Summary
यह अध्ययन एक पुरानी जैसे खरगोश घूमने वाले कफ (आरसी) की चोट स्थापित करने के लिए प्रक्रियाओं का विवरण देता है। विशेष रूप से, चोट मानव आरसी शरीर रचना विज्ञान और पैथोफिज़ियोलॉजी की नकल करने के लिए सबस्कैपुलारिस (एसएससी) मांसपेशी-कण्डरा / मायोटेंडिनस इकाई में बनाई जाती है, जिसमें गंभीर मांसपेशी फैटी अपघटन (एफडी) भी शामिल है। इस प्रोटोकॉल को आरसी चोटों का अध्ययन करने और पुनर्योजी उपचारों का आकलन करने के लिए लागू किया जा सकता है।
Abstract
खरगोश रोटेटर कफ (आरसी) पैथोफिज़ियोलॉजी से इसके संबंधित मांसपेशियों और कण्डरा में प्रगतिशील और अत्यधिक अपक्षयी परिवर्तन हो सकते हैं, जो चिकित्सकीय रूप से प्रासंगिक मापदंडों को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है, जैसे कि मांसपेशी-कण्डरा / मायोटेंडिनस इकाई की ताकत और वापसी, अंततः कंधे के कार्य का नुकसान होता है और आरसी मरम्मत परिणामों को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है। पशु मॉडल जो मानव आरसी शरीर रचना विज्ञान और पैथोफिज़ियोलॉजी के पहलुओं की नकल करते हैं, चोट की प्रगति की वैचारिक समझ को आगे बढ़ाने और प्रभावी ऊतक इंजीनियरिंग और पुनर्योजी चिकित्सा-आधारित चिकित्सीय विकसित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
इस संदर्भ में, एक खरगोश सबस्कैपुलारिस (एसएससी) मॉडल (i) मानव सुप्रास्पिनटस (एसएसपी) हड्डी-कण्डरा-मांसपेशी इकाई के लिए इसकी शारीरिक समानता के कारण उपयुक्त है, जो सबसे अधिक बार घायल आरसी साइट है; (ii) फाइब्रोसिस और मांसपेशी फैटी अपघटन (एफडी) के संदर्भ में मनुष्यों के लिए इसकी पैथोफिजियोलॉजिकल समानता; और (iii) शल्य चिकित्सा प्रक्रियाओं के लिए इसकी उपयुक्तता। इसलिए, इस अध्ययन का लक्ष्य एसएससी आरसी चोट को प्रेरित करने के लिए शल्य चिकित्सा तकनीकों का वर्णन करना है। संक्षेप में, प्रक्रिया में कोराकोब्रैकिलिस मांसपेशी की पहचान करके एसएससी का अलगाव शामिल है, जिसके बाद मांसपेशी-कण्डरा जंक्शन पर एक पूर्ण मोटाई ट्रांससेक्शन होता है और सहज पुन: लगाव को रोकने के लिए सिलिकॉन-आधारित पेनरोज ट्यूबिंग के साथ मांसपेशी-कण्डरा जंक्शन के मुक्त छोर को लपेटना शामिल है। हेमटोक्सीलिन और ईओसिन (एच एंड ई) के साथ-साथ मैसन के ट्राइक्रोम धुंधला होने का उपयोग करके सर्जरी के बाद 4 सप्ताह में मांसपेशियों की एफडी की प्रगति की निगरानी के लिए हिस्टोलॉजिकल मूल्यांकन किया जाता है।
मानव आरसी पैथोफिजियोलॉजिकल स्थितियों के समान, एसएससी मांसपेशी-कण्डरा जंक्शन के ट्रांससेक्शन के 4 सप्ताह बाद मांसपेशियों और एफडी का नुकसान स्पष्ट था। यह प्रोटोकॉल एक पुरानी जैसे खरगोश एसएससी आरसी चोट मॉडल को सफलतापूर्वक स्थापित करने के लिए चरणों को प्रदर्शित करता है, जो आरसी पैथोफिज़ियोलॉजी से जुड़े कंकाल की मांसपेशियों में परिवर्तन का अध्ययन करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण के रूप में काम कर सकता है और पुरानी तरह आरसी आँसू के लिए नई चिकित्सीय रणनीतियों के विकास में सहायता कर सकता है।
Introduction
क्रोनिक रोटेटर कफ (आरसी) आँसू मांसपेशियों और कण्डरा में अपक्षयी परिवर्तनों की विशेषता है, जिसमें मांसपेशियों का शोष, वसा ऊतक का संचय और फाइब्रोसिस शामिल हैं, जो आरसी की मरम्मत के परिणाम से समझौता कर सकते हैं और अंततः कंधे के दर्द और शिथिलताका कारण बन सकते हैं 1,2,3,4,5. आरसी आंसू रोगजनन को बेहतर ढंग से समझने और सर्जिकल परिणामों में सुधार करने के लिए, उचित पशु मॉडल विकसित करना महत्वपूर्ण है जो मानव आरसी शरीर रचना विज्ञान और पैथोफिज़ियोलॉजी के पहलुओं की नकल कर सकते हैं। विशेष रूप से, आरसी चोट मॉडल को निम्नलिखित मानदंडों को पूरा करना चाहिए: (i) चोट के बाद सहज उपचार की कमी; (ii) फाइब्रोसिस, मांसपेशियों के शोष और वसा ऊतक के संचय की एक महत्वपूर्ण उपस्थिति शामिल है; और (iii) मनुष्यों में उपयोग की जाने वाली शल्य चिकित्सा तकनीकों के सन्निकटन की अनुमति देने के लिए पर्याप्त आकार का होनाचाहिए।
इस संदर्भ में, खरगोश सबस्कैपुलारिस (एसएससी) मांसपेशी का उपयोग आरसी पैथोफिज़ियोलॉजी के अध्ययन के लिए एक सटीक और विश्वसनीय पशु मॉडल के रूप में किया जा सकता है, इसकी अनूठी शारीरिक रचना, पैथोफिजियोलॉजिकल प्रतिक्रिया और बायोमैकेनिकलगुणों को देखते हुए। दरअसल, खरगोश एसएससी आरसी शरीर रचना मानव सुप्रास्पिनटस (एसएसपी) आरसी के समान है, जो मांसपेशी-कण्डरा इकाई है जो अक्सर 8,9 केअति प्रयोग से उत्पन्न चोट से जुड़ी होती है। विशेष रूप से, खरगोश एसएससी कण्डरा परिसर एक बोनी सुरंग से होकर गुजरता है और कोराकोब्रैकिलिस मांसपेशी के नीचे, जो मनुष्यों में स्थिति के अनुरूप है जहां एसएसपी कण्डरा परिसर उप-बोनी सुरंग से गुजरता है और कोराकोक्रोमियल लिगामेंट7 के नीचे से गुजरता है। इस शारीरिक समानता के परिणामस्वरूप खरगोश एसएससी मानव एसएसपी के समान मस्कुलोस्केलेटल गति से गुजरता है, जिसमें कण्डरा ह्यूमरस 7,10 की ऊंचाई और अपहरण के दौरान एक्रोमियन के नीचे यात्रा करता है।
इसके अलावा, एसएससी आंसू के बाद खरगोश में मानव आरसी आँसू11 के समान पैथोहिस्टोलॉजिकल परिवर्तन देखे गए हैं। विशेष रूप से, मांसपेशियों का पेट गंभीर एफडी से गुजरता है, जिसमें मांसपेशी द्रव्यमान का महत्वपूर्ण नुकसान होता है, मांसपेशी-फाइबर क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र में कमी आती है, और वसा में वृद्धि होती है। इसके अलावा, ओटारोडिफर्ड एट अल ने (1) एकल-पंक्ति, (2) डबल-पंक्ति, और (3) ट्रांसोसियस-समकक्ष आरसी मरम्मत तकनीकों के बाद खरगोश एसएससी की बायोमैकेनिकल विशेषताओं का आकलन किया, और पाया कि इन मरम्मत की प्रारंभिक बायोमैकेनिकल विशेषताएं कैडवेरिक नमूनों में किए गए मानव एसएसपी आरसी मरम्मत के समानथीं। जैसे, मानव एसएसपी के साथ खरगोश एसएससी की शारीरिक, शारीरिक और बायोमेकेनिकल समानता इसे आरसी चोटों के मॉडलिंग के लिए उपयोगी बनाती है।
यद्यपि चूहों, चूहों, कुत्तों और भेड़ सहित जानवरों की कई प्रजातियों का उपयोग आरसी रोग के अध्ययन और मरम्मत 6,13,14,15 में किया गया है, चोट की चिरकालिकता की डिग्री एक महत्वपूर्ण विचार है। ऐसा इसलिए है क्योंकि आरसी आँसू स्पर्शोन्मुख हो सकते हैं और अक्सर बहुत बाद में निदान किया जा सकता है जब आंसू बढ़ गया है और प्रकृति में पुराना हो गया है, जिसमें कण्डरा और मांसपेशी दोनों गंभीर अध: पतन का प्रदर्शन करते हैं16,17,18। हालांकि, अधिकांश आरसी मरम्मत मॉडल तीव्र चोट मॉडल को नियोजित करते हैं, जिसमें स्वस्थ कण्डरा को सही किया जाता है और फिर तुरंत 19,20,21,22 की मरम्मत की जाती है। यह काफी हद तक तार्किक योग्यता और तकनीकी आसानी के कारणों से होता है, जिसके परिणामस्वरूप कुछ अध्ययन होते हैं जो पुरानी जैसी सेटिंग के भीतर आरसी पैथोफिज़ियोलॉजी की जांच करते हैं। इसके अलावा, कई पशु मॉडल में ऐसी विशेषताएं हो सकती हैं जो पुरानी आरसी अध्ययन के लिए उनके उपयोग में बाधा डालती हैं।
उदाहरण के लिए, हालांकि चूहे का उपयोग बड़े पैमाने पर आरसी आंसू और हस्तक्षेप को मॉडल करने के लिए किया गया है, चोट के बाद महत्वपूर्ण वसा संचय की कमी मानव स्थिति के विपरीत है, और इसका छोटा आकार बार-बार शल्य चिकित्सा प्रक्रियाओंको चुनौतीपूर्ण बनाता है। इसके अलावा, हालांकि गेरबर एट अल ने क्रोनिक आरसी आंसू24 के बाद मांसपेशियों के शोष और एफडी का अध्ययन करने के लिए भेड़ के इन्फ्रास्पिनटस का उपयोग किया, भेड़ इन्फ्रास्पिनटस और मानव एसएसपी के बीच कुछ शारीरिक असमानता मौजूद है, साथ ही इतने बड़े पशु मॉडल का अध्ययन और आवास के लिए कई तार्किक चुनौतियां भी हैं। इसके अलावा, गेरबर एट अल ने पुरानी आरसी आंसू की विशेषताओं की नकल करने के लिए इन्फ्रास्पिनटस मांसपेशी और कण्डरा के सतही सिर को जारी करके भेड़ में एक विलंबित आरसी चोट मॉडल विकसित किया, और फिर 4 से 6 सप्ताह में कण्डरा पर विभिन्न मरम्मत तकनीकों की प्रभावकारिता का मूल्यांकन किया। दुर्भाग्य से, इस पुरानी जैसी भेड़ के मॉडल में एक सीमा थी, जिसमें जारी कण्डरा का अंत दूसरी शल्य चिकित्सा प्रक्रिया25 के दौरान निशान ऊतक से अप्रभेद्य हो गया।
कोलमैन एट अल ने प्रारंभिक सर्जरी के समय सिंथेटिक झिल्ली के साथ सही कण्डरा छोर को कवर करके भेड़ में एक पुरानी आरसी आंसू मॉडल भी विकसित किया, जिसने पोषक तत्वों के प्रसार की अनुमति दी और कण्डरा और निशान ऊतक के बीच भेदभाव में सुधार करते हुए घायल ऊतकके चारों ओर निशान ऊतक गठन को कुशलतापूर्वक कम कर दिया।. इस बीच, टर्नर एट अल ने सुझाव दिया कि 4 सप्ताह के भीतर एक विलंबित मरम्मत की जानी चाहिए, क्योंकि बड़े पैमाने पर कण्डरा वापसी27 में प्रत्यक्ष पुन: जुड़ाव शायद ही कभी होता है। साथ में, इन अध्ययनों ने एक पुरानी तरह खरगोश एसएससी आरसी चोट मॉडल की सफल स्थापना के लिए प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य और विश्वसनीय प्रोटोकॉल की ओर योगदान दिया है।
इस प्रोटोकॉल में, 4 सप्ताह में एक पुरानी जैसी खरगोश आरसी चोट मॉडल स्थापित किया जाता है, जिसमें फाइब्रोसिस और एफडी-मध्यस्थता मांसपेशी शोष से संबंधित पैथोलॉजिकल परिवर्तनों का अध्ययन हिस्टोलॉजिकल आकलन के माध्यम से किया जा सकता है। विशेष रूप से, प्रारंभिक सर्जरी के समय सिलिकॉन-आधारित पेनरोज ट्यूबिंग का उपयोग करके मांसपेशी-कण्डरा जंक्शन के मुक्त छोर को लपेटने से दूसरी शल्य चिकित्सा प्रक्रिया के दौरान आरसी ऊतकों की स्पष्ट पहचान होती है और परिणामस्वरूप, पाड़ वृद्धि के साथ और बिना आरसी उपचार का अध्ययन करने के लिए एक सुरक्षित मरम्मत की सुविधा मिलती है। कुल मिलाकर, एक पुरानी तरह खरगोश एसएससी मॉडल आरसी पैथोफिज़ियोलॉजी की बेहतर नकल कर सकता है और न्यूनतम तकनीकी और तार्किक आवश्यकताओं को उत्पन्न कर सकता है।
Protocol
संस्थान की पशु प्रयोग नैतिकता समिति द्वारा अनुमोदित प्रोटोकॉल के अनुसार पशु सर्जरी के लिए नामित उचित रूप से सुसज्जित कमरे में बाँझ शल्य चिकित्सा तकनीक का उपयोग करके सभी प्रक्रियाओं का प्रदर्शन किया जाना चाहिए। वर्तमान अध्ययन में, खरगोश की सर्जरी हांगकांग पशु प्रयोग नैतिकता समिति के चीनी विश्वविद्यालय द्वारा अनुमोदित प्रोटोकॉल के अनुसार की गई थी।
1. सर्जिकल प्रक्रिया
- सर्जिकल क्षेत्र तैयार करने के लिए, एक हीटिंग पैड को गर्म करें और खरगोश के शरीर के तापमान को बनाए रखने के लिए इसे बाँझ सर्जिकल ड्रेप के साथ ओवरले करें। इसके बाद, निष्फल शल्य चिकित्सा उपकरण और आपूर्ति (जैसा कि सामग्री की तालिका में निर्दिष्ट है) बिछाएं और उन्हें सर्जन की वरीयता के अनुसार व्यवस्थित करें।
- न्यूजीलैंड के सफेद खरगोशों को 35 मिलीग्राम / किग्रा केटामाइन और 5 मिलीग्राम / किग्रा ज़ाइलेज़िन के इंट्रामस्क्युलर प्रशासन के माध्यम से संज्ञाहरण को प्रेरित करें (3.5 और 4.5 किलोग्राम के बीच वजन, लगभग 5-6.5 महीने की उम्र; इस अध्ययन में दो नर और एक मादा खरगोश का उपयोग किया गया था)। इसके बाद, पंजे और / या पूंछ चुटकी परीक्षण के साथ संज्ञाहरण की पुष्टि करें।
- यदि सर्जिकल प्लेन को बनाए रखने के लिए अतिरिक्त संज्ञाहरण की आवश्यकता होती है, तो सीमांत कान की नस28 के माध्यम से 10 मिलीग्राम / किग्रा केटामाइन और 3 मिलीग्राम / किग्रा ज़ाइलेज़िन को अंतःशिरा रूप से प्रशासित करें और 5-10 मिनट के नियमित अंतराल पर जानवर की श्वास दर की निगरानी करें।
- सर्जिकल विंडो तैयार करने के लिए, इच्छित चीरा साइट (एसएससी मांसपेशी-कण्डरा इकाई के लिए सतही त्वचा क्षेत्र) को शेव करें और बीटाडीन और 70% अल्कोहल के तीन वैकल्पिक अनुप्रयोगों के साथ साफ करें। गोलाकार गति (अंदर से बाहर) में बीटाडीन और 70% अल्कोहल लगाने के लिए कपास के फाहे का उपयोग करें। खरगोश की आंखों को नम और चिकनाई रखने के लिए आंखों के मरहम का उपयोग करें। 20 मिलीग्राम / किग्रा सेफलेक्सिन को इंट्रामस्क्युलर रूप से एंटी-इंफेक्टिव एजेंट के रूप में प्रशासित करें।
- 3-4 सेमी त्वचा चीरा को क्लैविकल से हीन बनाएं, सर्जिकल नंबर 11 स्केलपेल का उपयोग करके डेल्टोपेक्टोरल अंतराल को विभाजित करें, और कंधे तक पहुंच प्राप्त करने के लिए पीछे हट जाएं (चित्रा 1 ए, बी)।
- एसएससी मांसपेशी-कण्डरा इकाई का पता लगाने के लिए, सबसे पहले, कोराकोब्रैकिलिस मांसपेशी (एसएससी कण्डरा लगाव को कवर करने वाले ऊतक के रूप में) की पहचान करें और इसे विभाजित करें। इसके बाद, एसएससी कण्डरा की पहचान करें, और ह्यूमरस के कम ट्यूबरोसिटी (चित्रा 1 सी) पर इसके सम्मिलन पर पूरे एसएससी कण्डरा को उजागर करने के लिए एक समकोण क्लैंप डालें।
- चोट को शुरू करने से पहले, एसएससी मांसपेशी-कण्डरा (चित्रा 1 डी) को अलग करें और ट्रांससेक्शन साइट के पास स्थानीय रूप से इंट्राऑपरेटिव एनेस्थेटिक (0.2 मिलीग्राम / किग्रा 0.5% बुपिवैकेन) का प्रबंधन करें। एसएससी मांसपेशी-कण्डरा इकाई को सिलिकॉन-आधारित पेनरोज ट्यूबिंग (चित्रा 1 ई) में लपेटें ताकि आसपास के ऊतकों को अवांछित लगाव को रोका जा सके और बाद के ऊतक पुनर्प्राप्ति में सहायता मिल सके।
- चोट को प्रेरित करने के लिए, सर्जिकल नंबर 11 स्केलपेल (चित्रा 1एफ) का उपयोग करके मांसपेशी-कण्डरा जंक्शन पर एक पूर्ण मोटाई ट्रांससेक्शन बनाएं। जहां आवश्यक हो, धुंध के टुकड़े के साथ दबाव डालकर रक्तस्राव को रोकें और आवश्यकतानुसार घाव की सिंचाई के लिए नमकीन का उपयोग करें।
- घाव को बंद करने के लिए, डेल्टोइड मांसपेशी ऊतक (चित्रा 1 जी) और त्वचा के घाव को बंद करने के लिए 4-0 नायलॉन सीवन (चित्रा 1 एच) का उपयोग करें।
- एनाल्जेसिक के रूप में 0.03 मिलीग्राम / किग्रा ब्यूप्रेनोर्फिन के चमड़े के नीचे के प्रशासन के माध्यम से सर्जरी के बाद की देखभाल प्रदान करें (सर्जरी के तुरंत बाद एक बार और अगले 48 घंटे29 के लिए दो बार दैनिक)।
- खरगोशों को एक ढके हुए हीटिंग पैड पर ठीक होने दें और अवांछित व्यवहार को रोकने के लिए एक नरम कॉलर लागू करें, जिसमें आत्म-विकृति, सर्जिकल साइटों को चाटना और सीवन को हटाना शामिल है (चित्रा 1 आई)।
- वजन और व्यवहार परिवर्तन के लिए जानवरों की निगरानी करें। 10% से अधिक शरीर के वजन और गंभीर दर्द की कमी की रिपोर्ट करें जिसे नियंत्रित नहीं किया जा सकता है (पांच व्यवहार क्रियाओं के आधार पर मूल्यांकन किया जाता है: कक्षीय कसने, गाल चपटेपन, नाक के आकार में परिवर्तन, मूंछ की स्थिति में परिवर्तन, और कान के आकार और स्थिति में परिवर्तन) यह निर्धारित करने के लिए पशु चिकित्सक को कि क्या प्रारंभिक इच्छामृत्यु जैसे हस्तक्षेप की आवश्यकता है।
2. नमूना फसल
- चोट के समय से 4 सप्ताह में खरगोशों को इच्छामृत्यु दें। खरगोशों को एनेस्थेटाइज करें और सोडियम पेंटोबार्बिटल (60 मिलीग्राम / किग्रा से अधिक) की घातक खुराक दें। थोराकोटॉमी द्वारा मृत्यु की पुष्टि करें।
- ह्यूमरल सिर की पहचान करें और शल्य चिकित्सा द्वारा इसे एक्साइज करें, जबकि अधिक और कम ट्यूबरकल और सभी नरम ऊतक संलग्नकों को संरक्षित करें। हड्डी को डिकैल्सीफाई करने के लिए कमरे के तापमान पर 1 महीने के लिए 10% एथिलीनडायमाइनटेट्राएसेटिक एसिड (ईडीटीए) के घोल में स्थानांतरित करने से पहले 4 डिग्री सेल्सियस पर 72 घंटे के लिए 4% पैराफॉर्मलडिहाइड (पीएफए) के साथ ठीक करें।
- डीकैल्सीफिकेशन के बाद, नमूनों को वर्गीकृत इथेनॉल निर्जलीकरण, पैराफिन एम्बेडिंग, हिस्टोलॉजिकल सेक्शनिंग (8 μm सेक्शन), और हेमटोक्सीलिन और ईओसिन (एच एंड ई) और मैसन के ट्राइक्रोम समाधान30,31,32 के साथ धुंधला करने का उपयोग करके मानक हिस्टोलॉजिकल प्रसंस्करण के अधीन करें।
- 10x आवर्धन पर एक ईमानदार माइक्रोस्कोप के साथ छवियों को कैप्चर करें।
- मांसपेशियों के भीतर मांसपेशियों, रेशेदार ऊतक और वसा के क्षेत्र और प्रतिशत को मापकर एच एंड ई और मैसन की ट्राइक्रोम छवियों का अर्ध-परिमाणीकरण करें, जैसा कि पहले पसंद के ग्राफिक डिजाइन सॉफ्टवेयर का उपयोग करके33,34 वर्णित किया गया था। इस उदाहरण में, Adobe Photoshop सॉफ्टवेयर (https://www.adobe.com) का उपयोग किया जाता है।
- जादू की छड़ी उपकरण का उपयोग करके एक निश्चित ऊतक प्रकार का प्रतिनिधित्व करने वाले एक विशेष रंग के क्षेत्र का चयन करें (लाल मांसपेशी ऊतक है, नीला फाइब्रोसिस है, और सफेद वसा का प्रतिनिधित्व करता है)।
- मेनू आइटम पर क्लिक करें | उलटा | चयन सहेजें | अनुभाग का नाम दें.
- मेनू आइटम विंडो पर क्लिक करके चिह्नित क्षेत्र के भीतर पिक्सेल की संख्या की गणना करें | मापन लॉग | इन पिक्सेल मानों को रिकॉर्ड करने के लिए माप रिकॉर्ड करें, और चयनित ऊतक प्रकारों के प्रतिशत की मैन्युअल रूप से गणना करें।
3. सांख्यिकीय विश्लेषण
- हिस्टोलॉजिकल डेटा के लिए, पसंद के विश्लेषणात्मक सॉफ्टवेयर का उपयोग करके सांख्यिकीय विश्लेषण करें। नियंत्रण और घायल समूहों के बीच दो स्वतंत्र नमूनों की तुलना के लिए एक छात्र का टी-टेस्ट करें।
- डेटा को माध्य ± मानक त्रुटि के रूप में व्यक्त करें। <0.05 के पी मान को सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण मानें।
Representative Results
एसएससी मांसपेशी-कण्डरा इकाइयों के ट्रांससेक्शन के बाद आरसी पैथोलॉजी की पुरानीता का आकलन करने के लिए, समग्र ऊतक आकृति विज्ञान और सेलुलर परिवर्तनों को सकल मूल्यांकन और हिस्टोलॉजिकल विश्लेषण (एच एंड ई और मैसन के ट्राइक्रोम स्टेनिंग, क्रमशः) के माध्यम से 4 सप्ताह की चोट के बाद की विशेषता थी (चित्रा 2, चित्रा 3, और चित्रा 4)।). सकल ऊतक आकृति विज्ञान की प्रतिनिधि छवियों ने घायल एसएससी मांसपेशियों में सफेद वसा जैसे ऊतक की उपस्थिति दिखाई, जो नियंत्रण समूह में अनुपस्थित थी (चित्रा 2)। एच एंड ई धुंधला होने से मांसपेशियों की कोशिकीयता और संगठन के नुकसान की पुष्टि हुई, जिसे नियंत्रण समूह के सापेक्ष घायल एसएससी मांसपेशियों में बड़ी संख्या में एडिपोसाइट्स (साइटोप्लाज्म के पतले रिम से घिरे खाली स्थान जिसमें संपीड़ित नाभिक होते हैं) के साथ बदल दिया गया था (चित्रा 3 ए)।
एच एंड ई छवियों के अर्ध-मात्रात्मक मूल्यांकन ने नियंत्रण समूह (0.69% ± 0.18%) के सापेक्ष घायल एसएससी मांसपेशियों (36.5% 8.5%) में मौजूद इंट्रामस्क्युलर एडिपोसाइट्स ±की एक उच्च डिग्री दिखाई (चित्रा 3 बी)। मैसन के ट्राइक्रोम धुंधला होने से नियंत्रण समूह के सापेक्ष घायल एसएससी मांसपेशियों में मांसपेशियों के शोष और अव्यवस्थित कोलेजन फाइबर व्यवस्था की भी पुष्टि हुई (चित्रा 4 ए)। मैसन की ट्राइक्रोम छवियों के अर्ध-मात्रात्मक मूल्यांकन ने नियंत्रण समूह (99.2% ± 0.16%) के सापेक्ष घायल एसएससी मांसपेशियों (41.3% 2.6%) के लिए मांसपेशियों की कोशिकीयता ±में कमी दिखाई (चित्रा 4 बी)। हालांकि आगे अर्ध-मात्रात्मक मूल्यांकन ने घायल एसएससी मांसपेशियों (22.3% ± 13.1%) और नियंत्रण समूह (0.07% ± 0.05%) के बीच फाइब्रोटिक ऊतक गठन के लिए कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं दिखाया, घायल एसएससी मांसपेशियों में फाइब्रोसिस की एक उच्च डिग्री देखी गई (चित्रा 4 सी)। साथ में, सकल ऊतक आकृति विज्ञान और हिस्टोलॉजिकल विश्लेषण से पता चला है कि घायल खरगोश एसएससी मांसपेशी-कण्डरा ने गंभीर मांसपेशी शोष, फैटी संचय और फाइब्रोसिस का प्रदर्शन किया, जो पुरानी आरसी पैथोफिज़ियोलॉजी के ज्ञात लक्षण हैं।
चित्रा 1: पुरानी जैसी एसएससी मांसपेशी-कण्डरा चोट मॉडल के लिए शल्य चिकित्सा प्रक्रिया। (ए) एक सर्जिकल विंडो बनाई गई थी और शारीरिक स्थलों जैसे ह्यूमरस, ह्यूमरल हेड और क्लैविकल की पहचान पैल्पेशन द्वारा की गई थी। (बी) एक 3.0 सेमी त्वचा चीरा को क्लैविकल से हीन बनाया गया था। (सी) एसएससी मांसपेशी को उजागर करने के लिए कोराकोब्रैकिलिस मांसपेशी को विभाजित किया गया था। (डी) एसएससी मांसपेशी-कण्डरा इकाई को अलग किया गया था। (ई) एसएससी मांसपेशी-कण्डरा ऊतक को लपेटने के लिए एक सिलिकॉन-आधारित पेनरोज ड्रेन का उपयोग किया गया था। (एफ) एसएससी मांसपेशी-कण्डरा सही था। (जी) पीजीए सीवन का उपयोग करके कोराकोब्रैकिलिस मांसपेशी को फिर से तैयार किया गया था। (एच) नायलॉन सीवन का उपयोग करके त्वचा चीरा बंद कर दिया गया था। (i) सर्जरी के बाद, खरगोशों को पहनने के लिए एक नरम कॉलर दिया गया था। संक्षेप: एसएससी = सबस्कैपुलारिस; पीजीए = पॉली ग्लाइकोलिक एसिड। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 2: प्रतिनिधि एसएससी मांसपेशियों की सकल आकृति विज्ञान। काले तीर सफेद वसा ऊतकों का प्रतिनिधित्व करते हैं। संक्षिप्त नाम: एसएससी = सबस्कैपुलारिस। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 3: 4 सप्ताह में क्रोनिक जैसी आरसी चोट मॉडल का हिस्टोलॉजिकल विश्लेषण। (ए) प्रतिनिधि एच एंड ई-सना हुआ हिस्टोलॉजी छवियों ने एट्रोफिक मांसपेशी फाइबर और एडिपोसाइट्स के संचय को दिखाया। (बी) घायल मांसपेशियों में वसा संचय प्रतिशत का परिमाणीकरण। n = 3 खरगोश। त्रुटि पट्टियाँ SEM. *, सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण (p≤ 0.05) इंगित करती हैं. स्केल सलाखों = 5,000 μm (A, बाएँ स्तंभ), 600 μm (A, दाएँ स्तंभ)। संक्षेप: एसएससी = सबस्कैपुलारिस; आरसी = घुमावदार कफ; एच एंड ई = हेमटोक्सीलिन और ईओसिन। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 4: 4 सप्ताह में क्रोनिक जैसी आरसी चोट मॉडल का हिस्टोलॉजिकल विश्लेषण। (ए) मैसन की ट्राइक्रोम-दाग वाली छवियों ने पर्याप्त फाइब्रोसिस दिखाया। रेशेदार संयोजी ऊतक नीले रंग के होते हैं। (बी) मांसपेशियों और (सी) फाइब्रोटिक ऊतक के अनुपात का परिमाणीकरण। n = 3 खरगोश। त्रुटि पट्टियाँ SEM. *, सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण (p≤ 0.05) को इंगित करती हैं. स्केल सलाखों = 5,000 μm (A, बाएँ स्तंभ), 200 μm (A, दाएँ स्तंभ)। संक्षेप: एसएससी = सबस्कैपुलारिस; आरसी = घुमावदार कफ। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
Discussion
एक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य और शारीरिक रूप से प्रासंगिक पशु मॉडल रोग रोगजनन की समझ को आगे बढ़ाने, नैदानिक उपचारों के परिणामों का मूल्यांकन करने और शल्यचिकित्सा उपचार में सुधार और आगे विकसित करने की क्षमता प्रदान करता है। इस अध्ययन में, एक विश्वसनीय और सटीक खरगोश एसएससी मॉडल जो मानव आरसी शरीर रचना विज्ञान और पैथोफिज़ियोलॉजी के पहलुओं की नकल करता है, स्थापित किया गया था। आरसी आँसू प्रगतिशील और संभावित अपरिवर्तनीय मांसपेशियों के अपक्षयी परिवर्तनों से संबंधित हैं, जिसके परिणामस्वरूप उपचार क्षमता कम हो जाती है। उदाहरण के लिए, को एट अल ने दिखाया कि 6 सप्ताह में खरगोश एसएसपी के पुन: जुड़ाव ने अगले 6 हफ्तों में मांसपेशी शोष या एफडी को उलट नहीं दिया। इस तरह के एफडी-मध्यस्थता मांसपेशी शोष कई महत्वपूर्ण नैदानिक मापदंडों को प्रभावित करते हैं, जिसमें कण्डरा-मांसपेशियों की ताकत और गति की संयुक्त सीमा शामिल है, जो सर्जिकल परिणामों को प्रभावित कर सकती है36,37.
यहां स्थापित प्रोटोकॉल ने एसएससी मांसपेशी-कण्डरा इकाइयों के ट्रांससेक्शन के बाद महत्वपूर्ण पुरानी जैसी विशेषताओं को दिखाया। विशेष रूप से, इन परिवर्तनों में स्पष्ट रूप से मांसपेशियों में कमी और वसा सामग्री और फाइब्रोटिक ऊतक में वृद्धि शामिल है (चित्रा 2, चित्रा 3, और चित्रा 4)। ये निष्कर्ष मानव आरसी आँसू38 में रिपोर्ट किए गए अपक्षयी परिवर्तनों के अनुरूप हैं। हाल के वर्षों में, चूहा आरसी रोग और चोट के लिए सबसे गहन रूप से अध्ययन किए गए पशु मॉडल में से एक के रूप में उभरा है, क्योंकि इसकी उच्च शारीरिक समानता मानव और चूहे एसएसपी दोनों के साथ एक्रोमियन 38,39,40 के तहत यात्रा कर रही है। हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि चूहे एसएसपी का हिस्सा जो एक्रोमिअल आर्क के नीचे से गुजरता है, टेंडिनस के विपरीत मांसपेशियों वाला होता है, जैसा कि मनुष्यों मेंहोता है। सबसे महत्वपूर्ण बात, बार्टन एट अल ने चूहों23 में एसएसपी टेंडन डिटेचमेंट के बाद महत्वपूर्ण वसा संचय की कमी को पहचाना, जो मानव स्थिति42 के विपरीत खड़ा है। जैसे, यह माना जाता है कि खरगोश एसएससी कॉम्प्लेक्स मनुष्यों के पुराने आरसी आंसू की नकल करने के लिए एक उपयुक्त मॉडल प्रदान कर सकता है।
इस मॉडल की प्रजनन क्षमता सुनिश्चित करने के लिए, इस प्रोटोकॉल का प्रदर्शन करते समय दो बिंदु ध्यान देने योग्य हैं। सबसे पहले, मांसपेशी-कण्डरा इकाइयों के ट्रांससेक्शन के बाद, सही कण्डरा के मुक्त-अंत में आसंजन बनाने का खतरा हो सकता है, जो बाद में जोड़तोड़ के लिए कण्डरा पुनर्प्राप्ति को चुनौतीपूर्ण बना सकता है। इस मुद्दे से बचने के लिए, एक गैर-पुनर्जीवित सिलिकॉन टयूबिंग का उपयोग आसपास के ऊतकों के साथ-साथ सहज उपचार (चित्रा 1 ई) के सहज आसंजन से बचने के लिए ट्रांससेक्शन के बाद मांसपेशी-कण्डरा जंक्शन के मुक्त छोर को लपेटने के लिए किया गया था। इसके अलावा, हस्तक्षेप के लिए दूसरी प्रक्रिया के दौरान सही मांसपेशी-कण्डरा इकाई (यानी, एक सुरक्षित मरम्मत करने के लिए; डेटा नहीं दिखाया गया) को प्रारंभिक सर्जरी के समय घायल ऊतकों के अंत को लपेटकर स्पष्ट रूप से पहचाना जा सकता है। यह तकनीक किफायती, प्रभावी है, और सर्जरी43 में आसानी से लागू किया जा सकता है। दूसरा, खरगोश एक अत्यधिक संवेदनशील प्रजाति हैं जो सर्जरी के बाद हानिकारक व्यवहार प्रदर्शित कर सकते हैं। ऐसे मुद्दों से बचने के लिए, यह अत्यधिक अनुशंसा की जाती है कि अवांछित व्यवहार को रोकने के लिए एक नरम कॉलर भी लागू किया जाता है, जिसमें आत्म-विकृति, सर्जिकल साइटों को चाटना और सीवन को हटाना शामिल है (चित्रा 1 आई)। व्यावसायिक रूप से पारंपरिक ई-कॉलर की तुलना में जो कठोर प्लास्टिक से बने होते हैं, स्व-निर्मित नरम कॉलर ने किसी भी त्वचा की चोट या अन्य दुष्प्रभावों का कारण नहीं बनाया जो पशु कल्याण या वैज्ञानिक जांच की गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं। साथ में, इस तरह के कदम एक सटीक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य खरगोश आरसी चोट मॉडल बनाने और पुनर्योजी मरम्मत रणनीतियों का अध्ययन करने की संभावना प्रदान करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
एक पशु मॉडल में कण्डरा पैथोफिज़ियोलॉजी और उपचार का अध्ययन करने के लिए, एक अलग और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य चोट बनाई जानी चाहिए, और अध्ययन समय बिंदुओं को सावधानीपूर्वक चुना जाना चाहिए। कण्डरा की चोट और उपचार पर अधिकांश अध्ययन पूरी तरह से सही पशु टेंडन44 पर किए गए हैं, क्योंकि ट्रांससेक्शन एक सरल प्रक्रिया है जो अत्यधिक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य है और नैदानिक परिदृश्य45,46 को पर्याप्त रूप से अनुकरण कर सकती है। ह्यूगेल एट अल ने दिखाया कि आंशिक रूप से सही कण्डरा की चोट पूरी तरह से सही कण्डरा की तुलना में कम गंभीर थी, और स्थिरीकरण का कण्डरा यांत्रिकी पर हानिकारक प्रभाव पड़ा, जिसमें जोड़ों की कठोरतामें वृद्धि भी शामिल थी। बड़े पैमाने पर आरसी आंसू की सेटिंग में देखे जाने वाले शोष और एफडी का मूल्यांकन करने के लिए, प्रयोगात्मक रूप से देखे गए विशिष्ट समय बिंदुओं को परिभाषित करना आवश्यक है। गुप्ता और अन्य ने नर खरगोश में एक आरसी चोट मॉडल को मान्य किया है और बाद के समय बिंदुओं पर वसा की मात्रा में वृद्धि के साथ 2 और 6 सप्ताह के समय बिंदुओं पर मांसपेशियों के शोष को देखा है (2 सप्ताह में 5% से कम वसा सामग्री बनाम 6 सप्ताह में 10% से अधिक वसा सामग्री), मानव आरसी आँसू11 में देखी गई पैथोलॉजिकल प्रक्रिया के अनुरूप। इस अध्ययन में, 4 सप्ताह के लिए नर और मादा खरगोशों में एसएससी मांसपेशी-कण्डरा इकाई के ट्रांससेक्शन द्वारा एक बड़े पैमाने पर आरसी आंसू बनाया गया था, जिसके परिणामस्वरूप एसएससी मांसपेशी एफडी (36.5% वसा सामग्री) थी। इस प्रकार, नर और मादा न्यूजीलैंड सफेद खरगोशों में एसएससी मांसपेशी एफडी उत्पन्न करने के लिए 4 सप्ताह का समय बिंदु उपयुक्त है।
इस अध्ययन के लिए कई सीमाएं मौजूद हैं। इनमें शामिल हैं: (i) पशु मॉडल पीढ़ी से जुड़े कदम, जैसे कि अपेक्षाकृत कम समय बिंदु और क्रोनिक जैसी चोट उत्पादन के लिए संभावित भड़काऊ सामग्री (सिलिकॉन-आधारित पेनरोज़ ट्यूबिंग); (ii) पशु मॉडल लक्षण वर्णन और विश्लेषण, जैसे कि संयुक्त कीनेमेटिक्स और मांसपेशियों के सिकुड़ा हुआ बल उत्पादन का आकलन करने के लिए चाल विश्लेषण और इलेक्ट्रोमोग्राफी की कमी; और (iii) पशु मॉडल तुलना, जैसे कि अन्य आरसी चोट स्थलों के साथ तुलना की कमी।
मॉडल पीढ़ी के संदर्भ में, मानव आरसी चोटों में आमतौर पर प्रगतिशील शोष और एफडी शामिल होते हैं जो कई वर्षों की अवधि में हो सकते हैं, जो यहां बताए गए 4 सप्ताह के समय बिंदु से अपेक्षाकृत लंबा है। इसे स्वीकार्य माना जाता है, क्योंकि एक पशु मॉडल जो अपेक्षाकृत कम समय अवधि में लगभग 36.5% इंट्रामस्क्युलर वसा उत्पन्न करता है, तार्किक रूप से सुविधाजनक होगा और यदि आवश्यक समझा जाता है तो इसे लंबा किया जा सकता है। इसके अलावा, सिलिकॉन-आधारित प्रत्यारोपण की जैव-रासायनिकता, जैसे पेनरोज़ टयूबिंग, सेलुलर प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया और सूजनकी रिपोर्ट के कारण लंबे समय से विवाद का स्रोत रहा है; इसलिए, एक वैकल्पिक निष्क्रिय सामग्री, जैसे पॉलीथीन ग्लाइकोल (पीईजी), को सूजन से जुड़े आरसी अध्ययनों का पीछा करने पर कटे हुए कण्डरा को लपेटने के लिए प्रतिस्थापित किया जा सकता है।
पशु मॉडल लक्षण वर्णन और विश्लेषण के संदर्भ में, चाल विश्लेषण49 और इलेक्ट्रोमायोग्राफ अध्ययन50 की कमी अध्ययन के निष्कर्षों को गुणात्मक हिस्टोलॉजिकल डेटा तक सीमित कर सकती है। कंधे की कीनेमेटिक्स और आरसी मांसपेशियों के प्रदर्शन पर मात्रात्मक डेटा उत्पन्न करने के लिए वीडियो गति विश्लेषण51 और सतह इलेक्ट्रोमोग्राफी50 का उपयोग करके भविष्य के अध्ययनों में इन पहलुओं को संबोधित किया जा सकता है।
मॉडल तुलना के संदर्भ में, चूंकि खरगोशों में एसएसपी और इन्फ्रास्पिनटस टेंडन का व्यापक रूप से आरसी अध्ययन के लिए उपयोग किया गया है, भविष्य में इन विभिन्न चोट साइटों के बीच एफडी सहित चोट की गंभीरता की तुलना करना, मॉडल अनुकूलन के लिए अतिरिक्त साइटों की पहचान करेगा।
सारांश में, इस अध्ययन ने नर और मादा खरगोशों में पुरानी जैसी आरसी चोटों के मॉडलिंग के लिए एक प्रोटोकॉल विकसित किया है। यह मॉडल जांचकर्ताओं के लिए इसकी सादगी (ट्रांससेक्शन) और इंट्रामस्क्युलर एफडी की एक बड़ी डिग्री (36.5%) उत्पन्न करते हुए क्रोनिकिटी (4 सप्ताह) को प्रेरित करने के लिए अपेक्षाकृत कम अवधि के कारण सुविधाजनक है। जैसे, इस प्रोटोकॉल से आरसी पैथोफिज़ियोलॉजी के अध्ययन में जांचकर्ताओं की सहायता करने की उम्मीद है, साथ ही मांसपेशियों-कण्डरा की मरम्मत और पुनर्जनन के लिए नए चिकित्सीय के विकास की सुविधा भी है।
Disclosures
लेखकों के पास घोषित करने के लिए कोई प्रतिस्पर्धी हित नहीं है।
Acknowledgments
दाई फेई एल्मर केर के शोध को खाद्य और स्वास्थ्य ब्यूरो, हांगकांग एसएआर (स्वास्थ्य चिकित्सा और अनुसंधान कोष: 08190466), नवाचार और प्रौद्योगिकी आयोग, हांगकांग एसएआर (टियर 3 पुरस्कार: आईटीएस / Health@InnoHK कार्यक्रम), हांगकांग के अनुसंधान अनुदान परिषद, हांगकांग एसएआर (प्रारंभिक कैरियर योजना पुरस्कार: 24201720 और सामान्य अनुसंधान निधि: 14213922), और हांगकांग के चीनी विश्वविद्यालय (संकाय नवाचार पुरस्कार: FIA2018 / डैन वांग के शोध को खाद्य और स्वास्थ्य ब्यूरो, हांगकांग एसएआर (स्वास्थ्य चिकित्सा और अनुसंधान कोष, 07180686), नवाचार और प्रौद्योगिकी आयोग, हांगकांग एसएआर (टियर 3 पुरस्कार: आईटीएस / Health@InnoHK कार्यक्रम), और हांगकांग के अनुसंधान अनुदान परिषद, हांगकांग एसएआर (सामान्य अनुसंधान कोष: 14118620 और 14121121)।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Surgical tools | |||
| 4-0 Poly glycolic acid (PGA) | e-Sutures | GBK884 | |
| Toothed Adson forceps | Taobao, China | ||
| Fine scissors | Taobao, China | ||
| Hemostatic forceps | Taobao, China | ||
| Needle holders | Taobao, China | ||
| Surgical scalpel with handle | Taobao, China | No. 11 blade | |
| Suture (4-0 Nylon) | Taobao, China | 19054 | Either nylon or silk sutures are acceptable for skin closure. Each suture has its own advantages and disadvantages and users are advised to choose one according to their preference. |
| Surgical accessories | |||
| Cotton balls | Taobao, China | ||
| Gauze | Taobao, China | ||
| Razor | Taobao, China | ||
| Surgical heating pad | Taobao, China | ||
| Surgical lamp | |||
| Syringe with needles | Taobao, China | 1 mL, 5 mL, 10 mL | |
| Drugs | |||
| Buprenorphine | LASEC, CUHK | 0.12 mg/kg | |
| Bupivacaine | Sigma-Aldrich | b5274-5g | 1-2 mg/kg |
| Cephalexin | Santa Cruz Biotechnology | sc-487556 | 20 mg/kg |
| Ketamine | LASEC, CUHK | 35 mg/kg | |
| Sodium pentobarbital | LASEC, CUHK | more than 60 mg/kg | |
| Xylazine | LASEC, CUHK | 5 mg/kg | |
| Equipment | |||
| Nikon Ni-U Eclipse Upright Microscope | Nikon Instruments Inc, USA | ||
| Software | |||
| Adobe Photoshop 20.01 | Adobe Inc, USA | ||
| Other reagents | |||
| Betadine | Taobao, China | 5% | |
| Ethanol | Taobao, China | 70% | |
| Ethylene diamine tetraacetic acid (EDTA) | Sigma-Aldrich | EDS-1KG | 10% |
| Paraformaldehyde (PFA) | Electron Microscopy Sciences | 15713 | 4% |
| Silicone tubing | Easy Thru, China | ISO13485 | |
| Saline | Taobao, China | ||
| Histological staining reagents | |||
| Eosin Stain Solution | Sigma-Aldrich | R03040 | 5% Aqueous |
| Hematoxylin Solution | Sigma-Aldrich | HHS32 | |
| Trichrome Stain (Masson) Kit | Sigma-Aldrich | HT15 |
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