Name: Ajustable en dureza, fijador externo para los modelos de rata Fémur Osteotomía y segmentaria del defecto óseo (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-10-09T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 9 s
Description: Aprende a implantar un fijador externo ajustable en rigidez en el fémur de rata para estudiar la regeneración ósea y el efecto del entorno mecánico en la cicatrización. Este método estandarizado permite evaluar terapias innovadoras.

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Este trabajo fue apoyado por la Fundación AO (S-08-42G) y RISystem AG. Nos gustaría extender un gran &quot;¡gracias!&quot; para el equipo de Stephan Zeiter en el Instituto de Investigación AO Davos, Suiza por ser tan complaciente en permitirnos usar sus instalaciones OR para la filmación de este procedimiento quirúrgico.

Cuidado de los animales y los protocolos experimentales fueron seguidos de acuerdo con las directrices del NIH y aprobados por el Centro Médico Institucional Cuidado de Animales y el empleo Comisión Beth Israel Deaconess, de Boston, MA. (Número de protocolo: 098-2.009) 1 Preparación de materiales quirúrgicos e instrumentos <ol><li> Esterilizar todos los materiales quirúrgicos e instrumentos utilizados para llevar a cabo la cirugía antes de su uso. Empaque materiales necesarios, con o sin una bandeja de instrumentos, dentro de un paño doblado o papel envuelto y selle con cinta de autoclave para la esterilización por vapor. La temperatura de la autoclave debe ser de al 125-135 ° C durante 20-25 min de tiempo de esterilización, y luego 10-15 minutos de tiempo de secado. </li><li> Asegúrese de que en el momento de la cirugía las ratas son de 200-250 g. Esto es muy importante porque si las ratas son más pesados ​​en tamaño, a continuación, un fijador de tamaño diferente debe ser utilizado. Para las ratas se debe utilizar la versión más pesado que 250 ga más grande del sistema de fijador externo. </li> &lt;/ Ol&gt; 2. Procedimiento quirúrgico y la aplicación del fijador externo <ol><li> Compra ratas Sprague-Dawley (o cualquier otra cepa) (machos o hembras, 200-250 g) de cualquier proveedor animales certificado. Siga los cuidados adecuados a los animales y los protocolos experimentales de acuerdo con las directrices nacionales que esté aprobado por el Comité Institucional Cuidado de Animales y el empleo del investigador. Permita un mínimo de periodo de aclimatación de 48 horas antes del procedimiento. </li><li> Para la cirugía, el transporte de la rata a una sala dedicada a procedimiento quirúrgico. </li><li> Anestesiar la rata con isoflurano primero a través de la cámara de inducción, y luego continuar con la mascarilla conectada a una máquina de anestesia a una velocidad de 1,5-2% en 1-1,5 L de O 2 / min. Al inicio de la cirugía asegurarse de que el animal es bajo anestesia profunda. Para ello, utilizar la técnica de reflejo pedal por extender la extremidad y pellizcar la tela entre los dedos con los dedos (no el propio dedo del pie!). El animal no es Dofficiently anestesiado si se retira el miembro, contracción muscular se produce o si el animal hace ruido. </li><li> Después de la rata está bajo anestesia general profunda para la cirugía, se inyecta el antibiótico (cefazolina, 20 mg / kg) y el analgésico buprenorfina (dosis 0,08 mg / kg) por vía intramuscular en la pierna derecha. Para evitar gran cantidad de pérdida de fluido durante la cirugía administrar por vía subcutánea solución salina estéril caliente a 3-5% del peso corporal antes de la cirugía, y si es necesario al final. Aplicar ungüento oftálmico estéril para los ojos para mantenerlos hidratados para evitar lesiones de la córnea. </li><li> Después de las inyecciones de medicamentos, afeitarse y limpiar toda la pata trasera derecha de la rata con chlorohezadine u otra solución de desinfección y transferir el animal a la mesa quirúrgica. (Sobre la pierna operada debe ser el mismo que el que fue inyectada.) </li><li> Colocar el animal sobre una superficie caliente en la posición prona (Figura 1A). Asegúrese de que la mascarilla permanece en la nariz y la boca de popaer la transferencia a la mesa de operaciones, y mantener el régimen de anestesia se menciona en el punto 2.3). Coloque el área del procedimiento quirúrgico con un paño fenestrado estéril de modo que sólo la pierna destinado a la cirugía está expuesta. </li><li> Hacer una incisión aproximada de 3-4 cm (Figura 1B) a través de la piel craneolateral corriendo sobre la superficie del fémur derecho desde el trocánter mayor a la región supracondílea de la rodilla usando un bisturí (Figura 1C). Exponer la diáfisis del fémur por la disección suave separar la fascia lata, y asegurarse de que el tejido muscular no se corta. Después de eso, separar además el vasto externo M. y M. bíceps femoral y levante la M. tensor de la fascia lata para exponer toda la longitud del fémur (asegurándose de que el nervio ciático se conserva; Figura 1D). </li><li> En el área prevista de osteotomía, preparar el fémur a mitad de camino a lo largo de la zona de la diáfisis liberando el tejido muscular circundante de la Femur. En primer lugar, empezar por poner el ascensor Henahan perpendicular a la superficie expuesta del fémur, y luego usando un escalpelo, suelte el músculo en el área adyacente. <ol><li> Continuar avanzando hacia adelante y dar la vuelta al fémur, permanecer cerca de la superficie del hueso, hasta que todo el tejido muscular circundante se libera de toda la sección media del hueso (donde se creará el defecto), y el tejido muscular está completamente limpia del hueso. Mientras hace esto, es muy importante estar cerca de la superficie del hueso para evitar cortar las embarcaciones grandes. </li></ol></li><li> Para un 5 mm defecto óseo grande, bucle 2 piezas de sierra de alambre Gigli (0,22 mm) alrededor del hueso en la orientación de medio-lateral (Figura 1E, F). Después de la sierra de alambre en bucle, la posición de una pieza en el lado distal del fémur, cerca de la articulación de la rodilla, y una segunda pieza en el lado proximal cerca de la articulación de la cadera. Sujete el cable Gigli piezas en cada lado usando S-forma de disección curva y Ligatfórceps Ure, de modo que se queda en el lugar previsto. Si se planea un solo corte osteotomía, a continuación, utilizar sólo una pieza de sierra de alambre. </li><li> Utilice la placa de fijador externo como plantilla para determinar la posición exacta del implante. La posición del fijador externo tiene que estar lo más cerca posible del centro del fémur. <ol><li> Coloque la placa de fijador externo en la superficie anterolateral del hueso. Esto se consigue mediante la rotación externa del fémur. En esa posición la capa de tejido blando está en su más delgado, lo que impide la excesiva tensión del tejido blando debajo de la placa fijador después de que la herida se cierra. </li><li> Luego levante ligeramente la placa de fijación externa de la superficie del hueso para asegurarse de que los orificios de la placa se centran a la superficie ósea. Sostenga el fijador externo con una pequeña pinza para que se quede paralelo al eje longitudinal del hueso, y luego usar una herramienta eléctrica o un taladro de mano que perfore el primer agujero en la parte proximal del fémur con el 0,79mm broca. Antes de avanzar hacia adelante, asegúrese de que la punta de la broca todavía está centrado en la superficie del hueso. </li><li> Si la punta de la broca sigue deslizándose, utilice el 1,00 mm contador cuerpo de desplazamiento (Figura 8F) para centrar la posición de la primera agujero. El lastre contador debe usarse para posicionar todos los pasadores de montaje restantes. Esto asegurará una perfecta alineación de los agujeros de perforación y la placa de fijador con respecto a la superficie del hueso. </li></ol></li></ol> 3. externa Fixator Implantación Método Utilización de la guía de sierra <ol><li> Asegúrese de que la placa del fijador externo no está montado al revés antes de la saturación en la guía de la sierra. Determinar esto comparando el tamaño de los orificios de la placa. El lado correcto es con el diámetro del agujero más grande hacia arriba. Si la diferencia entre el tamaño de los agujeros dentro del fijador no es aparente, utilizar la platina contador. <ol><li> Inserte la punta de la platina contador en uno de los agujeros enla placa de fijador, si el cuerpo de desplazamiento contador se ajusta fácilmente en el agujero, entonces este es el lado positivo del fijador, sin embargo, si la punta de la platina contador no encaja entonces este es un lado inferior del fijador, y tiene que ser volteado para la implantación en consecuencia. (Importante:.. Asegúrese de que para perforar perpendicular al eje longitudinal del hueso ya que esto asegurará una perfecta orientación del fijador a la superficie ósea La dirección de la primera perforación determina la orientación final del fijador en el hueso Recuerde que el pasadores de montaje tienen la misma longitud, y si el fijador no es paralelo al eje longitudinal del hueso de la distancia entre el fijador y el hueso pueden variar mucho y pueden impedir la capacidad de los cuatro pasadores de montaje para penetrar ambas corticales.) </li><li> Después de que se confirmó la orientación, una pinza de la placa de la guía de sierra (Figura 2A, B) y luego cortar la unidad en el hueso de manera que el primer orificio pretaladradoestá alineado con el primer agujero en la placa (Figura 2C). Utilice el 0,70 mm llave de tubo cuadrado insertado en el taladro de mano para conducir el primer pasador de montaje en el agujero. Hacer esto le permitirá el posicionamiento reproducible para los pasadores de montaje restantes. </li><li> Después de la primera clavija de montaje está en su lugar, a continuación, perforar el agujero más distante de la primera clavija de montaje en el lado distal, y conducir el segundo pasador de montaje en el agujero. El orden de la implantación de los dos pasadores de montaje medias no es importante. </li></ol></li></ol> 4. fijador externo Implantación Método Sin la guía de sierra: La aplicación del fijador externo también se puede realizar sin utilizar la guía de sierra. Los pasos iniciales de la implantación fijador externo son las mismas hasta la unidad con la guía de sierra se recorta en el hueso (paso 3.1). Si la guía de la sierra no se utiliza, es muy crucial para mantener la placa de fijador en la orientación correcta duranteel procedimiento de aplicación completa. El fémur necesita ser rotado externamente en la dirección anterolateral. <ol><li> Mantenga la placa de fijador externo con una pequeña abrazadera o en forma de S de disección curva y pinzas de ligadura de modo que sea paralelo al eje longitudinal del hueso (Figura 3A). La aplicación de la primera clavija de montaje va a determinar la alineación del fijador, por lo tanto, la rotación del hueso tiene que ser retenido hasta que se inserte el primer pasador (Figura 3B). Después de que el primer pasador está en su lugar, usar cuidadosamente las pinzas para sujetar la placa fijador que actúa como una guía de perforación. </li><li> Inserte la broca en el segundo hoyo - este es el agujero más distal a la brecha de la osteotomía planificada (Figura 3C). Antes de taladrar, asegúrese de que el segundo agujero tiene la misma orientación que el primer hoyo; También asegúrese de que después de la perforación se ha completado, ambas corticales son penetrados. </li><li> Inserte el 0,70 mm bo cuadradox llave para el taladro de mano y luego inserte el pasador de montaje en la punta. Con cuidado, la inserta en la placa del fijador externo sin perder la alineación del primer agujero previamente taladrado. </li><li> Tan pronto como la punta está en contacto con el hueso, comenzará a girar la llave bajo carga axial continua aplicada al extremo proximal del taladro de mano. Después de aproximadamente 5 vueltas completas, asegúrese de que el hilo en el extremo proximal del pasador de montaje atrapa el cuerpo de la placa de fijador externo. Este hilo bloquea el sistema. Deje de girar cuando el extremo de la rosca de hueso está cerca de la superficie superior del hueso (Figura 3D). </li><li> Después de los pines en la parte más distal y proximal están en su lugar, taladrar los dos agujeros del medio restantes. El orden de la implantación de las dos patillas centrales no es importante (Figuras 3C). </li><li> Después de que el fijador externo está en su lugar, utilice el 0,22 mm de alambre Gigli vio dirigida por la guía de la sierra para hacer que el defecto segmentario (Figure 4A). Si se elige el último método, la guía de sierra se recorta antes de hacer un defecto. <ol><li> Para esto, pasar un alambre de 0,22 mm Gigli vio a través de las ranuras 2 debajo del fémur (Figura 5A) para crear un defecto segmentario 5 mm por el movimiento recíproco hacia atrás y adelante (Figura 5B) utilizando riego suficiente (uso de 5 ml jeringa para dispensar solución salina a el momento de la creación defecto). Para evitar daños en el tejido blando, corte la sierra de alambre cerca del hueso en un lado después de completar la osteotomía. Retire la guía de la sierra (Figura 4B). </li></ol></li><li> Después se crea el defecto o la osteotomía, retire la guía de sierra y cerrar la herida en capas, el músculo primero (Figura 4C), y luego la piel (Figura 4D). Antes de que la herida se cierra, tratar el defecto como estaba previsto en el protocolo de estudio. Cierre la capa muscular y la fascia lata utilizando Ethibond Vicryl 4-0, y la piel con Ethicon Monocryl 3-0 suture. Evitar arrastrar el material de sutura sobre superficies no estériles, mientras que la sutura de heridas. Nota: Para evitar herida morder, la sutura no debe extremo distal para el implante inferior. Asimismo, cola de piel se puede utilizar en lugar de una sutura. </li><li> En los tres primeros días del postoperatorio, dar el analgésico rata cada 12 horas y antibiótico cada 24 horas. Por supuesto, el régimen post-operatorio de las drogas variará dependiendo de la marca y la marca de los fármacos utilizados por cada investigador (consulte las instrucciones de especificación de drogas). </li><li> Monitorear los animales con frecuencia después del procedimiento para asegurarse de que se recuperen de la anestesia y sólo entonces a regresar a las instalaciones de la vivienda. Proporcionar vivienda solitario durante los primeros días después de la cirugía para asegurarse de que no hay complicaciones. </li><li> Monitorear el agua, la ingesta de alimentos y el peso corporal después de la cirugía para asegurarse de que el animal no está en el dolor y la angustia. Si el animal muestra un nivel de disminución de la actividad, dificultad para movilizarse (posible fracaso del implante), ataxiuna, piel grasosa descuidado, tinción porfirina alrededor de los ojos y la nariz, postura encorvada, dificultad respiratoria, la ingesta reducida de alimentos y agua, etc, consulte a un veterinario. </li></ol> 5. Cambio de External Fixator Rigidez En vivo <ol><li> Si el protocolo de estudio requiere el cambio de la rigidez del fijador durante el proceso de curación in vivo este se consigue cambiando los elementos de conexión asegurados con los tornillos de enclavamiento especiales usando 0,5 mm caja de llave cuadrada unida al taladro de mano. Para este procedimiento, anestesiar la rata (consulte el 2,3 en el protocolo) y dar la analgesia (consulte el 2,4 en el protocolo) sólo una vez en el momento del procedimiento (Figura 6A). <ol><li> Sedar a la rata, y luego insertar la punta de la llave de 0,50 mm caja cuadrada en el tornillo de enclavamiento unido al lado del fijador montado, y empezar con cuidado girando en sentido contrario a las agujas del reloj hasta que el pasador es media salida (Figura 6B </strong&gt;). Después de esta parte es completa, repetir el procedimiento para el segundo pasador que está en el mismo lado de la placa de fijador externo (Figura 6C). </li><li> Cuando los dos pines en el mismo lado son a media salida, el uso de fórceps o una pinza para eliminar el elemento de conexión en el lado opuesto con un movimiento suave (Figura 6D). El elemento de conexión debe salir fácil, si no lo hace, a continuación, hacer un par adicional de vueltas en los dos tornillos de enclavamiento para asegurarse de que la punta del tornillo de enclavamiento no está incrustada en el elemento de conexión. </li><li> Después se retira el elemento de conexión, deslice el elemento de conexión rigidez deseada en lugar de la una eliminado (Figura 6E), y desde el lado opuesto con la llave de caja cuadrada comenzará a girar hasta que el tornillo de enclavamiento está a medio camino en el lado opuesto (figura 6F). Repita el mismo procedimiento para el segundo tornillo de bloqueo (Figura 6G). Importante: thse requerirán cambiar al lado opuesto de la placa para asegurarse de que los dos tornillos de enclavamiento están a mitad de camino en el lado en el que el elemento de conexión fue reemplazado (Figura 6H, I). </li><li> Después de esta parte se completa con éxito, eliminar el segundo elemento de conexión (Figura 6J) y sustituirlo por el mismo elemento de conexión rigidez como el que sustituyó en el lado opuesto (Figura 6K). Después de que el segundo elemento de conexión está en su lugar, comenzar a conducir el tornillo de enclavamiento hasta que el extremo del tornillo de enclavamiento sale del lado opuesto de la placa, y la punta del tornillo de enclavamiento ha salido la misma cantidad en cada lado (Figura 6L). Repita el mismo procedimiento para el segundo tornillo de bloqueo (Figura 6 M, N). Este procedimiento dura alrededor de 15 minutos para completar. </li></ol></li></ol>

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El autor Romano Matthys es un empleado de RISystem AG Davos, Suiza, que produce los implantes, instrumentos y consumibles específicos de implantes utilizados en este artículo. El autor Vaida Glatt no tiene intereses financieros en competencia.

Los pasos más críticos de un procedimiento quirúrgico para crear un gran defecto óseo son: 1) la elección del peso corporal apropiado de la rata para que coincida con el tamaño del fijador externo; 2) mantener un entorno estéril durante el procedimiento; y 3) siguiendo el protocolo procedimiento quirúrgico. Los principales objetivos de este estudio fueron para diseñar, fabricar y caracterizar una nueva, rigidez variable fijador externo para el modelo de defecto femoral rata grande, y para ut...

Un número de estudios han mejorado nuestra comprensión de los mecanismos biológicos implicados en la reparación del tejido óseo 1-6. Los efectos de las condiciones mecánicas en la reparación ósea, tales como axial, de cizallamiento y los movimientos interfragmentarios (los MFI) se han estudiado ampliamente 7-15. En los últimos años, más y más estudios comenzaron a surgir describir la influencia del entorno mecánico en la cicatrización ósea utilizando la fractura, la osteotomía y la gran defecto óseo segmentario en modelos in vivo. Por lo tanto, se necesitan métodos de fijación fiables para obtener los resultados del estudio reproducibles y fiables. El entorno mecánico alrededor de la fractura de curación es muy importante ya que determina la forma de la fractura se cura. Por lo tanto, la elección del dispositivo de fijación es muy importante y debe ser cuidadosamente seleccionado dependiendo del diseño del estudio, y otros factores tales como el tamaño del hueco, y el tipo de fractura. Propiedades mecánicas del dispositivo de fijación de unre aún más importante cuando se estudia la curación ósea de defectos óseos grandes para establecer una fijación que proporciona no sólo un tamaño de intervalo constante durante todo el período del experimento de soporte todo el peso, sino también un entorno mecánico ideal para la curación del hueso. Fijadores externos se utilizan comúnmente en grandes modelos experimentales de curación de la fractura y defecto óseo debido a que tienen una ventaja sobre otros dispositivos de fijación. La principal ventaja de fijadores externos son que permiten el cambio del entorno mecánico en el sitio del defecto in vivo sin una intervención secundaria, que puede conseguirse cambiando o ajustando la barra estabilidad del dispositivo durante el transcurso del experimento como la curación del hueso progresa. Además, permite la aplicación de la estimulación mecánica local específica para mejorar la reparación del hueso, y también proporciona el potencial para medir la rigidez del tejido de callo in vivo. Sin embargo, los dispositivos también tienen algunas desventajasque incluyen: irritación de los tejidos blandos, infecciones y el pin rotura. Por desgracia, este tipo de implantes no estaban disponibles &quot;off the shelf&quot; en el momento de la elaboración de implantes, y los investigadores se vieron obligados a la costumbre de diseñar sus propios fijadores para un uso determinado. Por lo tanto, una restricción de la investigación en esta área fue la falta de control experimental sobre el entorno mecánico local dentro de un gran defecto segmentario, así como osteotomías mientras sana. Las características mecánicas de un fijador externo se definen por, y pueden ser modulados por un gran número de variables que incluyen: la distancia entre los pasadores, el diámetro del perno, material de pin, el número de pines, fijador longitud de la barra, el número de barras de fijador, material de fijador bar, espesor de la barra fijador y la distancia desde la superficie del hueso a la barra de fijador (offset). Sorprendentemente, sólo pocos estudios se pudo encontrar que han investigado las contribuciones mecánicas de los componentes individualesde fijadores o configuraciones del marco enteros utilizados en estudios con roedores 16,18,28. Por ejemplo, los resultados de un estudio mostraron que uno de los principales factores que contribuyen en la determinación de la rigidez total de la construcción de la fijación estaba dominado por la flexibilidad de las clavijas en relación con sus diámetros y materiales, propiedades de desplazamiento 28. Los resultados de los estudios mencionados sugieren claramente que el conocimiento del entorno mecánica proporcionada por el dispositivo de fijación es muy importante, y sin embargo, en muchos casos no se investiga en detalle. El presente documento se informa de la implantación del diseño, especificaciones, e in vivo de un fijador externo que se ocupa de esta cuestión. Este fijador también permite la modulación de la entorno mecánico como la curación progresa, una propiedad que permite el estudio de la mecano-sensibilidad de las distintas etapas del proceso de cicatrización in vivo. Además, así como la imposición de un mecánico local controlada y reproducibleal medio ambiente, su accesibilidad también permite la modulación de este entorno en diferentes etapas de la cicatrización ósea. El fijador hemos diseñado se basa en la fijación externa, que es ampliamente utilizado para la fijación de la fractura 16-21 y grandes modelos de defectos en animales de experimentación 22-27. La diferencia entre nuestro fijador externo y el resto de los diseños existentes en la literatura es que su barra de estabilidad está asegurada con tornillos de tener un estricto control con agujas de Kirschner (K-cables). Este tipo de diseño requiere tornillos para volver a apretar cada dos semanas (a veces incluso semanal) para asegurarse de que se mantiene la distancia del desplazamiento como la carga se aplica a través de cojinete para evitar el aflojamiento de la barra de la estabilidad de peso. Si se produce tal aflojamiento, permite para condiciones de carga adicionales no deseados tales como angular, transversal y movimientos de cizallamiento de torsión a la curación del hueso (basado en la experiencia personal, la comunicación con researchers). Sabiendo esto, un fijador externo fue diseñado como tal que cuando la rigidez del fijador necesita ser cambiado, se lograría mediante la eliminación de elementos de conexión conectados al módulo principal, donde están incrustados los pasadores de montaje. El experimento piloto in vivo se realizó con el nuevo prototipo de fijador externo para asegurarse de que cumple todas las exigencias propuestas antes de que se fabrica en grandes cantidades. El objetivo principal de este trabajo es presentar un nuevo método quirúrgico para un fijador externo utilizado para los grandes defectos óseos y osteotomías en la rata con la capacidad de cambiar la rigidez in vivo durante el proceso de curación. Este método de fijación se aplica in vivo en los fémures de las ratas.

<table><tbody><tr><td>RatExFix simple 100%</td><td>RISystem AG Davos, Suiza</td><td>RIS.612.120</td><td></td></tr><tr><td>RatExFix simple 70%</td><td>RISystem AG Davos, Suiza</td><td>RIS.612.123</td><td></td></tr><tr><td>RatExFix simple 40%</td><td>RISystem AG Davos, Suiza</td><td>RIS.612.121</td><td></td></tr><tr><td>RatExFix simple 10%</td><td>RISystem AG Davos, Suiza</td><td>RIS.612.122</td><td></td></tr><tr><td>RatExFix Elemento de conexión 100%</td><td>RISystem AG Davos, Suiza</td><td>RIS.612.130</td><td></td></tr><tr><td>RatExFix Elemento de conexión 70%</td><td>RISystem AG Davos, Suiza</td><td>RIS.612.131</td><td></td></tr><tr><td>RatExFix Elemento de conexión 40%</td><td>RISystem AG Davos, Suiza</td><td>RIS.612.132</td><td></td></tr><tr><td>RatExFix Elemento de conexión 10%</td><td>RISystem AG Davos, Suiza</td><td>RIS.612.133</td><td></td></tr><tr><td>RatExFix Cuerpo</td> <td>principalRISystem AG Davos, Suiza</td><td>RIS.611.101</td><td></td></tr><tr><td>RatExFix InterlockingTornillo</td><td>RISystem AG Davos, Suiza</td><td>RIS.412.110</td><td></td></tr><tr><td>RatExFix Pasador de montaje 0,85 mm</td><td>RISystem AG Davos, Suiza</td><td>RIS.412.100</td><td></td></tr><tr><td>RatExFix Guía de sierra 100% 5 mm</td><td>RISystem AG Davos, Suiza</td><td>RIS.312.100</td><td></td></tr><tr><td>Accu Pen 6V+</td><td>RISystem AG Davos, Suiza</td><td>RIS.390.211</td><td></td></tr><tr><td>HandDrill</td><td>RISystem AG Davos, Suiza</td><td>RIS.390.130</td><td></td></tr><tr><td>Broca 0,79 mm</td><td>RISystem AG Davos, Suiza</td><td>RIS.593.203</td><td></td></tr><tr><td>Sierra de hilo Gigly 0,22 mm</td><td>RISystem AG Davos, Suiza</td><td>RIS.590.100</td><td></td></tr><tr><td>Llave de caja cuadrada 0,70 mm</td><td>RISystem AG Davos, Suiza</td><td>RIS.590.112</td><td></td></tr><tr><td>Caja cuadrada llave 0,50 mm</td><td>RISystem AG Davos, Suiza</td><td>RIS.590.111</td><td></td></tr><tr><td>Broca de centrado 1,00 mm</td><td>RISystem AG Davos, Suiza</td><td>RIS.592.205</td><td></td></tr><tr><td>Mango de hoja de bisturí</td><td>Herramientas de ciencia fina Hoja</td><td></td><td></td></tr><tr><td>de bisturí (tamaño 15)</td><td>Pinzas de tejido Fisher Scientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Herramientas</td><td></td><td></td>de ciencia</tr><tr><td>fina</td> <td>TijerasHerramientas</td><td></td><td></td>de Fine Science</tr><tr><td>Retractor</td><td>Herramientas de Fine Science Portaagujas</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Herramientas</td><td></td><td></td>de Fine Science</tr><tr><td>Henahan Elevator</td><td>Herramientas</td><td></td><td></td>de Fine Science</tr><tr><td>Pinzas de disección y ligadura curvas en forma de S&nbsp;</td><td>Herramientas</td><td></td> Fine Science <td>2</td></tr><tr><td>Pinzas de vendaje</td><td>Herramientas</td><td></td> Fine Science <td>2</td></tr><tr><td>Cortina fenestrada estéril</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td>para cirugía</td></tr><tr><td>Gasa estéril</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td>para cirugía</td></tr><tr><td>Jeringa de 5 ml&nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td>&nbsp; para la irrigación de la</td></tr><tr><td>aguja defectuosa 24-27G &nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td>&nbsp; para la irrigación de</td></tr><tr><td>jeringas de insulina defectuosas de 1 cc&nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td>para inyecciones de medicamentos</td></tr><tr><td>solución salina estéril &nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td>para defectos óseos</td></tr><tr><td>irrigación guantes estériles</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td>para realizar cirugías</td></tr><tr><td>clorohezadina</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td>solución desinfectante para el sitio quirúrgico</td></tr><tr><td>Sutura Vicryl 4-0 con SH-1</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td>para suturar músculo&nbsp;</td></tr><tr><td>Sutura Ethibond 3-0&nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td>para suturar la piel</td></tr><tr><td>Isofluoruro</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>para anestesia</td></tr><tr><td>Buprenorfina</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>analgesia durante y después de la cirugía</td></tr><tr><td>Cefazolin</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>antibiótico durante y después de la cirugía&nbsp;</td></tr><tr><td>Ratas Sprague-Dawley o cualquier otra cepa</td><td>Charles River Laboratories International, Inc. (Wilmington, MA EE. UU.) &NBSP;</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

ajustable en dureza, fijador externo para los modelos de rata fémur osteotomía y segmentaria del defecto óseo

Adjustable Stiffness, External Fixator for the Rat Femur Osteotomy and Segmental Bone Defect Models

El entorno mecánico alrededor de la curación del hueso roto es muy importante, ya que determina la forma en que la fractura sane. Durante la última década ha habido un gran interés clínico en la mejora de la cicatrización ósea alterando el medio ambiente a través de la estabilidad mecánica de fijación alrededor de la lesión. Una limitación de la investigación animal preclínico en esta área es la falta de control experimental sobre el ambiente mecánico local dentro de un gran defecto segmental, así como osteotomías mientras se curan. En este trabajo se informe sobre el diseño y el uso de un fijador externo para estudiar la curación de defectos u osteotomías óseos segmentarios grandes. Este dispositivo no sólo permite la rigidez axial controlada en la lesión ósea a medida que sana, sino que también permite el cambio de la rigidez durante el proceso de curación in vivo. Los experimentos realizados han demostrado que los fijadores fueron capaces de mantener una brecha de 5 mm defecto femoral en ratas in vivo durante la jaula sin restriccionesla actividad durante al menos 8 semanas. Del mismo modo, se observó ninguna distorsión o infecciones, incluyendo infecciones PIN durante todo el período de cicatrización. Estos resultados demuestran que nuestra fijador externo de nuevo desarrollo fue capaz de lograr la estabilización reproducible y normalizado, y la alteración del medio mecánico de rata in vivo defectos óseos grandes y diversas osteotomías tamaño. Esto confirma que el dispositivo de fijación externa es muy adecuado para las investigaciones de la investigación preclínica utilizando un modelo de rata en el campo de la regeneración ósea y la reparación.

Especificaciones de diseño Estabilización del fémur de rata con el sistema de fijación externa permite la creación de osteotomías de 0,5 a 5 mm. El sistema de fijación externa es un fijador externo bloqueado hecho de poliéter-éter-cetona (PEEK - [cuerpo principal]) y aleación de titanio-aluminio-niobio (TAN - [los pasadores de montaje]), que ofrece un diseño simple, reproducible y ajustable, y está disponible en cuatro rigideces diferentes: 10, 40, 70 y 100% (100% es el estándar, fijador más rí...

Una limitación de la investigación preclínica en el campo de la reparación ósea es la falta de control experimental sobre el entorno mecánico local dentro de una lesión ósea en curación. Presentamos el diseño y uso de un fijador externo para la reparación ósea con la capacidad de cambiar la rigidez del fijador in vivo.

Ajustable en dureza, fijador externo para los modelos de rata Fémur Osteotomía y segmentaria del defecto óseo

The mechanical environment around the healing of broken bone is very important as it determines the way the fracture will heal. Over the past decade there ...

El objetivo general de este procedimiento es realizar una cirugía para crear un defecto óseo grande con el fin de estudiar tratamientos novedosos para la regeneración y reparación ósea. Esto se logra primero implantando el fijador externo en el fémur de una rata. A continuación, se utiliza un alambre flexible para crear un defecto óseo segmentario de cinco milímetros de longitud.Luego, se administra un tratamiento, como la proteína morfogenética ósea dos, sobre un andamio para mejorar la cicatrización ósea. Finalmente, se modifica la rigidez in vivo en el punto temporal seleccionado. En última instancia, se pueden obtener resultados que muestran el progreso de la regeneración ósea con terapias farmacológicas y la influencia del entorno mecánico local sobre el resultado de la curación mediante estudios in vivo, rayos X y tomografía computarizada micro, así como mediante histología, pruebas biomecánicas y evaluación molecular al final del estudio.La principal ventaja de esta técnica frente a los dispositivos de fijación externa existentes es que está disponible comercialmente y constituye un sistema estandarizado de ángulo auto-bloqueante o estable, en el que los tornillos están integrados en una placa, mientras que otros diseños descritos en la literatura utilizan una placa que se fija con tornillos para formar un grupo compacto con alambres RSNA, lo que hace que este tipo de diseño sea propenso a aflojarse y requiere que los tornillos se vuelvan a ajustar cada dos semanas. Además, es ligero, de pequeño tamaño y está fabricado con peek, lo que permite el uso de imágenes radiológicas in vivo. Y por último pero no menos importante, el diseño permite el ajuste in vivo de la rigidez de la fijación tras anestesiar una rata con isoflurano, verificar el nivel de sedación, administrar antibiótico y analgésico, y afeitar y limpiar toda la pata trasera derecha.Según el protocolo descrito, utilice un escalpelo para realizar una incisión aproximada sobre la superficie del fémur derecho, en dirección craneolateral a través de la piel, desde tres a cuatro centímetros por encima del trocánter mayor hasta la región supracondílea de la rodilla, con una disección suave. Separe la fascia lata y, sin cortar el tejido muscular, exponga el cuerpo del fémur; luego separe los MVAs laterales y los MBIs fmo, y levante el músculo tensor de la fascia para exponer toda la longitud del fémur y liberar el tejido muscular del fémur antes de la osteotomía. Coloque un elevador de Hohmann perpendicularmente sobre la superficie expuesta del fémur y, utilizando luego un escalpelo, libere el músculo en la zona adyacente, avanzando alrededor del fémur y manteniéndose cerca del hueso hasta que todo el tejido muscular circundante quede liberado en toda la sección media del hueso.Para crear un defecto óseo de cinco milímetros de tamaño, seccionar el hueso con dos trozos de alambre flexible en una orientación media-lateral. A continuación, colocar un trozo en el lado distal del fémur, cerca de la articulación de la rodilla, y un segundo trozo en el lado proximal, cerca de la articulación de la cadera. Luego, utilizando una pinza en forma de curva en S, separar los tejidos y aplicar la ligadura.Corte la pieza de alambre flexible en cada lado para que permanezca fija después de rotar externamente el fémur; coloque la placa del fijador externo sobre la superficie anterolateral del hueso. En esta posición, la capa de tejido blando es la más delgada, lo que evita una tensión excesiva del tejido blando debajo de la placa del fijador. Después de cerrar la herida, levante ligeramente la placa del fijador externo de la superficie ósea para asegurarse de que los orificios de la placa estén centrados respecto a la superficie del hueso.Para evitar que la punta de la broca se deslice, utilice el escariador de 1,00 milímetros para centrar la posición del primer orificio creando una pequeña indentación. Use una abrazadera pequeña para mantener el fijador externo paralelo al eje longitudinal del hueso y, con un taladro eléctrico y una broca de 0,79 milímetros, coloque la punta centrada en la indentación previamente creada sobre la superficie ósea. Taladre previamente el primer orificio en el lado proximal del fémur e inserte la punta del escariador en uno de los orificios de la placa del fijador.Si la punta del contrapeso entra fácilmente en el orificio, entonces este es el lado superior del fijador. Si no entra, gire la placa del fijador al revés para asegurarse de que los orificios más grandes de la placa del fijador estén orientados hacia arriba. Una vez confirmada la orientación, sujete la placa en la guía de sierra y luego fije el conjunto al hueso de modo que el primer orificio preperforado coincida con el primer orificio de la placa.Utilice la llave de caja cuadrada de 0.70 milímetros insertada en el taladro manual para introducir el primer pasador de montaje en el orificio. Al hacer esto, se permitirá una posición reproducible para los pasadores de montaje restantes tan pronto como la punta del pasador de montaje entre en contacto con el hueso. Comience a girar la llave bajo una carga axial continua aplicada al extremo proximal del taladro manual.Después de aproximadamente cinco vueltas completas, asegúrese de que el filete en el extremo proximal del pasador de montaje encaje en el cuerpo de la placa del fijador externo. Este filete bloquea el sistema. Deje de girar cuando el extremo del filete óseo esté cerca de la superficie superior del hueso.Después de colocar el primer pasador de montaje, inserte el escariador de 1,0 milímetro en el taladro manual e introdúzcalo a través del orificio más alejado hasta que la punta entre en contacto con el hueso. Luego comience a girar el escariador aplicando una carga axial continua sobre el extremo proximal del tope del taladro manual. Después de dos o tres vueltas completas, esta ranura recién creada evita que la broca de 0,79 milímetros se deslice.Luego, taladre el orificio más alejado del primer pasador de montaje en el lado distal. Inserte la llave cuadrada de 0,70 milímetros en el taladro manual y, a continuación, introduzca el pasador de montaje en la punta. Inserte cuidadosamente la punta en la placa del fijador externo sin perder la alineación del segundo orificio previamente taladrado.Después de colocar los pasadores en ambos extremos, hunda y taladre previamente los dos orificios centrales restantes. El orden de implantación de los dos pasadores centrales no es importante. Después de colocar el fijador externo más allá de 0,22 milímetros.El serrucho flexible corta uno por uno a través de los dos surcos situados debajo del fémur, y mientras se dispensa solución salina sobre el hueso, se crea un defecto segmentario de cinco milímetros mediante un movimiento reciproco de ida y vuelta. Luego retire la guía del serrucho después de realizar el defecto u osteotomía. Aplique un tratamiento, como la proteína morfogenética ósea humana recombinante dos, sobre una esponja de colágeno absorbible.Luego, utilice sutura de Hybo Vicryl cero para cerrar la capa muscular y la fascia lata y sutura de Ethicon Monocryl tres ceros para cerrar la piel con el fin de modificar la rigidez del fijador externo in vivo. Después de sedar la rata y administrar analgesia según el protocolo descrito en el texto, inserte la punta de la llave cuadrada de 0,50 milímetros en el tornillo de bloqueo unido al lateral del fijador ensamblado. Y gire cuidadosamente en sentido antihorario hasta que el pin esté a medio salir.Repita el procedimiento para el segundo clavo en el mismo lado de la placa del fijador externo. Cuando ambos clavos en el mismo lado estén a medio sacar, utilice fórceps o una pinza y un movimiento suave para retirar el elemento de conexión en el lado opuesto. Si no se desprende fácilmente, gire los tornillos un par de veces más cada uno.Después de retirar el elemento de conexión, deslice el elemento de conexión de rigidez deseado hasta su posición desde el lado opuesto. Utilizando la llave de caja cuadrada, gire hasta que el tornillo de bloqueo esté a medio salir en el lado opuesto. Repita el procedimiento para el segundo tornillo.Retire el segundo elemento de conexión y sustitúyalo por un elemento de conexión de la misma rigidez que el reemplazado en el lado opuesto. Luego, enrosque el tornillo de bloqueo hasta que sobresalga una distancia similar en cada lado. Repita el procedimiento con el segundo tornillo.El examen radiológico confirmó que los fijadores de todas las rigideces mantuvieron un defecto oral de un milímetro o de cinco milímetros durante las ocho semanas completas del experimento, como se muestra aquí. Esto fue especialmente importante para los defectos de tamaño crítico de cinco milímetros, en los cuales no ocurre curación espontánea. No se observaron infecciones, incluyendo infecciones de clavos, y no hubo aflojamiento de los clavos si se siguieron las instrucciones de aplicación.Si el peso de la rata en el momento de la cirugía superaba los 250 gramos y se utilizaba una placa de tamaño más pequeño, la carga sobre los pernos de montaje aumentaba hasta un nivel crítico, de modo que una a dos semanas después de la cirugía ocurrían extracciones de los pernos en el lado distal del fémur. Como se muestra aquí, los animales más grandes también tienen tejido muscular grueso que crea tensión sobre la piel alrededor del implante después de que esta se cierre. Esto provocará picazón y ha resultado en que las ratas muerdan y rompan el fijador, confirmando la importancia de elegir un animal con el peso adecuado para el fijador externo elegido.Tras seguir este procedimiento, se pueden realizar otros métodos, como osteotomías de diferentes tamaños entre 0,3 y tres milímetros en ratón y hasta seis milímetros en rata, con el fin de responder preguntas adicionales, como investigar nuevas terapias farmacológicas para mejorar la cicatrización ósea.

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Research

Investigación

JoVE Journal

Medicine

Medicina

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El estudio combina de forma innovadora suturas y agujas de titanio para una fijación interna estable en un modelo de fractura radial en rata. La cicatrización de fracturas se evaluó mediante tomografía microcomputarizada (micro-CT), y se aislaron y cultivaron neuronas ganglionares de la raíz dorsal primaria (DRG) para su investigación posterior.

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Ajustable en dureza, fijador externo para los modelos de rata Fémur Osteotomía y segmentaria del defecto óseo

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