マウスにおける骨幹大腿骨骨折モデルの確立

ここに示されている骨幹大腿骨骨折モデルは、長骨骨折治癒の基礎研究および前臨床試験に適した、シンプルで低コストのマウスモデルです。開腹手術技術は、複雑な手術器具や固定装置を必要としません。これにより、発生している骨折の目視検査が可能になります。

このモデルは、経皮的または全身注射では送達できない幹細胞、薬物、生体材料などの治療成分の局所移植およびin vivo試験に使用できます。手術プロトコルでは、重要なステップを実行するために、基本的な手術技術とマウスの解剖学的構造に関するある程度の知識が必要です。この作品の視覚的なデモンストレーションは、動物の手術の経験が浅い人でも役立ちます。

手順を実演するのは、幹細胞と骨修復の研究室の修士課程の学生であるレオナルド・ミュラーとビアンカ・フレイドです。麻酔した動物を手術台に移した後、10%ポビドンヨウ素スポンジで皮膚をこすって切開部位を消毒します。次に、滅菌ガーゼパッドでこすった部分を乾燥させ、70%エタノールで洗浄し、滅菌ガーゼパッドで再度乾燥させます。

次に、マウスを右外側褥瘡の位置に置き、マウスをドレープして、切開部のみが見えるようにします。手術前にマウスの目に点眼薬をさして乾燥を防ぎ、手術中は常にマウスの呼吸を確認してください。メスの刃番号11で、脛骨結節のレベルから膝蓋骨のレベルまで、そして大腿骨遠位部に向かって等距離まで、1センチメートルの皮膚外側傍膝蓋骨切開を行います。

鈍い端のはさみで、切開線の周りの皮下筋膜を解剖して、大腿筋膜、外側広筋、大腿二頭筋を露出させます。メスの刃番号11で、脛骨結節のレベルから始めて、大腿骨上腕二頭筋腱膜に沿って大腿骨遠位端まで走って、関節嚢を開き、膝関節にアクセスするために、皮膚に作られたものと同様の大腿筋膜に別の切開を行います。膝蓋骨の内側脱臼術は、まっすぐな鋸歯状の精密先端ピンセットの先端を下に置き、膝蓋骨と大腿四頭筋の靭帯と一緒に横に押して、大腿骨の顆を露出させます。

鋸歯状の先端ピンセットで大腿骨を保持し、膝を90度に曲げ、26ゲージの皮下注射針で大腿骨の髄内管を顆間窩に手動で穿孔します。膝を90度に曲げたまま、1.0センチメートルのセグメント、0.016インチのステンレス鋼棒ワイヤーを開口部から大腿骨の髄管に挿入し、大転子に向かって挿入します。まっすぐな鋸歯状の先端ピンセットでワイヤーの遠位端を調整し、外側顆にしっかりと固定します。

次に、鋸歯状の先端ピンセットで鈍い端の解剖を行い、外側広筋と大腿上腕二頭筋を分離し、大腿骨の遠位骨幹にアクセスします。大腿骨骨幹の周囲に解剖ハサミを約90度の角度で挿入し、完全な皮質骨切り術を静かに行います。まっすぐな鋸歯状の精密先端ピンセットの先端を顆頭領域に押して、筋肉と膝蓋骨の位置を変えます。

6-0の再吸収性縫合糸で筋膜を閉じ、次に6-0ナイロン縫合糸を使用して皮膚を閉じます。許容可能な骨折パターンのX線写真は、骨折線が骨の軸に対して90度の角度である横骨幹骨折、骨折線が骨の軸に対して30度未満である短い斜め骨折、骨の小さな破片がいくつか見られる縮小可能な断片骨折、 しかし、骨の解剖学的位置合わせは残っています。ここでは、ワイヤーが大腿骨近位部の髄管内になく、骨折した骨が正しく固定されない場合や、ワイヤーが骨片を通らず、骨折した骨が完全に位置合わせされていない場合など、ワイヤーの位置を間違えた代表的なX線写真を示します。

手術後14日目と21日目に骨折部位に目に見えるカルスは、モデルの再生プロセスを示しています。組織学的分析は、骨折部位のカルスの評価を示します。カルスは、最初は7日目に、骨折線の周囲にハイライン軟骨の広範な領域を示します。

14日目には、軟骨領域の周囲に骨化前線が観察され、海綿骨と再構成された骨髄で満たされた空洞が形成されます。最後に、21日目に、軟骨領域はほぼ完全に海綿骨に置き換えられ、骨の架橋が成功したことを示します。モデルの成功は、ワイヤの正しい挿入にかかっています。

したがって、このステップでは、膝を90度の角度で曲げておくことが重要です。さらに、マイクロ計算された人口統計学を使用して、細胞の進化と形成される骨の特徴を3次元および定量的スケールで評価できます。