أحد قيود البحث قبل السريري في مجال إصلاح العظام هو الافتقار إلى التحكم التجريبي في البيئة الميكانيكية المحلية داخل آفة العظام الشافئة. نبلغ عن تصميم واستخدام مثبت خارجي لإصلاح العظام مع القدرة على تغيير صلابة المثبت في الجسم الحي.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
أحد قيود البحث قبل السريري في مجال إصلاح العظام هو الافتقار إلى التحكم التجريبي في البيئة الميكانيكية المحلية داخل آفة العظام الشافئة. نبلغ عن تصميم واستخدام مثبت خارجي لإصلاح العظام مع القدرة على تغيير صلابة المثبت في الجسم الحي.
البيئة الميكانيكية حول الشفاء من كسر العظام مهمة جدا لأنه يحدد الطريقة سوف تلتئم الكسور. على مدى العقد الماضي كان هناك اهتمام سريرية كبيرة في تحسين التئام العظام عن طريق تغيير البيئة الميكانيكية من خلال تثبيت الاستقرار في جميع أنحاء الآفة. واحدة من القيد البحوث الحيوانية قبل السريرية في هذا المجال هو عدم وجود رقابة التجريبية على البيئة المحلية الميكانيكية داخل عيب قطعي كبير وكذلك خزوعات عظمية لأنها شفاء. نحن في هذه الورقة تقريرا عن تصميم واستخدام والتبعي الخارجي لدراسة شفاء قطعي عيوب العظام الكبيرة أو خزوعات عظمية. هذا الجهاز يسمح ليس فقط لصلابة المحورية التي تسيطر على آفة العظام كما أنه يشفي، لكنه تمكن أيضا تغيير صلابة أثناء عملية الشفاء في الجسم الحي. وقد أظهرت التجارب التي أجريت أن التبعي كانت قادرة على الحفاظ على 5 ملم الفجوة عيب الفخذ في الفئران في الجسم الحي خلال القفص بلا قيودالنشاط لمدة 8 أسابيع على الأقل. وبالمثل، لاحظنا أي تشويه أو التهابات، بما في ذلك التهابات دبوس خلال فترة الشفاء بأكملها. هذه النتائج تثبت أن لدينا التبعي الخارجي وضعت حديثا كان قادرا على تحقيق الاستقرار استنساخه وموحدة، وتغيير البيئة الميكانيكية في الجسم الحي الفئران عيوب العظام الكبيرة ومختلف خزوعات عظمية الحجم. هذا يؤكد أن جهاز التثبيت الخارجي هو مناسب تماما لتحقيقات البحوث قبل السريرية باستخدام نموذج الفئران في مجال تجديد وإصلاح العظام.
هناك عدد من الدراسات قد تحسنت فهمنا للآليات البيولوجية المشاركة في العظام إصلاح الأنسجة 1-6. وقد تم دراسة آثار الظروف الميكانيكية على إصلاح العظام مثل محوري، والقص والحركات interfragmentary (نظام الإدارة المالية المتكامل) على نطاق واسع 7-15. في السنوات القليلة الماضية، بدأت المزيد والمزيد من الدراسات تظهر واصفا تأثير البيئة الميكانيكية على التئام العظام باستخدام الكسر، العظم وخلل كبير في العظام القطاعي نماذج الجسم الحي. ولذلك، هناك حاجة إلى طرق التثبيت موثوقة للحصول على نتائج الدراسة استنساخه وموثوق بها.
البيئة الميكانيكية حول كسر الشفاء مهمة جدا لأنه يحدد الطريقة سوف تلتئم الكسور. وبالتالي، فإن اختيار جهاز تثبيت مهم جدا وينبغي اختيار بعناية اعتمادا على تصميم الدراسة، وعوامل أخرى مثل حجم الفجوة ونوع الكسر. الخواص الميكانيكية لتثبيت الجهاز علىإعادة أكثر أهمية عند دراسة التئام عظمي من عيوب العظام الكبيرة لإنشاء التثبيت التي توفر ليس فقط حجم الفجوة المستمر طوال فترة التجربة من الوزن الكامل واضعة، ولكن أيضا بيئة مثالية لالميكانيكية العظام الشفاء. يتم استخدام المثبتات الخارجية عادة في كسر العظام وخلل نماذج كبيرة الشفاء التجريبية لأن لديهم ميزة على أجهزة التثبيت الأخرى. والميزة الرئيسية لالمثبتات الخارجية هي أنها تسمح للتغيير البيئة الميكانيكية في موقع خلل في الجسم الحي دون تدخل الثانوي، وهو ما يمكن تحقيقه عن طريق تغيير أو تعديل شريط استقرار الجهاز أثناء التجربة مثل تقدم التئام العظام. علاوة على ذلك، يسمح تطبيق التحفيز الميكانيكي المحلية المحددة لتعزيز إصلاح العظام، ويوفر أيضا إمكانية لقياس صلابة من النسيج الكالس في الجسم الحي. ومع ذلك، لديها أيضا عدد قليل من أجهزة عيوبالتي تشمل: تهيج الأنسجة اللينة، والالتهابات ودبوس الكسر.
للأسف، كانت هذه الغرسات غير متوفر "من على الرف" في وقت تطور الزرع، واضطر المحققون إلى العرف تصميم التبعي الخاصة بهم لاستخدام المقصود. ولذلك، كان العائق واحد من البحوث في هذا المجال لعدم وجود رقابة التجريبية على البيئة المحلية الميكانيكية داخل عيب قطعي كبير وكذلك خزوعات عظمية لأنه يشفي. يتم تعريف الخصائص الميكانيكية لالتبعي الخارجي من قبل، ويمكن عن طريق التضمين، وعدد كبير من المتغيرات التي تشمل: المسافة بين المسامير، قطر دبوس، دبوس المواد، وعدد من الدبابيس، التبعي طول شريط، شريط رقم التبعي، التبعي المواد شريط، شريط التبعي سمك والمسافة من سطح العظم إلى شريط التبعي (الإزاحة). من المستغرب، سوى قلة من الدراسات يمكن العثور التي حققت مساهمات الميكانيكية للمكونات الفرديةمن التبعي أو تكوينات الإطار كله المستخدمة في الدراسات القوارض 16،18،28. على سبيل المثال، أظهرت نتائج الدراسة أن واحد سيطر أحد العوامل الرئيسية المساهمة في تحديد صلابة الإجمالية للبناء التثبيت من المرونة من المسامير في ما يتعلق بهم أوفست، قطر وخصائص المواد 28. النتائج من الدراسات المذكورة أعلاه تشير بوضوح أن معرفة البيئة الميكانيكية التي يقدمها الجهاز تثبيت أمر مهم للغاية، ومع ذلك، لا يتم التحقيق في كثير من الحالات بالتفصيل. وتفيد الورقة التصميم والمواصفات وزرع في الجسم الحي من التبعي الخارجي الذي يتناول هذه المسألة. هذا التبعي يسمح أيضا لتعديل البيئة الميكانيكية كما تقدم الشفاء، وهي خاصية تمكن دراسة والميكانيكية حساسية مراحل مختلفة من عملية الشفاء في الجسم الحي. بالإضافة إلى ذلك، فضلا عن فرض ميكانيكي المحلية التي تسيطر عليها وقابلة للتكرارالبيئة القاعدة وإمكانية الحصول عليها كما يسمح للتعديل من هذه البيئة في مراحل مختلفة من التئام العظام.
والتبعي قمنا بتصميم وبناء على التثبيت الخارجي، والذي يستخدم على نطاق واسع لتثبيت كسر 16-21 ونماذج عيب كبيرة في حيوانات التجارب 22-27. الفرق بين التبعي لدينا الخارجي والتصاميم الأخرى القائمة التي أعلن عنها في الأدبيات هو أن شريط استقرارها هو المضمون مع مسامير لديها قبضة ضيقة مع أسلاك كيرشنر (K-الأسلاك). هذا النوع من التصميم مسامير يتطلب أن retightened كل أسبوعين (وأحيانا حتى أسبوعية) للتأكد من أن المسافة من الإزاحة يتم الاحتفاظ كما يتم تطبيق التحميل من خلال تحمل الوزن لمنع تخفيف من شريط الاستقرار. وإذا حدث هذا التخفيف، فإنه يسمح لغير المرغوب فيها ظروف التحميل إضافية مثل الزاوي، عرضية وحركات التوائية القص حتى العظم الشفاء (على أساس التجربة الشخصية والتواصل مع researcheRS). هذا مع العلم، وقد صمم لالتبعي الخارجي على هذا النحو أنه عندما صلابة من التبعي تحتاج إلى تغيير، ويمكن تحقيق ذلك عن طريق إزالة عناصر اتصال تعلق على وحدة رئيسية حيث جعلهما دبابيس المتزايدة. تم إجراء تجربة رائدة في الجسم الحي مع التبعي خارجي جديد النموذج للتأكد من أنها تلبي جميع المطالب المقترحة قبل تصنيعه بكميات أكبر.
الهدف الرئيسي لهذه الورقة هو تقديم طريقة جراحية جديدة لالتبعي الخارجي تستخدم لعيوب العظام الكبيرة وخزوعات عظمية في الفئران، مع القدرة على تغيير تصلب في الجسم الحي خلال عملية الشفاء. يتم تطبيق هذه الطريقة في تثبيت الجسم الحي على أفخاذ؛ فخذان من الفئران.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تمت متابعة رعاية الحيوان والبروتوكولات التجريبية وفقا للمبادئ التوجيهية المعاهد الوطنية للصحة وأقرته اللجنة بيث إسرائيل ديكونيس المركز الطبي المؤسسي رعاية الحيوان واستخدام، بوسطن، MA. (بروتوكول رقم: 098-2009)
1. إعداد المواد الجراحية والأدوات
2. الإجراء الجراحي وتطبيق المثبتة الخارجية
3. الخارجية التبعي طريقة زرع عن طريق دليل المنشار
4. الخارجية التبعي طريقة زرع بدون دليل المنشار:
لا يمكن أن يؤديها تطبيق التبعي الخارجي أيضا دون استخدام دليل المنشار. الخطوات ابتداء من غرس التبعي الخارجي هي نفسها حتى يتم قص وحدة مع دليل المنشار على العظم (الخطوة 3.1). إذا لم يتم استخدام دليل رأى، من المهم جدا للحفاظ على لوحة التبعي في الاتجاه الصحيح خلالتطبيق الإجراء بأكمله. عظم الفخذ يحتاج إلى أن تكون استدارة خارجيا في الاتجاه الأمامي الوحشي.
5. تغيير من الخارجية التبعي تصلب في الجسم الحي
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
مواصفات التصميم
استقرار عظمة الفخذ الفئران مع نظام التثبيت الخارجي يمكن إنشاء خزوعات عظمية 0،5-5 ملم. النظام التبعي الخارجي هو التبعي الخارجي مقفل مصنوعة من البولي كيتون الأثير (نظرة خاطفة - [الجسم الرئيسي]) وسبائك التيتانيوم والألومنيوم والنيوبيوم (TAN - [دبابيس تصاعد])، والذي يقدم تصميم بسيط، استنساخه وقابل للتعديل، ويتوفر في أربعة التصلب مختلفة: 10، 40، 70 و 100٪ (100٪ هي المعيار، التبعي الأكثر جامدة (الش...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الخطوات الأكثر أهمية من إجراء العمليات الجراحية لخلق خلل كبير العظام هي: 1) اختيار وزن الجسم المناسب من الفئران لتتناسب مع حجم التبعي الخارجي؛ 2) الحفاظ على بيئة معقمة أثناء الداخلي؛ و3) بعد بروتوكول الإجراء الجراحي.
وكانت الأهداف الرئيسية لهذه الدراسة في تصميم وتصنيع وتميز، وتصلب التبعي متغير خارجي جديد للجرذ الفخذ نموذج عيب كبير، واستغلال هذا التبعي في تحديد التفاعل بين العوامل البيولوجية والميكانيكية أثناء عمل...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المؤلف رومانو ماتيز هو موظف من RISystem AG دافوس، سويسرا التي تنتج يزرع، وأدوات محددة الزرع والمواد الاستهلاكية المستخدمة في هذه المقالة. المؤلف فايدا جلات ليس لديه المصالح المالية المتنافسة.
وأيد هذا العمل من قبل مؤسسة AO (S-08-42G) وRISystem AG.
نود أن نمد كبيرة جدا "شكرا!" إلى الفريق ستيفان زعيتر في في معهد أبحاث AO دافوس، سويسرا لكونها استيعاب ذلك في السماح لنا باستخدام مرافقها أو لتصوير هذا الإجراء الجراحي.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| RatExFix بسيط 100٪ | RISystem AG دافوس ، سويسرا | RIS.612.120 | |
| RatExFix بسيط 70٪ | RISystem AG دافوس ، سويسرا | RIS.612.123 | |
| RatExFix بسيط 40٪ | RISystem AG دافوس ، سويسرا | RIS.612.121 | |
| RatExFix بسيط 10٪ | RISystem AG دافوس ، سويسرا | RIS.612.122 | |
| عنصر اتصال RatExFix 100٪ | RISystem AG دافوس ، سويسرا | RIS.612.130 | |
| عنصر اتصال RatExFix 70٪ | RISystem AG دافوس ، سويسرا | RIS.612.131 | |
| عنصر اتصال RatExFix 40٪ | RISystem AG دافوس ، سويسرا | RIS.612.132 | |
| عنصر اتصال RatExFix 10٪ | RISystem AG دافوس ، سويسرا | RIS.612.133 | |
| RatExFix الجسم | الرئيسيRISystem AG دافوس ، سويسرا | RIS.611.101 | |
| RatExFix InterlockingScrew | RISystem AG دافوس ، سويسرا | RIS.412.110 | |
| دبوس تركيب RatExFix 0.85 مم | RISystem AG دافوس ، سويسرا | RIS.412.100 | |
| دليل المنشار RatExFix 100٪ 5 مم | RISystem AG دافوس ، سويسرا | RIS.312.100 | |
| Accu Pen 6V + | RISystem AG دافوس ، سويسرا | RIS.390.211 | |
| HandDrill | RISystem AG دافوس ، سويسرا | RIS.390.130 | |
| مثقاب 0.79 مم | RISystem AG دافوس ، سويسرا | RIS.593.203 | |
| منشار سلك هجيء 0.22 مم | RISystem AG دافوس ، سويسرا | RIS.590.100 | |
| ربط مربع 0.70 مم | RISystem AG دافوس ، سويسرا | RIS.590.112 | |
| مربع مربع مفتاح ربط 0.50 مم | RISystem AG دافوس ، سويسرا | RIS.590.111 | |
| لقمة توسيط 1.00 مم | RISystem AG دافوس ، سويسرا | RIS.592.205 | |
| مقبض شفرة مشرط | أدوات العلوم | ||
| شفرة مشرط (مقاس 15) | ملقط | ||
| أدوات العلوم | |||
| مقص | أدوات | ||
| ضام | أدوات | ||
| حامل إبرة | أدوات | ||
| مصعد هيناهان | أدوات | ||
| ملقط منحني على شكل حرف S ملقط وربطة ؛ | العلوم الدقيقة | 2 | |
| ملقط ضمادة | أدوات | الدقيقة 2 | |
| ستارة معقمة مصقولة | فيشر علمية | للجراحة | |
| شاش معقم | فيشر علمي | للجراحة | |
| حقنة 5 مل حقنة | فيشر العلمية | لري عيب | |
| إبرة 24-27G ؛ | فيشر العلمية | لري عيب | |
| 1 سم مكعب محاقن الأنسولين ؛ | فيشر ساينتفيك | لحقن المخدرات | |
| المحلول الملحي المعقم | فيشر ساينتيك | لشق العظام | |
| عيب قفازات معقمة | فيشر ساينتيك | لإجراء العمليات الجراحية | |
| كلوروهيزادين | فيشر محلول تطهير علمي | لموقع الجراحة | |
| خياطة فيكريل 4-0 مع SH-1 | فيشر علمي | لخياطة العضلات | |
| خياطة Ethibond 3-0 | فيشر ساينتفيك | لخياطة الجلد | |
| الأيزفلور | سيجما ألدريتش | للتخدير | |
| تسكين البوبرينورفين | سيجما ألدريتش | أثناء وبعد الجراحة مضاد | |
| سيفازولين | سيجما ألدريتش | أثناء وبعد الجراحة | |
| Sprague-Dawley Rats أو أي سلالة أخرى | Charles River Laboratories, Inc. (Wilmington ، MA USA) ؛ |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.