Anestesia, Cirugía y Método de Cosecha para la Evaluación de Tornillos Transpediculares Usando un In Vivo Modelo de columna lumbar porcina

Resumen

Aquí, se introduce un método para evaluar los tornillos transpedicular mediante la utilización de un modelo de la columna lumbar porcino in vivo .

Resumen

La fijación del tornillo del pedículo es el estándar de oro para el tratamiento de enfermedades espinales. Sin embargo, muchos estudios han informado de la cuestión de aflojar los tornillos pediculares después de la cirugía de la columna vertebral, que es una preocupación seria. Para abordar este problema, se han examinado diversos tipos de tornillos pediculares para identificar aquellos con buena fuerza de fijación y osteointegración en el hueso de la columna vertebral. La columna porcina es una buena alternativa para la columna vertebral humana en la evaluación de los tornillos pediculares debido al tamaño anatómico, características mecánicas y coste. Aunque varios estudios han reportado que los tornillos pediculares son eficientes en el modelo porcino, ningún estudio ha descrito protocolos detallados para la evaluación de un tornillo pedículo utilizando el modelo porcino. En este sentido, se describe un método detallado para la evaluación de tornillos transpedicular utilizando un modelo in vivo de la columna lumbar porcino. Los detalles técnicos para anestesia, cirugía de columna y cosecha proporcionados aquí facilitarán con la evaluación de la tModelo de fijación de tornillo ranspedicular.

Introducción

La fijación con tornillos transpediculares es un tratamiento de referencia para la columna lumbar degenerativa y la fractura por estallido porque involucra tres columnas de la columna vertebral y logra la estabilización^1,2. Sin embargo, la mayoría de los pacientes que se someten a este tipo de cirugía también tienen osteoporosis^3,4. Muchos estudios han evaluado la fuerza de fijación y el estado de osteointegración de los tornillos transpediculares, ya que el aflojamiento de los tornillos pediculares actualmente en uso se ha reportado en pacientes con osteoporosis^5,6.

La columna vertebral porcina es similar a la columna vertebral humana en términos de tamaño. Es menos costoso en comparación con un modelo de primate⁷. Además, un estudio mecánico in vivo ha demostrado que la espina dorsal porcina cuadrúpeda se carga esencialmente de la misma manera que la espina dorsal humana⁸, razón por la cual muchos investigadores utilizan las espinas porcinas para estudios sobre la prevención del aflojamiento de los tornillos pediculares. Sin embargo, se necesitan varios meses para estudiar los tornillos pediculares en la columna vertebral porcina porque identificar la estabilidad a largo plazo de los tornillos pediculares lleva tiempo. Para comparar diferentes tipos de tornillos en el cuerpo vertebral, es necesario insertar los tornillos en posiciones similares. Por lo tanto, los investigadores deben estar bien familiarizados con las técnicas de anestesia adecuadas, los protocolos quirúrgicos estandarizados y los procedimientos de recolección antes de realizar cualquier experimento. Aquí, describimos un método detallado para la anestesia, la cirugía y la extracción para la evaluación de la fijación del tornillo pedicular, utilizando un modelo de columna porcina, que incluye imágenes ex vivo, histología y pruebas de fuerza.

Protocolo

El Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad Nacional de Chonbuk aprobó este estudio. El tratamiento, el uso y la manipulación de los animales siguieron todas las directrices y políticas. Mantener la sala de operaciones a 24 ° C.

1. Anestesia

1. Aclimate a los cerdos miniatura, de 12 meses de edad, en la unidad experimental durante al menos una semana. Realizar un examen clínico que mida la frecuencia respiratoria, el calor del corazón y la temperatura corporal. No alimente a cada cerdo en miniatura durante 12 h antes del procedimiento de anestesia.
2. Inyecte atropina (0,05 mg / kg) y ketamina (20 mg / kg) / xilaxina (2 mg / kg) en la región lateral del músculo cervical, detrás de la oreja, para la premedicación.
3. Después de la sedación, aplicar fuertemente una banda de goma alrededor de la base de la oreja y limpiar el oído con alcohol tópico.
4. Coloque un catéter de plástico sobre la aguja en la vena del oído y retire la goma. Confirme que el catéter está colocado correctamente. GripeSh el catéter con solución salina heparinizada y fijar con cinta adhesiva.
5. Para la intubación endotraqueal, coloque el cerdo en miniatura en decúbito esternal. Con la ayuda de un asistente, sostener la mandíbula del cerdo con una honda adecuada y abrir la boca.
   1. Pase la punta del laringoscopio hacia la cavidad faríngea para desplazar la epiglotis del paladar blando. Utilice la punta de la hoja del laringoscopio para hacer que las cuerdas vocales sean visibles y avance el tubo endotraqueal hacia la tráquea durante la expiración.
   2. Sentirse por un paso de aire libre para una intubación adecuada y revisar la auscultación torácica para detectar sonidos respiratorios tanto en el lado izquierdo como en el derecho del cerdo en miniatura.
6. Llene el manguito con el volumen adecuado de aire del tubo endotraqueal con aire usando una jeringa de 10 ml y fije el tubo al hocico con cinta adhesiva.
7. Proporcionar una concentración de 2.0% de isoflurano, un anestésico de inhalación para la anestesia prolongada, a través del endotrTubo de intubación. Pruebe los reflejos corneales y palpebrales para confirmar la anestesia y use un ungüento en los ojos para prevenir la sequedad.
8. Monitoree el sistema cardiovascular, el sistema respiratorio y la temperatura corporal durante la anestesia al menos cada 5 min hasta que el cerdo en miniatura se recupere.
9. 30 min antes de la cirugía de la columna vertebral, aplique 30 mg / kg de cefazolina IV lentamente, la primera generación de antibióticos cefalosporina.
10. Administrar 5-10 mL / kg / h de solución salina caliente (37 ° C) usando una línea intravenosa para mantener la homeostasis y proporcionar 50 μg / kg / min de fentanilo para controlar el dolor.
11. Después de la cirugía de la columna vertebral, realizar la extubación cuando un fuerte reflejo de deglución es evidente.
12. Tome el cerdo en miniatura en una habitación y el monitor hasta que se recupere de la anestesia. Proporcionar alimentos y agua cuando el cerdo en miniatura está completamente consciente.
13. Aplique 3 mg / kg de antibiótico enrofloxacino con 4,4 mg / kg de carprofeno diariamente para controlar el dolor durante los primeros 3 días.
14. MoniDiariamente hasta la eliminación de las suturas.

2. Cirugía de la columna vertebral

1. Autoclave los tornillos transpedicular y los sistemas de fijador posterior para la esterilización, siguiendo las directrices del fabricante.
2. Añada la parte posterior del cerdo en miniatura, aproximadamente a 10 cm del centro hacia la izquierda o la derecha, usando una afeitadora mientras el cerdo esté en decúbito supino. Limpiar la piel con solución de povidona-yodo y alcohol al 70%.
3. Haga una incisión longitudinal longitudinal desde el segundo proceso espinoso de la columna lumbar hasta la primera cresta sacra mediana usando un bisturí. Disecar a través del tejido subcutáneo y la fascia hasta la punta de los procesos espinosos.
4. Elevar los músculos paraspinal subperiosteally de las láminas subyacentes usando un elevador de Cobb. Disecar a lo largo del proceso espinoso y de la lámina limitada a las articulaciones facetarias.
5. Abrir la corteza superficial del punto de entrada (que es justo inferior al proceso mamilar de L3A L5 en ambos lados) con una rebaba o un rongeur.
6. Inserte el pasador de guía en un sitio abierto, paralelo a la placa de extremo superior y en un ángulo de 20 ° con el proceso espinoso. Definir el punto de partida ideal utilizando rayos X portátero-anterior / lateral portadores de brazo C o portátiles.
7. Insertar una sonda de pedículo hasta 25 mm según la radiografía. Confirmar la trayectoria intraósea completa por pedículo y palpación corporal utilizando un dispositivo de sondeo pedículo.
8. Inserte seis tornillos pediculares en el pedículo preparado de L3 a L5 hasta que la cabeza del tornillo quede bien asentada. Apunte la abertura lateral de la cabeza del implante en la dirección deseada y alinee la posición horizontal con la trayectoria del vástago.
9. Inserte dos barras en ambos lados de las cabezas de los tornillos pediculares, respectivamente. Coloque la manga y la tuerca en la cabeza del tornillo pedicular usando un mango universal.
10. Apriete la tuerca con una llave de tubo recto y apriete firmemente la tuerca con una llave dinamométrica.
11. Confirme las posiciones oF los tornillos pediculares mediante radiografías postero-anteriores / laterales portátiles.
    NOTA: Espere a que el cerdo en miniatura se despierte y compruebe los patrones de la marcha y la función del motor de la pata trasera para determinar si un tornillo ha sido mal implantado.
12. Irrigar el sitio de la cirugía con 3 L de solución salina normal usando una jeringa de irrigación de bulbo con succión.
13. Coloque un drenaje de silicona en el sitio de la cirugía y sacar la punta de silicona. Cierre los músculos paraspinal y subcutánea usando suturas absorbibles métricas 1.0. Cierre la piel con suturas de nylon de 2.0 métricas no absorbibles.
14. Desinfectar el sitio de sutura con povidona-yodo y aplicar un vendaje con gasa esterilizada y cinta adhesiva.

3. Procedimiento de Cosecha

1. A las 12 semanas de postoperatorio, inyectar xilazina (2 mg / kg) y ketamina (10 mg / kg) en la región lateral del músculo cervical, detrás de la oreja, para la premedicación.
2. Después de la sedación, administrar 15 mg / kg de KCl directamente en la vena del oídoCateter para la eutanasia.
3. Hacer una incisión longitudinal mediana en la lesión de cicatriz de la cirugía anterior. Disecar los tejidos blandos y los músculos paraspinales.
4. Exponer el proceso espinoso de las espinas lumbares, laminas, varillas, tuercas y procesos transversales de L3 a L5.
5. Retire las tuercas con una llave dinamométrica y varillas. Corte el espacio del disco L2-3 y el espacio del disco L5-S1 usando una sierra oscilante.
6. Disecar ambos lados de la parte media y anterior de la columna L3-5 con un elevador Cobb y una pinza de torre. Después de la cosecha, si la columna vertebral no puede ser probada inmediatamente, envolverla en gasa empapada con solución salina y almacenar a -20 ° C.

Resultados

Se describe aquí un protocolo detallado para anestesia, cirugía y cosecha para la evaluación de tornillos transpediculares utilizando un modelo de columna lumbar porcina in vivo . Este protocolo es adecuado para una serie de análisis posteriores, incluyendo pruebas mecánicas ( Figura 1 ), cuantitativos de micro-CT evaluación ( Figura 2 ], y la histología ( Figura 3 ]. Pruebas mecánicas representativas ( Figura 1...

Discusión

La evaluación de los tornillos transpediculares en la columna vertebral porcina requiere mucho tiempo y esfuerzo. En primer lugar, el cerdo en miniatura es un animal grande. Para el cuidado de los animales y la anestesia, el investigador necesita un protocolo especializado. En segundo lugar, la cirugía debe mantener un entorno similar al de la cirugía humana. El propósito de evaluar los tornillos pediculares en la columna vertebral porcina es desarrollar un tornillo eficiente que se puede aplicar a los seres humanos. En...

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Cerdo en miniatura	OrientBio
Atropina	Jeil farmacéutica	A04900241	Anestesia Catéter
plástico sobre la aguja	BD		REF382412 Mantenimiento de la línea intravenosa
Ketamina	Yuhan	A04502441	Anestesia
Xilacina	Bayer Corea	A00800071	Anestesia
Laringoscopio	Karl storz		Intubación
Tubo endotraqueal	Covidien		Intubación
Isoflurano	JW farmacéutico Co	A02104781	Anestesia
Ungüento ocular	Hanlim pharma	A37851721	Protección del ojo de cerdo
Cefazolina	Donga pharma	A01503951	Antibióticos
Solución salina	JW pharmaceutical Co A02151392		Mantenimiento de la homeostasis de los líquidos
Fentanilo	Hana pharm	C03200032	Control del dolor
Enrofloxacina	Bayer	93106-60-6	antibióticos
Morfina	Myungmoon pharma	C03700091	Control del dolor
Meloxicam	Boehringer Ingelheim A07600711		Antibióticos
Povidona yodada	Hyundai pharma		Apósito
para heridas Hoja de bisturí tamaño 15	Braun	I1 BB515	Incisión en la piel
Elevador Cobb	Codman	65-2546	Disección del músculo
Burr	Medtronic		Fabricación del punto de partida del tornillo
Rongeur	Aesculap	FO515R	Fabricación del punto de inicio del tornillo
Pasador guía (K-wire)	CE	01067803	Guía de la trayectoria del tornillo
Arco en C	GE	OEC 9800 plus	Guía de la trayectoria del tornillo
Radiografía portátil	Siemens	Mobile XP hybrid	Guía de la trayectoria del tornillo
Sonda pedicular	OtisBiotech	SPI-02-01	Guía de la trayectoria del tornillo
Sondeo pedicular	OtisBiotech	SPI-03-01	Guía de la trayectoria del tornillo
Tornillo pedicular	OtisBiotech	, MS-40025
Sistemas de fijación posterior	OtisBiotech
Rod	OtisBiotech	ROD-60140	Fijación rígida entre tornillos Mango
universal	OtisBiotech	SPI-08-01	Para fijar los tornillos a la varilla
Llave de tubo recta	OtisBiotech	SPI-06-01	Para fijar los tornillos a la
llave dinamométrica de contador	OtisBiotech	SPI-07-01	Para fijar los tornillos a la varilla
Jeringa de irrigación de bulbo	Hyupsug medical	HS-IR-140	Irrigación
Drenaje de silicona	Sewon medical	2205-006	Para drenar el líquido en el sitio quirúrgico
Sutura absorbible métrica 3.0	Ethicon	BA1673H	Sutura muscular
2.0 métrica sutura de nailon no absorbible	Ethicon	W1626T	Sutura cutánea
Gasa	Kingphar Corea	KP120-06
Pentobarbital	Hanlim pharma	645301221	Eutanasia
Sierra oscilante	Zimmer		Harvest
columna vertebral Pinza de torre	Aesculap	BF461R	Harvest