Un protocolo seguro, eficaz y económico para la inserción de tornillos vertebrales de conejo

Resumen

Este artículo describe un protocolo paso a paso seguro, efectivo y rentable para la fijación de tornillos lumbares posteriores en conejos blancos de Nueva Zelanda, estableciendo un enfoque estandarizado para la inserción de tornillos vertebrales en este modelo animal.

Resumen

La fijación con tornillo lumbar posterior es el método quirúrgico más común para la hernia de disco lumbar, pero los pacientes a menudo enfrentan múltiples complicaciones postoperatorias. La aparición de aflojamiento de la pista de tornillo puede provocar fallas de fusión e incluso una extrusión de pista de tornillo potencialmente mortal. Sin embargo, actualmente faltan modelos animales que se centren específicamente en los cambios en la pista del tornillo después de la fijación del tornillo lumbar. Este estudio desarrolló un método de inserción de tornillos vertebrales basado en conejos blancos de Nueva Zelanda, diseñado para minimizar el riesgo de penetración postoperatoria del tornillo en el canal espinal, evitando así la lesión de la médula espinal. En este protocolo, se recomienda como punto de entrada el punto de intersección de la línea horizontal desde el borde superior de la apófisis transversal y la unión del pedículo. El ángulo de inserción debe ser de aproximadamente 45°-55° hacia afuera y 20°-40° hacia abajo. Además, basado en la colocación de tornillos bajo visión directa y el uso de instrumentos comerciales, este método es más simple y rentable en comparación con las técnicas existentes de modelado de animales grandes. Proporciona un modelo animal para la investigación básica posterior sobre el aflojamiento de la pista del tornillo y el microambiente que rodea la pista del tornillo.

Introducción

La hernia discal lumbar (LDH) es una causa común de dolor lumbar crónico y dolor irradiado en las piernas, particularmente en personas jóvenes y de mediana edad ^1,2,3. La afección generalmente resulta de un desgarro en el anillo fibroso del disco intervertebral, lo que lleva a la hernia del núcleo pulposo y la compresión de las raíces nerviosas ^4,5. Si bien muchos pacientes se benefician de tratamientos conservadores como reposo y modificación del estilo de vida, terapia con medicamentos, fisioterapia, ejercicios de rehabilitación, uso de un aparato ortopédico y bloqueo nervioso o terapia de inyección epidural⁶, la cirugía es necesaria para otros, especialmente aquellos con síntomas graves o manejo conservador ineficaz ^7,8,9.

La fijación con tornillo lumbar posterior (PLF) es un procedimiento espinal estándar, especialmente adecuado para pacientes con inestabilidad espinal, compresión de la raíz nerviosa o cambios degenerativos³. El aflojamiento de los tornillos se produce cuando se pierde la fuerza de fijación entre los tornillos insertados y el hueso, lo que impide que los tornillos estabilicen las vértebras^10,11. El aflojamiento puede variar desde un ligero movimiento hasta un desprendimiento completo y generalmente se asocia con síntomas recurrentes, empeoramiento del dolor de espalda o inestabilidad de la columna^{vertebral 12}. Los estudios informan que el aflojamiento del tornillo ocurre en el 5% al 20% de los casos de PLF¹⁰, dependiendo de factores como el nivel técnico del hospital, la edad del paciente y las actividades postoperatorias. Los mecanismos específicos subyacentes al aflojamiento de los tornillos siguen sin estar claros. Actualmente, los modelos animales apropiados para tales investigaciones son limitados. Este estudio detalla el desarrollo de un protocolo quirúrgico para la fijación posterior del tornillo lumbar en conejos blancos de Nueva Zelanda, que puede proporcionar un modelo fundamental para futuras investigaciones sobre los mecanismos de aflojamiento del tornillo.

En la investigación básica, la selección de modelos animales apropiados es crucial para determinar la credibilidad y los resultados de los estudios. En la investigación de la degeneración del disco lumbar, los ratones y las ratas tienen una aplicabilidad limitada debido a sus discos intervertebrales relativamente pequeños¹³. Otros animales, como cabras, cerdos y perros, tienen limitaciones relacionadas con la anestesia y carecen de una amplia aplicabilidad¹⁴, debido a los costos de compra de animales, cría e instalaciones de cría. El conejo blanco de Nueva Zelanda, un animal de tamaño mediano, es ampliamente utilizado en la investigación del disco debido a sus vértebras relativamente grandes, suficiente espacio quirúrgico y anestesia simple mediante inyección en la vena del oído sin necesidad de un ventilador¹⁵. Dados estos factores, el conejo blanco de Nueva Zelanda se considera un modelo ideal. Actualmente, no existe un modelo animal para PLF, por lo que se ha desarrollado un método quirúrgico para la cirugía de columna lumbar de conejo basado en la experiencia previa.

Protocolo

El protocolo experimental con animales fue revisado y aprobado por el Comité de Ética de Bienestar y Ética de Animales de Laboratorio del Instituto de Medicina Radiológica de la Academia China de Ciencias Médicas (Número de ética: IRM / 2-IACUC-2404-005). Todos los procedimientos de manejo de los animales cumplieron con las regulaciones nacionales pertinentes sobre bienestar y ética animal.

NOTA: En este estudio, se utilizaron conejos blancos de Nueva Zelanda para la investigación experimental. Los conejos eran de grado común, con un peso aproximado de 2,5-3,0 kg, de 3-5 meses y hembras. Los conejos se alojaron en una sala de conejos estandarizada de grado ordinario.

1. Anestesia

1. Desinfecte el quirófano con luz ultravioleta durante 30 min con una lámpara ultravioleta.
2. Anestesiar al conejo administrando pentobarbital sódico al 3% (30 mg/kg) en solución salina estéril a través de la vena marginal del oído.
   NOTA: Inyecte 2/3 de la solución de pentobarbital sódico al 3% y observe la respuesta de la pupila y el reflejo pupilar del conejo. Asegúrese de que las pupilas se contraigan y el reflejo pupilar se debilite. Si no hay debilitamiento después de 5 minutos, considere inyectar el 1/3 restante. Si el reflejo se debilita, inyecte 2 ml de solución salina al 0,9%.

2. Procedimiento quirúrgico

1. Una vez que la anestesia sea adecuada, observe el reflejo corneal directo y asegúrese de que el reflejo corneal disminuya, lo que indica una anestesia exitosa. Coloque el conejo en posición prona para la preparación del sitio quirúrgico. Antes de la cirugía, desinfecte el sitio de la incisión del conejo dos veces con tintura de yodo y coloque un paño quirúrgico estéril durante el procedimiento (Figura 1A).
   NOTA: Asegúrese de que todos los instrumentos quirúrgicos estén esterilizados en autoclave.
2. Hacer una incisión cutánea de 5 cm en la línea media en la región lumbar (Figura 1B) y cortar secuencialmente la piel y la fascia superficial con un bisturí.
3. Usando la extensibilidad entre la piel y el tejido subcutáneo, separe cuidadosamente y exponga completamente el tejido subcutáneo, revelando claramente la raíz de la apófisis espinosa Figura 1C).
4. Con pinzas hemostáticas, diseccionar sin rodeos la apófisis transversa y el pedículo del segmento quirúrgico, evitando los segmentos articulares facetarios adyacentes (Figura 1D). Use un pequeño retractor para exponer completamente el área quirúrgica (Figura 1E).
5. Identifique el punto de entrada de la aguja en la intersección de la línea horizontal desde el borde superior del proceso transversal y la unión del pedículo (Figura 1F). Taladre un pequeño orificio en el hueso cortical en un ángulo de aproximadamente 45 ° -55 ° hacia afuera y 20 ° -40 ° hacia abajo con un taladro quirúrgico (Figura 1G).
6. Inserte los tornillos pediculares (3,5 mm × 10,0 mm) uno por uno (Figura 1H).
7. Instale una biela longitudinal del tamaño adecuado y apriete con un tornillo de cabeza (Figura 1I a Figura 1J).
8. Vuelva a confirmar que los tornillos estén bien fijados dentro del cuerpo vertebral y que la varilla de fijación esté correctamente bloqueada. Verificar el posicionamiento de la fijación interna mediante visualización directa intraoperatoria. Asegúrese de que no haya sangrado significativo, irrige el área quirúrgica con solución salina y realice suturas continuas de los músculos y la fascia con una sutura absorbible 4-0.
9. Use una sutura 7-0 para suturas de colchón verticales intermitentes para la incisión en la piel, seguido de un antiséptico a base de yodo y una cobertura con gasa estéril, asegurándolo en su lugar. La cirugía está completa (Figura 1K).

3. Cuidados postoperatorios

1. Una vez recuperada la conciencia, comprobar la capacidad motora de las extremidades traseras para evaluar el éxito de la cirugía.
   NOTA: Confirme que después de que el conejo recupere la conciencia de la anestesia, la función motora de sus extremidades esté intacta, pueda moverse normalmente y no haya signos de hemiplejia o paraplejia.
2. Durante los primeros 3 días después de la cirugía, administre 1,2 × 10⁶ U / kg de penicilina mediante inyección intramuscular diariamente para prevenir la infección de la herida.

4. Examen morfológico

1. Al final de la semana 12 después de la cirugía, induzca la embolia gaseosa a través de la vena marginal de la oreja para sacrificar al animal. Luego, use un enfoque lumbar posterior para exponer los tejidos blandos paraespinales y realice una discectomía lumbar. Después de recolectar las muestras y confirmar el segmento quirúrgico, guárdelas temporalmente en paraformaldehído al 4% para la fijación del tejido. Luego, realice micro-CT y radiografías.
   1. Retire las muestras de la columna vertebral del paraformaldehído al 4% y limpie el líquido de fijación de la superficie. Luego, someta las muestras a una exploración Micro-CT. Configure los parámetros de escaneo de la siguiente manera: voltaje 60 kV, corriente 200 μA y resolución 8 μm. Realice el posprocesamiento de las regiones de interés (ROI) en los archivos escaneados utilizando un software especializado de análisis y visualización de imágenes (consulte la Tabla de materiales). Realice imágenes de rayos X simultáneamente con la exploración Micro-CT.

Resultados

Evaluación de la función motora después del despertar
Inmediatamente después de que el conejo recuperó la conciencia de la anestesia, se evaluó la función motora de sus extremidades traseras. Se encontró que la inserción del sistema de fijación con tornillo lumbar no afectó la función motora del conejo (Ver video complementario 1), lo que indica que la médula espinal no se lesionó durante el procedimiento.

Evaluación de micro-CT y rayos X

Discusión

La complicación más grave de la fijación con tornillo lumbar posterior (PLF) es el potencial de lesión de la médula espinal causada por la penetración del tornillo en el canal espinal durante la inserción¹⁰. El aspecto más crítico de este método es la exposición del proceso transversal y el pedículo, así como el ángulo en el que se insertan los tornillos. Ajustar el ángulo de inserción puede evitar que el tornillo ingrese al canal espinal y cause lesiones en la mé...

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
CTAn	ENTERRADOR		Utilizado en análisis
Visor de datos	ENTERRADOR		Utilizado en análisis
Micro-CT	ENTERRADOR		Utilizado en análisis
Pentobarbital de conejo de Nueva Zelanda	Tianjin Yuda Laboratory Animal Breeding Co., Ltd. Beijing Jiehui Biotechnology Co. MCE		utilizado en esta investigación
tornillos pediculares	Hebei Ruihe Medical Equipment Co., Ltd	532003510	utilizado en procedimientos quirúrgicos
penicilina	MCE	HY-17591R	utilizado en cuidados postoperatorios
Pentobarbital	Beijing Jiehui Biotechnology Co.		utilizado en anestesia
Barras	Hebei Ruihe Medical Equipment Co., Ltd	532003510	utilizado en procedimientos quirúrgicos
Instrumentos quirúrgicos y suturas	Hebei Ruihe Medical Equipment Co., Ltd	532003510	utilizado en procedimientos quirúrgicos