RESUMO
Trans-sutural distraction is a biological process that induces the formation of new bone and changes the position of bone by pulling on growing suture under the action of external forces. Currently, therapy to midfacial hypoplasia treated by trans-sutural distraction has been applied. In this study, Beagle dogs were selected as experimental animals, and a traction device designed by ourselves was applied to Beagle dogs to simulate the treatment process of trans-sutural distraction in human face, so as to provide a basis for the subsequent research on the related mechanism of trans-sutural distraction. The objective is that the animal model can provide the basis for the follow-up study of transsutural distraction. 45 month beagle dogs were randomly divided into two groups 3 in experiment group and 3 in control group. Implant nails were implanted as the bone marker in the bilateral zygomatic temporal suture, zygomandibular maxillary suture and palatine transverse suture in experimental group. The traction of the maxilla was carried out by the external cranial traction frame with canine fossa as bearing point, 800g force each side, elastic traction for 15 days. The control group only implanted the implant nail as the bone marker on both sides of the bone suture. The distance between two implant nails was measured by vernier calipers and X-ray examination, compared with preoperative and postoperative changes. X-ray and cephalometric measurements were used to measure change in the cranial basal angle. HE staining was used to observe the width of the bone seams, the morphology and structure of the cells and the tissue of the new bone under the phase contrast microscope. Then descriptive statistical analysis and t-test between two independent samples are carried out for the measurement data. The experimental group had a good retention of the beagle traction frame. In the experimental group, the maxillaries of dogs were protrudent in the process of traction gradually and the occlusal relationship changed to type II malocclusion. When the traction is 15 days, the coverage distance is about 8~9 mm. Before and after the traction, the distance between landmark points indicated that the spacing between the transverse palatine suture was the largest (experimental group: 5.52±0.19 mm control group 1.31±0.06 mm P<0.05), and zygomaticotemporal suture was the second (experimental group: 3.12±0.15 mm, control group 0.73±0.04 mm, P<0.05), and zygomaticomaxillary suture was less (experimental group: 2.60±0.34 mm, control group 0.53±0.05 mm, P<0.05). The cranial basal angle was no change before and after operation (controlgroup: 32.3±1.3°, experimental group: 33.2±1.1° P>0.05. Histology showed that the collagenous fibers in the suture of the control group were denser and the osteoblasts were visible on the edge of the suture, showing osteogenic activity. The experimental group significantly widened suture (experimental group: 1209.388±42.714 µm, control group 248.276±22.864 µm, P<0.05), the number of fibroblasts increased significantly with loose collagen fiber. The direction of cell and fiber arrangement were parallel to the traction force. There were many small blood vessels and marrow cavities, and the bone trabecula around the bone suture was thin (experimental group: 23.684±3.774 mm, control group: 86.810±9.219 mm, P < 0.05), showing active osteogenic activity. The growing beagle dog can be used to establish a suture traction animal model for experimental study. In the experiment, Kirschner wire was used to penetrate the bottom plane of the piriform hole of the maxilla (about the position of the canine fossa at the back) and the traction direction was basically the same as the growth direction, and the maxilla was basically parallel and moved forward.
La distracción trans-sutural es un proceso biológico que induce la formación de hueso nuevo y cambia la posición del éste al tirar de la sutura en crecimiento bajo la acción de fuerzas externas. Actualmente, se ha aplicado la terapia para la hipoplasia de la cara media tratada por distracción trans-sutural. En este estudio, fueron seleccionados perros Beagle como animales experimentales, y un dispositivo de tracción fue instalado a los perros para simular el proceso de tratamiento de la distracción trans-sutural en el rostro humano. El objetivo fue proporcionar una base para la investigación posterior sobre mecanismos relacionados con la distracción trans-sutural. El modelo animal puede proporcionar la base para este tipo de estudio de seguimiento de la distracción trans-sutural. Perros Beagle de 45 meses de edad se dividieron aleatoriamente en dos grupos: 3 en el grupo experimental y 3 en el grupo control. Los clavos de implante se usaron como marcadores óseos en la sutura temporal cigomática bilateral, la sutura maxilar cigomandibular y en la sutura transversal palatina en el grupo experimental. La tracción del maxilar se realizó mediante el marco de tracción craneal externo con fosa canina como punto de apoyo, 800 g de fuerza a cada lado, tracción elástica durante 15 días. En el grupo control solo se implantó el clavo del implante como marcador óseo en ambos lados de la sutura. La distancia entre dos clavos de implante se midió mediante calibradores de vernier y examen de rayos X, en comparación con los cambios preoperatorios y postoperatorios. Se utilizaron mediciones cefalométricas y de rayos X para medir el cambio en el ángulo basal craneal. La tinción con HE se usó para observar el ancho de las suturas óseas, la morfología y la estructura de las células y el tejido del hueso nuevo bajo el microscopio de contraste de fase. Luego se realizó un análisis estadístico descriptivo y una prueba t entre dos muestras independientes para los datos de medición. El grupo experimental tuvo una buena retención del cuadro de tracción del Beagle. En el grupo experimental, los maxilares de los perros sobresalieron gradualmente en el proceso de tracción y la relación oclusal cambió a maloclusión tipo II. Cuando la tracción era de 15 días, la distancia de cobertura fue de aproximadamente 8 ~ 9 mm. Antes y después de la tracción, la distancia entre los puntos de referencia indicaba que el espacio entre la sutura palatina transversal era más grande (grupo experimental: 5,52 ± 0,19 mm, grupo de control 1,31 ± 0,06 mm, P <0,05), y la sutura cigomáticotemporal fue la segunda. (Grupo experimental: 3,12 ± 0,15 mm, grupo control 0,73 ± 0,04 mm, P <0,05), y la sutura cigomaticomaxilar fue menor (grupo experimental, 2,60 ± 0,34 mm, grupo control 0,53 ± 0,05 mm, P <0,05). El ángulo basal craneal no cambió antes ni después de la operación (grupo control 32,3 ± 1,3, grupo experimental, 33,2 ± 1,1 ° , P> 0,05). La histología mostró que las fibras colágenas en la sutura del grupo control eran más densas y los osteoblastos se observaron en el margen de la sutura, mostrando actividad osteogénica. En el grupo experimental se amplió significativamente la sutura (1209,388 ± 42,714 µm, grupo control 248,276 ± 22,864 µm, P <0,05), el número de fibroblastos aumentó significativamente con fibras colágenas dispersas. La dirección de la disposición de la celda y las fibras era paralela a la fuerza de tracción. Se observó gran cantidad de vasos sanguíneos pequeños, cavidades medulares, y trabéculas óseas alrededor de la sutura ósea (grupo experimental: 23,684 ± 3,774 mm, grupo control: 86,810 ± 9,219 mm, P <0,05), que mostró actividad osteogénica activa. El perro Beagle en crecimiento se puede utilizar para estudios experimentales y así establecer un modelo animal de tracción de sutura. En el proceso, se usó alambre de Kirschner para penetrar en el plano inferior del foramen piriforme del maxilar (aproximadamente en la posición de la fosa canina en la parte posterior) y la dirección de tracción fue básicamente la misma que en el crecimiento.
Assuntos
Animais , Cães , Anormalidades Craniofaciais/cirurgia , Osteogênese por Distração/métodos , Ossos Faciais/cirurgia , Suturas , Tração , Modelos Animais de Doenças , Má Oclusão/cirurgiaRESUMO
SUMMARY: Matrigel is a basement membrane matrix extracted from the EHS mouse tumor containing extracellular matrix protein, its main components are laminin, type IV collagen, nestin, heparin sulfate, growth factor and matrix metalloproteinase.At room temperature, Matrigel polymerized to form a three dimensional matrix with biological activity. It can simulate the structure, composition, physical properties and functions of the cell basement membrane in vivo, which is beneficial to the culture and differentiation of the cells in vitro, and can be used for the study of cell morphology, biochemical function, migration, infection and gene expression. In this study, Matrigel three-dimensional culture model of bone marrow mesenchymal stem cells(BMSCs) was established, and its morphology, proliferation and survival were observed. BMSCs were isolated and cultured with whole bone marrow adherence method. The Second generation BMSCs with good growth condition were selected and mixed with Matrigel to form cell gel complexes. The morphology and proliferation of mesenchymal stem cells were observed by phase contrast microscope and HE staining,Live/Dead staining was used to evaluate the cell activity.Phase contrast microscopy showed that BMSCs were reticulated in Matrigel and proliferated well, After 7 days, the matrix gel gradually became soft and collapsed, a few cell reticular crosslinking growth was seen at 14 days; HE staining showed that the cytoplasm of the cells was larger on the fourth day and the cells were elongated and cross-linked on the seventh day; Live/dead staining showed that most cells showed green fluorescence with the prolongation of culture time, on the first, 4 and 7 days, the activity of bone marrow mesenchymal stem cells in Matrigel gradually increased, and the percentages were 92.57 %, 95.54 % and 97.37 %, respectively. Matrigel three-dimensional culture system can maintain the morphology, function and proliferation ability of bone marrow mesenchymal stem cells.
RESUMEN: Matrigel es una matriz de membrana basal extraída del tumor de ratón EHS que contiene proteína de matriz extracelular. Los componentes principales son laminina, el colágeno tipo IV, nestina, sulfato de heparina, factor de crecimiento y metaloproteinasa de matriz. A temperatura ambiente, Matrigel se polimerizó para formar una matriz tridimensional. Es posible simular la estructura, la composición, las propiedades físicas y las funciones de la membrana basal celular in vivo, lo que es beneficioso para el cultivo y la diferenciación de las células in vitro, y se puede utilizar para el estudio de la morfología celular, la función bioquímica, la migración, infección y expresión génica. En este estudio, se estableció el modelo de cultivo tridimensional Matrigel de células madre mesenquimales de médula ósea (BMSC), y se observó su morfología, proliferación y supervivencia. Las BMSC fueron aisladas y cultivadas con el método de adherencia de la médula ósea completa. Se seleccionaron las BMSC de segunda generación con buenas condiciones de crecimiento y se mezclaron con Matrigel para formar complejos de gel de células. La morfología y la proliferación de las células madre mesenquimales se observaron con microscopio de contraste de fase y se tiñó con Hematoxilina-Eosina (HE); para evaluar la actividad celular se usó la tinción Live/Dead. La microscopía de contraste mostró que las BMSC se reticularon en Matrigel y proliferaron bien. Después de 7 días, se observó que el gel de matriz gradualmente se volvió blando y colapsó, y se visualizó un cruce transversal de algunas células reticulares a los 14 días. La tinción mostró que la mayoría de las células mostraron una fluorescencia verde con la prolongación del tiempo de cultivo; en los primeros 4 y 7 días, la actividad de las células madre mesenquimales de la médula ósea en Matrigel aumentó gradualmente y los porcentajes fueron de 92,57 %, 95,54 % y 97,37 %, respectivamente. El sistema de cultivo tridimensional de Matrigel puede mantener la morfología, la función y la capacidad de proliferación de las células madre mesenquimales de la médula ósea.