온난화 패드에 마우스를 유지 </li><li> 이 수술 후 흉골 드러 누움을 유지하기 위해 충분한 의식을 회복 할 때까지 무인 동물을 두지 마십시오. </li><li> 완전히 회복 될 때까지 다른 동물의 회사에 수술을 한 동물을 반환하지 않습니다. </li></ol></li><li> 수술 후 조건 <ol><li> 3 일 후 케이지에 4 쥐 호스트 처음 3 일 동안 별도로 마우스를 호스트. </li><li> 물과 적응 식품 광고 무제한을 제공합니다. 포스트 수술 기간 동안 모든 활동의 제한없이, 체중 곰에 마우스를 허용합니다. </li></ol></li></ol> 4. 수술 절차 :대퇴 분절 결함 모델 (11, 12) <ol><li> 마취 후, 확장의 왼쪽 뒷다리와 복부 드러 누움에 각 마우스를 놓습니다. </li><li> 5 분 동안 10 % 포비돈 요오드를 사용하여 무균 수술 사지 스크럽하고 멸균 표면 (멸균 투명 드레이프는 절차 중에 호흡 움직임을 감시 할 수 있도록하기 위해 사용된다)을 만들 사지 하에서 멸균 드레이프를 배치했다. 케어는 절차를 수행하는 동안 수술 분야의 불임을 유지하기 위해 취해진 다. </li><li> 뒷무릎 관절에 고관절로부터 연장, 대퇴골의 외측면에 걸쳐 17 mm 길이 방향 피부 절개 - 15합니다. </li><li> 대퇴근을 절개는 광근의 근육을 lateralis와 팔뚝은 대퇴골 골간의 전체 길이를 노출 근육 대퇴 분할합니다. 주의 꼬리 쪽 좌골 신경을 보존하기 위해 수행되어야한다 말단 관절 캡슐 (그림 1). </li><li> 대퇴골 골간 박람회를 향상시키기 위해물론, 둔부 근육과 팔뚝이 3 차 대전 자부에서 대퇴 가로로 쪼개다. </li><li> 골간의 중간에서 대퇴골의 원형 절개를 수행합니다. </li><li> 6 홀 티타늄 마이크로 잠금 플레이트를 적용 (최대 10 mm, 1.5 mm 폭, 무게 : 30 mg)을 전방 대퇴 쪽. 주 : 원추형 원통 부와 오목 된 판의 구멍 티탄 2mm 긴 잠금 나사 (태핑 수용은 0.47 mm 외경, 중량 : 5 ㎎, 헤드 나사의 저면으로는 내 로킹 가능하게 나사 고정 할 때 오프 비틀어 줄기에 연결되어 플레이트 구멍). </li><li> 0.3 mm의 드릴 비트 전용 엔진 파워 또는 약 500 mW의 12 2,500 rpm으로 작동 비 전용 엔진 출력)를 사용하여 플레이트의 가장 근위 구멍을 뚫는다. </li><li> 전용 드라이버를 사용하여 첫 번째 나사를 삽입 한 다음 (그림 2)를 잠급니다. 참고 : t의 정렬 이후그 플레이트이 스크류 볼트의인가에 의해 결정되어, 상기 나사를 삽입 할 때 대퇴부에 평행 판을 배치하는 것이 중요하다. </li><li> 유사한 방식으로 상기 플레이트의 가장 후방 구멍을 드릴 나사 삽입하고 (도 3)를 잠글. </li><li> 두 개의 다른 외부 나사를 삽입하지만 잠금을하지 않는다. </li><li> 질리가 메디 오 - 측면 방향으로 뼈 주위에 밀접하게 본 0.22 mm의 와이어를 위치하게 한 후, 지그 (그림 4)의 슬롯에 삽입합니다. </li><li> 마지막 두 나사의 줄기에 전용 지그를 삽입하고 플레이트 (그림 5) 이상에 적용합니다. </li><li> 열 괴사를 방지하기 위해 (멸균 등장 성 식염수를 사용하여) 질리가 관개에 따라 본 사용하여 3.5 mm 길이 중반 골간 대퇴골 ostectomy을 수행합니다. 외과 의사의 조수 지그을했다. 외과 의사가 일정한 안정된 장력을 적용 할 수 있습니다. 톱 와이어를 복잡하게 얽힌하는 와이어의 중간 3 분의 2를 사용하지 않도록주의합니다. 예를 피하십시오직선 뼈 절단을 얻기 위해 운 운동 (도 6). </li><li> ostectomy 후, 질리가 본 제거합니다. 연부 조직 손상을 피하기 위해, 한쪽 뼈 톱날 선 확대를 잘랐다. </li><li> 지그를 제거하고이 마지막 나사 (그림 7)를 잠급니다. </li><li> 어느 빈 분절의 결함을 떠나거나 수술 결함 내부 테스트 할 재료를 넣어를 입력합니다. </li><li> 풍부하게 멸균 등장 성 식염수로 수술 부위를 씻어. </li><li> 접시 위에 느슨하게 광근 lateralis 근육을 놓습니다. 간단한 연속 봉합 패턴과 5.0 glycomer 631 봉합사를 사용하여 근막과 피하 비행기를 닫습니다; 4.0 glycomer 631 봉합사를 사용하여 단순 단속 봉합 패턴 피부를 닫는다. 대안 적으로, 피부에 접착제를 사용하여 피부에 가까이하는 것도 가능하다. </li></ol> 뼈 재생의 생체 평가 5. <ol><li> 마취에서 마우스로, 방사선을 수행종래의 X 선을 모두 사용하여 길이 방식으로 평가 (26 kV로, 10 초; 2X 배율 20 라인 / mm 공간 해상도) 및 고해상도 마이크로 컴퓨터 단층 촬영 (μCT). </li><li> μCT 분석 (0.5 mm 알루미늄 필터 0.7 º의 회전 단계 180 º의 단층 회전을 이용하여 40 msec의 노출 시간에서 50 kV로하고 478mA) 36 ㎛의 해상도로 화상을 취득. 상주 소프트웨어를 사용하여 이미지를 분석한다. </li></ol> 뼈 재생의 6 전의 VIVO 평가 <ol><li> 텐 주 수술 후, 산소 이소 플루 란을 이용하여 마취를 유도 한 다음 바르비 투르 산염의 과량 (펜토 바르 비탈 1 ㎖)의 복강 내 주사하여 쥐를 희생. </li><li> , 대퇴 뼈를 절제 근육 조직을 오버레이 제거, 4 일 동안 4 % 파라 포름 알데히드 (PH 7.4)에서 뼈 표본을 수정합니다. </li><li> 파라 포름 알데히드의 fixa 후 각 절제 뼈 표본에서 플레이트와 나사를 제거기. </li><li> 예 생체은 CT 분석 μ <ol><li> 75 % 알코올로 가득 폴리에틸렌 관의 각을 절제 고정 뼈를 놓고 생체 μCT를 사용하여 분석 할 수 있습니다. </li><li> 80 kV의 100 μA (1000 msec의 노출 시간, 알루미늄 0.5 필터, 4 μm의 카메라 화소 크기 (7 ㎛의 복셀 사이즈 2400 X 4000)에서 0.9 º 각 회전 증분 평균 4 개의 프레임을 영상 획득. </li><li> 상주 소프트웨어 해밍 여과 역 투영을 이용하여 3 차원 영상 (13 ㎛의 평균 복셀 사이즈)를 재구성한다. </li><li> 골 형성의 정량적 분석을 위해, 결함에 대응 관심 결정된 일관성 영역 광물 조직 (45 계조 인덱스 하부 회색 임계 240 계조 인덱스 상부 회색 임계 값)의 양을 얻기 위해 상주 소프트웨어를 사용한다. </li><li> 동일한 등록 각 마우스에 대해 동일한 방법으로 분석을 수행관심의 이온. </li><li> 골유합 율 군간 관심 영역 광물 조직의 체적과 비교 - (95 %에서 및 p &lt;0.05의 유의 수준 신뢰 구간) 일방 분석 시험을 사용한다. </li></ol></li><li> 조직 학적 분석 <ol><li> 삽입 각각 잘라 내고, 메틸 메타 크릴 레이트 수지의 대퇴골을 고정 undecalcified 조직학을 위해 그것을 처리한다. </li><li> 원형 수냉식 다이아몬드 톱을 사용하여 두꺼운 부분 (200 μm의)에 길이 각각의 뼈 표본을 잘라. </li><li> 100 ㎛의 두께까지 각각의 뼈 시료 부를 연마하여 연마하고 Stevenel 블루 반 Gieson picrofuchsin 얼룩을 사용하여 염색. 참고 : 염색 한 후 세포를 광학 현미경에서 갈색 블루, 핑크 뼈, 산호에 나타납니다. </li></ol></li></ol>

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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=Kinetics+of+in+vivo+bone+deposition+by+bone+marrow+stromal+cells+into+porous+calcium+phosphate+scaffolds:+an+X-ray+computed+microtomography+study.">Kinetics of in vivo bone deposition by bone marrow stromal cells into porous calcium phosphate scaffolds: an X-ray computed microtomography study.</a> Tissue Eng. 12 (12), 3449-3458 (2006).</li></ol>

저자는 더 경쟁 재정적 이해 관계가 없음을 선언합니다.

정형 관련 재료 및 마우스 장치의 이소성 주입은 일반적으로 다양한 지지체 (13, 14)의 용량을 형성하는 뼈 평가를 행한다. 중요한 차이는 있지만 기본 골 형성 신호 요인과 호스트 뼈 형성 세포 분비의 상호 작용을 포함하여 자궁외 및 동 소성 모델 사이에 존재한다. 본 연구는 재현 쥐 큰 분절을 설정, 중요한 크기 대퇴 결함 (3.5 mm, 대퇴골 길이의 약 20~25%). 이러한 결함의 크기와 결과 판 고정술에 의해 제공되는 안정성을 고려하면,이 모델은 임상 적 발견 위축성 불유합 뼈 모방. 본 연구에서 선택한 수술 시간은 8 ~ 12 주 4,9,15,16 후 적절한 치료의 부족을 보여주는, 앞에서 설명한 비 노조 모델 마우스와 일치한다. 가장 중요한 것은, reprodu뼈 이식 대체물 cible 안정 고정술뿐만 아니라 안정성이 로킹 플레이트 및 ostectomy을 수행하는 지그 양자의 사용으로 유의 한 이환율 및 사망률 1,2-없이 얻었다. 이 결과는 또한 외부 고정 장치 또는 골수 손톱 하나가 4,5,17-24를 사용할 때보고 된 결과를 대조. 외부 전위 단점 포함 fixators 들어 : 강성 변동, 핀 책자의 감염, 핀 풀림은 핀 재료 (4 마우스 체중의 20 %)의 중량으로 인한 부상에서, 전위. 골수 못 들어 잠재적 인 단점은 다음과 같습니다 : 손톱과 관절 표면의 의원 성 손상과 수질 공동의 충전. 판 고정술 의해 안정화 다른 뮤린 분절, 임계 크기 결함 대퇴 1.5 내지 2 mm 길이 16,25 범위의 버어에 의해 생성 된 골 결손으로 설명되었다. 일에서전자 본 모델, 지그 및 톱 와이어의 사용은 큰 근육 외상없이 정확한 3.5 mm 길이의 ostectomy을 허용했다. 그러나, 하나는 고려 몇 가지 주요 포인트에 수행해야 할 절차를 수행하기에 성공하기 : 그렇지 않으면 플레이트가 너무 오래한다 (8 주에서 25g 또는 세 미만의 중 무게와 누드 마우스) 작은 마우스를 사용하지 마십시오. 대퇴 뼈에 접근 할 때, 꼬리 쪽 좌골 신경 말단 관절 캡슐을 모두 유지하기 위해주의를 기울입니다. 대퇴골의 전방 측면에 플레이트를 적용하고 판의 배향이 제 나사의인가에 의해 결정되기 때문에,이 제 나사를 삽입 할 때 대퇴부에 평행 판의 위치를 ​​알아서. ostectomy하기 전에 근육의 외상을 방지하기 위해 골간의 중간에서 대퇴골의 원형 절개를 수행하도록주의하십시오. ostectomy을 수행 할 때, 의사의 조수 단단히 가이드와 쉬르을 보유해야geon 일정한 안정 장력을인가하면서 (ii) 상기 선재의 중간 2/3을 사용하고, (ⅲ) 직선 뼈 절단을 얻기 위해 과도한 움직임을 방지하기 위해, 톱날 와이어 얽힌 않도록주의 (I)이어야한다. 본 모델은 골 이식이 사용됩니다 제공에 뼈 치유가 가능합니다. 또한,이 모델은 인간 기원의 이식 또는 세포 하나가 잘 표준화, 큰, 분절, 골 결손에 사용되는 골 교체 전략에 관여하는 메커니즘의 추가 연구를 할 수 있습니다. 또한, 정제 및 정형 관련 연구에서 동물의 사용 감소를 요구하는 현재의 추세에 맞춰,이 모델은 이러한 생물 발광 등의 생체 영상 기술과 함께 사용될 수있다. 이러한 비 침습적 방법은 동물의 희생 없이도 26 모두 이식 세포의 생존과 조직 치료를 모니터링 할 수 있습니다. 본 모델의 주요 제한 사항이 모두 있습니다하중 조건들이 완전히 인간 임상 발생들을 모방하지 않으므로 만들어진 골 결손의 볼륨. 모델의 다른 제한은 (I)의 생체 μCT 분석 전에 플레이트의 제거를 필요로 할 수 있으며, 길이 방사선 투과 검사 결과 해석을 복잡하게 판의 무선 불투명도이다 (ⅱ) 판의 강성을 조절하는 무능력을하는 골 형성 27-30에서 핵심 기계 매개 변수 일 수있다. 뼈 isograft 또는 (특히 탄산 칼슘) 미네랄 성분을 함유하는 다른 지지체를 사용할 때 새롭게 형성된 골밀도 부분적으로 중첩 한 것이기 때문에, 어떤 바이어스 마이크로 CT 분석 분할 공정에 도입되어, 또한 명심해야 isograft 밀도 또는 비계의 밀도 중 하나. 골 부피는 마이크로 CT 분석으로 수득 이러한 이유로 주로 광물 조직 (새로 형성된 뼈의 양을 반영 플러스뼈 대체) 11,26,31.

대규모 골간 골 결손은 정형 외과 의사에게 큰 도전입니다. 현재 금 표준 치료로 간주자가 골 이식과 골 교체, 제한된 공급에 수확 관련 사망률과 관련이있다. 이러한 이유로 osteoconductive 지지체 골수 간엽 줄기 세포를 결합 조직 공학 뼈 구조는 정형 외과에서자가 이식을위한 대안으로 탐구하고있다. 현재까지 대부분의 연구 등 (예 : 개, 돼지, 양, 1-3 만, 작은 동물 모델에서 소성을, 분절, 임계 크기 골 결손 이러한 구조의 예비 평가 임상 적 관련 동물 모델에서 수행 된 생쥐)는 여러 가지 장점 수 : 동물의 다수가 조작 될 수있다 (II) (I) 낮은 비용; (ⅲ) 대형 동물 모델에 대하여, 마우스 균주 균질성 골격 흡수 A의 각각의 변화를 제한ND 골 형성하고; (IV)가 가장 중요한 특정 항체 및 유전자 대상 동물의 가용성은 뼈의 치유에 관여하는 생물학적 과정의 평가를 할 수 있습니다. 마지막으로, 쥐의 면역 결핍 균주의 사용은 마우스의 이상 면역 반응없이 이식 또는 인간 유래의 세포를 사용하여 연구를 할 수 있습니다. 상기의 장점에도 불구하고, 마우스에서 대규모 골간 골 결손 모델은 드물다. 이러한 모델은 대부분 (따라서 시험 될 재료의 양을 제한하는) 골수 공동을 채운다 골수 핀 뼈 고정을 사용하고 또한 회전 및 축 안정 2,4-7를 제공하지 않음으로써 재현성을 방해한다. 본 연구의 목적은 (ⅰ) 정확하고 재현성있는 잠금 플레이트 osteosynth에 의해 안정화된다 재현, 중요한 크기, 분절, 쥐에서 대퇴 결함 모델을 설명하기 위해, 임상 뼈 비 노조 상황을 흉내 낸입니다안정성이 높은 생체 역학적 환경 8-10을 제공 ESIS; (ⅱ)이 전위 골 대체물과 본 모델을 도시하고 골 형성은 그것이 사용될 수있는 분석을 설명하는 데.

<table><tbody><tr><td>&amp;alpha;-MEM , Minimum Essential Medium Eagle</td><td>Sigma-Aldrich, France</td><td>M4526</td><td>500 ml&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;Acropora&lt;/em&gt; sp. coral exoskeleton cubes, Biocoral&amp;reg;</td><td>Biocoral&amp;reg;, Inoteb, France</td><td></td><td>3 x 3 x 3 mm cubes, autoclaving (121 &amp;deg;C for 20 min) sterilization</td></tr><tr><td>Buprenorphine, Buprecare&amp;reg;</td><td>Axience, Pantin, France</td><td></td><td>0.3 mg/ml</td></tr><tr><td>Xylazine, Rompun&amp;reg; 2%</td><td>Bayer HealthCare, Puteaux, France</td><td>20 mg/ml</td><td></td></tr><tr><td>Ketamine, Ketamine 500&amp;reg;</td><td>Virbac, Carros, France</td><td></td><td>50 mg/ml</td></tr><tr><td>Isoflurane, For&amp;egrave;ne&amp;reg;</td><td>Abbott, Arcueil, France</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Enrofloxacine, Baytril&amp;reg; 5%</td><td>Bayer HealthCare, Puteaux, France</td><td>50 mg/ml</td><td></td></tr><tr><td>Pentobarbital, Dolethal&amp;reg;</td><td>V&amp;eacute;toquinol, Lure, France</td><td></td><td>182.2 mg/ml</td></tr><tr><td>Anesthetizing box</td><td>Ugo Basile, Gemonio, Italy</td><td>7900/10</td><td></td></tr><tr><td>Plastic transparent sterile drape, BusterOpCover 30 x 45 cm</td><td>Buster, Coveto, Montagu, France</td><td>613867</td><td></td></tr><tr><td>10% povidone iodine, V&amp;eacute;t&amp;eacute;dine&amp;reg; Solution</td><td>V&amp;eacute;toquinol, Lure, France</td><td></td><td>100 mg/ml</td></tr><tr><td>Titanium micro- locking plate, MouseFix Plate XL</td><td>RISystem AG, Davos, Switzerland, http://www.risystem.com/</td><td>RIS.401.120</td><td>6 holes, 10 mm long and 1.5 mm wide, autoclaving (121 &amp;deg;C for 20 min) sterilization or cold sterilzation (ethylene oxide)</td></tr><tr><td>0.3 mm drill bit, Drill Bit 0.30 mm</td><td>RISystem AG, Davos, Switzerland, http://www.risystem.com/</td><td>RIS.592.200</td><td>autoclaving (121 &amp;deg;C for 20 min) sterilization or cold sterilzation (ethylene oxide)</td></tr><tr><td>Engine power</td><td>RISystem AG, Davos, Switzerland, http://www.risystem.com/</td><td>AccuPen</td><td>Cold sterilzation (ethylene oxide)</td></tr><tr><td>Screw driver, Handrill</td><td>RISystem AG, Davos, Switzerland, http://www.risystem.com/</td><td>RIS.390.130</td><td>autoclaving (121 &amp;deg;C for 20 min) sterilization or cold sterilzation (ethylene oxide)</td></tr><tr><td>Self-tapping locking screws, MouseFix Screw 2 mm</td><td>RISystem AG, Davos, Switzerland, http://www.risystem.com/</td><td>RIS.401.100</td><td>2 mm long, 0.47 mm outer diameter and 0.34 mm core diameter, autoclaving (121 &amp;deg;C for 20 min) sterilization or cold sterilzation (ethylene oxide)</td></tr><tr><td>Jig, MouseFix XL Drill and Saw Guide</td><td>RISystem AG, Davos, Switzerland, http://www.risystem.com/</td><td>RIS.301.103</td><td>3.5 mm between the slots, autoclaving (121 &amp;deg;C for 20 min) sterilization or cold sterilzation (ethylene oxide)</td></tr><tr><td>0.22-mm Gigli saws (0.22 mm Saws)</td><td>RISystem AG, Davos, Switzerland</td><td></td><td></td></tr><tr><td>5.0 glycomer 631, Biosyn</td><td>Covidien, V&amp;eacute;toquinol, Lure, France</td><td></td><td>Tapper-cut needle</td></tr><tr><td>4.0 glycomer 631, Biosyn</td><td>Covidien, V&amp;eacute;toquinol, Lure, France</td><td></td><td>Tapper-cut needle</td></tr><tr><td>X-ray, MX20</td><td>Faxitron X-ray Corp, Edimex, Le Plessis Grammorie</td><td></td><td></td></tr><tr><td>&lt;i&gt;In vivo&lt;/i&gt; high-resolution microcomputed tomography, Skyscan 1176</td><td>Skyscan, Aartselaar, Belgium</td><td></td><td></td></tr><tr><td>&lt;i&gt;Ex vivo&lt;/i&gt; high-resolution microcomputed tomography, Skyscan 1172</td><td>Skyscan, Aartselaar, Belgium</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Resident software: Nrecon (v1.6.9) / Ctan (v.1.14.4)</td><td>Skyscan, Aartselaar, Belgium</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

establishment of a segmental femoral critical-size defect model in mice stabilized by plate osteosynthesis

The use of tissue-engineered bone constructs is an appealing strategy to overcome drawbacks of autografts for the treatment of massive bone defects. As a model organism, the mouse has already been widely used in bone-related research. Large diaphyseal bone defect models in mice, however, are sparse and often use bone fixation which fills the bone marrow cavity and does not provide optimal mechanical stability. The objectives of the current study were to develop a critical-size, segmental, femoral defect in nude mice. A 3.5-mm mid-diaphyseal femoral ostectomy (approximately 25% of the femur length) was performed using a dedicated jig, and was stabilized with an anterior located locking plate and 4 locking screws. The bone defect was subsequently either left empty or filled with a bone substitute (syngenic bone graft or coralline scaffold). Bone healing was monitored noninvasively using radiography and in vivo micro-computed-tomography and was subsequently assessed by ex vivo micro-computed-tomography and undecalcified histology after animal sacrifice, 10 weeks postoperatively. The recovery of all mice was excellent, a full-weight-bearing was observed within one day following the surgical procedure. Furthermore, stable bone fixation and consistent fixation of the implanted materials were achieved in all animals tested throughout the study. When the bone defects were left empty, non-union was consistently obtained. In contrast, when the bone defects were filled with syngenic bone grafts, bone union was always observed. When the bone defects were filled with coralline scaffolds, newly-formed bone was observed in the interface between bone resection edges and the scaffold, as well as within a short distance within the scaffold. 
The present model describes a reproducible critical-size femoral defect stabilized by plate osteosynthesis with low morbidity in mice. The new load-bearing segmental bone defect model could be useful for studying the underlying mechanisms in bone regeneration pertinent to orthopaedic applications.

전술 한 수술은 45 ~ 60 분에 지속되었다. Ostectomy 및 골 유합술은 외과 의사의 조수의 도움으로 있지만 확대 시스템을 사용하지 않고 수행이 용이했다. 어떤 수술 합병증은 발생하지 않았다. (18) 마우스 (11)에 대한 예비 연구에서 수술 후 방사선은 골 결손 길이 (3.43 ± 0.12 mm) 및 (뒷무릎 관절 캐비티 플레이트의 말단 부분 사이의 거리 = 2.65 ± 0.56 mm) 판 위치가 재현 하였다는 증거를 제공했다. 마취 관련 사망률은 5 %였다. 조작 된 사지의 기능 회복 수술 (애니메이션 그림 1) 후 일 이내에 관찰되었다 모든 동물과 전체 체중 부하에서 우수했다. 상기 p-에 사용되는 골 유합술 (플레이트 및 나사)의 무게재전송 연구는 마우스 체중의 약 0.1 %였다. 어떤 합병증 (예를 들면, 창상 감염, 이식 실패 골 이식 마이그레이션 등)은 발생하지 않았다. cagemates에 의한 없음 자기 부상이나 상해가 발생하지 않습니다. 수술에 의한 골 결손이 비어 때, 의미있는 골 형성 일관성 골 불유합으로 관찰되지 않았다. 대조적으로, 결함가 isograft 또는 산호 골격들로 채워지 때 관찰 된 근위 및 원위 골 가장자리로부터 연장되는 뼈를 새롭게 형성했다. 또한, 반면 골 형성은 동종 이식편을 이식 (그림 8), 그것은 단지이 재료로 충전 결함의 산호 골격 내부 관찰로 치료 대부분의 결함에 뼈 연속성의 재 설립을 허용했다. 사실, 더 뼈 거리 뼈 가장자리로부터 1mm 이상이 관찰되지 않았다. 모든 조직 학적으로 연골의 부재는 증거를 제공하는 결과를 분석달성 된 골 유합술의 안정성 (그림 9, 그림 10). 방사선 및 microCT는 골유합이 결함 왼쪽 빈 그룹의 동물 발생하지 않았 음을 증거를 제시 분석 10 주 주입을 게시 할 수 있습니다. microCT 분석에 의해 평가 광물 조직의 부피는 ± 0.3 mm 3 0.8이었고, 새로 형성된 뼈 대표했다. isograft와 산호 골격 그룹에서 골유합은 각각 4, 4 동물을 얻었다. microCT 분석에 의해 평가 광물 조직의 부피는 4.4 ± 0.9 mm 3 8.9 ± 0.7 mm 3. isograft와 산호의 골격이 모두 미네랄을 포함하기 때문에이 그룹에서, 그러나, 새로운 골 형성이 남아있는 이식 물질 (isograft 또는 산호 비계)에서 진정으로 구별 할 수 없었다. 봉 조합의 속도와 isograft 그룹에서 얻은 광물 조직의 볼륨 모두와산호 골격 그룹 (P &lt;0.001) 결함 왼쪽 빈 그룹에 의한 것보다 훨씬이었다에서. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/52940/52940fig1.jpg" /> 그림 1 :. 대퇴골 분절 결함의 생성을위한 외과 노출 15-17-mm 세로 피부 절개, 뒷무릎 관절에 고관절로부터 연장은, 대퇴골의 외측면에 걸쳐 만들어졌다. 대퇴근은 절개; 광근의 근육을 lateralis과 팔뚝 근육은 대퇴골 골간의 전체 길이를 노출 분리 된 대퇴. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/52940/52940fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/52940/52940fig2.jpg" /> 그림 2 : 플레이트위치 및 근위 나사 배치. 플레이트는 전방 대퇴 측에 적용 하였다. 상기 플레이트의 가장 근위 구멍 천공시켰다 제 1 나사가 잠겨, 다음, 삽입되었다. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/52940/52940fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/52940/52940fig3.jpg" /> 그림 3 :. 원위 나사 배치 판의 가장 말단 구멍을 뚫고하고 나사를 삽입하고 고정되었다. (조직 공학과 파트 C 2013, 19 (4), 271-280에서 허가 재판) <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/52940/52940fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/52940/52940fig4.jpg" /> 그림 4 : </강한&gt; 질리가 위치를 보았다. 두 개의 다른 외부 나사를 삽입하지만 잠겨 있지 및 0.22 mm 질리 톱의 와이어가 메디 오 - 측면 방향으로 뼈 주위에 밀접하게 묶여 있었다. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/52940/52940fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 5" src="/files/ftp_upload/52940/52940fig5.jpg" /> 도 5 : 지그 위치 결정 지그 마지막 두 나사 스템에 삽입 판 위에 도포하고, 탄성 표면파의 와이어 후 지그의 슬롯에 삽입 하였다.. (조직 공학과 파트 C 2013, 19 (4), 271-280에서 허가 재판) <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/52940/52940fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt= &quot;그림 6&quot;SRC = &quot;/ 파일 / ftp_upload / 52940 / 52940fig6.jpg&quot;/&gt; 그림 6 :. Ostectomy Ostectomy 수행하고 질리 톱은 철회되었다. (조직 공학과 파트 C 2013, 19 (4), 271-280에서 허가 재판) <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/52940/52940fig6large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 7" src="/files/ftp_upload/52940/52940fig7.jpg" /> 그림 7 :. 내부 나사가 잠금은 지그를 제거하고 마지막 두 나사를 고정했다. 분절 결함은 왼쪽 빈 또는 시험 물질로 채워진 중 하나였다. (조직 공학과 파트 C 2013, 19 (4), 271-280에서 허가 재판) <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/52940/52940fig7large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img al<html> t = &quot;그림 8&quot;SRC = &quot;/ 파일 / ftp_upload / 52940 / 52940fig8.jpg&quot;/&gt; 그림 8 : 대표 수술 후 방사선 사진과 쥐의 대퇴부 뼈의 시상 μCT 재건 각각의 결함과 대퇴 뼈 중 왼쪽 (AE) 빈, 또는 대규모 syngenic 골 이식 (FJ)로 채워진, 또는 대규모의 아크로 산호의 골격 가득 (KO. ); 즉시 수술 후 (A, F, K) 4 주 수술 N (B, G, L), 술 후 6 주 (C, H, M), 및 10주 수술 후 (D, E, I, J, 이후 , O) (플레이트 길이 = 10 mm)이다. (조직 공학과 파트 C 2013, 19 (4), 271-280에서 허가 재판) <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/52940/52940fig8large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 파일 / ftp_upload / 52940 / 52940fig9.jpg &quot;/&gt; . 그림 9 : 대표 방사선 사진, 본 연구에서 테스트 산호 발판으로 가득 결함의 μCT 재건 및 조직학 새로 형성된 뼈의 많은 양의 주변 뼈 가장자리와 산호의 골격 사이에-관찰되었다; 대조적으로, 작은 뼈는 지지체 내부에 존재했다. 얼룩 : Stevenel 블루와 폰 Gieson의 picrofuchsin. 이러한 조건에서, 뼈 세포 및 산호는 각각 적색, 청색, 갈색 염색. 스케일 바 = 500 μm의. ACS = 아크로 산호 골격; BN = 뼈. (조직 공학과 파트 C 2013, 19 (4), 271-280에서 허가 재판) <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/52940/52940fig9large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 10" src="/files/ftp_upload/52940/52940fig10.jpg" /> 그림 10 : 파트 :<html> 대규모 Syngenic 뼈 이식 (B)으로 가득하고, 산호 비계 (C)로 충전 된 결함 왼쪽 빈 (A)의 대의 적 조직학가. 결함에서 비어, 뼈의 라운딩은 수질 운하 충전과 깊은 풍부한 섬유 조직으로 에지 결함으로 관찰 하였다. 대규모 syngenic 골 이식 가득 결함에서 뼈의 연속성은 이식과 주변 뼈 가장자리 사이에 관찰되었다; 골수은 원래 공동 전반에 걸쳐 존재. 산호의 골격 가득 결함에 새로 형성된 뼈 주위의 뼈 가장자리와 산호의 골격 사이에 관찰되었다,하지만 작은 뼈는 지지체 내부에 존재했다. 얼룩 : Stevenel 블루와 폰 Gieson의 picrofuchsin. 이러한 조건에서, 뼈 세포 및 산호는 각각 적색, 청색, 갈색 염색. 스케일 바 = 500 mm이다. ACS, 산호 골격; BN, 뼈; BM, 골수; FT, 섬유 조직. (조직 공학과 파트 C 2013에서 허가 재판 19 (4), 271-280)OAD / 52940 / 52940fig10large.jpg &quot;대상 =&quot;_ 빈 &quot;&gt;이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. <img alt="애니메이션 그림 (11)" src="/files/ftp_upload/52940/52940animfig1.jpg" /> 애니메이션 / 비디오 그림 1 : 마우스 하루 수술의 걸음 걸이의 대표적인 비디오. 베어링이 관찰되었다 전체 무게. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/52940/Animated_Figure1.MOV" target="_blank">이 동영상을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

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Establishment of a Segmental Femoral Critical-size Defect Model in Mice Stabilized by Plate Osteosynthesis

Although mouse models are invaluable tools for bone tissue engineering, models of long bone defects are sparse. This need motivated development of the present protocol which uses a locking plate with four screws and a dedicated jig to perform and stabilize a reproducible, femoral, critical-size defect with low morbidity.

마우스의 분절 대퇴 임계 크기 결함 모델의 설립은 플레이트 고정술에 의해 안정화

The use of tissue-engineered bone constructs is an appealing strategy to overcome drawbacks of autografts for the treatment of massive bone defects. As a ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

10.0K 조회수.  Université Paris Diderot. Although mouse models are invaluable tools for bone tissue engineering, models of long bone defects are sparse. This need motivated development of the present protocol which uses a locking plate with four screws and a dedicated jig to perform and stabilize a reproducible, femoral, critical-size defect with low morbidity.

비디오: Establishment of a Segmental Femoral Critical-size Defect Model in Mice Stabilized by Plate Osteosynthesis

Creating Rigidly Stabilized Fractures for Assessing Intramembranous Ossification, Distraction Osteogenesis, or Healing of Critical Sized Defects

Assessing modes of skeletal repair is essential for developing therapies to be used clinically to treat fractures. Mechanical stability plays a large role in healing of bone injuries. In the worst-case scenario mechanical instability can lead to delayed or non-union in humans. However, motion can also stimulate the healing process. In fractures that have motion cartilage forms to stabilize the fracture bone ends, and this cartilage is gradually replaced by bone through recapitulation of the developmental process of endochondral ossification. In contrast, if a bone fracture is rigidly stabilized bone forms directly via intramembranous ossification. Clinically, both endochondral and intramembranous ossification occur simultaneously. To effectively replicate this process investigators insert a pin into the medullary canal of the fractured bone as described by Bonnarens4. This experimental method provides excellent lateral stability while allowing rotational instability to persist. However, our understanding of the mechanisms that regulate these two distinct processes can also be enhanced by experimentally isolating each of these processes. We have developed a stabilization protocol that provides rotational and lateral stabilization. In this model, intramembranous ossification is the only mode of healing that is observed, and healing parameters can be compared among different strains of genetically modified mice 5-7, after application of bioactive molecules 8,9, after altering physiological parameters of healing 10, after modifying the amount or time of stabilization 11, after distraction osteogenesis 12, after creation of a non-union 13, or after creation of a critical sized defect. Here, we illustrate how to apply the modified Ilizarov fixators for studying tibial fracture healing and distraction osteogenesis in mice.

This article describes a method for stabilizing long bone fractures that is based on the application of modified Ilizarov external fixators 1-3. After application of the fixators and creation of the bone injury, healing can be assessed, distraction osteogenesis can be performed, or non-union or critical sized defect can be created and used to study therapeutic interventions.

산만 Osteogenesis, 또는 임계 크기의 결함의 치유는 Intramembranous 골화을 평가하기위한 Rigidly 안정 골절 만들기

Assessing modes of skeletal repair is essential for developing therapies to be used clinically to treat fractures. Mechanical stability plays a large role ...

연구

의학

A Simple Critical-sized Femoral Defect Model in Mice

While bone has a remarkable capacity for regeneration, serious bone trauma often results in damage that does not properly heal. In fact, one tenth of all limb bone fractures fail to heal completely due to the extent of the trauma, disease, or age of the patient. Our ability to improve bone regenerative strategies is critically dependent on the ability to mimic serious bone trauma in test animals, but the generation and stabilization of large bone lesions is technically challenging. In most cases, serious long bone trauma is mimicked experimentally by establishing a defect that will not naturally heal. This is achieved by complete removal of a bone segment that is larger than 1.5 times the diameter of the bone cross-section. The bone is then stabilized with a metal implant to maintain proper orientation of the fracture edges and allow for mobility. 
Due to their small size and the fragility of their long bones, establishment of such lesions in mice are beyond the capabilities of most research groups. As such, long bone defect models are confined to rats and larger animals. Nevertheless, mice afford significant research advantages in that they can be genetically modified and bred as immune-compromised strains that do not reject human cells and tissue.
Herein, we demonstrate a technique that facilitates the generation of a segmental defect in mouse femora using standard laboratory and veterinary equipment. With practice, fabrication of the fixation device and surgical implantation is feasible for the majority of trained veterinarians and animal research personnel. Using example data, we also provide methodologies for the quantitative analysis of bone healing for the model.

Animal models are frequently employed to mimic serious bone injury in biomedical research. Due to their small size, establishment of stabilized bone lesions in mice are beyond the capabilities of most research groups. Herein, we describe a simple method for establishing and analyzing experimental femoral defects in mice.

마우스의 간단한 임계 크기의 대퇴 결함 모델

While bone has a remarkable capacity for regeneration, serious bone trauma often results in damage that does not properly heal. In fact, one tenth of all ...

A Reliable and Reproducible Critical-Sized Segmental Femoral Defect Model in Rats Stabilized with a Custom External Fixator

Orthopedic research relies heavily on animal models to study mechanisms of bone healing in vivo as well as investigate the new treatment techniques. Critical-sized segmental defects are challenging to treat clinically, and research efforts could benefit from a reliable, ambulatory small animal model of a segmental femoral defect. In this study, we present an optimized surgical protocol for the consistent and reproducible creation of a 5 mm critical diaphyseal defect in a rat femur stabilized with an external fixator. The diaphyseal ostectomy was performed using a custom jig to place 4 Kirschner wires bicortically, which were stabilized with an adapted external fixator device. An oscillating bone saw was used to create the defect. Either a collagen sponge alone or a collagen sponge soaked in rhBMP-2 was implanted into the defect, and the bone healing was monitored over 12 weeks using radiographs. After 12 weeks, rats were sacrificed, and histological analysis was performed on the excised control and treated femurs. Bone defects containing only collagen sponge resulted in non-union, while rhBMP-2 treatment yielded the formation of a periosteal callous and new bone remodeling. Animals recovered well after implantation, and external fixation proved successful in stabilizing the femoral defects over 12 weeks. This streamlined surgical model could be readily applied to study bone healing and test new orthopedic biomaterials and regenerative therapies in vivo.

In vivo mammalian models of critical-sized bone defects are essential for researchers studying healing mechanisms and orthopedic therapies. Here, we introduce a protocol for the creation of reproducible, segmental, femoral defects in rats stabilized using external fixation.

사용자 지정 외부 Fixator를 안정화 하는 쥐에서 안정적이 고 재현 가능한 크기의 중요 한 단편 대 퇴 결함 모델

Orthopedic research relies heavily on animal models to study mechanisms of bone healing in vivo as well as investigate the new treatment techniques. ...

생체공학

An Intramedullary Locking Nail for Standardized Fixation of Femur Osteotomies to Analyze Normal and Defective Bone Healing in Mice

Bone healing models are essential to the development of new therapeutic strategies for clinical fracture treatment. Furthermore, mouse models are becoming more commonly used in trauma research. They offer a large number of mutant strains and antibodies for the analysis of the molecular mechanisms behind the highly differentiated process of bone healing. To control the biomechanical environment, standardized and well-characterized osteosynthesis techniques are mandatory in mice. Here, we report on the design and use of an intramedullary nail to stabilize open femur osteotomies in mice. The nail, made of medical-grade stainless steel, provides high axial and rotational stiffness. The implant further allows the creation of defined, constant osteotomy gap sizes from 0.00 mm to 2.00 mm. Intramedullary locking nail stabilization of femur osteotomies with gap sizes of 0.00 mm and 0.25 mm result in adequate bone healing through endochondral and intramembranous ossification. Stabilization of femur osteotomies with a gap size of 2.00 mm results in atrophic non-union. Thus, the intramedullary locking nail can be used in healing and non-healing models. A further advantage of the use of the nail compared to other open bone healing models is the possibility to adequately fix bone substitutes and scaffolds in order to study the process of osseous integration. A disadvantage of the use of the intramedullary nail is the more invasive surgical procedure, inherent to all open procedures compared to closed models. A further disadvantage may be the induction of some damage to the intramedullary cavity, inherent to all intramedullary stabilization techniques compared to extramedullary stabilization procedures.

This protocol describes an osteosynthesis technique using an intramedullary locking nail for standardized fixation of femur osteotomies, which can be used to analyze normal and defective bone healing in mice.

대퇴골 절골술의 표준화 된 고정을위한 골수 내 잠금 네일은 마우스에 정상 및 결함 뼈 치유를 분석하기

Bone healing models are essential to the development of new therapeutic strategies for clinical fracture treatment. Furthermore, mouse models are becoming ...

A Minimally Invasive Model to Analyze Endochondral Fracture Healing in Mice Under Standardized Biomechanical Conditions

Bone healing models are necessary to analyze the complex mechanisms of fracture healing to improve clinical fracture treatment. During the last decade, an increased use of mouse models in orthopedic research was noted, most probably because mouse models offer a large number of genetically-modified strains and special antibodies for the analysis of molecular mechanisms of fracture healing. To control the biomechanical conditions, well-characterized osteosynthesis techniques are mandatory, also in mice. Here, we report on the design and use of a closed bone healing model to stabilize femur fractures in mice. The intramedullary screw, made of medical-grade stainless steel, provides through fracture compression an axial and rotational stability compared to the mostly used simple intramedullary pins, which show a complete lack of axial and rotational stability. The stability achieved by the intramedullary screw allows the analysis of endochondral healing. A large amount of callus tissue, received after stabilization with the screw, offers ideal conditions to harvest tissue for biochemical and molecular analyses. A further advantage of the use of the screw is the fact that the screw can be inserted into the femur with a minimally invasive technique without inducing damage to the soft tissue. In conclusion, the screw is a unique implant that can ideally be used in closed fracture healing models offering standardized biomechanical conditions.

This protocol describes a minimally invasive osteosynthesis technique using an intramedullary screw for standardized stabilization of femur fractures, which can be used to analyze endochondral bone healing in mice.

Endochondral 골절 표준화 된 Biomechanical 조건 하에서 쥐에서 치유를 분석 하는 최소 침 습 모델

Bone healing models are necessary to analyze the complex mechanisms of fracture healing to improve clinical fracture treatment. During the last decade, an ...

The Generation of Closed Femoral Fractures in Mice: A Model to Study Bone Healing

Bone fractures impose a tremendous socio-economic burden on patients, in addition to significantly affecting their quality of life. Therapeutic strategies that promote efficient bone healing are non-existent and in high demand. Effective and reproducible animal models of fractures healing are needed to understand the complex biological processes associated with bone regeneration. Many animal models of fracture healing have been generated over the years; however, murine fracture models have recently emerged as powerful tools to study bone healing. A variety of open and closed models have been developed, but the closed femoral fracture model stands out as a simple method for generating rapid and reproducible results in a physiologically relevant manner. The goal of this surgical protocol is to generate unilateral closed femoral fractures in mice and facilitate a post-fracture stabilization of the femur by inserting an intramedullary steel rod. Although devices such as a nail or a screw offer greater axial and rotational stability, the use of an intramedullary rod provides a sufficient stabilization for consistent healing outcomes without producing new defects in the bone tissue or damaging nearby soft tissue. Radiographic imaging is used to monitor the progression of callus formation, bony union, and subsequent remodeling of the bony callus. Bone healing outcomes are typically associated with the strength of the healed bone and measured with torsional testing. Still, understanding the early cellular and molecular events associated with fracture repair is critical in the study of bone tissue regeneration. The closed femoral fracture model in mice with intramedullary fixation serves as an attractive platform to study bone fracture healing and evaluate therapeutic strategies to accelerate healing.

The murine closed femoral fracture model is a powerful platform to study fracture healing and novel therapeutic strategies to accelerate bone regeneration. The goal of this surgical protocol is to generate unilateral closed femoral fractures in mice using an intramedullary steel rod to stabilize the femur.

Bone fractures impose a tremendous socio-economic burden on patients, in addition to significantly affecting their quality of life. Therapeutic strategies ...

Transverse Fracture of the Mouse Femur with Stabilizing Pin

Fracture repair is an essential function of the skeleton that cannot be reliably modeled in vitro. A mouse injury model is an efficient approach to test whether a gene, gene product or drug influences bone repair because murine bones recapitulate the stages observed during human fracture healing. When a mouse or human breaks a bone, an inflammatory response is initiated, and the periosteum, a stem cell niche surrounding the bone itself, is activated and expands. Cells residing in the periosteum then differentiate to form a vascularized soft callus. The transition from the soft callus to a hard callus occurs as the recruited skeletal progenitor cells differentiate into mineralizing cells, and the bridging of the fractured ends results in the bone union. The mineralized callus then undergoes remodeling to restore the original shape and structure of the healed bone. Fracture healing has been studied in mice using various injury models. Still, the best way to recapitulate this entire biological process is to break through the cross-section of a long bone that encompasses both cortices. This protocol describes how a stabilized, transverse femur fracture can be safely performed to assess healing in adult mice. A surgical protocol including detailed harvesting and imaging techniques to characterize the different stages of fracture healing is also provided.

This protocol describes a method to perform fractures on adult mice and monitor the healing process.

안정화 핀을 가진 마우스 대퇴골의 횡단 골절

Fracture repair is an essential function of the skeleton that cannot be reliably modeled in vitro. A mouse injury model is an efficient approach to test ...

생물학

Establishing a Diaphyseal Femur Fracture Model in Mice

Bones have a significant regenerative capacity. However, fracture healing is a complex process, and depending on the severity of the lesions and the age and overall health status of the patient, failures can occur, leading to delayed union or nonunion. Due to the increasing number of fractures resulting from high-energy trauma and aging, the development of innovative therapeutic strategies to improve bone repair based on the combination of skeletal/mesenchymal stem/stromal cells and biomimetic biomaterials is urgently needed. To this end, the use of reliable animal models is fundamental to better understanding the key cellular and molecular mechanisms that determine the healing outcomes. Of all the models, the mouse is the preferred research model because it offers a wide variety of transgenic strains and reagents for experimental analysis. However, the establishment of fractures in mice may be technically challenging due to their small size. Therefore, this article aims to demonstrate the procedures for the surgical establishment of a diaphyseal femur fracture in mice, which is stabilized with an intramedullary wire and resembles the most common bone repair process, through cartilaginous callus formation.

This protocol describes a surgical procedure for the establishment of a diaphyseal fracture in the femur of mice, which is stabilized with an intramedullary wire, for fracture healing studies.

마우스에서 Diaphyseal 대퇴골 골절 모델 확립

Bones have a significant regenerative capacity. However, fracture healing is a complex process, and depending on the severity of the lesions and the age ...

<meta charset="utf8"></head><body>Axolotls에서 뼈 치유 및 사지 재생을 연구하기 위해 플레이트 고정을 사용합니다.

Stabilizing a Femur Osteotomy with a Plate Fixation in Ambystoma mexicanum

The axolotl (Ambystoma mexicanum) is a promising model organism for regenerative medicine due to its remarkable ability to regenerate lost or damaged organs, including limbs, brain, heart, tail, and others. Studies on axolotl shed light on cellular and molecular pathways ruling progenitor activation and tissue restoration after injury. This knowledge can be applied to facilitate the healing of regeneration-incompetent injuries, such as bone non-union. In the current protocol, the femur osteotomy stabilization using an internal plate fixation system is described. The procedure was adapted for use in aquatic animals (axolotl, Ambystoma mexicanum). &#8805;20 cm snout-to-tail tip axolotls with fully ossified, mouse-size comparable femurs were used, and special attention was paid to the plate positioning and fixation, as well as to the postoperative care. This surgical technique allows for standardized and stabilized bone fixation and could be useful for direct comparison to axolotl limb regeneration and analogous studies of bone healing across amphibians and mammals.

<meta charset="utf8"></head><body>저자 스포트라이트: 세포 및 분자 메커니즘, 뼈 치유 및 인간 치료에 대한 시사점에 대한 통찰력을 통해 아홀로틀의 재생 탐구

A protocol for femoral osteotomy surgery with the use of internal plate fixation in mature axolotls is presented. The procedure can be used to perform comparative studies on limb regeneration and fracture healing in aquatic amphibians.

Ambystoma mexicanum에서 플레이트 고정을 통한 대퇴골 절골술 안정화

The axolotl (Ambystoma mexicanum) is a promising model organism for regenerative medicine due to its remarkable ability to regenerate lost or damaged ...

마우스의 분절 대퇴 임계 크기 결함 모델의 설립은 플레이트 고정술에 의해 안정화

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산만 Osteogenesis, 또는 임계 크기의 결함의 치유는 Intramembranous 골화을 평가하기위한 Rigidly 안정 골절 만들기

마우스의 간단한 임계 크기의 대퇴 결함 모델

사용자 지정 외부 Fixator를 안정화 하는 쥐에서 안정적이 고 재현 가능한 크기의 중요 한 단편 대 퇴 결함 모델

대퇴골 절골술의 표준화 된 고정을위한 골수 내 잠금 네일은 마우스에 정상 및 결함 뼈 치유를 분석하기

Endochondral 골절 표준화 된 Biomechanical 조건 하에서 쥐에서 치유를 분석 하는 최소 침 습 모델

The Generation of Closed Femoral Fractures in Mice: A Model to Study Bone Healing

안정화 핀을 가진 마우스 대퇴골의 횡단 골절

마우스에서 Diaphyseal 대퇴골 골절 모델 확립

Ambystoma mexicanum에서 플레이트 고정을 통한 대퇴골 절골술 안정화

Ambystoma mexicanum에서 플레이트 고정을 통한 대퇴골 절골술 안정화