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A murine delayed-union fracture healing model


Wissing, Sandra. A murine delayed-union fracture healing model. 2008, University of Zurich, Vetsuisse Faculty.

Abstract

ZUSAMMENFASSUNG



Da das Mäusegenom entschlüsselt wurde, wäre es vorteilhaft, ein Mausmodel zur

verzögerten Frakturheilung zu besitzen, um die molekularen Mechanismen und

Behandlung dieser noch bestehenden Komplikation der Knochenheilung zu

verstehen. Das Periost spielt im Bezug auf die Blutversorgung des Knochens

während der Frakturheilung und als Quelle von Progenitorzellen eine wichtige Rolle.

Daher untersuchten wir in dieser Studie den Einfluss eines standardisierten

periostalen Schadens auf die Heilung einer Spaltosteotomie, um zu bestimmen, ob

diese Verletzung letztendlich zur Entstehung einer verzögerten Frakturheilung führt.

Die Ergebnisse der MikroCT- und der immunohistologischen Auswertung zeigten,

dass der zugefügte periostale Schaden das Wachstum des Kallus signifikant

unterdrückte und eine Verzögerung in der Ausprägung der

Geflechtknochenformation sowie in der folgenden Umbauphase in lamellären

Knochen bewirkte. Die radiologische Auswertung gab Hinweise auf eine zeitlich

verlängerte Heilung von bis zu zwei Wochen. Ergebnisse der mechanischen Testung

bewiesen, dass die Biegesteifigkeit der heilenden Knochen mit periostaler

Schädigung deutlich geringer war. In beiden untersuchten Gruppen konnte eine

Knochenheilung festgestellt werden, die sich allerdings langsamer in der Gruppe mit

periostalem Schaden vollzog als in der Kontrollgruppe. Dieses Mausmodel zur

verzögerten Frakturheilung, basierend auf einem periostalen Schaden, kann daher in

der Zukunft genutzt werden, um grundlegende Fragen bezüglich der verzögerten

Frakturheilung zu erforschen, wie beispielsweise die Beteiligung bestimmter

Signalwege oder Gene. Darüber hinaus kann dieses Model dazu benutzt werden, die

Entwicklung weiterer diagnostischer Mittel und Behandlungsoptionen zu

ermöglichen. SUMMARY



As the murine genome has been mapped a murine delayed union model of fracture

healing would be appealing to understand the molecular mechanisms and treatments

for this still persistent complication. Due to the important role played by the

periosteum in perfusion of bone during fracture healing and as source of progenitor

cells, we investigated the effect of a standardized periosteal injury on healing of a

gap osteotomy in this study to determine if it would eventually lead to a delayed

union. Results from the microCT and immuno-histological evaluation showed that

periosteal injury suppressed callus growth significantly and induced a delay in woven

bone formation and its subsequent remodelling into lamellar bone. Radiographical

grading indicated a temporal shift in healing of up to 2 weeks. Stiffness of the healing

bones was also significantly lower for the periosteal injured group. However, despite

delay, bone healing did continue albeit slower than in the control. In conclusion, this

mouse model based on periosteal injury can be used in the future to evaluate basic

research question regarding delayed unions such as involvement of certain pathways

or genes. Moreover, it can enable the development of further diagnostic tools and

treatment options.

Abstract

ZUSAMMENFASSUNG



Da das Mäusegenom entschlüsselt wurde, wäre es vorteilhaft, ein Mausmodel zur

verzögerten Frakturheilung zu besitzen, um die molekularen Mechanismen und

Behandlung dieser noch bestehenden Komplikation der Knochenheilung zu

verstehen. Das Periost spielt im Bezug auf die Blutversorgung des Knochens

während der Frakturheilung und als Quelle von Progenitorzellen eine wichtige Rolle.

Daher untersuchten wir in dieser Studie den Einfluss eines standardisierten

periostalen Schadens auf die Heilung einer Spaltosteotomie, um zu bestimmen, ob

diese Verletzung letztendlich zur Entstehung einer verzögerten Frakturheilung führt.

Die Ergebnisse der MikroCT- und der immunohistologischen Auswertung zeigten,

dass der zugefügte periostale Schaden das Wachstum des Kallus signifikant

unterdrückte und eine Verzögerung in der Ausprägung der

Geflechtknochenformation sowie in der folgenden Umbauphase in lamellären

Knochen bewirkte. Die radiologische Auswertung gab Hinweise auf eine zeitlich

verlängerte Heilung von bis zu zwei Wochen. Ergebnisse der mechanischen Testung

bewiesen, dass die Biegesteifigkeit der heilenden Knochen mit periostaler

Schädigung deutlich geringer war. In beiden untersuchten Gruppen konnte eine

Knochenheilung festgestellt werden, die sich allerdings langsamer in der Gruppe mit

periostalem Schaden vollzog als in der Kontrollgruppe. Dieses Mausmodel zur

verzögerten Frakturheilung, basierend auf einem periostalen Schaden, kann daher in

der Zukunft genutzt werden, um grundlegende Fragen bezüglich der verzögerten

Frakturheilung zu erforschen, wie beispielsweise die Beteiligung bestimmter

Signalwege oder Gene. Darüber hinaus kann dieses Model dazu benutzt werden, die

Entwicklung weiterer diagnostischer Mittel und Behandlungsoptionen zu

ermöglichen. SUMMARY



As the murine genome has been mapped a murine delayed union model of fracture

healing would be appealing to understand the molecular mechanisms and treatments

for this still persistent complication. Due to the important role played by the

periosteum in perfusion of bone during fracture healing and as source of progenitor

cells, we investigated the effect of a standardized periosteal injury on healing of a

gap osteotomy in this study to determine if it would eventually lead to a delayed

union. Results from the microCT and immuno-histological evaluation showed that

periosteal injury suppressed callus growth significantly and induced a delay in woven

bone formation and its subsequent remodelling into lamellar bone. Radiographical

grading indicated a temporal shift in healing of up to 2 weeks. Stiffness of the healing

bones was also significantly lower for the periosteal injured group. However, despite

delay, bone healing did continue albeit slower than in the control. In conclusion, this

mouse model based on periosteal injury can be used in the future to evaluate basic

research question regarding delayed unions such as involvement of certain pathways

or genes. Moreover, it can enable the development of further diagnostic tools and

treatment options.

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Additional indexing

Item Type:Dissertation (monographical)
Referees:Montavon Pierre M, Ito Keita
Communities & Collections:05 Vetsuisse Faculty > Veterinary Clinic > Department of Small Animals
UZH Dissertations
Dewey Decimal Classification:570 Life sciences; biology
630 Agriculture
Language:English
Place of Publication:Zürich
Date:2008
Deposited On:27 Jan 2009 14:26
Last Modified:24 Sep 2019 15:45
Number of Pages:43
OA Status:Green
Related URLs:https://www.recherche-portal.ch/primo-explore/fulldisplay?docid=ebi01_prod005728321&context=L&vid=ZAD&search_scope=default_scope&tab=default_tab&lang=de_DE (Library Catalogue)

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