Eine Anästhesie, Chirurgie und Ernteverfahren zur Bewertung von transpedikulären Schrauben mit einem In vivo Schwein Lendenwirbelsäule Modell

Zusammenfassung

Hier stellen wir eine Methode vor, um transpedikuläre Schrauben unter Verwendung eines In-vivo- Schweine-Lendenwirbelsystems zu bewerten.

Zusammenfassung

Pedikelschraubenfixierung ist der Goldstandard für die Behandlung von Wirbelsäulenerkrankungen. Allerdings haben viele Studien berichtet, die Frage der Lockerung der Pedikel Schrauben nach der Wirbelsäulenchirurgie, was eine ernste Sorge ist. Um dieses Problem zu lösen, wurden verschiedene Arten von Pedikelschrauben untersucht, um diejenigen mit guter Fixierungsstärke und Osseointegration im Wirbelsäulenbein zu identifizieren. Die Schweinernecke ist eine gute Alternative für die menschliche Wirbelsäule bei der Auswertung von Pedikelschrauben aufgrund der anatomischen Größe, der mechanischen Eigenschaften und der Kosten. Obwohl mehrere Studien berichtet haben, dass Pedikelschrauben im Schweinemodell effizient sind, hat keine Studie detaillierte Protokolle für die Auswertung einer Pedikelschraube mit dem Schweinemodell beschrieben. Hier beschreiben wir eine detaillierte Methode zur Bewertung von transpedikulären Schrauben mit einem In-vivo- Schwein-Lendenwirbelsäulen-Modell. Die hier angebotenen technischen Details für Anästhesie, Wirbelsäulenchirurgie und Ernte werden mit der Auswertung der t erleichternRanspedikuläre Schraubbefestigung Modell.

Einleitung

Die transpedikuläre Schraubenfixierung ist eine Goldstandardbehandlung für degenerative Lendenwirbelsäulen und Berstfrakturen, da sie drei Säulen der Wirbelsäule umfasst und eine Stabilisierung erreicht^1,2. Die meisten Patienten, die sich einer solchen Operation unterziehen, haben jedoch auch Osteoporose^3,4. Viele Studien haben die Fixationsstärke und den Osseointegrationsstatus von transpedikulären Schrauben untersucht, da die Lockerung von derzeit verwendeten Pedikelschrauben bei Patienten mit Osteoporose berichtet wurde^5,6.

Die Wirbelsäule des Schweins ähnelt in Bezug auf die Größe der menschlichen Wirbelsäule. Es ist im Vergleich zu einem Primatenmodell kostengünstiger⁷. Darüber hinaus hat eine mechanische In-vivo-Studie gezeigt, dass die Wirbelsäule eines vierbeinigen Schweins im Wesentlichen auf die gleiche Weise belastet wird wie die der menschlichen Wirbelsäule⁸, weshalb viele Forscher Schweinestacheln für Studien zur Verhinderung des Lösens von Pedikelschrauben verwenden. Die Untersuchung von Pedikelschrauben in der Schweinewirbelsäule dauert jedoch mehrere Monate, da die Identifizierung der Langzeitstabilität von Pedikelschrauben einige Zeit in Anspruch nimmt. Um verschiedene Arten von Schrauben im Wirbelkörper vergleichen zu können, ist es notwendig, die Schrauben in ähnlichen Positionen einzusetzen. Daher sollten Forscher mit den richtigen Anästhesietechniken, standardisierten chirurgischen Protokollen und Entnahmeverfahren vertraut sein, bevor sie Experimente durchführen. Hier beschreiben wir eine detaillierte Methode für Anästhesie, Operation und Entnahme zur Beurteilung der Pedikelschraubenfixation unter Verwendung eines Schweinewirbelsäulenmodells, einschließlich ex vivo Bildgebung, Histologie und Krafttests.

Protokoll

Die Institutional Animal Care und Use Committee der Chonbuk National University genehmigt diese Studie. Die Behandlung, Verwendung und Handhabung von Tieren folgten allen Richtlinien und Richtlinien. Pflegen Sie den Operationssaal bei 24 ° C.

1. Anästhesie

1. Akklimatisieren Sie Miniaturschweine, im Alter von 12 Monaten, in der Versuchseinheit für mindestens eine Woche. Führen Sie eine klinische Untersuchung der Atemfrequenz, Herzfrequenz und Körpertemperatur durch. Füttern Sie jedes Miniaturschwein noch 12 Stunden vor dem Anästhesieverfahren.
2. In die laterale Halsmuskelregion, hinter dem Ohr, für die Prämedikation injizieren Atropin (0,05 mg / kg) und Ketamin (20 mg / kg) / Xylaxin (2 mg / kg)
3. Nach der Sedierung, legen Sie ein Gummiband um die Unterseite des Ohres und reinigen Sie das Ohr mit topischem Alkohol.
4. Legen Sie einen Plastikkatheter aus der Nadel in die Ohrvene und entfernen Sie das Gummiband. Vergewissern Sie sich, dass der Katheter korrekt platziert ist. GrippeDen Katheter mit heparinierter Kochsalzlösung und mit Klebeband fixieren.
5. Für die endotracheale Intubation, positioniere das Miniaturschwein in der sternalen Wiederholung. Mit Hilfe eines Assistenten, halten Sie den Kiefer des Schweins mit einer geeigneten Schlinge und öffnen Sie den Mund.
   1. Führen Sie die Spitze des Laryngoskops in die Rachenhöhle, um die Epiglottis aus dem weichen Gaumen zu verdrängen. Benutze die Spitze des Laryngoskopblattes, um die Stimmbänder sichtbar zu machen und das Endotrachealtubus während der Exspiration in die Trachea zu bringen.
   2. Fühlen Sie sich für einen freien Durchgang von Luft für die richtige Intubation und überprüfen Sie die Brust Auskultation für Atmung Sounds in beiden linken und rechten Seiten des Mini-Schwein.
6. Füllen Sie die Manschette mit dem entsprechenden Luftvolumen des Endotrachealtubus mit Luft mit einer 10-ml-Spritze und befestigen Sie den Schlauch mit der Klebebandschraube an der Schnauze.
7. Geben Sie eine Konzentration von 2,0% Isofluran, eine Inhalationsanästhesie für eine verlängerte Anästhesie, durch die EndotrAcheal Intubation Rohr. Testen Sie die Hornhaut und palpebralen Reflexe, um die Anästhesie zu bestätigen und Salbe auf die Augen zu verwenden, um Trockenheit zu verhindern.
8. Überwachen Sie das Herz-Kreislauf-System, die Atemwege und die Körpertemperatur während der Anästhesie mindestens alle 5 min, bis das Miniatur-Schwein sich erholt.
9. 30 min vor der Wirbelsäulenchirurgie, 30 mg / kg Cefazolin IV langsam, die erste Generation der Cephalosporin-Antibiotika.
10. Verabreichen Sie 5 - 10 ml / kg / h warme (37 ° C) Kochsalzlösung mit einer IV-Linie, um die Homöostase aufrechtzuerhalten und 50 μg / kg / min Fentanyl zur Kontrolle der Schmerzen bereitzustellen.
11. Nach der Wirbelsäulenchirurgie, Extubation durchführen, wenn ein starker Schluckreflex sichtbar ist.
12. Nehmen Sie das Miniaturschwein in einen Raum und überwachen Sie, bis er sich von der Anästhesie erholt. Geben Sie Nahrung und Wasser, wenn das Miniaturschwein voll bewusst ist.
13. Tragen Sie 3 mg / kg Enrofloxacin-Antibiotikum mit 4,4 mg / kg Carprofen täglich zur Schmerzkontrolle während der ersten 3 Tage auf.
14. MoniDas Schwein täglich bis zum Entfernen der Nähte.

2. Wirbelsäulenchirurgie

1. Autoklavieren Sie die transpedikulären Schrauben und die hinteren Fixiersysteme zur Sterilisation nach den Richtlinien des Herstellers.
2. Rasieren Sie die Rückseite des Miniaturschweins, ca. 10 cm von der Mitte nach links oder rechts, mit einem Rasierer, während das Schwein in einer Rückenlage ist. Die Haut mit Povidon-Jod-Lösung und 70% Alkohol reinigen.
3. Machen Sie eine Längsschnittlinie von der zweiten Dornfortsatz der Lendenwirbelsäule bis zum ersten medianen Sakralkamm mit einem Skalpell. Durch das subkutane Gewebe und die Blende auf die Spitze der Dornfortsätze zerlegen.
4. Erhöhen Sie die Paraspinalmuskeln subperiostal von den darunter liegenden Lamininen mit einem Cobb-Aufzug. Dissektion entlang des Dornfortsatzes und Lamina beschränkt auf die Facettengelenke.
5. Öffnen Sie den oberflächlichen Kortex des Einstiegspunktes (der dem Mammillarfortsatz von L3 gerade unterlegen istAuf L5 auf beiden Seiten) mit einem Grat oder einem Rongeur.
6. Setzen Sie den Führungsstift an einer offenen Stelle, parallel zur oberen Endplatte und in einem 20 ° Winkel zum Dornfortsatz ein. Definieren Sie den idealen Ausgangspunkt mit C-Arm oder tragbaren postero-anterior / lateralen Röntgenstrahlen.
7. Setzen Sie eine Pedikelsonde bis zu 25 mm nach dem Röntgenbild ein. Bestätigen Sie die komplette intraossäre Trajektorie mit Pedikel und Körper Palpation mit einem Pedikel klingende Gerät.
8. Setzen Sie sechs Pedikelschrauben in den vorbereiteten Stiel von L3 bis L5 ein, bis der Schraubenkopf gut sitzt. Richten Sie die Seitenöffnung des Implantatkopfes in die gewünschte Richtung und richten Sie die horizontale Position mit der Stabtrajektorie aus.
9. Setzen Sie zwei Stäbe in beide Seiten der Pedikelschraubenköpfe ein. Setzen Sie die Hülse und die Mutter am Pedikelschraubenkopf mit einem Universalgriff ein.
10. Die Mutter mit einem geraden Steckschlüssel locker anziehen und die Mutter mit einem Drehmomentschlüssel festziehen.
11. Bestätigen Sie die Positionen oF die Pedikelschrauben mit tragbaren postero-anterior / lateralen Röntgenstrahlen.
    HINWEIS: Warten Sie, bis das Miniaturschwein aufwacht und überprüfen Sie die Gangmuster und die motorische Funktion des Hintergliedes, um festzustellen, ob eine Schraube schlecht implantiert wurde.
12. Bewässern Sie die Chirurgie mit 3 L normaler Kochsalzlösung mit einer Glühbirne Spülmaschine mit Absaugung.
13. Legen Sie einen Silikonabfluss in die Chirurgie und nehmen Sie die Silikonspitze heraus. Schließen Sie die paraspinalen Muskeln und subkutan mit 1,0 metrischen resorbierbaren Nähten. Schließen Sie die Haut mit 2,0 metrischen, nicht resorbierbaren Nylonnähten.
14. Desinfizieren Sie die Nahtstelle mit Povidon-Jod und wenden Sie einen Verband mit sterilisiertem Gaze und Klebeband an.

3. Ernteverfahren

1. Nach 12 Wochen postoperativ injizieren Sie Xylazin (2 mg / kg) und Ketamin (10 mg / kg) in den lateralen Halsmuskelbereich, hinter dem Ohr, für die Prämedikation.
2. Nach der Sedierung 15 mg / kg KCl direkt in die Ohrvene gebenKatheter für Euthanasie.
3. Machen Sie eine Längsschnittlinie Einschnitt bei der vorherigen Chirurgie Narbe Läsion. Das Weichgewebe und die Paraspinalmuskulatur zerlegen.
4. Explosion des Dornfortsatzes der Lendenwirbelsäulen, Laminas, Stäbchen, Nüsse und Querfortsätze von L3 bis L5.
5. Entfernen Sie die Muttern mit einem Drehmomentschlüssel und Stäben. Schneiden Sie den L2-3-Plattenplatz und den L5-S1-Plattenplatz mit einer oszillierenden Säge.
6. Dissect beide Seiten des mittleren und vorderen Teils der L3-5 Wirbelsäule mit einem Cobb Aufzug und Turmzange. Nach der Ernte, wenn die Wirbelsäule nicht sofort getestet werden kann, wickeln Sie sie in mit Kochsalzlösung getränkte Gaze ein und lagern bei -20 ° C.

Ergebnisse

Ein detailliertes Protokoll für Anästhesie, Chirurgie und Ernte für die Auswertung von transpedikulären Schrauben mit einem in vivo Schwein Lendenwirbelsäule Modell wird hier beschrieben. Dieses Protokoll eignet sich für eine Reihe von Downstream-Analysen, einschließlich der mechanischen Prüfung (Abbildung 1 ), der quantitativen Mikro-CT-Bewertung (Abbildung 2 ) und der Histologie (Abbildung 3 ). Die repräsentative mechanische P...

Diskussion

Die Auswertung von transpedikulären Schrauben in der Schweinerücken erfordert viel Zeit und Mühe. Zuerst ist das Miniaturschwein ein großes Tier. Für Tierpflege und Anästhesie benötigt der Forscher ein spezialisiertes Protokoll. Zweitens sollte die Operation eine Umgebung ähnlich der menschlichen Chirurgie beibehalten. Der Zweck der Auswertung von Pedikelschrauben in der Schweinerücken besteht darin, eine effiziente Schraube zu entwickeln, die auf den Menschen angewendet werden kann. Drittens erfordert die Auswertung de...

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Miniaturschwein	OrientBio
Atropin	Jeil pharmazeutische	A04900241	Anästhesie
Über der Nadel Kunststoffkatheter	BD	REF382412	Aufrechterhaltung der IV-Leitung
Ketamin	Yuhan	A04502441	Anästhesie
Xylazin	Bayer Korea	A00800071	Anästhesie
Laryngoskop	Karl storz		Intubation
Endotrachealtubus	Covidien		Intubation
Isofluran	JW pharmaceutical Co	A02104781	Anästhesie
Augensalbe	Hanlim pharma	A37851721	Schutz des Schweineauges
Cefazolin	Donga pharma	A01503951	Antibiotika
Kochsalzlösung	JW pharmaceutical Co	A02151392	Aufrechterhaltung der Flüssigkeitshomöostase
Fentanyl	Hana pharm	C03200032	Schmerzkontrolle
Enrofloxacin	Bayer	93106-60-6	Antibiotika
Morphin	Myungmoon Pharma	C03700091	Schmerzmittel
Meloxicam	Boehringer Ingelheim	A07600711	Antibiotika
Povidon-Jod	Hyundai Pharma		Wundverband
Skalpellklinge Größe 15	Braun	I1 BB515	Hautschnitt
Cobb-Aufzug	Codman	65-2546	Dissektion des
Muskelgrats	Medtronic		Herstellung des Startpunktes der Schraube
Rongeur	Aesculap	FO515R	Herstellung des Startpunktes der
Schraube Führungsstift (K-Draht)	CE	01067803	Führung der Schraubenbahn
C-Bogen	GE	OEC 9800 plus	Führung der Schraubenbahn
Tragbares Röntgengerät	Siemens	Mobile XP hybrid	Führung der Schraubenbahn
Pedikelsonde	OtisBiotech	SPI-02-01	Führung der Schraubenbahn
Pedikelsonde	OtisBiotech	SPI-03-01	Führung der Schraubenbahn
Pedikelschraube	OtisBiotech	MS-40025
Posterior-Fixateursysteme	OtisBiotech
Stab	OtisBiotech	ROD-60140	Starre Fixierung zwischen den Schrauben
Universalgriff	OtisBiotech	SPI-08-01	Zur Befestigung der Schrauben an der Stange
Gerader Steckschlüssel	OtisBiotech	SPI-06-01	Zur Befestigung der Schrauben am
Drehmomentschlüssel der Stangengegenpol	OtisBiotech	SPI-07-01	Zur Befestigung der Schrauben an der
Stange Bulb Bewässerungsspritze	Hyupsug medical	HS-IR-140
Spül-Silikondrainage	Sewon medical	2205-006	Zum Ablassen der Flüssigkeit an der Operationsstelle
3,0 metrische resorbierbare Naht	Ethicon	BA1673H	Muskelnaht
2,0 metrische nicht resorbierbare Nylonnaht	Ethicon	W1626T	Hautnaht
Gaze	Kingphar	Korea KP120-06
Pentobarbital	Hanlim Pharma	645301221	Euthanasie
Oszillierende Säge	Zimmer		Harvest Wirbelsäule
Turmzange	Aesculap	BF461R	Harvest Wirbelsäule