Animal models for fracture treatment in osteoporosis

Abstract

Demographic changes in the age structure of occidental populations are giving rise to osteoporosis and associated fractures, which are becoming a major public health burden. Various animal models have been established and used to investigate the pathogenesis of osteoporosis and to facilitate the preclinical testing of new treatment options such as antiresorptive drugs. Although osteoporosis can be induced in animals, spontaneous fractures without adequate trauma were only found in nonhuman primates. An animal model designed to investigate new ways to treat fractures of osteoporotic bone has to fulfill requirements that are very different from those of pharmacological testing. The aspects of major interest in orthopedic applications are bone fragility, efficacy of implant fixation and bone healing. Existing animal models for osteoporosis were critically reviewed focusing on these aspects. The advantages and disadvantages of the models with regard to their application in the testing of new fracture-fixation devices or biological approaches to stimulate bone healing are discussed. Ovariectomy alone does not cause the bone loss seen in osteoporotic human patients. New models to simulate fracture of osteoporotic bone need to be explored and used to address the specific aims of an experiment.

Longitudinal Assessment of In Vivo Bone Dynamics in a Mouse Tail Model of Postmenopausal Osteoporosis

“…Third, as a result of the bone loss, fragility fractures should be present in the bone. Fragility fractures are uncommon in rodents [24], but the strength of the bone must decrease. Therefore, it has been established that bone strength or stiffness can be assessed with mechanical testing [25,26] or finite element analysis [27] as a surrogate for bone fragility.…”

O alendronato de sódio na prevenção da osteopenia secundária à imobilização gessada, em ratas: avaliação histomorfométrica

“…Cecim usou o mesmo modelo de imobilização e, com testes mecânicos, comprovou a diminuição da resistên-cia óssea após a imobilização (29) . O modelo por nós adotado é adequado e corrobora os achados de outros autores no sentido de que o rato é animal indicado para este tipo de experimento, pelas características de resposta semelhante ao visto no osso humano (5,(34)(35)(36)(37) . A imobilização de ratos provoca perda de osso esponjoso caracterizada por falhas na formação óssea e aumento na reabsorção.…”

“…A imobilização de ratos provoca perda de osso esponjoso caracterizada por falhas na formação óssea e aumento na reabsorção. A perda focal também ocorre em osso cortical, quando a imobilização for suficientemente prolongada, com concomitante diminuição nas propriedades mecânicas (5,38) .…”

“…Muitos fárma-cos que atuam positivamente no metabolismo ósseo já foram testados com essa finalidade, sendo que um dos mais recentes é o alendronato de sódio (4)(5)(6)(7)(8)(9) . Esta droga é da família dos bisfosfonatos que apresentam efeitos anti-reabsortivos bem documentados na literatura e a potência biológica depende de sua estrutura química individual (1,(10)(11)(12)(13)(14) .…”

Osteoporose em caprinos

“…Ocorrência de fraturas sem trauma excessivo ou aumento de fraturas no rebanho são indicadores de osteoporose (Egermann et al 2005). Apesar da importância da doença, há poucos estudos sobre osteoporose em animais de produção no Brasil.…”