Modell der Amputation unterhalb des Kniens bei Ratten und sofortige gezielte Muskelwiedernervation

Eine Studie untersucht Schmerzen im Zusammenhang mit Nervenverletzungen und Amputationen sowie die Auswirkungen einer Umleitung von Nerven auf diese Schmerzen. Die Amputation erschwert herkömmliche Schmerzbeurteilungen. Dieses Protokoll verwendet modifizierte und alternative Tests, um Schmerzverhalten nach einer Amputation zu messen.

Als Erstes eine acht bis zehn Wochen alte Sprague-Dawley-Ratte mit einem Gewicht von 250 bis 300 Gramm beschaffen. Die Heizplatte einschalten und ein steriles Operationsfeld vorbereiten. Alle sterilen Instrumente und Materialien, die für die Operation benötigt werden, bereitlegen.

Nach der Anästhesie der Ratte mit Isofluran in einer Induktionsdosis von 4 % und einer Erhaltungsdosis von 1 bis 2 % rasieren Sie den Bereich vom unteren Rücken ausgehend entlang der gesamten Länge des Hinterbeins. Reinigen Sie die Operationsstelle mit Povidon-Jod-Lösung, gefolgt von Abwischen mit einem alkoholhaltigen Desinfektionstupfer. Wiederholen Sie diesen Vorgang noch zweimal.

Verwenden Sie eine Tuberkulinspritze, um ein Milligramm pro Kilogramm Meloxicam subkutan zu injizieren. Markieren Sie mit einem Lineal die Gelenklinie des Knies. Führen Sie zwei zusätzliche Markierungen zwei Zentimeter und drei Zentimeter distal zum Knie durch.

Verwenden Sie ein Skalpell, um eine zirkumferenzielle Hautinzision drei Zentimeter distal zum Knie durchzuführen. Führen Sie eine stumpfe und scharfe Präparation durch, um die Haut zirkumferenziell von den darunterliegenden Muskeln zu lösen, bis sie sich frei zurückzieht. Wiederholen Sie den Unterminierungsprozess durch die tieferen Muskelebenen, um bis zum Knochen zu präparieren, wobei die Gewebeebenen erhalten bleiben.

Markieren Sie mit einem Stift Tibia und Fibula einen Zentimeter proximal zum zirkumferenziellen Schnitt. Durchtrennen Sie Tibia und Fibula an der markierten Stelle mit einer kleinen Knohenschere. Verwenden Sie eine Elektrokauterisierung, um die Blutung zu kontrollieren und eine Blutstillung zu erzielen.

Untersuchen Sie das Knochenende und stumpfen oder beschneiden Sie scharfe Kanten nach Bedarf ab. Verwenden Sie einen resorbierbaren, geflochtenen 4-O-Nahtfaden, um die vorderen Ränder der Muskelkompartmente über der Tibia aneinander anzunähern, und befestigen Sie ihn mit vier bis sechs gleichmäßig verteilten Einzelknopfnähten. Richten Sie die vorderen und hinteren Muskelkompartmente am Knochen aus und nähen Sie sie zusammen, um ein Muskelkissen zu bilden.

Schließen Sie die Haut lateral mit Einzelknopfnähten aus resorbierbarem 4-0-Material, während Sie vermeiden, dass Nähte auf dem belastbaren Stumpf platziert werden. Tragen Sie ein Hautklebemittel entlang der Inzisionslinie auf. Führen Sie einen 1,5 bis zwei Zentimeter langen longitudinalen, glutealen Spalt-Inzision durch, etwa fünf Millimeter posterior zur Femur.

Verwenden Sie die stumpfe Dissektion, um die Glutealmuskulatur und die Hamstringmuskulatur zu trennen, und legen Sie den Nervus ischiadicus proximal zur seiner Trifurkation frei. Identifizieren Sie die proximalen motorischen Äste, einschließlich des großen Astes unterhalb des Musculus caudalis femoralis oder CFM und seiner Verzweigungen. Heben Sie den CFM mit einer Pinzette an und durchtrennen Sie ihn.

Verwenden Sie feine mikrochirurgische Dumont-Forceps, um die Divisio des Musculus semimembranosus und des Musculus biceps femoris durch stumpfe Dissektion zu neuralisieren. Greifen Sie das Epineurium an und öffnen Sie es mit feinen gebogenen Feder-Scheren longitudinal. Trennen Sie anschließend die Nervenäste voneinander ab.

Bewahren Sie den Caudofemoralis-Zweig auf und teilen Sie die übrigen Zweige nahe dem Ischiasstamm. Krümmen Sie die motorischen Zweige kaudal, um die Koaptation zu erleichtern. Verwenden Sie gebogene Feder-Scheren, um den Epineurium zu öffnen und ihn zu durchtrennen, um die trifurkative Versorgung des Ischiasnervs herzustellen.

Verwenden Sie feine Pinzetten, um die Nervenäste vorsichtig zu trennen. Greifen Sie mit der Pinzette jeden der drei Äste – gemeinsamen Peronealnerv, Tibialnerv und Suralnerv – fünf bis zehn Millimeter distal zur Trifurkation. Unter Zugbelastung durchtrennen Sie jeden Nerv distal und entfernen ein Segment von fünf bis zehn Millimetern Länge.

Verwenden Sie 10-0-Nylon-Nähte, um die Koaptationen durchzuführen, indem Sie zunächst den gemeinsamen perinealen Nerv mit dem Musculus semimembranosus verbinden. Verwenden Sie mindestens drei Knoten pro Naht. Achten Sie auf spannungsfreie Platzierung, vermeiden Sie übermäßiges Anziehen und Faltenbildung des Nervs und führen Sie die Koaptationen ohne scharfe Winkel durch.

Verbinden Sie anschließend den Nervus tibialis mit dem großen Ast des Musculus biceps femoris und den Nervus suralis mit dem kleinen Ast des Musculus biceps femoris. Bei Amputation ohne Reinnervation des Zielmuskels werden nach Freilegung der Äste des Nervus ischiadicus der Nervus peronaeus communis, der Nervus tibialis und der Nervus suralis mit einer 5-0-Seidennaht und einer Pinzette ligatiert, wobei sichergestellt werden muss, dass die Ligatur die Nerven eindrückt und mit vier einfachen Knoten befestigt wird. Ziehen Sie vorsichtig jeden Nerv an dem Knoten proximal und durchtrennen Sie ihn ein bis zwei Millimeter distal zur Ligatur.

Entfernen Sie 10 Millimeter des distalen Nervensegments und führen Sie anschließend die Amputation wie zuvor gezeigt durch. Nach dem Verschließen des Schnitts tragen Sie Hautkleber entlang der Schnittlinie auf. Überwachen Sie die Ratte sieben Tage lang täglich auf Wundintegrität, Anzeichen einer Infektion, Schmerzen oder Belastung und ergreifen Sie bei Bedarf Maßnahmen gemäß den IACUC-Richtlinien.

Die durch den Von-Frey-Test gemessenen mechanischen Reizschwellen waren im Vergleich zum Ausgangswert signifikant vermindert und blieben über alle Zeitpunkte nach der Amputation hinweg erniedrigt. Beim Nadeltest zeigte sich im Vergleich zum Ausgangswert ein Trend zu verstärkten nozizeptiven Reaktionen im Zeitverlauf. Die Kälteüberempfindlichkeit des Stumpfes war ausgeprägt und blieb im Vergleich zum Ausgangswert über alle Zeitpunkte hinweg bestehen.

Dieses Protokoll ermöglicht die Bewertung unterschiedlicher Strategien zum Nervenmanagement im Kontext einer Amputation. Die größte Herausforderung bei der Durchführung dieses Protokolls besteht darin, Nerven, die weniger als einen Millimeter breit sind, atraumatisch zu manipulieren. Künftige Studien können diese Arbeit erweitern, um Modelle zu verbessern und zuverlässigere Methoden zur Untersuchung von Phantomschmerzen zu entwickeln.