Wie neugeborenen Mäusen reparieren Knochenbrüchen zu einem besseren Behandlungen führen

Wenn Sie schon einmal einen Knochen gebrochen haben , gibt es eine gute Chance, dass Sie musste operiert werden , Hosenträger, oder Schienen , um den Knochen neu auszurichten. schwer Brüche bei Kindern , auf der anderen Seite , können allein durch einen Prozess, Wissenschaftler entzogen hat zu heilen. Eine Studie von Cell Press in Developmental Cell veröffentlicht zeigt, dass ein gebrochener Arm Knochen in neugeborenen Mäusen kann schnell durch einen bisher unbekannten Mechanismus, der das Knochenwachstum und die Muskelkontraktion neu auszurichten. Die Ergebnisse liefern neue Einblicke in die menschliche Säuglinge und andere junge Wirbeltieren kann gebrochene Knochen zu reparieren und ebnen den Weg für eine wirksamere Behandlungsstrategien .


(A- D) Dieses Bild zeigt H
Credit: Developmental Cell , Rot et al.

" Die Evolution hat einen robusten Mechanismus der Knochenregeneration , die erklären, wie wilde Tiere können traumatische Knochenverletzungen überleben geschaffen ", sagt Senior Studie Autor Elazar Zelzer des Weizmann Institute of Science . " Weitere Untersuchungen der neu gefundenen Regenerationsprogramm könnte auf alternative Ansätze für die Behandlung von Frakturen , die nicht gut reagieren , um die gegenwärtige Praxis zu führen."

Der Knochen ist eine der wenigen Organen, die sich in Vertebraten regenerieren. Obwohl die spontane Regeneration bei Kindern auftritt, Erwachsene erfordern Eingriffe , um den Knochen zu einer geraden Position , sowie die Stabilisierung mit Metallerzeugnissen oder einer Besetzung zurück. Aber Standardbehandlungsprotokollehaben verschiedene Nebenwirkungen, einschließlich Muskelatrophie und Gelenksteife . Zelzer und sein Team vermutet, dass ein besseres Verständnis der Naturverjüngung bei Säuglingen könnten dazu beitragen, Maßnahmen zur gebrochenen Knochen bei Erwachsenen zu verbessern.


Dies sind 3-D in vivo CT-Bildern eines frakturierten Humerus bei P5 (A) , P9 (B ) und P11 (C). (B ' und C') 2-D in vivo CT-Bilder des gleichen Knochens an P9 und P11 verbunden. Maßstabsleiste , 2 mm. Vergrößerungen der konkaven Seite der Fraktur , mit einem roten abgegrenzt gestrichelten Feld (C ') . Die Anwesenheit von Chondrozyten ( durch schwarze Pfeile gekennzeichnet) wird durch H gezeigt
Credit: Developmental Cell , Rot et al.

In der neuen Studie , die Forscher fanden heraus , dass ein gebrochener Arm Knochen in neugeborenen Mäusen schnell durch erhebliche Bewegung der Knochenfragmente neu ausgerichtet und nicht durch Knochenumbau - ein langsamer Prozess, der die gleichzeitige Bildung von neuem Knochen auf der einen Seite und die Erosion der bestehenden Knochen auf die gegenüberliegende Seite. "Diese Feststellung wendet sich gegen die traditionelle Auffassung der Frakturheilung und stellt eine völlig neue Stufe der Knochenreparatur der klassischen Vier-Stufen- Modell ", sagt Zelzer .


(A ) Heilung beginnt mit Hämatom und Entzündungen an der Bruchstelle . (B) Weiche Kallus (lila) gebildet wird, die wir zeigen , um als ein bidirektionales Wachstum Platte an der konkaven Seite der Bruchstelle zu organisieren. (C) Die beiden Wachstumsplatten sorgen für Wachstum in entgegengesetzte Richtungen . Das Ergebnis ist eine Buchse artigen mechanischen Effekt, dass die Bruchstücke in Richtung Richt (rote Pfeile) bewegt . (D) Verknöcherung produziert harte Kallus (orange). (E) Die Form der Knochen ist fein abgestimmt durch Umbau.
Credit: Developmental Cell , Rot et al.

Die Neuausrichtung wurde von Knochenwachstum , die wie eine mechanische Hebe gehandelt , die erforderlich ist, um die beiden Knochenfragmente gerade entgegengesetzte Kräfte erzeugen angetrieben. Darüber hinaus führte die Behandlung mit einem Medikament, das die Muskeln um die Bruch gelähmt verhindert normale Knochenwachstum und Knochen Neuausrichtung , was darauf hindeutet , dass die Muskelkontraktion spielt eine kritische Rolle bei der Reparatur .

"Die Integration dieses neue Wissen in die aktuelle Vorgehensweise kann zukünftige Behandlung zu verbessern ", sagt Zelzer . " Zum Beispiel kann Behandlungsprotokolle Alter -basierte Protokolle und kürzere Zeiträume von starren Immobilisierung umfassen die Teilnahme der Muskelkraftin den Heilungsprozess zu ermöglichen. "