Summary
L3–L5 spinli süreçlerin yanı sıra supra ve spinler arası bağlar ve paraspinöz kasların kopması ile bel intervertebral disk dejenerasyon fare modeli geliştirdik.
Abstract
Intervertebral disk dejenerasyonu (IDD), bel ağrısına yol açan yaygın bir patolojik değişikliktir. Patolojik süreçleri anlamak ve yeni ilaçların değerlendirilmesi için uygun hayvan modelleri istenmek istenmemektedir. Burada ameliyat sonrası 1 haftadan itibaren IDD geliştiren cerrahi olarak indüklenen bel omurga instabilitesi (LSI) fare modelini tanıttık. Ayrıntılı olarak, anestezi altındaki fare bel derisi kesisi, L3–L5 dikenli işlemler maruz kalma, paraspinöz kasların dekupsiyonu, süreçlerin ve bağların rezeksiyonu ve cilt kapanması ile ameliyat edildi. Gözlem için L4-L5 IVD'ler seçildi. LSI modeli erken evrede gözeneklilik ve uç plakalarda hipertrofi, intervertebral disk hacminde azalma, bir ara aşamada çekirdek pulposusunda büzülme ve daha sonraki bir aşamada bel omurlarında (L5)kemik kaybı ile bel IDD'si geliştirir. LSI fare modeli, güçlü çalışabilirlik, özel ekipman gereksinimi, tekrarlanabilirlik, ucuz ve nispeten kısa IDD geliştirme süresi avantajlarına sahiptir. Bununla birlikte, LSI operasyonu hala operasyon sonrası ilk hafta içinde inflamasyona neden olan bir travmadır. Bu nedenle, bu hayvan modeli bel IDD'nin incelenmesi için uygundur.
Introduction
Intervertebral disk dejenerasyonu (IDD) yaşlanmada ve hatta gençlerde birçok faktörün neden olduğu yaygın olarak görülür1. IDD'den muzdarip, bel ağrısına ve hareket bozukluğuna neden olan hastalar için cerrahi, genellikle daha sonraki bir aşamada veya ciddi vakalarda gerçekleştirilir ve nonunion veya enfeksiyon gibi potansiyel riskleri vardır2. İdeal ameliyatsız tedavi, IDD mekanizmasının kapsamlı bir şekilde anlaşılmasını gerektirir. IDD hayvan modeli, IDD mekanizmasının çalışmaları ve IDD tedavisinin değerlendirilmesi için çok önemli bir araç olarak hizmet vermektedir.
Primatlar, koyunlar, keçiler, köpekler ve tavşanlar gibi IDD modelleri için, insan anatomik yapısına büyük ölçüde benzerlikleri ve omurgalararası disklerin (IVD) büyüklüğü açısından güçlü çalışabilirlikleri nedeniyle daha büyük hayvanlar seçilmiştir3,4,5 ,6,7,8. Ancak, bu hayvan modelleri zaman alıcı ve maliyet yoğun9. Fare IVD, en boy oranının geometrik ölçümlerine, çekirdek pulposus'un disk alan oranına ve normalleştirilmiş yükseklik10'adayanarak insan IVD'nin zayıf bir temsilidir. Boyut farklılığına rağmen, fare bel IVD segmenti sıkıştırma ve burulma sertliği11gibi insan IVD'ye benzer mekanik özellikler sergiler. Ek olarak, fare IDD modeli düşük maliyetli, nispeten kısa IDD geliştirme avantajına sahiptir ve genetiği değiştirilmiş hayvanlar ve antikorlar için daha fazla seçenek daha fazla mekanistik çalışmalarda kullanılır12,13,14,15.
Deneysel kaynaklı IDD modelleri indükleyicilerden ve uygulamalardan farklılık gösterir. Örneğin, kollajenaz kaynaklı hücre dışı matris (ECM) dejenerasyonu ECM rejenerasyon araştırması için uygundur16. Genetiği değiştirilmiş fenotip, IDD sürecinde ve genetik tedavilerde gen fonksiyonunu incelemek için uygundur17. Annulus fibrosus kesi ve duman modelleri travmayı taklit eder ve inflamasyona neden olmayan IDD12,18.
Spinal instabilite (SI), optimal denge durumunda olmayan dengesiz bir omurgaya yol açar. Bağlar ve kaslar gibi çevredeki destekleyici dokunun zayıflığı nedeniyle bel hareket segmentinin anormal hareketinden kaynaklanabilir. Spinal füzyon operasyonu sonrası da yaygın olarak görülür19. SI, IDD'nin ana nedeni olarak kabul edilir. Bu nedenle, insan kimliği sürecini taklit eden bir SI fare modeli (bel omurgasına odaklanmış) geliştirmeyi hedefliyoruz20,21.
Protokolde, lupraspinous ve interspinous ligamentler (Şekil 1A,B)ile birlikte bel üçüncü (L3) ile lomber beşinci (L5)spinli süreçlerin rezeksiyonu ile lomber spinal instabilite (LSI) fare modeli kurma prosedürünü getirdik. Hayvan modeli, hipertrofi ve endplatlarda (EPs) gözeneklilik ile gösterildiği gibi ameliyat sonrası 1 haftalık kadar erken bir sürede IDD geliştirir. IVD hacmi, ameliyat sonrası 2 hafta ile 16 hafta arasında azalmaya başlar ve bu da IDD derecesini gösterir. Ayrıntılı ve görselleştirilmiş prosedürün araştırmacıların laboratuvarlarında LSI fare modelini kurmaları ve gerektiğinde IDD araştırmalarına başvurmaları için yararlı olduğuna inanıyoruz.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Açıklanan araştırmalar, Ulusal Sağlık Enstitüleri Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve KullanımıNa ilişkin Yönergelere uygundur ve Şanghay Geleneksel Çin Tıbbı Üniversitesi Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi tarafından onaylanmıştır. Tüm cerrahi manipülasyonlar derin anestezi altında yapıldı ve hayvanlar işlem sırasında herhangi bir aşamada ağrı yaşamadı.
1. Operasyon öncesi hazırlık
- Alet sterilizasyonu: Ameliyattan önce bir otoklavda (15 dakika için 121 °C) cerrahi aletleri buharla sterilize edin. Aletleri metal bir kapta paketleyin ve ameliyatta kullanılana kadar muhafaza edin.
- Ameliyat platformu kurulumu: Operasyon için en az 60 cm x 60 cm'lik bir tezgah alanı atayın. Alanın yüzeyini% 75 alkolle temizleyin ve tek kullanımlık bir tıbbi havlu ile örtün. Steril bir cerrahi aletler paketi, reaktifler, cerrahi eşyaları alanın üst 1/3 içindeki tek kullanımlık bir tıbbi havluya yerleştirin. Kalan 2/3'lük bölgeyi cerrahi operasyon için temiz bırakın. Termal destek için cerrahi pedin altına bir hotpad ekleyin.
- Hayvan hazırlığı
- Hayvanı (C57BL/6J fareler, erkek, 8 haftalık) indüksiyon odasına yerleştirin. Buharlaştırıcıyı izofluran için %4 ve oksijen için 4 L/dk indüksiyon seviyesinde açın. Hayvan tamamen uyuşturuldıktan sonra burun konisi ile anesteziyi ve anestezik doğumu izofluran için %1,5 ve ameliyat sırasında oksijen için 0,4 L/dk seviyesinde sürdürün. Hayvanı solunum için izleyin.
- Ameliyat sırasında kornea kuruluğunu önlemek için klortetrasiklin hidroklorür göz merhemini uygulayın.
- Sırt yüzeyindeki cerrahi bölgeyi küçük bir hayvan düzeltici kullanarak alt torasik bölgeden sakral bölgenin tepesine kadar tıraş edin. Tıraş edilen kürkü mendille çıkarın.
- Tıraş edilen bölgeye nem giderici krem uygulayın ve 3 dakikadan fazla orada bırakmayın. Kremayı gazlı bezle çıkarın ve 2 mL% 0.9 steril salin ile yıkayın.
- Bel omurgasını yükseltmek ve cerrahi operasyonu kolaylaştırmak için farenin karnının altına özel yapım bir cerrahi silindirik ped (Şekil 2A)yerleştirin.
2. Lomberin üçüncü ve bel beşinci (L3–L5)spinli işlemlere maruz kalması
- İşaret parmağını kullanarak bel omurlarının daha dışa dönük olan deri altı dikenli işlemlerine dokunun ve bel bölgesini tanımlamak için torasik omurlar ve sakral omurlarla karşılaştırın.
- %75 alkol kullanarak cildi durulayın. Fasyayı ortaya çıkarmak için neşter bıçağı kullanarak orta torasik bölgeden kalçaya kadar kereste bölgesi üzerinde 3-4 cm orta hat cilt kesisi yapın.
- Bel omurgasını, dikenli süreçlerin uçlarına yerleştirilen arka fasyanın morfolojisi ile tanımlayın. Ayrıntılı olarak, birinci sakral (S1)fasyasına üçüncü bel (L3)"V" şekilleriyle diğer fasyalardan farklıdır. Son "V" ucu ilk sakral (S1) fasyaya bağlanır ve ilk "V" ucu L3 spinous işlemine karşılık gelir (Şekil 2B).
- Neşter bıçağı ile her iki tarafta L3'ten L5'e kadar dikenli işlemler boyunca arka paraspinöz kas kesilerini yanal olarak yapın (Şekil 2C). Kanamayı azaltmak için kesi derinliğini fasetlere doğru kontrol edin.
- L3'i L5 dikenli işlemlere ve supraspinöz bağlara maruz bırakmak için iki oftalmik toka kullanarak kas katmanlarını ayırın.
3. L3–L5 dikenli işlemlerin ligamentlerle birlikte rezeksiyonu
- Venüs makaslarını kullanarakpinöz bağları keserek bireysel dikenli işlemleri ayırın (Şekil 2D).
- L3–L5 dikenli işlemlerini Venüs makaslı interspinöz bağlarla birlikte resect(Şekil 2E).
- Paravertebral kasların yeniden tutturulmadan steril ipek örgülü (dikiş boyutu 5.0) ile cilt kesisini dikin.
- Klortetrasiklin Hidroklorür Göz Merhemini cerrahi bölgeye uygulayın.
- Analjezi için LSI ameliyatından hemen sonra Buprenorfin-SR (fare ağırlığının gramı başına 25 uL) uygulanır.
- Hayvanları sıcak bir odaya yerleştirin ve anesteziden iyileşme sırasında izleyin. Hayvanları ev kafesine geri göndermeden önce yiyecek ve su alımını izleyin.
- Operasyondan sonraki ilk 3 gün boyunca hayvanı günde bir kez izleyin. Hayvan normal bir iştaha sahip olmalı ve irin, kanama veya şişlik belirtisi olmadan iyileşmelidir. Hareketlerde küçük bir bozukluk olabilir.
- Sham operasyonlarını sadece arka paravertebral kasların L 3 –L5omurlarından ayrılarakgerçekleştirin.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
LSI fare modeli, IDD mekanizması, IDD tedavisi, skleroz gibi uç plaka (EP) dejenerasyonu ve EP 20 ,21 , 22,23'teduyusal innervasyon çalışmalarında uygulanır. LSI fare, tanımlanacağı gibi, azaltılmış IVD hacmi ve yüksekliği, artan EP hacmi ve artan IVD ve EP puanları ile IDD ve EP dejeneratif değişiklikler geliştirir.
Diseksiyonlu ve sabit alt torasik ve bel omurgası, daha önce açıklandığı gibi yüksek çözünürlüklü Mikro Bilgisayarlı Tomografi (μCT) ile incelendi20,21. L3–L5 omurlarının tanımlanması için kaburgalı alt torasik bel dahil edilmiştir (Şekil 3A). L3–L5 omurgasının yanal görünümdeki röntgenleri, Sham ve LSI gruplarında dikenli süreçlerin varlığını ve var olmadığını gösterir (Şekil 3B). Sonuçlar, L 3 –L5 omurgasının sol ön eğik görünümde(Şekil 3C) 3Drekonstrüksiyonu ve L3–L5 omurunun enine görüntüsüyle daha nettir (Şekil 3D).
L4–L5 IVD'nin koronal görüntüleri IVD20'nin 3D histoporfometrik analizlerini yapmak için kullanılmıştır (Şekil 4A). IVD hacmi, L 4 ve L5 omurları arasındaki tüm görünmez boşluğu kapsayan ilgi alanı(ROI) olarak tanımlanır. Parametre: 3D yapısal analiz için TV (toplam doku hacmi) kullanılmıştır (Şekil 4B). IVD hacmi ameliyat sonrası 1 hafta önemli ölçüde artmış ve Şekil 4C'degözlendiği gibi ameliyat sonrası 2 haftadan 16 haftaya düşmeye başlamıştır.
IVD alanının yüksekliği ön alandan posterior'a kadar değişir (Şekil 4E,G). LSI arka bölge üzerinde önemli bir etkiye sahipti. Böylece, IVD yükseklik ölçümü için IVD alanının üçte biri koronal düzlemi seçildi (Şekil 4D,E). IVD yüksekliği ameliyat sonrası 2 haftadan 16 haftaya düştü (Şekil 4F), IVD hacmindeki bulgularla uyumluydu (Şekil 4C).
L4–L5 IVD alanının koronal görüntüleri, hem kraniyal hem de kaudal plakaların (Eps) 3D histopomorfometrik analizlerine uygulanmıştır(Şekil 5A). Uç plaka (EP) hacmi, omurlara yakın görünür kemik plakasını kapsayacak şekilde tanımlanmıştır (Şekil 5A,B)21. 3D rekonstrüksiyon için ardışık beş kranial EP görüntüsünden oluşan ön bir-dörtte bir koronal düzlemi kullanıldı (Şekil 5C), LSI farelerinde kraniyal EP içinde artan boşluklar gösterdi (Şekil 5D). Sonuçlar ayrıca 0,089'a(Şekil 5E)daha büyük veya eşit olan trabeküler ayırma değerlerinin artan bir yüzdesi ile de belirtilmiştir. Bu arada, EP hacimleri ameliyat sonrası önemli ölçüde artmıştır (Şekil 5F). KaudalEP'lerLSI tarafından benzer fenotip gösterir ( Şekil 5G,H), LSI'nin EP hipertrofisine ve boşluklarda artışa yol açtığını gösterir.
L5 omur gövdeleri, her L5 omur gövdesinin aksesuarsız tüm enine bölümlerinin ana hatlarını çizerek ve tüm 2B görüntüler 3D modele dönüştürülerek yeniden inşa edildi. İnşaat ve analiz ticari yazılımlarla (örneğin, sırasıyla NRecon v1.6 ve CTAn v1.9) yapıldı. L5 omurunun hacimleri ameliyat sonrası biraz artar, ancak sadece sham grubu ile 16 haftalık LSI grubu arasında istatistik farkı vardır (Şekil 6B). Ameliyat sonrası 16 hafta içinde BV/TV'de önemli bir azalma da mevcuttu, bu da LSI'ın daha sonraki bir aşamada omur kemik kaybına neden olduğunu gösterir(Şekil 6A,C).
LSI, artan IVD ve EP skorları24 (Şekil 7A,C)ile belirtildiği gibi IVD dejenerasyonuna ve EP dejenerasyonuna neden olur. LSI gruplarında çekirdek pulposus hücrelerinin hücre içi vakuollerinde azalma hızlandırılmıştır(Şekil 7B). LSI EP'lerinde boşluklar artar (Şekil 7D), Tuzak boyama ile belirtildiği gibi artan osteoklast sayısı ile birlikte (Şekil 7E,F).
Veriler ortalama ± s.d. olarak gösterildi. İstatistiksel önemi bir Öğrencinin t-testi ile belirlenmiştir. Önem düzeyi p < 0.05 olarak tanımlanmıştır. Tüm veri analizleri SPSS 15.0 kullanılarak gerçekleştirildi.
Şekil 1: LSI fare modelinin şeması. (A) Farenin alt arka bölgesinde L3–L5 omurlarının anatomisi. (B) Dikenli süreçlerin interspinöz ligamentler ve supraspinous ligamentler (belirgin soluk) ile birlikte rezeksiyonu. Kırmızı noktalı çizgi kesit düzlemlerini gösterir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2: L3–L5 dikenli işlemlerin maruz kalması ve LSI çalışması. (A) Farenin karnının altına özel yapım silindirik bir ped yerleştirilir. (B) Lomber fasyanın maruz kalması ve L3 ila S1 spinli işlemlerin "V" şekilleri ile tanımlanması. (C) L3 ila L5 dikenli proseslerinin her iki tarafında lateral paraspinöz kas kesileri. (D)Pinöz bağları keserek bireysel dikenli işlemlerin maruz kalması. (E) L3–L5 spinli proseslerin inter-ve supra-spinous ligamentlerle rezeksiyonu. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3: μCT ile LSI tanımlaması. (A) L3–L5 omurlarının X ışınlarında torasik omurlu kaburgalar tarafından lokalizasyonu. (B) Yan görünümde röntgen ve (C) Sham ve LSI gruplarında L 3 –L 5 omurlarının sol ön eğik görünümünde3Drekonstrüksiyon. (D) Dikenli işlemin rezeksiyonu ile bel omurunun enine düzlemi. (D) Bian ve ark.21'den değiştirilmiştir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 4: LSI IVD hacmini azaltır. (A) 3D rekonstrüksiyon için L4 ve L5 EPs arasındaki görünmez alanın (Kırmızı) ardışık görüntüleri kullanılır. (B) IVD ses düzeyi (A) TV tarafından tanımlanır. (C) L4–L5 IVD hacminin işlem sonrası beş zaman noktasında ölçülmesi. N = grup başına 8. Veriler ortalama ± s.d. *p < 0.05, **p < 0.01 vs Sham olarak gösterilir. (D) Enine düzlem ve (E) bel omur gövdelerinin orta sagittal düzlemi. Mavi çift oklar anteroposterior çapı gösterir. Sarı çizgi arka 1/3 düzlem gösterir. (F) L4–L5'inarka 1/3 koronal düzleminin ardışık beş görüntüsü kullanılarak kranial ve kaudal EP'lerin yeniden yapılandırılması. Kırmızı, IVD alanını gösterir. (G) L4–L5'inorta sagittal düzlemi. (C) Bian ve ark.20'den değiştirilmiştir. (F,G) Bian ve ark.21'den değiştirilmiştir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 5: LSI EP hipertrofisini ve gözenekliliğini indükler. (A) L4–L5koronal düzlemi . Kırmızı noktalı çizgi, 3D yapı için kullanılan kaudal EP'nin görüntüsünü gösterir. (B) Kaudal L4 ve kranial L5'inyeniden inşası . Mavi karikatür L4–L 5'in kaudalEP'sineişaret eder. (C) L4–L5'inorta sagittal düzlemi . Mavi çift oklar anteroposterior çapı gösterir. Sarı çizgi ön 1/4 düzlemini gösterir. (D) Kranial EP'lerin L 4 –L5'inön 1/4 düzleminin ardışık beş görüntüsüyle yeniden yapılandırılması. (E,G) μCT analizlerinden elde edilen kranial (E) ve kaudal (G) EP'lerin trabeküler ayırma dağılımının yüzdesi. (F,H) Kraniyal (F) ve kaudal (H) nicelemesi. Belirtilen zaman noktalarında L4–L5 EP hacmi. N = grup başına 8. Veriler ortalama ± s.d.* p < 0,05'e karşı olarak gösterilir. Düzmece. (D–H) Bian ve ark.21'den değiştirilmiştir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 6: LSI geç evrede omur kemik kaybına neden olur. (A)16 haftalık Sham ve LSI gruplarında L 5 omur cisimlerinin rekonstrüksiyonu. (B,C) L5 omur TV (B) ve BV / TV (C) nicelemesi. N = grup başına 8. Veriler ortalama ± s.d.* p < 0,05, ** p < 0,01 karşı olarak gösterilir. Düzmece. (B) Bian ve ark.21'den değiştirilmiştir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 7: LSI IVD ve EP dejenerasyonuna yol açar. (A) IVD dejenerasyonunun bir göstergesi olarak LSI veya sham farelerde IVD skoru. (B) L 4 –L5 IVD'de NP'ler için Safranin O boyama temsili görüntüleri. Beyaz vakuolleri gösterir. Kırmızı proteoglikan gösterir. (C) EP dejenerasyonunun bir göstergesi olarak LSI veya sham grubunda EP puanı. (D) Caudal L4–L5 EPs için Safranin O-Fast yeşil boyama temsili görüntüleri. Yeşil/mavi lekeler kireçlenmiş boşluklar. (E) Kaudal L 4 –L5 EPs için tuzak boyamanın temsili görüntüleri. Mor, Bindirme+'yı gösterir. N = Grup başına 6. Veriler ortalama ± s.d.* p < 0,05, ** p < 0,01 karşı olarak gösterilir. Düzmece. (F) Tuzak+ osteoklastların nicelleştirilmesi (E). (A,B) Bian ve ark.20'den değiştirilmiştir. (C–F) Bian ve ark.21'den değiştirilmiştir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Bel omurgası instabilite fare modelini, omurlardan gelen arka paravertebral kasların koptuğu ve supraspinous ve interspinous ligamentlerle birlikte dikenli süreçlerin resected edildiği servikal spondilyoz fare modeline dayanarak geliştirdik25. Daha belirgin dikenli süreçlere sahip bel omurgasına da benzer bir operasyon gerçekleştirdik. LSI fare modeli bel omurgasında benzer bir IDD geliştirdi.
LSI modelinin avantajları arasında güçlü çalışabilirlik, özel bir ekipmana ihtiyaç olmaması, tekrarlanabilirlik ve nispeten kısa bir IDD geliştirme süresi bulunur.
Operasyon sırasında başarı oranını artırmaya yardımcı olmak için bazı önemli noktalar burada sunulmaktadır. Bunlar aynı zamanda kritik adımlardır. İlk olarak, alt sırt kısmındaki saçları mümkün olduğunca net bir şekilde çıkarın, çünkü yarada kalan herhangi bir tıraşlı saç anafilaktik reaksiyona neden olabilir. İkincisi, bel omurlarını yükseltmek için silindirik bir ped veya başka bir ped önerilir. Üçüncü olarak, kesi derinliğini ve kanamasını kontrol etmek için mikro makas kullanın. Ameliyat sırasında hematokoeli fark edildiğinde, operasyonu durdurun ve fare ameliyat sırasında veya sonrası hayatta kalamayacağından fareyi feda edin. Dördüncüsü, paraspinöz kasın yeniden dikilmesi önerilmez, çünkü yeniden bağlanma dengesizliği telafi edebilir. Beşinci olarak, tüm L3-L5 dikenli işlemlerin tam rezeksiyonu bireysel modeldeki değişkenliği azaltır. Altıncı olarak, çevredeki sinirleri ve kan damarlarını yaralamaktan kaçının, aksi takdirde fare kanitonik olmayan patolojik değişiklikler geliştirebilir. Modeller sonuçlarda gösterildiği gibi tipik fenotipi göstermiyorsa, yukarıdaki altı noktayı kontrol edin.
Bu LSI modelinin başarısı, küçük hayvan MRI veya μCT ile ölçülen azaltılmış IVD hacmi ve histolojik gözleme dayalı bir IVD skoru dahil olmak üzere iki altın standartla değerlendirilebilir. LSI modeli, LSI ameliyatından 2 hafta sonra IDD geliştirir, ancak gözlendiği gibi 1 hafta kadar erken bir sürede endplate gözeneklilik geliştirir. Çekirdek pulpalı büzülme, uç plakası skleroz, osteoklast kaynaklı sitokinlerle ilgili IDD, IDD kaynaklı osteoporoz (LSI sonrası 16 hafta) vb.
LSI modelinde bazı sınırlamalar vardır. LSI operasyonu fare için nispeten büyük bir travmadır. İltihap kaçınılmazdır ve genellikle operasyondan sonraki 7 gün içinde görülür. Bu nedenle, bu model, özellikle mekanik yükleme değişikliklerinin neden olduğu 7 gün içinde, IDD'nin erken patolojik değişikliklerini gözlemlemek için uygun değildir.
Model, yalnızca L 5 veya L1 ila L5 gibi farklı bel omurlarını hedef alarak değiştirilebilir. Sahte gruplara ek olarak sağlıklı kontrol de önerilir.
Özetle, cerrahi kaynaklı bir bel IDD fare modeli geliştirdik ve başkalarının hayvan modelini yeniden üretmelerine ve IDD çalışmalarında uygulamalarına yardımcı olmak için prosedürü görselleştirdik.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Acknowledgments
Bu çalışma Çin Bilim ve Teknoloji Bakanlığı'ndan Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (81973607) ve Temel İlaç Araştırma ve Geliştirme (2019ZX09201004-003-032) tarafından desteklendi.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Chlortetracycline Hydrochloride Eye Ointment | Shanghai General Pharmaceutical Co., Ltd. | H31021931 | Prevent eye dry, Prevent wound infection |
| C57BL/6J male mice | Tian-jiang Pharmaceuticals Company (Jiangsu, CN) | SCXK2018-0004 | Animal model |
| Disposable medical towel | Henan Huayu Medical Devices Co., Ltd. | 20160090 | Platform for surgical operation |
| Inhalant anesthesia equipment | MIDMARK | Matrx 3000 | Anesthesia |
| Isoflurane | Shenzhen RWD Life Technology Co., Ltd. | 1903715 | Anesthesia |
| Lidocaine hydrochloride | Shandong Hualu Pharmaceutical Co., Ltd. | H37022839 | Pain relief |
| Medical suture needle | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co., Ltd. | 20S0401J | Suture skin |
| Ophthalmic forceps | Shanghai Medical Devices (Group) Co., Ltd. Surgical Instruments Factory | JD1050 | Clip the skin |
| Ophthalmic scissors(10cm) | Shanghai Medical Devices (Group) Co., Ltd. Surgical Instruments Factory | Y00030 | Skin incision |
| silk braided | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co., Ltd. | 11V0820 | Suture skin |
| Small animal trimmer | Shanghai Feike Electric Co., Ltd. | FC5910 | Hair removal |
| Sterile surgical blades(12#) | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co., Ltd. | 35T0707 | Muscle incision |
| Veet hair removal cream | RECKITT BENCKISER (India) Ltd | NA | Hair removal |
| Venus shears | Mingren medical equipment | Length:12.5cm | Clip the muscle and spinous process |
References
- Makino, H., et al. Lumbar disc degeneration progression in young women in their 20's: a prospective ten-year follow up. Journal of Orthopaedic Science: Official Journal of the Japanese Orthopaedic Association. 22 (4), 635-640 (2017).
- Lee, Y. C., Zotti, M. G. T., Osti, O. L. Operative management of lumbar degenerative disc disease. Asian Spine Journal. 10 (4), 801-819 (2016).
- Wei, F., et al. In vivo experimental intervertebral disc degeneration induced by bleomycin in the rhesus monkey. BMC Musculoskeletal Disorders. 15, 340 (2014).
- Lim, K. Z., et al. Ovine lumbar intervertebral disc degeneration model utilizing a lateral retroperitoneal drill bit injury. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (123), e55753 (2017).
- Zhang, Y., et al. Histological features of the degenerating intervertebral disc in a goat disc-injury model. Spine. 36 (19), 1519-1527 (2011).
- Bergknut, N., et al. The dog as an animal model for intervertebral disc degeneration. Spine. 37 (5), 351-358 (2012).
- Kong, M. H., et al. Rabbit Model for in vivo Study of Intervertebral Disc Degeneration and Regeneration. Journal of Korean Neurosurgical Society. 44 (5), 327-333 (2008).
- Gullbrand, S. E., et al. A large animal model that recapitulates the spectrum of human intervertebral disc degeneration. Osteoarthritis and Cartilage. 25 (1), 146-156 (2017).
- Jin, L., Balian, G., Li, X. J. Animal models for disc degeneration-an update. Histology and Histopathology. 33 (6), 543-554 (2018).
- O'Connell, G. D., Vresilovic, E. J., Elliott, D. M. Comparative intervertebral disc anatomy across several animal species. 52nd Annual Meeting of the Orthopaedic Research Society. , (2006).
- Elliott, D. M., Sarver, J. J. Young investigator award winner: validation of the mouse and rat disc as mechanical models of the human lumbar disc. Spine. 29 (7), 713-722 (2004).
- Ohnishi, T., et al. In vivo mouse intervertebral disc degeneration model based on a new histological classification. Plos One. 11 (8), 0160486 (2016).
- Vo, N., et al. Accelerated aging of intervertebral discs in a mouse model of progeria. Journal of Orthopaedic Research. 28 (12), 1600-1607 (2010).
- Oichi, T., et al. A mouse intervertebral disc degeneration model by surgically induced instability. Spine. 43 (10), 557-564 (2018).
- Ohnishi, T., Sudo, H., Tsujimoto, T., Iwasaki, N. Age-related spontaneous lumbar intervertebral disc degeneration in a mouse model. Journal of Orthopaedic Research. 36 (1), 224-232 (2018).
- Stern, W. E., Coulson, W. F. Effects of collagenase upon the intervertebral disc in monkeys. Journal of Neurosurgery. 44 (1), 32-44 (1976).
- Silva, M. J., Holguin, N. LRP5-deficiency in OsxCreERT2 mice models intervertebral disc degeneration by aging and compression. bioRxiv. , (2019).
- Nemoto, Y., et al. Histological changes in intervertebral discs after smoking and cessation: experimental study using a rat passive smoking model. Journal of Orthopaedic Science: Official Journal of the Japanese Orthopaedic Association. 11 (2), 191-197 (2006).
- Mulholland, R. C. The myth of lumbar instability: the importance of abnormal loading as a cause of low back pain. European Spine Journal. 17 (5), 619-625 (2008).
- Bian, Q., et al. Mechanosignaling activation of TGFβ maintains intervertebral disc homeostasis. Bone Research. 5, 17008 (2017).
- Bian, Q., et al. Excessive activation of tgfβ by spinal instability causes vertebral endplate sclerosis. Scientific Reports. 6, 27093 (2016).
- Ni, S., et al. Sensory innervation in porous endplates by Netrin-1 from osteoclasts mediates PGE2-induced spinal hypersensitivity in mice. Nature Communications. 10 (1), 5643 (2019).
- Liu, S., Cheng, Y., Tan, Y., Dong, J., Bian, Q. Ligustrazine prevents intervertebral disc degeneration via suppression of aberrant tgfβ activation in nucleus pulposus cells. BioMed Research International. 2019, 5601734 (2019).
- Boos, N., et al. Classification of age-related changes in lumbar intervertebral discs: 2002 Volvo Award in basic science. Spine. 27 (23), 2631-2644 (2002).
- Miyamoto, S., Yonenobu, K., Ono, K.
