Fratura aparelhos Design e otimização de protocolo para fraturas fechadas-estabilizado em roedores

Este método pode ajudar a responder a questões-chave no campo da biologia óssea, como quais intervenções promovem a consolidação de fraturas. A principal vantagem dessa técnica é que ela fornece um método simples para derivar parâmetros para gerar fraturas consistentes. Para localizar a região da fratura, obter radiografias do membro do fêmur ou tíbia a ser fraturado em uma amostra representativa de cinco animais sacrificados.

As imagens do Tibia são mostradas aqui. Marque o local desejado da fratura na radiografia do membro a ser fraturado. Meça desde a articulação tibial do calcâneo até o nível da fratura marcada.

Calcule o comprimento médio da fratura para todas as amostras de teste. No dispositivo de fratura ajustável, meça a distância da superfície externa de uma bigorna de suporte até o centro do impacto da guilhotina. Subtraia o centro do impacto da guilhotina do comprimento da fratura para calcular a profundidade do gabarito de posicionamento da fratura, ou JD. Máquina ou impressão 3D de um canal em forma de U com altura e largura iguais à bigorna e profundidade igual ao JD. Posicione a amostra no aparelho de fratura na posição prona para fraturas do fêmur ou na posição supina para fraturas da tíbia.

Pressione o dorso do pé contra a extremidade do gabarito de posicionamento da fratura. Pressione manualmente a guilhotina até que o membro se quebre. Obtenha uma radiografia do membro fraturado para confirmar o tamanho do gabarito e a localização da fratura.

Para determinar o comprimento do pino, meça o comprimento do membro do platô tibial até o nível do maléolo posterior para fraturas da tíbia. Para determinar a largura do pino, meça o diâmetro medular mínimo no membro fraturado. Selecione uma agulha com um calibre aproximadamente equivalente ao diâmetro medular e um comprimento superior a 1,5 vezes o comprimento do pino.

Um tamanho aproximado de pino para um camundongo C57 preto de 14 semanas é de calibre 27, uma polegada e um quarto, e calibre 22, uma polegada e meia para tíbia e fêmur, respectivamente. Máquina ou impressão 3D de um medidor com um comprimento igual ao comprimento do pino menos o comprimento da agulha. Uma extremidade deve ter uma saliência para apoiar o cubo da agulha e a outra deve indicar onde o pino deve ser cortado.

Use um aparador elétrico ou creme depilatório para remover os pelos das pernas de amostras de teste sem fratura do meio da tíbia ao meio do fêmur, expondo a articulação do joelho. Para fixar a tíbia, insira a agulha por via percutânea, lateral ao ligamento patelar. Retraia o ligamento patelar medialmente e alinhe a ponta da agulha com o eixo da tíbia.

Usando um movimento de alargamento, rompa suavemente o platô tibial e guie a agulha pela cavidade medular. Em seguida, use o medidor e a resma até que a agulha exposta seja igual ao comprimento do medidor. Retraia a agulha aproximadamente três milímetros, para fornecer espaço suficiente para cortar a agulha no nível indicado pelo medidor.

Prenda 3 milímetros da extremidade distal do pino usando um cortador de pinos e, em seguida, corte o pino no nível do medidor. Sincronize o pino com a superfície articular usando uma haste com um diâmetro 1,5 vezes maior que o diâmetro da agulha. Obtenha radiografias para confirmar que a agulha se estende ao longo do canal medular do membro e não se projeta da extremidade proximal ou distal.

Para determinar a profundidade do impacto, meça o diâmetro do córtex no nível da fratura desejada na radiografia. Posicione uma amostra de teste fixada no dispositivo de fratura usando o gabarito de posicionamento da fratura. Descanse o aríete de impacto no membro não lesionado.

Não permita que o aríete caia. O osso deve permanecer intacto durante esta etapa de otimização. Aplique força descendente suficiente no aríete para comprimir os tecidos moles, mas não fraturar o osso.

Ajuste a profundidade do impacto para 75 vezes o diâmetro cortical para levar em conta o tecido mole. Defina a altura de queda para dois centímetros. Posicione o aríete em sua posição inicial conectando-o ao eletroímã ativado.

Posicione um membro experimental no aparelho de fratura. Pressione o dorso do pé contra o gabarito de posicionamento da fratura. Pressione brevemente o pedal para liberar o aríete e, em seguida, reinicie-o para sua posição inicial.

Radiografe o membro de teste impactado e inspecione se há qualquer evidência de fratura. Isso pode ser sutil ao usar baixas velocidades com uma profundidade de impacto controlada. Se nenhuma fratura for gerada, aumente a altura da queda em dois centímetros.

Se uma fratura for gerada, registre a altura de queda e multiplique-a por 1,1. Esta é a nova altura de queda. Use a nova altura de queda para fraturar o próximo membro de teste.

Continue o procedimento até que todas as amostras de teste estejam fraturadas. Registre a altura final da queda e todos os parâmetros da otimização. Registre a idade, sexo, genótipo e peso da amostra do estudo.

O uso de um dispositivo de fratura ajustável e parâmetros otimizados melhorou significativamente a geração de fraturas transversais simples. O grupo de pré-otimização gerou apenas uma fratura transversal simples em 27 das 58 amostras, ou 46,55% das vezes. Já o grupo pós-otimização exibiu fraturas transversais simples 98,28% das vezes.

Após seu desenvolvimento, essa técnica aumentou o rigor e a reprodutibilidade dos modelos animais em estudos de geração de fraturas. Após o procedimento, outras técnicas, como micro-TC e histologia, podem ser usadas para responder a questões adicionais de morfologia da fratura.