تطوير نموذج تثبيت داخلي جديد لكسور الكعبرة في الفئران: تقييم شفاء الكسور وعزل عقد الجذر الظهري

الكسور الكعبرية شائعة جدا عالميا وهي سبب رئيسي لكسور عظام الأطراف الطويلة. يعد نموذج الكسور الكعبري للفئران حاسما لدراسة شفاء الكسور، وفحص الأدوية، وتقييم المواد الحيوية في أبحاث العظام. نظرا لأن نصف قطر الفئران رفيع نسبيا، فإن الصفائح الفولاذية والبراغي المستخدمة حاليا في الممارسة السريرية غير مناسبة لعلاج كسور الكعسر عند الفئران.

لتجاوز هذا القيد، يجمع البروتوكول بشكل مبتكر بين التثبيط بالخياطة وإبرة التيتانيوم، مما يؤسس نموذجا مستقرا للكسر الكعبري لأبحاث التثبيت الداخلي. في البروتوكول، قدمنا أيضا استخدام نظام التصوير المقطعي المقطعي للحيوانات الحية لتوضيح شفاء الكسور في الفئران. كما عرضنا استخراج وزراعة DRG في نموذج كسور الفئران، والذي سيستخدم لدراسة آلية إصابة الأعصاب وإصلاحها في الكسور.

تشمل أدوات جراحة كسر الجرذان شفرة المشرط، ومقبض المشرط، ومقص العمليات، وحامل الإبرة، وملقط دموي، وملقط الأنسجة المسننة. ذكر جرذ سبراج داولي، يبلغ من العمر حوالي 8 أسابيع ويزن حوالي 200 جرام. قم بتخدير الجرذ باستخدام جهاز تخدير غازي إيزوفلوران وحافظ على تخدير التنفس طوال فترة العملية.

حافظ على درجة حرارة غرفة العمليات عند 28 درجة مئوية. ضع الفأر في وضعية جانبية. كشف الطرف الأمامي الأيمن، واحلق الشعر باستخدام مقص الشعر. ضع غطاء معقم ولف رباط ضاغط حول الطرف الأمامي الأيمن القريب لتقليل النزيف الجراحي.

جهز البشرة بالتناوب بين الكحول والبيتادين ثلاث مرات. قم بعمل شق طولي بطول 1.5 سم على الجانب الكعبري الظهري من الساعد الأيمن. افصل العضلات واكشف بالكامل نصف قطر الطرف الأمامي الأيمن.

استخدم مقص التشغيل لقطع نصف القطر لخلق كسر عرضي. اتجاه المقص يشكل زاوية 90 درجة مع نصف القطر. خذ إبرة تيتانيوم قطرها 0.8 مم وطولها 10 مم، وأدخلها في الكسر الكعبري على محوره الطولي.

ثبت نصف القطر وإبرة التيتانيوم بالخياطة. تم ربط الغرز بثلاث عقد متتالية، وتم تثبيت إبرة التيتانيوم في نصف القطر عبر أربعة غرز متقطعة. قم بخياطة لون الجلد للغرزة الزائدة وأغلق الخشب.

عقم الجلد باستخدام مقشرات البيتادين. غط الجرح بشاش معقم وثبته بالضمادات. استعاد الفأر وعيه بعد التخدير وتعافت حالته بشكل جيد.

تخدير الجرذ باستخدام جهاز تخدير غازي إيزوفلوران. ضع الجرذ في وضعية الاستلقاء داخل غرفة المسح. عدل وضعية الأطراف والرأس لجعل منطقة الفحص هدفا في مجال الرؤية وحافظ على التهوية والتخدير المستمر طوال الإجراء.

ادفع سرير الحيوان الثابت إلى غرفة المسح وأغلق باب الحجرة. تم ضبط معلمات المسح الميكرو-CT كما يلي: وضع المسح: القياسي، وقت التعريض: دقيقتان، مجال الرؤية: 72 مم، حجم الفوكسل: 144 م، كيلوفولت: 90؛ ميكرو-أمبير: 88، الفلتر: ثلاثي الأبعاد-ناعم. يتم نقل بيانات المسح تلقائيا إلى البرنامج، ويتم توليد صورة CT ثلاثية الأبعاد.

افصل الأنسجة المستهدفة. تصدير الصور المعالجة. اقطع العمود الفقري، وأزل الفقرات من C1 إلى C7.

اقطع العمود الفقري العنقي على طول الخطين الأماميين والخلفيين الوسطيين، مقسمين إلى نصفين أيسر وأيمن. استخدم ملقط الأنسجة المسننة لالتقاط الأشعة العصبية، ثم ارفعه برفق ثم استخدم مقص التشغيل لقطع ألياف الأعصاب. انقل ال DRGs المستخرج إلى أنبوب طرد مركزي بسعة 1.5 مل مع وسط استخراج.

ضعها على الثلج. استنشق ببطء وتخلص من وسط الاستخلاص. أضف 1 مل من محلول الهضم والإنزيم المختلط.

اهضم في حمام ماء بدرجة حرارة 37 درجة مئوية لمدة 60 إلى 70 دقيقة. قم ببيبيته بكمية مناسبة من محلول الفيبرونكتين العامل في طبق بتري وغطيه في حاضنة بدرجة حرارة 37 درجة مئوية لمدة ساعة. بعد الهضم، استنشق المحلول المختلط الذي يعمل بإنزيم الهضم وتخلص منه.

اجمع الترشيح، وجهاز الطرد المركزي بقوة 70 × جرام لمدة 8.5 دقائق. بعد الطرد المركزي، يتم استنشاق وتخلص من المادة الفائقة في أنبوب الطرد المركزي. أضف 1 مل من الوسط الكامل لإعادة تعليق الترسبات.

أخرج طبق بتري. تخلص من محلول الفيبرونكتين العامل واغسل بمحلول PBS مرتين. قم بتلقيح الخلايا في طبق بتري، أضف 1 مل من الوسط الكامل.

ضعها في حاضنة بدرجة حرارة ثابتة عند 37 درجة مئوية مع 5٪ ثاني أكسيد الكربون لمدة 8-12 ساعة. أكد تصوير الميكرو-CT نجاح إنشاء نماذج الفئران الكسورية الكعبرية ونموذج تثبيت داخلي لكسور الكعبرة لدى الفئران. بعد 20 يوما من النمذجة، أظهر تحليل الميكرو-CT لفئران SD في مجموعة نموذج الكسر توقعات إيجابية.

لوحظ تكوين الكروس وهو يربط بين نهايات الكسر، مع اندماج تدريجي ومحو تدريجي لخط الكسر، وهو ما يتوافق مع المرحلة المبكرة من اتحاد العظام. أظهرت الصور خط كسر ضبابي في المنطقة النموذجية، مما يشير إلى أن نسيج العظم في موقع الكسر قد تعافى إلى حد كبير. في اليوم الخامس إلى السادس بعد عزل DRG، تظهر الخلايا العصبية تعرضا واسع النطاق للسيتوبلازم.

في هذه المرحلة، تكون أجسام الخلايا العصبية بالكامل والمشابك العصبية المحيطة بها واضحة للتمييز. تم استخدام المجهر المناعي الفلوري لتصوير الخلايا العصبية في اليوم السادس من الزراعة. كما هو موضح في الشكل 9، تم عرض بيتا III-توبولين كفلورة خضراء.

تم صبغ خلايا بيتا III-tubulin الإيجابية بما في ذلك أجسام خلايا DRG والمحاور العصبية باللون الأخضر، وتمثل الفلورة الزرقاء نوى الخلايا العصبية الملونة بواسطة DAPI. تعد الفئران نموذجا كلاسيكيا لدراسة آلية شفاء الكسور بسبب خلفيتها الجينية الواضحة ودورتها التناسلية القصيرة. ومع ذلك، فإن قطر نصف القطر الصغير الذي يبلغ حوالي 1-1.5 مم يجعل من المستحيل مطابقة جهاز تثبيت داخلي سريري، مما يحد بشدة من فائدته في أبحاث شفاء العظام العصبية.

استجابة لهذه المشكلة، اقترحت هذه الدراسة بطريقة مبتكرة طريقة تثبيت داخلي بإبرة تيتانيوم بخياطة مركبة. المنطق الأساسي هو استبدال التثبيت الصلب للبراغي بربط مرن للغرز، مما قد يقلل من إصابة العصب العلاجي ويوفر بيئة ميكانيكية مستقرة. وفر هذا البروتوكول قابلية التكرار والتوحيد القياسي لبناء النموذج.

تستخدم الغرز وإبر التيتانيوم للتثبيت الداخلي في نماذج الكسور الشعاعية للفئران. يتم تقييم شفاء الكسور عبر التصوير المقطعي المقطعي المقطعي (micro-CT). يتم عزل وزراعة الخلايا العصبية الأساسية لأشعة ال DRG بعد فحوصات شفاء الكسور.

في البروتوكول، ندمج بشكل مبتكر بين الغرز وإبر التيتانيوم لتثبيت داخلي مستقر في نموذج كسر الكعبرة لدى الفئران. تم تقييم شفاء الكسور عبر التصوير المقطعي المقطعي الدقيق، وتم عزل وزراعة الخلايا العصبية الأولية لعلاج DRG لمزيد من التحقيق.