Un modelo de ratón de cirugía ortopédica para el estudio de la disfunción cognitiva postoperatoria y regeneración de los tejidos

El objetivo general de estos métodos quirúrgicos es observar los efectos del trauma en la disfunción multiorgánica, específicamente la parabiosis se utilizará para la anastomosis de un ratón joven y viejo juntos, lo que resulta en un suministro de sangre compartido. A continuación, se fracturará uno de los ratones de este modelo para observar los efectos regenerativos y el efecto sobre la función cognitiva en relación con el sistema compartido del ratón joven y viejo. Estos métodos pueden ayudar a responder preguntas clave relacionadas con el campo de la inmunología, el envejecimiento, la regeneración de tejidos y la función cognitiva.

La principal ventaja del procedimiento ortopédico es la aplicabilidad clínica de estos hallazgos a las complicaciones comunes después de la cirugía, por ejemplo, el delirio y la disfunción cognitiva postoperatoria. Antes del experimento, mantenga a los ratones en un ambiente con aire acondicionado con ciclos de luz y oscuridad de 12 horas y acceso adecuado a alimentos y agua estándar. No aloje a más de cinco compañeros de camada por jaula y evite las condiciones que podrían fomentar las peleas.

Use un ratón hembra a los tres meses de edad y un ratón viejo a los 17 meses de edad. Para la parabiosis, aclimate a dos ratones juntos durante al menos dos semanas antes de la cirugía. Revise la condición corporal y la apariencia general de los ratones a diario.

Para prepararse para la cirugía, pesa a los dos ratones. Después de administrar anestesia general, coloque a los ratones en una almohadilla térmica en posición supina. Por último, mantenga el nivel correcto de anestesia para cada ratón.

A continuación, afeita a cada uno de los dos ratones a lo largo de una línea continua desde el codo, el flanco y la rodilla del lado que se va a unir. Desinfecte con yodo más un exfoliante cutáneo con 70% de alcohol durante tres ciclos alternos en preparación para la incisión. Comenzar administrando analgesia después de la inducción y antes de la manipulación quirúrgica.

Inyecte bupivacaína al 0,25% en los flancos justo antes de abrir. En cada ratón, use un bisturí para hacer una incisión en la piel a lo largo del flanco que vaya desde la proximal hasta la proximal al codo y sin perturbar los músculos debajo de la piel. Unir los tríceps de los animales con dos suturas interrumpidas.

A continuación, une las paredes del cuerpo a lo largo de los flancos con una sutura continua de siete a nueve pasadas. A continuación, unir los cuádriceps del animal con dos suturas interrumpidas y cerrar la piel de los dos parabiontes con suturas interrumpidas. Suturas interrumpidas completas con el ratón en posición prona.

Permita que los ratones se despierten en el aire ambiente. Aloje cada par individualmente y asegúrese de monitorear los pares diariamente realizando una puntuación de la condición corporal dos veces por semana y pesando los pares dos veces por semana. Por último, permita cuatro semanas de tiempo de recuperación para garantizar la circulación compartida entre los parabiontes si se realiza una cirugía de fractura de tibia.

A continuación, afeitar la cara medial de la extremidad trasera derecha del ratón para exponer la zona quirúrgica y desinfectar con yodo más un exfoliante cutáneo con alcohol al 70% durante tres ciclos alternos. Comenzar administrando analgesia después de la inducción y antes de la manipulación quirúrgica. Inyecte bupivacaína al 0,25% en el sitio quirúrgico proximal a la rodilla justo antes de la apertura.

Mantener un campo quirúrgico estéril durante todo el procedimiento mediante el uso de instrumentos esterilizados en autoclave. Haga una incisión con unas tijeras proximales a la rodilla a lo largo de la cara medial de la extremidad posterior derecha hasta la diáfisis media de la tibia en el ratón izquierdo. Exponga el eje medio de la tibia y localice visualmente la diáfisis.

Flexiona la rodilla y visualiza la meseta tibial utilizando el ligamento patelofemoral como punto de referencia. Visualiza el tendón rotuliano. A continuación, perfore manualmente un orificio en el canal intramedular con una aguja de calibre 25 con un movimiento giratorio del dedo y el pulgar.

A continuación, inserte un alfiler de acero inoxidable de 0,38 milímetros a través del orificio unos 15 milímetros en la cavidad medular hasta que se sienta resistencia y corte la carne con la meseta tibial con un cortador de alambre. A continuación, utilice unas tijeras de unión recta para fracturar la diáfisis media de la tibia. Observe visualmente el sitio de la fractura y los tejidos adyacentes para inspeccionar la estabilización del sitio de la fractura.

A continuación, cierre la piel con grapas dérmicas. Por último, inyecte un mililitro de solución salina normal precalentada a 37 grados centígrados por vía subcutánea en cada ratón para la reposición de líquidos. Coloque a los ratones en almohadillas térmicas para que se recuperen antes de devolverlos a una jaula casera limpia.

Revise a los ratones diariamente para detectar signos de cojera, infección o sangrado. Las radiografías de la tibia fracturada de la diáfisis media indicaron más deposición de tejido en los callos de fractura de ratones jóvenes que en los callos de fractura de ratones envejecidos. Además, los callos de fractura de ratones jóvenes contenían más hueso y menos tejido fibrótico que los callos de fractura de ratones envejecidos.

La cirugía de fractura tibial indujo una mayor neuroinflamación del hipocampo en ratones de 20 meses de edad en comparación con ratones de cuatro meses de edad. Además, los ratones después de la cirugía también muestran deficiencias en la función de memoria dependiente del hipocampo, por ejemplo, utilizando la evaluación conductual del condicionamiento del miedo. La exposición a una circulación juvenil mejoró la reparación ósea con una unión más temprana, aumentó la deposición ósea y disminuyó la fibrosis.

Este rejuvenecimiento de la regeneración ósea se produjo independientemente de los osteoblastos endógenos osteocalcina positivos, sino que se basó en células CD45 positivas que migraron desde el joven parabionte. Una vez dominada, la técnica de parabiosis se puede realizar en 1-1/2 horas y el modelo de fractura tibial se puede realizar en 15 minutos. Si es necesario, los dos procedimientos también se pueden realizar de forma independiente entre sí.

Al intentar el procedimiento de fractura de tibia, es importante mantener un campo quirúrgico esterilizado y garantizar la colocación adecuada del clavo y la osteotomía adecuada. Por último, recuerde vigilar cuidadosamente a los ratones durante toda la vida útil del estudio. Después de ver este video, debe tener una buena comprensión de cómo realizar el modelo de parabiosis y la cirugía de fractura tibial.