Un protocolo eficiente y Reproducible para la osteogénesis de la distracción en un modelo de rata a un fémur regenerado funcional

El objetivo general de este protocolo es inducir de manera reproducible y eficiente la osteogénesis de la distracción femoral en un modelo de rata para evaluar la regeneración ósea funcional. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de la medicina de la osteogénesis sobre la determinación y el acortamiento del período de consolidación o sobre la identificación del mecanismo de reparación ósea. La principal ventaja de esta técnica es vital para quien realiza el fijador externo y para orientar a quien realiza la cirugía, proporcionar un entorno estable para una óptima regeneración ósea.

Las implicaciones de esta técnica se extienden a todos los alargamientos terapéuticos de las extremidades superiores e inferiores o de los defectos óseos que se producen después de la cirugía de extirpación de un tumor óseo. La demostración del procedimiento la realiza Edouard Lamy, profesor de farmacia de mi laboratorio. Comience colocando una rata Sprague Dawley macho de 12 semanas anestesiada en la posición lateral izquierda y quitando el pelo de la extremidad trasera derecha.

Después de aplicar el ungüento para los ojos, desinfecte el área quirúrgica con una solución de povidona yodada y coloque al animal en posición supina. Con el fijador externo colocado a lo largo del eje mediolateral, use un marcador para hacer un punto en la rodilla y un segundo punto en la cadera a lo largo de la línea medial del plano sagital. Conecte los dos puntos y use un bisturí para hacer una incisión en la piel a lo largo de la línea, cortando entre el bíceps femoral y el vasto lateral hasta que el fémur quede completamente expuesto.

Levante el periostio y use una rougina para desconectar el tejido blando del hueso. Inserte los clavos en los orificios más proximales y distales del fijador externo. Si ambos pasadores se pueden anclar, use dos retractores Senn para abrir los músculos y apriete la abrazadera de una guía de perforación en el medio del fémur, comenzando con los orificios proximal y distal, y terminando con los dos orificios centrales, pase una broca de metal de 0,6 milímetros a través del hueso para crear cuatro orificios guía.

Con un alfiler de media rosca de 0,8 milímetros, mueva el alfiler hacia adelante y hacia atrás para agrandar los cuatro orificios previos, teniendo cuidado de permanecer perpendicular al fémur. Para implantar los alfileres, utilice un portaagujas para sujetar la cabeza de cada alfiler de media rosca de 1 milímetro y hunda individualmente los alfileres para agrandar los orificios guía. Utilice un retractor Senn para confirmar que los pasadores penetran en ambas cortezas sin sobresalir más de 1 milímetro.

Cuando los pasadores estén en su lugar, conecte el fijador externo a los pasadores de media rosca, asegurándose de que el desplazamiento sea de aproximadamente 6 milímetros para permitir una costura fácil y una buena rigidez. A continuación, fije los cuatro tornillos de fijación de modo que el fijador externo quede bloqueado en los pasadores. Con un piezotomo, realice una osteotomía entre los dos clavos centrales.

Luego, usa un portaagujas Mayo-Hegar, un hilo de sutura 5-0 reabsorbible y una sutura continua para cerrar la herida. Inmediatamente después de la cirugía, se toman radiografías del animal para comprobar la profundidad de los clavos y la alineación de las extremidades osteotomizadas a lo largo del eje largo. Luego, permita que la rata se recupere por completo con monitoreo.

Después de una semana, se toman radiografías de la extremidad para volver a comprobar la posición de los clavos y la alineación de los segmentos óseos. Para realizar la distracción, gire manualmente la tuerca cuadrada media vuelta en el sentido de las agujas del reloj cada 12 horas durante 10 días. Tome radiografías de la extremidad a mitad y al final del proceso de distracción para controlar la posición de los clavos y la alineación de los segmentos óseos.

Al final de la distracción, radiografiar la extremidad semanalmente, retirando el fijador externo el día 64. En el día 66, use un bisturí para hacer una incisión en la piel a través de la cicatriz de la cirugía desde la parte superior de la cadera hasta la parte delantera de la rodilla. Corta entre el bíceps femoral y el vasto lateral hasta que el fémur quede completamente expuesto, desconectando el músculo del hueso tanto como sea posible.

Cortar todos los ligamentos de la rodilla, desmantelar la articulación y cortar la cápsula articular de la cadera. Limpie el hueso a fondo sin quitar los clavos, usando un bisturí para eliminar todo el tejido blando. Una vez limpiado el fémur contralateral, se tomen radiografías de ambos fémures.

Retire los clavos y guarde los fémures a menos 20 grados Celsius para el análisis de tomografía microcomputarizada. En este experimento representativo, las imágenes de rayos X desde inmediatamente después de la cirugía hasta el final de la consolidación, revelaron que los clavos de medio hilo dentro de los clavos del fémur permanecieron paralelos, bien conservados y sin aflojar durante todo el procedimiento, lo que indica un anclaje estable. Además, las extremidades osteotomizadas habían estado claramente bien alineadas a lo largo del eje longitudinal del hueso durante el proceso de osteogénesis por distracción.

Al final del período de latencia, no se observaron áreas calcificadas cerca de las extremidades osteotomizadas. Al final del período de distracción, algunas áreas calcificadas eran visibles cerca de las cortezas preexistentes. Después de 28 días de consolidación, la región no calcificada del espacio entre las extremidades osteotomizadas era más pequeña, y se pudo observar un callo perióstico cerca del nivel del espacio con los clavos.

Después de 47 días de consolidación, el callo regenerador quedó completamente puenteado. Después de retirar el fijador externo y dos días de soporte de peso fisiológico, los animales mostraron una marcha fisiológica y no se observaron signos de fractura. El análisis de tomografía microcomputarizada en 3D de las secciones longitudinales seriadas del callo en regeneración demostró que siempre había un puente calcificado con una cortical externa continua observada en la periferia del callo en regeneración.

Después de 49 días de consolidación, no se observó fractura a pesar de la persistencia de una región menos mineralizada en el centro del callo regenerado. Una vez dominada, esta técnica quirúrgica puede completarse en 45 minutos si se realiza correctamente. Al intentar este procedimiento, es importante recordar mantener un ambiente estéril durante la cirugía y monitorear minuciosamente al animal después de la cirugía.

Tras su desarrollo, esta técnica abrió el camino para que los investigadores en el campo de la medicina mejoraran la técnica de osteogénesis por distracción, en particular para acortar el período de consolidación en la práctica clínica. Siguiendo este procedimiento, se pueden realizar otros métodos, como la adición de factores de crecimiento o materiales de construcción, para responder preguntas adicionales, como por ejemplo, ¿se puede mejorar la consolidación del hueso? Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo realizar el alargamiento femoral en un modelo de rata utilizando estas técnicas como guía para garantizar el paralelismo entre los pines.