2017年5月25日
椎间盘退变是导致背痛的重要因素,也是全球范围内致残的主要原因之一。目前存在多种椎间盘退变的动物模型。本文展示一种利用钻头建立的绵羊椎间盘退变模型,该方法可实现稳定的椎间盘损伤,并产生可重复的椎间盘退变程度。
本研究采用侧方腹膜后入路结合钻头椎间盘损伤法,其总体目标是建立一种安全、稳定且可重复的绵羊椎间盘退变模型。该绵羊腰椎椎间盘退变模型有助于回答转化脊柱研究领域中的关键问题,为探究椎间盘退变的病理生理机制以及评估再生治疗的潜力提供了新的方法。该方法的主要优势在于,能够在合适的动物模型中,通过安全的手术入路实现一致且可控的手术性椎间盘损伤。
根据文本方案,对绵羊实施麻醉和气管插管,并完成手术室准备后,将动物置于手术台上,采取右侧卧位。使用电动剪毛器剃除手术区域的毛发,该区域上界为下部肋骨,下界为髂骨,内侧界为对侧腰椎横突,外侧界约为同侧腰椎横突外侧约10厘米处。触诊髂嵴、腰椎横突,并通过一个椎体角度确定该手术切口部位的解剖标志。
然后,使用无菌笔标记这些解剖标志。接着,用氯己定和酒精碘伏消毒液清洗并消毒侧腹部。随后,在手术部位覆盖无菌有孔方巾,并在上方操作台铺置大块无菌方巾,再放置无菌器械。
在手术放大镜和头灯的辅助下,注射局部麻醉剂,然后使用连接在四号手术刀柄上的22号手术刀片,于目标椎间盘节段上下一至两个腰椎横突前方1厘米处,做一与横突平行的纵向切口。使用单极电凝分离其下方的皮下组织及腹壁肌肉的外侧部分。将解剖方向指向目标椎间盘上下腰椎横突的尖端。
接下来,在胸腰筋膜附着于横突处沿纵行方向切开。辨认并保护其下方的腰方肌、比目鱼肌以及走行的神经血管束。术中使用电凝止血,维持术野止血状态。
在暴露的椎间盘水平,将手指扫过腹膜与后腹壁肌肉之间的平面,进行指法钝性分离。现在,使用Diva拉钩将腰方肌和比目鱼肌向后外侧牵开,以进一步暴露椎间盘。然后,触诊凹陷的椎体和凸起的椎间盘。
将拉钩直接置于椎间盘上方,并注意避免损伤腰椎血管。然后,在头灯照明下使用手术放大镜,辨认位于下终板约1厘米尾侧的腰椎血管。通过术中侧位X光片确认椎间盘节段后,根据所需处理的椎间盘节段,分离周围结构以暴露椎间盘。
对于L3、L4及以上节段,采用数字钝性分离法剥离椎间盘上方的肌肉附着。对于L4、L5及以下节段,使用双极电凝剪锐性切断椎间盘上方较厚的肌腱性肌肉附着。通过观察椎间盘左侧外侧缘和前缘,确定钻头损伤点位置。
钻孔损伤前应通过侧位X光片确认椎间盘水平。将中心点钻头安装到电钻中。确保钻头直径略小于椎间盘高度。
例如,60至70公斤绵羊的腰椎间盘为3.5毫米。安装钻头限位器,使裸露的钻头长度约为腰椎间盘直径的一半。例如,60至70公斤绵羊的腰椎间盘约为12毫米。
接下来,将钻头对准进针点,并沿略偏向椎间盘中心头侧的方向进针,以尽量降低终板损伤的风险。将钻机调至低功率,缓慢将钻头推进椎间盘内,持续约一秒。如果遇到明显阻力,可轻微调整进针方向,略向头侧或尾侧偏移。
止血完成后,使用林格氏液冲洗伤口。随后进行分层缝合,建议使用2-0可吸收合成编织缝线缝合侧腹壁组织,皮肤则采用连续3-0无染色可吸收合成皮下缝合缝线。图中显示的是绵羊腰椎L1至腰骶椎间盘区域的术前矢状面3T MRI切片,未见明显术前椎间盘退变征象。
该术中侧位X线片可确认椎间盘节段,并用于计算椎间盘高度指数。此处展示的大体形态学表现显示钻头造成的损伤通道穿透纤维环并延伸至髓核。该损伤在9.4T MRI中亦清晰可见。
在实施该操作时,务必将钻头朝颅侧方向引导,并缓慢推进,以尽量降低终板损伤的风险。观看本视频后,您应能够充分掌握如何通过侧方腹膜后入路在绵羊模型中制造钻头损伤。请务必注意,使用手术刀和电灼设备可能存在危险。
必须始终遵守个人防护装备要求和适当的安全预防措施。保持手术无菌状态至关重要。
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本研究提出了一种利用钻头技术建立的新型绵羊椎间盘退变模型。该模型旨在促进对椎间盘退变的病理生理机制及潜在再生治疗策略的研究。
建立可靠的临床前模型对于降低肌肉骨骼治疗领域靶点验证的风险至关重要。这种绵羊椎间盘退变模型为评估病理生理机制和治疗干预提供了一个可重复的系统。其转化相关性可支持脊柱相关研发中早期阶段的假设验证和项目优先级排序。
该模型通过提供经过验证的生物系统,用于基于假设的目标靶点评估和机制筛选,从而整合到发现工作流程中。