Name: fracture apparatus design and protocol optimization for closed-stabilized fractures in rodents
Uploaded: 2018-08-14T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 59 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fracture Apparatus Design and Protocol Optimization for Closed-stabilized Fractures in Rodents at JoVE.com

Bu yayında bildirilen araştırma Ulusal Enstitüsü artrit ve Musculoskeletal tarafından desteklendi ve cilt hastalıkları Ulusal Sağlık Enstitüleri Ödülü altında F30AR071201 ve R01AR066028 sayısı.

Bu iletişim kuralı hayvanlar gereksiz yere kullanılmaz ve tüm gereksiz acı ve sıkıntı kurtulmuş sağlamak için geliştirilmiştir; Tüm federal, eyalet, yerel ve kurumsal yasalara ve hayvan araştırma yöneten kurallar bağlı kalır. Protokol bir üniversite genelinde laboratuvar hayvan tıp programı yanında veterinarians laboratuvar hayvan tıpta uzman gözetiminde geliştirilmiştir. Protokol gözden geçirilmiş ve kurumsal hayvan bakım ve kullanım Komitesi (IACUC) tarafından onaylanmış.
1. kırık kule İnşaat
Not: Malzeme kısım (Malzemeler tablo) tüm parçalar listelenir. Detaylı teknik çizimler ek rakamlar 1-12işlenmiş ve 3D baskılı bölümlerinde verilmektedir. Yarı mamul için teknik çizimler için tüm bağlı parçaları (ek rakamlar 1, 2, 7 ve 9) fastener ayrıntılarını içerir.
<ol><li>
Yarı mamul için destek Not: destek yarı mamul teknik çizim için ek resim 1bakın.<ol>
<li>Işın desteği--yatay bölümorta noktasını de Işın desteği--çene bölümüne ekleyin.</li>
		<li>Işın desteği--dikey 1 Işın desteği--çene bölümü, Işın desteği--yatay bölüm2 üst yüzeyine takın.</li>
		<li>Işın desteği--dikey 2 orta nokta (7 sonundan itibaren), Kiriş desteği--yatay bölüm üst yüzeyine takın.</li>
		<li>Eni, destek--plaka monte Işın desteği--dikey 1 ve Işın desteği--dikey 2ucunu takın. Plaka destek sona ermesi Işın destek--dikey 2arkası ile aynı hizada olmalıdır.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
RAM takılabilir düzeneği Not: ram yarı mamul teknik çizim için Tamamlayıcı Şekil 2bakın.<ol>
<li>Makineli blok durdurmak ve blok Kılavuzu (ek şekil 3); çubuk Ram (ek Şekil 4); vida hizalama (ek Şekil 5); ve montaj plakası (ek Şekil 6).</li>
		<li>Montaj plakası Işın destek--plaka monte destek düzeneği için ekleyin.</li>
		<li>Aşağıdaki sıraya göre ilk Doğrusal kol taşıyanslayt; blok Kılavuzu; İkinci Kol doğrusal rulman; ve blok durdurmak Rod Ramüzerinde. Kılavuzları ve bloklar Montaj plakasıiçin ekleyin.</li>
		<li>⅜-in üç fındık Rod Ramdişli bölümüne ekleyin. Bir çubuk ile Elektromıknatıs girişme sonu ile aynı hizada olmalıdır. Diğer 2 kırık derinliği ayarlamak için kullanılır.</li>
		<li>Yüzünü öne dön ve Hizalama vida Blok Kılavuzuvida dişli delik eklemek için Çubuk Ram koruda hizalayın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Mıknatıs düzeneği Not: ek Şekil 7için teknik çizim mıknatıs düzeneği bakın.<ol>
<li>Elektromıknatıs yol açar tel lehim (polarite Elektromıknatıs işlemi için bir faktör değildir). Nerede kırık aygıt yerleştirilmiş olacak yere ulaşmak yeterli uzunluğa izin ver. Kullanım ZIP bağları ya da başka bir formu ek stres rahatlatmak tel.</li>
		<li>Güç kaynağı' nın son şerit ve Ayak pedalıiçin bağlayın. Son olarak, "(normalde açık) off" yapılandırmasında Ayak pedalı tel bağlayın. Ayak pedalı anahtarı değil basıldığında Elektromıknatıs üzerinde olduğundan emin olmak için devre test. Bu kırık önce ram konur.</li>
		<li>Mount mıknatıs (ek rakamlar 8A ve 8B) yazdırmak bir katkı üretim aygıtı kullanarak veya alüminyum bölümünden makine.</li>
		<li>Elektromıknatıs Mount mıknatısiçin ekleyin.</li>
		<li>2 köşesine parantez için ışın desteği--mıknatısiliştirin.</li>
		<li>Aşağıdaki sırada üst Köşe aparatı ile Çubuk mıknatıs konu ve ¼ içinde bir fındık ekleyin; Mount mıknatıs; ¼-in iki fındık; ve alt Köşe aparatı. Derleme ¼-in her ucunda iki fındık ile güvenli.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Tam derleme Not: tam derleme teknik çizim için Tamamlayıcı Şekil 9bakın.<ol>
<li>Mıknatıs düzeneği eni, destek--plaka monteüst yüzeyine takın.</li>
		<li>Mıknatıs çubuk, Ramile yürütmektedir Işın desteği--mıknatıs hizalamasını ayarlayın. Not: ayak pedalı basıldığında çubuk serbest bırakmıyor, elektromanyetik ve çubuk arasındaki temas bölgesinin Eni desteği--mıknatıshareket ettirerek azaltın.</li>
		<li>Çene parantez bacak (ek Şekil 10) makine.</li>
		<li>İki Parantez bacak çene için Işın desteği--çene bölümekleyin. Bıraktığımda, ram ucu her çene uzaklık eşit olmalıdır.</li>
		<li>Platform kırık yerleştirin (takıma giren rakamlar 11A ve 11B) Çene yukarıda.</li>
		<li>Jig konumlandırma kırık yazdırma (takıma giren rakamlar 12A ve 12B) ve Jig PIN ölçer (takıma giren rakamlar 13A ve 13B) bir katkı üretim aygıtı kullanarak veya makine Alüminyum parçalar. Not: 2. adımda ayrıntılı optimizasyonu adımda Jigs boyutları hesaplanır.</li>
		<li>Jig kırık konumlandırma için Platform kırıkiliştirin.</li>
		<li>Etkisi derinliği iki durak fındık üzerinde Çubuk Ramkullanılarak ayarlanabilir onaylayın.</li>
		<li>Çarpışma hızı Mount mıknatıs yukarı ve aşağı hareket ettirerek ayarlanabilir onaylayın.</li>
		<li>Kırık genişliğini Parantez bacak çene daha yakın veya uzak Rod Ramdaha fazla hareket ettirerek ayarlanabilir onaylayın.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. kırık en iyi duruma getirme
<ol><li>Kırık konumu
	<ol>
<li>Ekstremite (femur veya tibia) 5 euthanized hayvanlar temsil edici bir örnek içinde kırılmış için ilerlemenin elde edilir. Not: Yaş, genotip ve seks dayalı deneysel protokolünde kullanılan numuneler için örnek uyumlu olması. Son iletişim kuralı yalnızca bir kırık bacak için ararsa bile, her iki örnek bacaklarda kullanılacaktır.</li>
		<li>Pozisyon kemik için true-lateral ve anterior/arka sayısı elde etmek için röntgen ışını teğet bacak. Analiz için bir ölçek sağlamak için görüntüleme uçak en bilinen Boyut nesne yerleştirin.</li>
		<li>Not: Eğer kemiklerine Imaging, femur tibia olarak Aksiyel aynı düzlemde nerede tam uzantısındaki ampütasyonu olduğundan emin olun.</li>
		<li>İstenen işaretlemek için bacak grafisi kırık konumunu kırılmış (Şekil 1A - kesikli çizgi). Tibial kalkaneal eklemi işaretli kırığı (Şekil 1A) düzeyini ölçmek. Kötü kırık uzunluğu (FL) tüm deneme örnekleri için hesaplayın. Uyluk kemiği kırıkları için intercondylar çentik üzerinden ölçmek.</li>
	</ol></li>
	<li>Jig kırık konumlandırma
	<ol>
<li>Bir destek örs dış yüzeyinden Giyotin etkisi (CGI) (Şekil 2) merkezine uzaklığı ölçmek. Kırık konumlandırma jig Derinlik (JD) hesaplamak için adım 2.1.4, açıklanan FL, üzerinden CGI çıkarma. Makine veya 3D baskı U şeklinde bir kanal bir yükseklik ve genişlik eşit örs ve bir derinlik JD için (Şekil 3A) eşit. Bir örnek teknik çizim ve CAD dosyası dahil edilen takıma giren rakamlar 12A ve 12B. Not: bacak içinde jig yerleştirildiğinde, ayak patolojisi Giyotin etkisi uzak yüzeye karşı yalan söylemeliyim. Bacak için ek boşluk gerekiyorsa U şeklinde kanal değiştirin.</li>
		<li>Numune kırık aparatı yüzükoyun uyluk kemiği kırıkları için veya tibia kırığı (Şekil 4) için sırtüstü pozisyonda yerleştirin. Ayak kırığı konumlandırma jig sonu karşı patolojisi tuşuna basın. El ile Giyotin Ekstremite kırıkları kadar bunalıma girmek. Jig boyutu ve kırık yer (Şekil 2B) onaylamak için kırık bacak bir grafisi edinin.</li>
		<li>Kırık kemik üzerinde çok distal konumuysa JD artırıp kırık konumu çok proksimal kemik üzerinde ise JD azaltabilirsiniz.</li>
	</ol></li>
	<li>PIN parametrelerinin sabitleme
	<ol>
<li>
Pin süre: 2.1. adımda elde ilerlemenin kullanarak, ekstremite Uzunluk (LL) tibial Plato tibia kırığı için posterior fibula veya uyluk kemiği kırıkları için daha fazla trochanter için intercondylar çentik düzeyini ölçmek. Kemik uzunluğu (PL) (Şekil 1A ve 3B) PIN uzunluğunu hesaplamak için 0,9 tarafından çarpın.</li>
		<li>
Pin genişliği: 2.1. adımda elde ilerlemenin kullanarak, minimum medüller çap (MD) (resim 1A) kırık bacak ölçmek. Bir ölçüm medüller çapı ve uzunluğu yaklaşık olarak eşdeğer bir iğneyle fazla 1.5 x PLseçin. Not: Bir yaklaşık PIN 14-hafta-yaşlı C57BL/6J fare 22 G, 1½ içinde ve 27 G, femur ve tibia, içinde 1¼ sırasıyla boyutudur.</li>
	</ol></li>
	<li>PIN kesme ölçer
	<ol>
<li>2.4.1. makine veya 3D baskı bir ölçüm iğne uzunluğu (CGL) (Şekil 3B; PL için eşit uzunluğu Takıma giren rakamlar 13A ve 13B). Bir ucu iğne hub karşı dinlenmek için bir çıkıntı olmalıdır ve diğer PIN nerede kesilmelidir belirtmelidir. Bir örnek teknik çizim ve CAD dosyası dahil edilen takıma giren rakamlar 13A ve 13B.</li>
	</ol></li>
	<li>İntramedüller PIN kırılma sabitleme
	<ol>
<li>2.1. adımdaki kırılmış deneme örnekleri kullanarak, bir elektrik kesme makinesi veya depilatory krem ile orta tibia orta femur, diz eklemi açığa tüylerden.</li>
		<li>
Tibia sabitleme: patellar bağ iğneyle yanal iğne yerleştirin. Patella bağ hemen geri çekin ve iğne tibia eksenine göre hizalayın. Reaming bir hareket kullanarak, yavaşça tibial Plato ihlal ve iğne medüller kavite aşağı yol.</li>
		<li>
Femur sabitleme: patellar bağ iğneyle yanal iğne yerleştirin. Patella bağ hemen geri çekin ve iğne intercondylar çentik uyluk eksenine göre hizalayın. Reaming bir hareket kullanarak, yavaşça intercondylar çentik eklem yüzeyi ihlal ve iğne medüller kavite aşağı yol.</li>
		<li>Maruz kalan iğne ölçer uzunluğa eşit olana 2.4 adımda üretilen ölçer kullanarak, ream. Ölçer tarafından belirtilen düzeyinde iğne kesmek için yeterli yer (~ 3 mm) sağlamak için iğne geri çek. Not: tehlikeli bir mermi olmak değil bu yüzden iğne proksimal (plastik) sonu kesim sırasında tutmak emin olun.</li>
		<li>Bir PIN kesici kullanarak PIN distal ucunun 0.3 mm sarılmış ve PIN ölçer düzeyinde kesti. İğne çapı daha büyük x 1.5 çapında bir çubuk kullanarak eklem yüzeyi için PIN lavabo. Not: Sıkma döndürme iğne ve göç iğne-kemik temas artırarak önler.</li>
		<li>İğne ampütasyonu medüller Kanal uzunluğu genişletir ve proksimal veya distal ucundan (Şekil 1C) çıkıntı değil onaylamak için ilerlemenin elde edilir.</li>
	</ol></li>
	<li>Etki derinliği
	<ol>
<li>2.1. adımda elde ilerlemenin kullanarak, istenen kırığı (Şekil 1A) düzeyde korteks çapını ölçün. Ortalama kortikal çapı (CD) için tüm deneme örnekleri hesaplayın.</li>
		<li>2.2. adımda üretilen kırık konumlandırma jig ile kırık cihazın 2.5 adımda sabitlenmiş bir deneme örneği yerleştirin. Etkisi ram yaralı bacak üzerinde bekletin. Not: bırakmak ram izin vermez; kemik bu optimizasyon adım sırasında olduğu gibi kalır.</li>
		<li>Yeterince aşağı kuvvet yumuşak doku sıkıştırmak, ancak kemik kırık değil için ram üzerinde uygulamak. 0,75 x CD (Şekil 2) (ID) etkisi derinliğini ayarlayın. Not: İdeal etki derinliği 0.5 x CD olmadan herhangi bir yumuşak doku kemik kırılma olduğunda. 0,75 hesapları için ek yumuşak doku sıkıştırma kullanarak.</li>
	</ol></li>
	<li>Örs genişliği
	<ol>
<li>Örs genişliği (AW) 0,4 cm fare tibia veya uyluk kemiği (Şekil 2) için ayarlayın. Not: Daha geniş genişlik fareler gibi daha büyük örnekler için önerilir.</li>
	</ol></li>
	<li>RAM ağırlık
	<ol>
<li>En az bir kilo 250 g fare numuneler için önerilir. Not: Ek ağırlık büyük örnekler (Şekil 2) üstünde-e doğru belgili tanımlık koç dişli.</li>
	</ol></li>
	<li>Çarpma hızı
	<ol>
<li>Damla yüksekliği (DH) 2 cm (Şekil 2) ayarlayın. Ram için aktif Elektromıknatıs bağlanarak başlangıç konumuna getirin.</li>
		<li>Deneme bir bacak kırık cihaz getirin. 2.2. adımda üretilen kırık konumlandırma jig karşı ayak patolojisi tuşuna basın. Kısaca footswitch ram serbest bırakmak için basın ve sonra başlangıç konumuna sıfırlamak.</li>
		<li>Etkilenen deneme uzuv grafisi. Bacak bir kırık (Şekil 1D) herhangi bir kanıt için analiz. Not: Bu düşük hızları ile kontrollü etki derinliği kullanırken ince olabilir.</li>
		<li>Hiçbir kırık oluşturulursa, adımları 2.9.1 - 2.9.3 yineleyin ve 2 cm damla yüksekliğini artırın.</li>
		<li>Bir kırık oluşturulursa, damla yüksekliği kaydetmek ve 1.1 ile çarpın. Yeni DHburası.</li>
		<li>2.9.5 adımdaki DH kullanarak, bir sonraki deneme bacak kırığı.</li>
		<li>Hiçbir kırık oluşturulursa, adımları 2.9.1 - 2.9.6 yineleyin ve 2 cm damla yüksekliğini artırın.</li>
		<li>Bir kırık oluşturulan, tekrar adımları 2.9.6 - tüm örnekleri test kadar 2.9.7 kullanılır. Son DH ve optimizasyon üzerinden tüm parametreleri (FL, CGI, JD, PL, MD, PS, CGI, CD, kimliği, AWve RW) kaydedin. Deneme örnekleri yaş, cinsiyet, genotip ve ağırlık kaydedin.</li>
	</ol></li>
</ol>3. kapalı stabilize kırık üretimi
<ol><li>
Kurulum
	<ol>
<li>Tüm ekipman ve Araçlar üzerinden otoklav, sıcak boncuk daldırma veya onların eşdeğer sterilize.</li>
		<li>Bir ısıtma elemanı cerrahi tablasına yerleştirin ve en uygun sıcaklık ayarlayın. Öğe bir cerrahi örtüsü ile kapak. 3 x 3'te2 -cerrahi örtüsü ortasında kesip bir 0,75 içinde daire ile hazır olun.</li>
		<li>Her deneme (Şekil 2) önce kırık kule düzeltilmesi onaylayın. Kimliği, AW, RWve DH cinsiyet, yaş ve genotip belirlenmesi numune için belirli en iyi duruma getirme kuralından türetilmiş değerleri ayarlayın.</li>
		<li>Tartmak ve hayvan ağırlığını kaydedin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Cerrahi
	<ol>
<li>Yeterince soluk çeken anestezikler kullanarak fare sakinleştirici (isoflurane: indüksiyon için % 4-5; bakım için % 1-2) veya başka bir laboratuvar anestezi Protokolü kuruldu. Solunum hızı 55-100 nefes/dakika olmalıdır. Hayvan hind-bacak ayak birazcık duyarlı olmamalıdır.</li>
		<li>Ameliyat sonrası analjezi buprenorfin ilk doz (0.1 mg/kg subkutan).</li>
		<li>Oküler yağlama kornea kurutma önlemek için geçerlidir.</li>
		<li>Hayvanın saç bir elektrik kesme makinesi ile orta tibia orta femur, diz eklemi açığa çıkarın. Reaktif olmayan bant kullanarak kıllarında sitenin temiz. % 70 ile nemlendirilmiş bir ıslak bez ile sabitleme site hazırlamak alkol. Tüm saç kesi alanından kaldırmak gerektiğinde yineleyin.</li>
		<li>Hazırlamak ve sabitleme alanının povidone-iyot ve % 70 alternatif temizleme bezi ile temiz alkol. Kısırlık emin olmak için iki alternatif çubukla sıraları kullanın.</li>
		<li>Cilt uygun şekilde dezenfekte sonra bir örtüsü sonra cerrahi site çevresinde yer alıyor.</li>
		<li>PIN uzuv 2.5. adımda anlatılan protokolünü kullanarak kırılmış. PIN medüller Kanal uzunluğu genişletiyor ancak proksimal veya distal ucundan çıkıntı değil onaylamak için ilerlemenin elde etmek.</li>
		<li>Elektromıknatıs üzerinde açın ve başlangıç bulunduğu yere etkisi ram bağlayın.</li>
		<li>Numune yüzükoyun uyluk kemiği kırıkları için veya tibia kırığı için sırtüstü pozisyonda yerleştirerek kırık cihaz getirin. Sabitlenmiş uzuv örs ve jig dış karşı basıldığında ayak patolojisi ile kırık konumlandırma jig içinde yer almalıdır.</li>
		<li>Tek elle ayak basarak ve etkisi içinde sadece bacak sağlanması hedef alan ram olsa da, kısaca ram serbest bırakmak için footswitch düşürmek. Başlangıç pozisyonuna RAM'de değiştirin.</li>
		<li>İlerlemenin elde etmek ve kırık konumu ve türü onaylayın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Ameliyat sonrası yönetim
	<ol>
<li>Her 15 dakikada kendi kurtarma sırasında anestezi hayvan kadar bilinçli, sternal recumbency koruyabilirsiniz.. hayvan izlemek Ambulatuar. Hayvan bir 72-saat süre içinde ambulate mümkün olduğunu doğrulayın.</li>
		<li>Tamamen iyileşmiş kadar hayvan tek tek ev.</li>
		<li>48-h süre buprenorfin ile analjezi sağlamak (0.1 mg/kg subkutan) her 12 h yönetilen.</li>
		<li>İzlemek ve günlük için 7-10 d veya ötenazi kadar hayvan sağlık durumunu kaydetmek.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Sonrası kırık Analizi
	<ol>
<li>Ölçü FL, PL, CD, MD ve kırık desen. Ölçümler bir ana veri dosyası olarak kaydedin.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Corso, P., Finkelstein, E., Miller, T., Fiebelkorn, I., Zaloshnja, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Incidence+and+lifetime+costs+of+injuries+in+the+United+States.">Incidence and lifetime costs of injuries in the United States.</a> Injury Prevention. 12 (4), 212-218 (2006).</li><li>Nguyen, N. D., Ahlborg, H. G., Center, J. R., Eisman, J. A., Nguyen, T. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Residual+lifetime+risk+of+fractures+in+women+and+men.">Residual lifetime risk of fractures in women and men.</a> Journal of Bone and Mineral Research: The Official Journal of the American Society for Bone and Mineral Research. 22 (6), 781-788 (2007).</li><li>Thompson, Z., Miclau, T., Hu, D., Helms, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+model+for+intramembranous+ossification+during+fracture+healing.">A model for intramembranous ossification during fracture healing.</a> Journal of Orthopaedic Research: Official Publication of the Orthopaedic Research Society. 20 (5), 1091-1098 (2002).</li><li>Cheung, K. M. C., Kaluarachi, K., Andrew, G., Lu, W., Chan, D., Cheah, K. S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+externally+fixed+femoral+fracture+model+for+mice.">An externally fixed femoral fracture model for mice.</a> Journal of Orthopaedic Research. 21 (4), 685-690 (2003).</li><li>Connolly, C. K., 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+reliable+externally+fixated+murine+femoral+fracture+model+that+accounts+for+variation+in+movement+between+animals.">A reliable externally fixated murine femoral fracture model that accounts for variation in movement between animals.</a> Journal of Orthopaedic Research. 21 (5), 843-849 (2003).</li><li>Histing, T., 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=An+internal+locking+plate+to+study+intramembranous+bone+healing+in+a+mouse+femur+fracture+model.">An internal locking plate to study intramembranous bone healing in a mouse femur fracture model.</a> Journal of Orthopaedic Research. 28 (3), 397-402 (2010).</li><li>Gr&#246;ngr&#246;ft, 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=Fixation+compliance+in+a+mouse+osteotomy+model+induces+two+different+processes+of+bone+healing+but+does+not+lead+to+delayed+union.">Fixation compliance in a mouse osteotomy model induces two different processes of bone healing but does not lead to delayed union.</a> Journal of Biomechanics. 42 (13), 2089-2096 (2009).</li><li>Bonnarens, F., Einhorn, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production+of+a+standard+closed+fracture+in+laboratory+animal+bone.">Production of a standard closed fracture in laboratory animal bone.</a> Journal of Orthopaedic Research. 2 (1), 97-101 (1984).</li><li>Huang, 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=The+spatiotemporal+role+of+COX-2+in+osteogenic+and+chondrogenic+differentiation+of+periosteum-derived+mesenchymal+progenitors+in+fracture+repair.">The spatiotemporal role of COX-2 in osteogenic and chondrogenic differentiation of periosteum-derived mesenchymal progenitors in fracture repair.</a> PloS One. 9 (7), 100079 (2014).</li><li>Waki, T., 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=Profiling+microRNA+expression+during+fracture+healing.">Profiling microRNA expression during fracture healing.</a> BMC Musculoskeletal Disorders. 17, 83 (2016).</li><li>Yee, C. 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=Sclerostin+antibody+treatment+improves+fracture+outcomes+in+a+Type+I+diabetic+mouse.">Sclerostin antibody treatment improves fracture outcomes in a Type I diabetic mouse.</a> Bone. 82, 122-134 (2016).</li><li>Wong, E., 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+novel+low-molecular-weight+compound+enhances+ectopic+bone+formation+and+fracture+repair.">A novel low-molecular-weight compound enhances ectopic bone formation and fracture repair.</a> The Journal of Bone and Joint Surgery. American Volume. 95 (5), 454-461 (2013).</li><li>Prodinger, P. 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=Does+Anticoagulant+Medication+Alter+Fracture-Healing?+A+Morphological+and+Biomechanical+Evaluation+of+the+Possible+Effects+of+Rivaroxaban+and+Enoxaparin+Using+a+Rat+Closed+Fracture+Model.">Does Anticoagulant Medication Alter Fracture-Healing? A Morphological and Biomechanical Evaluation of the Possible Effects of Rivaroxaban and Enoxaparin Using a Rat Closed Fracture Model.</a> PloS One. 11 (7), 0159669 (2016).</li><li>Menzdorf, 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=Local+pamidronate+influences+fracture+healing+in+a+rodent+femur+fracture+model:+an+experimental+study.">Local pamidronate influences fracture healing in a rodent femur fracture model: an experimental study.</a> BMC Musculoskeletal Disorders. 17, 255 (2016).</li><li>Hagiwara, 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=Fixation+stability+dictates+the+differentiation+pathway+of+periosteal+progenitor+cells+in+fracture+repair.">Fixation stability dictates the differentiation pathway of periosteal progenitor cells in fracture repair.</a> Journal of Orthopaedic Research: Official Publication of the Orthopaedic Research Society. 33 (7), 948-956 (2015).</li><li>Gardner, M. J., 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=Differential+fracture+healing+resulting+from+fixation+stiffness+variability:+a+mouse+model.">Differential fracture healing resulting from fixation stiffness variability: a mouse model.</a> Journal of Orthopaedic Science: Official Journal of the Japanese Orthopaedic Association. 16 (3), 298-303 (2011).</li><li>Catma, M. F., 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=Remote+ischemic+preconditioning+enhances+fracture+healing.">Remote ischemic preconditioning enhances fracture healing.</a> Journal of Orthopaedics. 12 (4), 168-173 (2015).</li><li>Lichte, 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=Impaired+Fracture+Healing+after+Hemorrhagic+Shock.">Impaired Fracture Healing after Hemorrhagic Shock.</a> Mediators of Inflammation. 2015, 132451 (2015).</li><li>Lopas, L. A., 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=Fractures+in+geriatric+mice+show+decreased+callus+expansion+and+bone+volume.">Fractures in geriatric mice show decreased callus expansion and bone volume.</a> Clinical Orthopaedics and Related Research. 472 (11), 3523-3532 (2014).</li><li>Bonnarens, F., Einhorn, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production+of+a+standard+closed+fracture+in+laboratory+animal+bone.">Production of a standard closed fracture in laboratory animal bone.</a> Journal of orthopaedic research. 2 (1), 97-101 (1984).</li><li>Marturano, J. E., 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=An+improved+murine+femur+fracture+device+for+bone+healing+studies.">An improved murine femur fracture device for bone healing studies.</a> Journal of Biomechanics. 41 (6), 1222-1228 (2008).</li><li>Jackson, R. W., Reed, C. A., Israel, J. A., Abou-Keer, F. K., Garside, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production+of+a+standard+experimental+fracture.">Production of a standard experimental fracture.</a> Canadian Journal of Surgery. Journal Canadien De Chirurgie. 13 (4), 415-420 (1970).</li><li>Byrne, M., Cleveland, B., Marturano, J., Wixted, J., Billiar, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+of+a+reproducible+murine+femoral+fracture+device.+Conference:+Bioengineering+Conference,+2007.">Design of a reproducible murine femoral fracture device. Conference: Bioengineering Conference, 2007.</a> NEBC '07. IEEE 33rd Annual Northeast. , (2007).</li><li>Carter, D. R., Hayes, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Compact+bone+fatigue+damage-I.+Residual+strength+and+stiffness.">Compact bone fatigue damage-I. Residual strength and stiffness.</a> Journal of Biomechanics. 10 (5), 325-337 (1977).</li><li>McGee, A., Qureshi, A., Porter, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+the+biomechanics+and+patterns+of+limb+fractures.">Review of the biomechanics and patterns of limb fractures.</a> Trauma. 6 (1), 29-40 (2004).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Bu kırık en iyi duruma getirme ve üretimi iletişim kuralı araştırmacılar kırık parametreleri türetme yapıp yapmayacağınızı ve hassas, tekrarlanabilir, enine kırıklarında üretir minimal invaziv bir işlem gerçekleştirmek için verimli bir yöntem sağlar. Ayrıca, bu protokol yöntemi tutarlılık araştırmacılar arasında teşvik kırık üretimi parametreleri, ortak bir dizi oluşturur. Bu parametreler parametreleri (Örneğin, yaş, cinsiyet, cinsiyet ve genotip) çeşitli üzerinde dayalı kırık standartlarını oluşturmak için ortak bir kırık veritabanı oluşturulmasını sağlayacaktır. Kırık değişkenlerin bir optimizasyon önemli ölçüde örnek heterojenite - zaman kaybı, kayıp kaynaklar ve kullanılamaz veri miktarını azaltarak azaltır.
Doğru ve hassas kırıklar üretmek için standart bir özgüllüğü yüksek derecede üreten ve kırık yerleri değişkenliği azaltmak kırık üretimi parametre kümesi kurmak için önemlidir. Kırık nesil ek olarak, yeterli istikrar da kırık Kallus oluşumu teşvik etmek ve sendikasız olasılığını azaltmak için gereklidir. İntramedüller sabitleme Apendiküler uzun kemik kırıkları deneysel ve klinik olarak stabilize etmek için kullanılan bir ortak fiksasyon yöntemidir. Dahili olarak sabitlenmiş kırıklar dolaylı olarak - bir süreç doku farklılaşması, kemik rezorpsiyonu kırık yüzeyde içeren iyileşmek eğilimindedir ve sendika ile sonraki kırık oluşumu ve remodeling Nasıra. Bu işlemler hareket kırık kavşağında ve PIN medüller kavite içinde geçirilmesi tarafından engellemiştir. Bu iletişim kuralı fiksasyon takip kırık sitesinde yer değiştirme derecesini azaltır ve PIN göç kullanmanıza gerek kalmadan karmaşık cerrahi ekipman ve gereksiz zarar verebilir teknikleri ölçüde sınırlar bir fiksasyon yöntemi kullanır kortikal kemik dokusu. İntramedüller ilgili belirli örnek türü başına en üst düzeye çıkarmak PIN parametreleri kümesini üreten uygun Kallus oluşumu ve kemik remodeling için gerekli istikrar sağlar.
Bir kez İntramedüller PIN yerleştirildi, kritik bir adım basit bir transvers kırık oluşturuyor. Dışarıdan uygulanan, kırıkları ile darbe üretmek protokolleri parçalanmış kırıklar üretmek ve fiksasyon donanım zarar potansiyeline sahip. Bu komplikasyonlar etkisini azaltmak için her örnek kümesi23ortalama kortikal çapı x 0.5 eşit olmak zorunda etki derinliği kontrol önemlidir. Kırık ezme da aşırı yük dış künt travma işlemler sırasında neden olabilir. Çarpma hızı kritik bir eşik aşarsa, çatlak yayılma hızı birden çok kırık siteleri24' te kaynaklanan stres dalgalar oluşturur. Bu süre de stres dalga üretim, ezme olasılığını azaltmaya etki hız eşiğin altında kalan bir kırık üretmek için yeterli kinetik enerji üretecektir bir ram ağırlık ve bırak yükseklik kurmak için önemlidir. Etkileyici hız hızlı yükleme kemiğin kırık oluşturulan25olmadan aşırı enerji emme üreten neden olur. Kırık yayılması aşırı enerji yükleme sırasında absorbe sigara-doğrusal, dolayısıyla ezme ortaya çıktı. Bir alt çarpma hızı ve daha yavaş yük-in enerji üreten bir lineer kırık etkileyici hızları ve hızlı yükleme26göre daha yüksek bir olasılık var. Ezme, insidansı en aza indirmek için bu iletişim kuralı bir standart ram ağırlığı 250 g fareler için kullanır - bu büyük bir tür uyum sağlayacak şekilde ayarlanabilir. Çok genç hayvanlar veya (Örneğin, osteopeni veya osteosclerosis) bilinen kemik hastalığı olanlar ile çalışırken, ram ağırlık azaltmak gerekli olabilir. Ne zaman damla yüksekliği kadar tek değişken ayarlama bir anda iyileştiriliyor tutarlı ram ağırlık kullanmak önemlidir. Hesaplamalar için species-specific ideal etkisi hızları daha tutarlı kırıklar boyutu ve yumuşak doku morfoloji örnek küçük farklılıklar için muhasebe tarafından üretecek.
Yukarıda açıklanan yöntemleri, diğer kırık üretimi protokollerinin birçok eksiklikleri ortadan kaldırmak; Ancak, bazı yönleri verimli bir şekilde istenen sonuçları üretmek için eğitim kullanmanız gerekebilir. Yordamın bir mümkün komplikasyon potansiyel olarak önemli kemik veya yumuşak doku hasarı neden yanlış PIN yerleşimdir. Bu öncelikle yaklaşım sınırlı görünürlüğünü ve yeterli ikili el beceri eksikliği kaynaklanmaktadır. İnternal fiksasyon açık bir kesik olmadan beceri yordamı gerçekleştirmeniz kişiden adil bir miktar gerektirebilir. Bu nedenle, o ya da o yeterli eğitim - kadavra üzerinde gerekirse - iyileşme süreci boyunca komplikasyonlara neden aşırı yumuşak doku hasarı önlemek olmuştur önemlidir. Protokol (patella bağ, tibial Plato ve femur intercondylar çentik) alanında belirtilen yapıları tanıma tutarlı, kesin en az yumuşak doku hasarı ile sabitleme üretmek yardımcı olacaktır. Ancak, açıklanan çalışma amacı ayrıntılı yönerge pin yerleştirme için mevcut değil ancak oldukça ideal kırıklar oluşturmak için yöntemleri anlatmak için oldu.
Kesme ölçer kullanımı herhangi bir Proksimal femur veya distal tibia sonu sonuna doğru raybalamada önlemek için önerilir. Proksimal femur sonuna sondaj yumuşak doku gereksiz zarar veya iyileşme süreci sırasında hareket eden ve yaralanma komplikasyonlara neden kalça kemik olabilir. Benzer şekilde, tibia distal sonuna doğru oyma ayak bileği yapıları, yürüyüş mekaniği, yükleme ve Kallus oluşumu değiştirme zarar verir.
Kırık konum doğruluğunu artırmak için özel bir uzuv konumlandırma jig uzuv cihazın içinde uygun konumlandırma sağlamak için tasarlanabilir. Kesin ve doğru etkisi yerleşim sürekli olarak kırıklar istediğiniz konumda oluşturmak için önemlidir. Bizim Laboratuvar Şu anda iki jigs kullanır: bir orta tibial kırıkları ve diğer orta femur kırığı, ama bir modüler tasarım ve 3D baskı çok yönlülük için araştırmacılar kırıklar, çeşitli yerlerden oluşturmak için yeteneği verir. Belirli bir konumda kırıklar üretmek için tasarlanmış özel bir jig ilavesi doğruluk ve kesinlik kırık nesil operatör hatalarını olasılığını kısıtlayarak artırır.
Bu yönteminin bazı sınırlamalarını diğer mevcut kapalı kırık teknikleri karşılaştı benzer. Aşırı yumuşak doku veya yağ kırıklar, nesil büyük veya kilolu farelerde görüldüğü gibi engelleyebilir. Bu normalde gücü ve etkisi derinlik eksikliği için değil bir eksikliği nedeniyle olduğuna dikkat etmek önemlidir. Bu sınırlama ram ağırlık veya kırık siteye uygulanan kinetik enerji artırmak için hız artırarak üstesinden gelebilir. Bu yöntem da endosteal kemik yüzeyine bozabilir ve şifa etkileyebilecek internal fiksasyon dayanır. Endosteum onarım kırık katkısını okudu endosteal bozulma da klinik olarak İntramedüller Çivileme ile oluşur, eksternal fiksasyon veya tabak daha iyi bir seçenek olabilir. Ek bir sınırlama kurbanlık hayvan başlangıç parametreleri kurmak için gerekli örneğidir; Ancak, daha fazla örnek türü için kırık değişkenleri kurulan ve veritabanı geliştirir gibi ek kurban örnekleri için ihtiyaç azaltmak gerekir.
Açıklanan protokolü kullanılarak standart parametreler belirli örnek türü, genellikle kapalı kırık üretimi yordamlarda görülen kırık heterojenite en aza indirmek için bağlı travmalar duyarlığını artırır. En güncel kırık üretimi iletişim kuralları yalnızca fare türleri için geçerlidir ve orta derecede tutarlı kırıklar üretmek. Çoğu zaman en iyi sonuçları elde etmek için belirli örnek türü kullanımını gerektiren veya çeşitleri içinde suşları için hesap yapmak. Protokol hesapları varyasyon için fare suşları arasında bulunabilir ve tutarlı kırıklar diğer türler oluşturmak için adapte edilebilir boyutu veya kemik morfoloji burada sundu. Ayrıca, bu iletişim kuralı yaygın uygulama araştırmacılar arasında bir standart kırık dil kabulü destekleyecektir. Benzer protokoller ortak değişkenleri ile kullanma yöntemi tutarlılığı geliştirmek ve çalışmalar arasında karşılaştırmalar güçlendirmek. Yukarıda açıklanan parametreleri için fare uzun kemiklerde belirli olmakla birlikte, daha fazla çok yönlülük bir toplu kırık üretimi parametre artan ek kırık modellerinde kullanılacak kırık optimizasyonu iletişim kuralı için potansiyel var veritabanı. Bu kırık optimizasyonu Protokolü istihdam homojen, kullanışlı örnekleri üretimini desen ve kırık konumunu tutarlılığını geliştirerek artacaktır. Örnekleri daha yüksek yüzde verim laboratuvar kaynak israfı azaltmak, hayvanların gerekli sayıda azaltmak ve çalışma verimliliğini artırmak.

Kırık iyileşmesi araştırma büyük bir klinik ve ekonomik sorunu çözmek gereklidir. Her yıl 12 milyon kırıklar Amerika Birleşik Devletleri1, maliyet $80 milyar yıl2başına ele alınır. Bir erkek veya kadın bir kırık onların yaşam boyu acı olasılığı % 25 ve % 44, sırasıyla3olduğunu. Kırık iyileşmesi ile ilgili sorunları ile nüfus yaş olarak artan comorbidities artış bekleniyor. Çalışma ve bu sorunu çözmek için kırık üretimi ve sabitleme sağlam modellerinin gereklidir. Kemirgen modelleri ideal bu amaç için uygundur. Onlar klinik önemi sağlamak ve adresi belirli koşullara (yani, birden fazla yaralanmalar, açık, kapalı, iskemik ve virüslü kırıklar) değiştirilebilir. Klinik senaryoları çoğaltma ek olarak, hayvan kırık modelleri kemik biyoloji ve gelişmekte olan tedavi ve aygıtların anlamak için önemlidir. Ancak, müdahaleler arasında farklılıklar çalışmaya girişimleri tutarsız kırık oluşturma tarafından kullanılmaya başlandı değişkenlik karmaşık. Böylece, tekrarlanabilir ve sürekli olarak kapalı kırık hayvan modellerinde üreten kas-iskelet araştırma alanı için esastır.
Düzgün potansiyel konu heterojenite için uygun genetik arka plan, cinsiyet, yaş ve çevre koşulları sağlayarak kontrol rağmen klinik olarak ilgili tutarlı kemik kırıklarının önemli bir değişken yapımıdır etkileyen tekrarlanabilirlik kontrol altına alınmalı. Tutarsız kırıklar kullanarak istatistiksel karşılaştırmaları deneysel gürültü ve yüksek değişkenlik4ile veba; Buna ek olarak, kırık değişkenliğine örnek boyutu veya parçalanmış veya malpositioned kırıklar hayvanlarla ötenazi için zorunluluk artırmak için ihtiyacı nedeniyle gereksiz hayvan ölüme neden olabilir. Burada açıklanan yöntemin amacı örnek türüne özgü kırık üretimi parametreler optimize etmektir ve tutarlı kırık konumu ve desen verim.
Kırık nesil mevcut modelleri kendi güçlü ve zayıf yönleri ile her iki geniş kategoriye ayrılır. Açık-kırık (osteotomi) modelleri sonra bir kırık kemik kesme veya bu zayıflaması ve sonra el ile5,6,7,8kırılma indüklenen kemik, ortaya çıkarmak için ameliyat. Bu yöntem faydaları kırık site ve bir daha tutarlı kırık konum ve desen doğrudan görselleştirme vardır. Ancak, fizyolojik ve klinik yaklaşım alaka ve yaralanma mekanizması sınırlıdır. Ayrıca, açık kırık üretimi yöntemlerinin cerrahi yaklaşım ve kapatma sırasında kontaminasyon riski için kemirgenler maruz kalır uzun süre ile gerektirir.
Kapalı teknikleri birçok açık teknik sınırlamaları gidermek. Kapalı teknikleri kırık kemik ve çevre dokular, daha fazla insan klinik yaralanmaları görülen benzer yaralanma indükler bir dışarıdan uygulanan künt cisim travması kullanarak üretmek. En yaygın yöntem 19849' Bonnarens ve Einhorn tarafından tanımlanmıştır. Onlar herhangi bir dış deri yaraları neden olmadan kemik kırmaya künt travma vermek için kullanılan ağırlıklı bir Giyotin nitelendirdi. Bu yöntem yaygın genetik10,11, farmakolojik tedavi12,13,14,15, mekanik16, etkisini incelemek için kabul edilmiş 17ve Fizyoloji18,19,20 fare ve sıçanlar şifa kemik. Kapalı yöntemleri yararına fizyolojik ilgili kırıklar olmakla birlikte, deneysel tekrarlanabilirlik ve titizlik kırık heterojenite tarafından sınırlıdır. Tutarsız kırık üretimi sınırlı grup arasında ayırt etme, kayıp numuneler ve istatistiksel anlamlılık ulaşmak için gereken hayvan artış sonuçlanır.
Değişkenlik kırık üretimi ve istikrar kontrol anlamlı sonuçlar üretmek için esastır. Kırık tamir biyoloji düzgün çalışması için basit ama sağlam bir kırık manken gereklidir. Model kemirgen türleri, kemik türleri (femur veya tibiae, örneğin) ve değişken fare genetik arka planlar genelinde çevrilebilir olmalı ve mutasyonlar indüklenen. Ayrıca, ideal yordamı Teknik olarak basit ve tutarlı sonuçlar üretmek gerekir. Adres kırık heterojenite için burada açıklanan yöntemi daha sonra parametreler optimize etmek ve ne olursa olsun yaş, cinsiyet veya genotip sürekli kapalı kırık oluşturmak için kullanılabilir bir iyi kontrollü kırık aygıt yapıdır.

<table><tbody><tr><td>&lt;strong&gt;Support Subassembly&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td>Supplementary Figure 1</td></tr><tr><td>Beam, Support--Jaw Section&amp;nbsp;</td><td>80/20</td><td>1003 x 9.00</td><td>w/ #7042 at A, C, in Left End</td></tr><tr><td>Beam, Support--Horizontal Section</td><td>80/20</td><td>1002 x 14.00</td><td></td></tr><tr><td>Beam, Support--Vertical 1</td><td>80/20</td><td>1050 x 10.50&amp;nbsp;</td><td>w/ #7042 at A in Left End and at A in Right End</td></tr><tr><td>Beam, Support--Vertical 2</td><td>80/20</td><td>1010 x 10.50&amp;nbsp;</td><td>w/ #7042 at D, B in Left End and at A in Right End</td></tr><tr><td>Beam, Support--Plate Mount</td><td>80/20</td><td>1030 x 8.00&amp;nbsp;</td><td>w/ #7036 at Left End</td></tr><tr><td>Beam, Support--Magnet</td><td>80/20</td><td>1010 x 13.50&amp;nbsp;</td><td>w/ #7042 at A, C, in Right End</td></tr><tr><td>Anchors (3)</td><td>80/20</td><td>3392</td><td></td></tr><tr><td>Double Anchor (3)</td><td>80/20</td><td>3091</td><td></td></tr><tr><td>Bolt Assembly (6)</td><td>80/20</td><td>3386</td><td>1/4-20 x 3/8&quot;</td></tr><tr><td>Button Head Socket Cap Screw (6)</td><td>80/20</td><td>3604</td><td>1/4-20 x 3/4&quot;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Ram Subassembly&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td>Supplementary Figure 2</td></tr><tr><td>Block, Stop</td><td>Custom</td><td></td><td>Supplementary Figure 3</td></tr><tr><td>Block, Guide</td><td>Custom</td><td></td><td>Supplementary Figure 3</td></tr><tr><td>Rod, Ram</td><td>Custom</td><td></td><td>Supplementary Figure 4</td></tr><tr><td>Alignment Screw</td><td>Custom</td><td></td><td>Supplementary Figure 5</td></tr><tr><td>Plate, Mounting</td><td>Custom</td><td></td><td>Supplementary Figure 6</td></tr><tr><td>Linear Sleeve Bearing (2)</td><td>McMaster-Carr</td><td>8649T2</td><td></td></tr><tr><td>Hex Nut (3)</td><td>McMaster-Carr</td><td>92673A125</td><td>3/8-16 UNC</td></tr><tr><td>Socket Cap Screw (8)</td><td>McMaster-Carr</td><td>92196A108</td><td>4/40 x 3/8&quot;</td></tr><tr><td>Socket Cap Screw (6)</td><td>McMaster-Carr</td><td>92196A032</td><td>4/40 x 1 1/8&quot;</td></tr><tr><td>Socket Cap Screw (1)</td><td>McMaster-Carr</td><td>92196A267&amp;nbsp;</td><td>10/32 3/8&quot;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Magnet Subassembly&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td>Supplementary Figure 7</td></tr><tr><td>Mount, Magnet</td><td>Custom</td><td></td><td>Supplementary Figure 8</td></tr><tr><td>Power Supply</td><td>McMaster-Carr</td><td>70235K23</td><td></td></tr><tr><td>Foot Switch</td><td>McMaster-Carr</td><td>7376k2</td><td></td></tr><tr><td>Electromagnet</td><td>McMaster-Carr</td><td>5698k111</td><td></td></tr><tr><td>Wire - 10 feet</td><td>McMaster-Carr</td><td>9936k12</td><td></td></tr><tr><td>Rod, Magnet</td><td>McMaster-Carr</td><td>95412A566</td><td>1/4&quot; Threaded Rod x 7&quot;</td></tr><tr><td>Corner Bracket (6)</td><td>80/20</td><td>4108</td><td></td></tr><tr><td>Socket Cap Screw (1)</td><td>McMaster-Carr</td><td>92196A705</td><td>10/32 1 1/4&quot;</td></tr><tr><td>Hex Nut (4)</td><td>McMaster-Carr</td><td>92673A113</td><td>1/4-20 UNC</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Complete Assembly&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td>Supplementary Figure 9</td></tr><tr><td>Bracket, Leg Jaw (2)</td><td>Custom</td><td></td><td>Supplementary Figure 10</td></tr><tr><td>Platform, Fracture</td><td>Custom</td><td></td><td>Supplementary Figure 11</td></tr><tr><td>Jig, Positioning-Fracture</td><td>Custom</td><td></td><td>Supplementary Figure 12</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Other&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pin Cutter</td><td>Medical Supplies and Equipment</td><td>150S</td><td></td></tr><tr><td>Needles</td><td>Sigma</td><td>Z192430, Z192376&amp;nbsp;</td><td>23g x 1.5&quot; - mouse femur, 27g x 1.25&quot; - mouse tibia</td></tr></tbody></table>

fracture apparatus design and protocol optimization for closed-stabilized fractures in rodents

Hayvan modellerinde tutarlı stabilize kırıklar güvenilir nesil kemik rejenerasyon biyoloji anlama ve tedavi ve cihazlar geliştirmek için önemlidir. Ancak, mevcut yaralanma modelleri boşa hayvanlar ve kaynakları ve kusurlu veri sonucu tutarsızlık boğulmuş. Kırık heterojenite bu sorunu çözmek için burada açıklanan yöntemin amacı kırık üretimi parametreleri her hayvan için belirli optimize etmek ve bir tutarlı kırık konum ve desen verim etmektir. Bu iletişim kuralı kemik boyutu ve fare suşları arasında bulunabilir ve tutarlı kırıklar sıçan gibi diğer türler oluşturmak için adapte edilebilir morfoloji hesapları. Ayrıca, bir maliyet-etkin, ayarlanabilir kırık aparatı açıklanmıştır. Geçerli stabil kırığı teknikleri için karşılaştırıldığında, en iyi duruma getirme Protokolü ve yeni kırık aparatı stabil kırığı desen ve mekanlar artan tutarlılık göstermektedir. Kullanarak parametreleri örnek türüne, açıklanan protokol artar bağlı travmalar, genellikle kapalı kırık üretimi yordamlarda gözlenen kırık heterojenite minimize duyarlığını optimize.

Watch this Scientific Journal Video about Fracture Apparatus Design and Protocol Optimization for Closed-stabilized Fractures in Rodents at JoVE.com

Fracture Apparatus Design and Protocol Optimization for Closed-stabilized Fractures in Rodents

Tutarlı kırıklar verim için kırık üretimi parametrelerini optimize etmek için protokol hedefidir. Bu iletişim kuralı kemik boyutu ve hayvanlar arasında varolabilir morfoloji değişimler hesapları. Ayrıca, bir maliyet-etkin, ayarlanabilir kırık aparatı açıklanmıştır.

Kırık cihazları tasarımı ve kapalı-sağlamlık kırıklar Rodents için protokol optimizasyon

The reliable generation of consistent stabilized fractures in animal models is essential for understanding the biology of bone regeneration and developing ...

fracture-apparatus-design-protocol-optimization-for-closed-stabilized

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Medicine

13.3K Görüntüleme.  Michigan State University. Tutarlı kırıklar verim için kırık üretimi parametrelerini optimize etmek için protokol hedefidir. Bu iletişim kuralı kemik boyutu ve hayvanlar arasında varolabilir morfoloji değişimler hesapları. Ayrıca, bir maliyet-etkin, ayarlanabilir kırık aparatı açıklanmıştır.

Video: Fracture Apparatus Design and Protocol Optimization for Closed-stabilized Fractures in Rodents

Pseudofracture: An Acute Peripheral Tissue Trauma Model

Following trauma there is an early hyper-reactive inflammatory response that can lead to multiple organ dysfunction and high mortality in trauma patients; this response is often accompanied by a delayed immunosuppression that adds the clinical complications of infection and can also increase mortality.1-9 Many studies have begun to assess these changes in the reactivity of the immune system following trauma.10-15 
Immunologic studies are greatly supported through the wide variety of transgenic and knockout mice available for in vivo modeling; these strains aid in detailed investigations to assess the molecular pathways involved in the immunologic responses.16-21
The challenge in experimental murine trauma modeling is long term investigation, as fracture fixation techniques in mice, can be complex and not easily reproducible.22-30
This pseudofracture model, an easily reproduced trauma model, overcomes these difficulties by immunologically mimicking an extremity fracture environment, while allowing freedom of movement in the animals and long term survival without the continual, prolonged use of anaesthesia. The intent is to recreate the features of long bone fracture; injured muscle and soft tissue are exposed to damaged bone and bone marrow without breaking the native bone.
The pseudofracture model consists of two parts: a bilateral muscle crush injury to the hindlimbs, followed by injection of a bone solution into these injured muscles. The bone solution is prepared by harvesting the long bones from both hindlimbs of an age- and weight-matched syngeneic donor. These bones are then crushed and resuspended in phosphate buffered saline to create the bone solution.
Bilateral femur fracture is a commonly used and well-established model of extremity trauma, and was the comparative model during the development of the pseudofracture model. Among the variety of available fracture models, we chose to use a closed method of fracture with soft tissue injury as our comparison to the pseudofracture, as we wanted a sterile yet proportionally severe peripheral tissue trauma model. 31
Hemorrhagic shock is a common finding in the setting of severe trauma, and the global hypoperfusion adds a very relevant element to a trauma model. 32-36 The pseudofracture model can be easily combined with a hemorrhagic shock model for a multiple trauma model of high severity. 37

Pseudofracture, a reproducible murine model of sterile musculoskeletal trauma, allows for evaluation of late term post-traumatic immune responses. This article describes the procedural execution of the model step by step, including the potential for experimental model combinations to permit study of multiple trauma.

Pseudofracture: Akut Periferik Doku Travma Modeli

Following trauma there is an early hyper-reactive inflammatory response that can lead to multiple organ dysfunction and high mortality in trauma patients; ...

Tıp

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.

Distraksiyon Osteogenezi, ya da Eleştirel Ölçekli Kusurların Şifa, Intramembranous kemikleşme değerlendirilmesi için Kademe Stabilize Kırıklar oluşturma

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

An Efficient and Reproducible Protocol for Distraction Osteogenesis in a Rat Model Leading to a Functional Regenerated Femur

This protocol describes the use of a newly developed external fixator for distraction osteogenesis in a rat femoral model. Distraction osteogenesis (DO) is a surgical technique leading to bone regeneration after an osteotomy. The osteotomized extremities are moved away from each other by gradual distraction to reach the desired elongation. This procedure is widely used in humans for lower and upper limb lengthening, treatment after a bone nonunion, or the regeneration of a bone defect following surgery for bone tumor excision, as well as in maxillofacial reconstruction. Only a few studies clearly demonstrate the efficiency of their protocol in obtaining a functional regenerated bone, i.e., bone that will support physiological weight-bearing without fracture after removal of the external fixator. Moreover, protocols for DO vary and reproducibility is limited by lack of information, making comparison between studies difficult. The aim of this study was to develop a reproducible protocol comprising an appropriate external fixator design for rat limb lengthening, with a detailed surgical technique that permits physiological weight-bearing by the animal after removal of the external fixator.

This study describes a reproducible and detailed protocol using a newly developed external fixator for distraction osteogenesis (DO) in a femoral rat model which permits physiological weight-bearing by the animal after removal of the external fixator.

Oyalama Osteogenesis fonksiyonel rejenere uyluk için önde gelen bir fare modeli için verimli ve tekrarlanabilir bir protokol

This protocol describes the use of a newly developed external fixator for distraction osteogenesis in a rat femoral model. Distraction osteogenesis (DO) ...

Biyomühendislik

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.

Güvenilir ve tekrarlanabilir kritik ölçekli gelen bir Segmental femur kusur manken özel eksternal fiksatör ile stabilize Sıçanlarda

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

A Mouse Model of Orthopedic Surgery to Study Postoperative Cognitive Dysfunction and Tissue Regeneration

Surgery is commonly used to improve and maintain quality of life. Unfortunately, in vulnerable patients such as the elderly, complications may occur and significantly diminish the outcome. Indeed, after routine orthopedic surgery to repair a fracture, as many as 50% of elderly patients suffer from neurologic complications like delirium. Also, the capacity to heal and regenerate tissue after surgery decreases with age, and can impact the quality of fracture repair and even osseous integration of implants. Thus, a better understanding of mechanisms that drive these age-dependent changes could provide strategic targets to minimize risk for such complications and optimize outcomes. Here, we introduce a clinically relevant mouse model of tibial fracture. The postoperative changes in these mice mimic some of the cognitive impairments commonly observed after routine orthopedic surgery in humans. Briefly, an incision is performed in the right hind limb under strictly aseptic conditions. Muscles are disassociated, and a 0.38-mm stainless steel pin is inserted into the upper crest of the tibia, inside the intramedullary canal. Osteotomy is then performed, and the wound is stapled. We have used this model to investigate the effects of surgical trauma on postoperative neuroinflammation and behavioral changes. By applying this fracture model in combination with parabiosis, a surgical model in which 2 mice are anastomosed, we have studied cells and secreted factors that systemically rejuvenate organ function and tissue regeneration after injury. By following our step-by-step protocol, these models can be reproduced with high fidelity, and can be adapted to interrogate many biologic pathways that are altered by surgical trauma.

This protocol describes a mouse model of orthopedic surgery that has been used to study mechanisms of postoperative neuroinflammation and behavioral changes, and when combined with parabiosis, to study tissue regeneration during aging.

Ameliyat sonrası bilişsel işlev bozukluğu ve doku rejenerasyonu çalışmaya ortopedik cerrahi bir fare modeli

Surgery is commonly used to improve and maintain quality of life. Unfortunately, in vulnerable patients such as the elderly, complications may occur and ...

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 standart biyomekanik koşullar altında farelerde şifa kırık çözümlemek için minimal invaziv bir Model

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.

Farelerde kapalı femur kırığı nesil: kemik şifa çalışması için bir Model

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

Protocol for Developing a Femur Osteotomy Model in Wistar Albino Rats

Fracture healing is a physiological process resulting in the regeneration of bone defects by the coordinated action of osteoblasts and osteoclasts. Osteoanabolic drugs have the potential to augment the repair of fractures but have constraints like high costs or undesirable side effects. The bone healing potential of a drug can initially be determined by in vitro studies, but in vivo studies are needed for the final proof of concept. Our objective was to develop a femur osteotomy rodent model that could help researchers understand the development of callus formation following fracture of the shaft of the femur and that could help establish whether a potential drug has bone healing properties. Adult male Wistar albino rats were used after Institutional Animal Ethics Committee clearance. The rodents were anesthetized, and under aseptic conditions, complete transverse fractures at the middle one-third of the shafts of the femurs were created using open osteotomy. The fractures were reduced and internally fixed using intramedullary K-wires, and secondary fracture healing was allowed to take place. After surgery, intraperitoneal analgesics and antibiotics were given for 5 days. Sequential weekly x-rays assessed callus formation. The rats were sacrificed based on radiologically pre-determined time points, and the development of the fracture callus was analyzed radiologically and using immunohistochemistry.

Here, we present a protocol to iatrogenically fracture the shaft of the femur of Wistar albino rats and follow up on the development of the callus. This femur osteotomy model can help researchers evaluate the process of fracture healing and to study how a drug could influence fracture healing.

Wistar Albino Sıçanlarında Femur Osteotomi Modeli Geliştirme Protokolü

Fracture healing is a physiological process resulting in the regeneration of bone defects by the coordinated action of osteoblasts and osteoclasts. ...

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.

Fare Femurunun Stabilize Pin ile Enine Kırılması

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 ...

Biyoloji

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.

Farelerde Diafiz Femur Kırığı Modelinin Kurulması

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