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Article de méthode

Une méthode d'anesthésie, de chirurgie et de récolte pour l'évaluation des vis transpediculaires en utilisant un

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DOI :

10.3791/55225

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31 mai 2017

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1Department of Orthopaedic Surgery, Chonbuk National University School of Medicine, Chonbuk National University Hospital, 2Department of Orthopaedic Surgery, University of Seonam College of Medicine, Presbyterian Medical Center, 3White Oaks West Animal Hospital, 4Department of Emergency Medicine, Inje University Busan Paik Hospital

Dans cet article

Résumé

Ici, nous introduisons une méthode pour évaluer les vis transpediculaires en utilisant un modèle de colonne lombaire porcine in vivo .

Résumé

La fixation par vis pédiculaire est l'étalon-or pour le traitement des maladies de la colonne vertébrale. Cependant, de nombreuses études ont rapporté la question du desserrage des vis pédiculaires après une chirurgie de la colonne vertébrale, ce qui est une préoccupation sérieuse. Pour résoudre ce problème, divers types de vis pédiculaires ont été examinés pour identifier ceux qui ont une bonne résistance à la fixation et une ostéointégration dans l'os de la colonne vertébrale. La colonne vertébrale porcine est une bonne alternative pour la colonne vertébrale humaine dans l'évaluation des vis pédiculaires en raison de la taille anatomique, des caractéristiques mécaniques et des coûts. Bien que plusieurs études aient indiqué que les vis pédiculaires sont efficaces dans le modèle porc, aucune étude n'a décrit les protocoles détaillés pour l'évaluation d'une vis pédiculaire à l'aide du modèle porcin. Ici, nous décrivons une méthode détaillée pour évaluer les vis transpediculaires en utilisant un modèle de colonne lombaire porcine in vivo . Les détails techniques pour l'anesthésie, la chirurgie de la colonne vertébrale et les récoltes fournies ici faciliteront l'évaluation de la tModèle de fixation à vis ranspedic.

Introduction

La fixation par vis transpédiculaire est un traitement de référence pour la fracture dégénérative de la colonne lombaire et l’éclatement, car elle implique trois colonnes de la colonne vertébrale et permet d’obtenir une stabilisation1,2. Cependant, la plupart des patients qui subissent une telle chirurgie souffrent également d’ostéoporose3,4. De nombreuses études ont évalué la force de fixation et l’état d’ostéointégration des vis transpédiculaires, car le desserrage des vis pédiculaires actuellement utilisées a été rapporté chez des patients atteints d’ostéoporose5,6.

La colonne porcine est similaire à la colonne vertébrale humaine en termes de taille. Il est moins cher par rapport à un modèle de primate7. De plus, une étude mécanique in vivo a démontré que la colonne porcine quadrupède est essentiellement chargée de la même manière que celle de la colonne vertébrale humaine 8, c’est pourquoi de nombreux chercheurs utilisent les épines porcines pour des études sur la prévention du desserrage des vis pédiculaires. Cependant, il faut plusieurs mois pour étudier les vis pédiculaires dans la colonne porcine, car l’identification de la stabilité à long terme des vis pédiculaires prend du temps. Afin de comparer différents types de vis dans le corps vertébral, il est nécessaire d’insérer les vis dans des positions similaires. Par conséquent, les chercheurs doivent bien connaître les techniques d’anesthésie appropriées, les protocoles chirurgicaux standardisés et les procédures de prélèvement avant d’effectuer toute expérience. Ici, nous décrivons une méthode détaillée d’anesthésie, de chirurgie et de prélèvement pour l’évaluation de la fixation de la vis pédiculaire à l’aide d’un modèle de colonne vertébrale porcine, y compris l’imagerie ex vivo, l’histologie et les tests de force.

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Protocole

Le comité institutionnel pour les soins et l'utilisation des animaux de l'Université nationale de Chonbuk a approuvé cette étude. Le traitement, l'utilisation et la manipulation des animaux ont suivi toutes les directives et les politiques. Maintenir la salle d'opération à 24 ° C.

1. Anesthésie

  1. Acclimater les porcs miniatures, âgés de 12 mois, dans l'unité expérimentale pendant au moins une semaine. Effectuer un examen clinique mesurant la fréquence respiratoire, le cœur et la température corporelle. Ne pas nourrir chaque porc miniature pendant 12 h avant la procédure d'anesthésie.
  2. Injecter de l'atropine (0,05 mg / kg) et de la ktatamin (20 mg / kg) / xylaxine (2 mg / kg) dans la région du muscle cervical latéral, derrière l'oreille, pour la prémédication.
  3. Après la sédation, appliquez fermement une bande de caoutchouc autour de la base de l'oreille et nettoyez l'oreille avec de l'alcool topique.
  4. Placez un cathéter en plastique à l'aiguille dans la veine de l'oreille et retirez la bande élastique. Confirmez que le cathéter est correctement placé. GrippeJetez le cathéter avec une solution salée héparinée et corrigez-les avec du ruban adhésif.
  5. Pour l'intubation endotrachéale, positionnez le porc miniature dans le recule sternal. Avec l'aide d'un assistant, tenez la mâchoire du cochon avec une élingue appropriée et ouvrez sa bouche.
    1. Passez la pointe du laryngoscope dans la cavité du pharynge pour déplacer l'épiglotte du palais mou. Utilisez la pointe de la lame du laryngoscope pour rendre les cordes vocales visibles et faire avancer le tube endotrachéal dans la trachée pendant l'expiration.
    2. Sentez-vous un passage libre de l'air pour une intubation appropriée et vérifiez l'auscultation de la poitrine pour les sons de respiration dans les deux côtés gauche et droit du porc miniature.
  6. Remplir le brassard avec un volume d'air approprié du tube endotrachéal avec de l'air à l'aide d'une seringue de 10 ml et fixer le tube au museau à l'aide d'un ruban adhésif.
  7. Fournir une concentration de 2,0% d'isoflurane, un anesthésique par inhalation pour une anesthésie prolongée, par l'endotrTube d'intubation transversale. Testez les réflexes cornéens et palpébrales pour confirmer l'anesthésie et utilisez une onguent sur les yeux pour éviter la sécheresse.
  8. Surveiller le système cardiovasculaire, le système respiratoire et la température corporelle pendant l'anesthésie au moins toutes les 5 minutes jusqu'à ce que le cochon miniature se rétablisse.
  9. 30 min avant la chirurgie de la colonne vertébrale, appliquer 30 mg / kg de cefazoline IV lentement, la 1ère génération d'antibiotiques de céphalosporine.
  10. Administrer 5 à 10 ml / kg / h de solution saline chaude (37 ° C) en utilisant une ligne IV pour maintenir l'homéostasie et fournir 50 μg / kg / min de fentanyl pour contrôler la douleur.
  11. Après la chirurgie de la colonne vertébrale, effectuer une extubation lorsqu'un réflexe de déglutition élevé apparaît.
  12. Prenez le cochon miniature dans une pièce et surveillez jusqu'à ce qu'il récupère de l'anesthésie. Fournir de la nourriture et de l'eau lorsque le porc miniature est totalement conscient.
  13. Appliquer 3 mg / kg d'antibiotique d'enrofloxacine avec 4,4 mg / kg de carprofène par jour pour le contrôle de la douleur pendant les 3 premiers jours.
  14. MoniPour le cochon quotidiennement jusqu'à l'enlèvement des sutures.

2. Chirurgie de la colonne vertébrale

  1. Enclenchez automatiquement les vis transpediculaires et les systèmes fixateurs postérieurs pour la stérilisation, conformément aux directives du fabricant.
  2. Raser le dos du porc miniature, à environ 10 cm du centre vers la gauche ou vers la droite, en utilisant un rasoir pendant que le porc est en position couchée. Nettoyez la peau avec une solution de povidone-iode et 70% d'alcool.
  3. Faire une incision longitudinale longitudinale du deuxième processus épineux de la colonne lombaire jusqu'à la première crête sacrale médiane à l'aide d'un scalpel. Dissection à travers le tissu sous-cutané et le fascia jusqu'à la pointe des processus épineux.
  4. Augmenter les muscles paraspales sous les stades sous-périmétiques à partir des lames sous-jacentes à l'aide d'un ascenseur Cobb. Dissectez le long du processus épineux et des lames limitées aux articulations facettes.
  5. Ouvrir le cortex superficiel du point d'entrée (qui est juste inférieur au processus mammifère de L3À L5 des deux côtés) avec une bavure ou un rongeur.
  6. Insérez la goupille de guidage sur un site ouvert, parallèlement à la plaque d'extrémité supérieure et à un angle de 20 ° par rapport au processus épineux. Définissez le point de départ idéal en utilisant des rayons X postéro-antérieurs / latéraux portables en C-bras ou portables.
  7. Insérez une sonde pédiculaire jusqu'à 25 mm selon la radiographie. Confirmer la trajectoire intra-osseuse complète par palpation du pédicule et du corps à l'aide d'un dispositif de sonde pédiculaire.
  8. Insérez six vis pédiculaires dans le pédicule préparé de L3 à L5 jusqu'à ce que la tête de vis soit bien assise. Pointez l'ouverture latérale de la tête d'implant dans la direction désirée et alignez la position horizontale avec la trajectoire de la tige.
  9. Insérez deux tiges dans les deux côtés de la tête de vis pédiculaire, respectivement. Mettez le manchon et l'écrou à la tête de la tête du pédicule à l'aide d'une poignée universelle.
  10. Serrez légèrement l'écrou à l'aide d'une clé à douille droite et serrez fermement l'écrou à l'aide d'une clé dynamométrique compacte.
  11. Confirmer les positions oF les vis pédiculaires utilisant des rayons X postero-antérieurs / latéraux portables.
    REMARQUE: Attendez que le cochon miniature se réveille et vérifie les patrons de marche et la fonction motrice du membre postérieur pour déterminer si une vis a été mal implantée.
  12. Irriger le site de chirurgie avec 3 L de solution saline normale à l'aide d'une seringue d'irrigation à bulbe avec aspiration.
  13. Placez un drain de silicone dans le site de la chirurgie et retirez la pointe de silicone. Fermer les muscles paraspinal et sous-cutané en utilisant des sutures absorbables métriques. Fermez la peau avec des sutures de nylon métriques non absorbables 2,0.
  14. Désinfectez le site de suture avec de la povidone-iode et appliquez un pansement à l'aide de gaze stérilisée et d'un ruban adhésif.

3. Procédure de récolte

  1. À 12 semaines postopératoires, injectez de la xylazine (2 mg / kg) et de la kétamine (10 mg / kg) dans la région du muscle cervical latéral, derrière l'oreille, pour la prémédication.
  2. Après la sédation, administrer 15 mg / kg de KCl directement dans la veine de l'oreilleCathéter pour l'euthanasie.
  3. Effectuer une incision longitudinale longitudinale lors de la lésion de la cicatrice chirurgicale précédente. Dissectez les tissus mous et les muscles paraspales.
  4. Exposer le processus épineux des épines lombaires, des lamelles, des tiges, des noix et des processus transversaux de L3 à L5.
  5. Retirez les écrous à l'aide d'une clé dynamométrique et des tiges. Couper l'espace disque L2-3 et l'espace disque L5-S1 à l'aide d'une scie oscillante.
  6. Dissectionnez les deux côtés de la colonne médiane et antérieure de la colonne vertébrale L3-5 avec un crochet Cobb et une pince à tourillon. Après la récolte, si la colonne vertébrale ne peut pas être testée immédiatement, enveloppez-la dans une gaze imprégnée de solution saline et conservez à -20 ° C.

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Résultats

Un protocole détaillé pour l'anesthésie, la chirurgie et la récolte pour l'évaluation des vis transpediculaires utilisant un modèle de colonne lombaire porcine in vivo est décrit ici. Ce protocole est adapté à un certain nombre d'analyses en aval, y compris les essais mécaniques ( Figure 1 ), l'évaluation quantitative par micro-CT ( Figure 2 ) et l'histologie ( Figure 3 ). Les essais mécaniques représentatifs...

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Discussion

L'évaluation des vis transpediculaires dans la colonne vertébrale nécessite beaucoup de temps et d'effort. Tout d'abord, le cochon miniature est un gros animal. Pour les soins aux animaux et l'anesthésie, le chercheur a besoin d'un protocole spécialisé. Deuxièmement, la chirurgie devrait maintenir un environnement similaire à celui de la chirurgie humaine. Le but de l'évaluation des vis du pédicule dans la colonne vertébrale du porc est de développer une vis efficace qui peut être appliquée aux h...

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n'ont rien à voir avec ce document à divulguer.

Remerciements

Cette étude a été soutenue par une subvention (CNUH-BRI-2012-02-005) financée par l'Institut de recherche biomédicale de l'hôpital universitaire national de Chonbuk (CNUH-BRI), République de Corée.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Porc miniatureOrientBio
AtropineJeilA04900241Anesthésie
Cathéter en plastique sur l’aiguilleBDREF382412Entretien de la ligne IV
KétamineYuhanA04502441Anesthésie
XylazineBayer CoréeA00800071Anesthésie
LaryngoscopeKarl storzIntubation
Sonde endotrachéaleCovidienIntubation
IsofluraneJW pharmaceutical CoA02104781Anesthésie
Pommade oculaireHanlim pharmaA37851721Protection de l’œil de porc
CefazolinDonga pharmaA01503951Antibiotiques
SalineJW pharmaceutical Co A02151392Maintien de l’homéostasie liquidienne
FentanylHana pharmC03200032Contrôle de la douleur
EnrofloxacineBayer93106-60-6  ;Antibiotiques
MorphineMyungmoon pharmaC03700091Contrôle de la douleur
MeloxicamBoehringer IngelheimA07600711Antibiotiques
Povidone iodéeHyundai pharmaPansement
Lame de scalpel taille 15Braun  ; I1 BB515Incision cutanée
Élévateur Cobb Codman65-2546Dissection de
la bavuremusculaire MedtronicFabrication du point de départ de la vis
RongeurAesculapFO515RRéalisation du point de départ de la vis
Goupille de guidage (fil K)CE01067803Guidage de la trajectoire de la vis
Bras en CGEOEC 9800 plusGuidage de la trajectoire de la vis
Appareil portable à rayons XSiemensMobile XP hybridGuidage de la trajectoire de la vis
Sonde pédiculaireOtisBiotechSPI-02-01Guidage de la trajectoire de la vis
Dispositif de sondage pédiculaireOtisBiotechSPI-03-01Guidage de la trajectoire de la vis
Vis pédiculaireOtisBiotechMS-40025
Systèmes de fixateurs postérieursOtisBiotech
Rod  ;OtisBiotechROD-60140Fixation rigide entre vis
Poignée universelleOtisBiotechSPI-08-01Pour fixer les vis à la tige
Clé à douille droiteOtisBiotechSPI-06-01Pour fixer les vis à la tige
Clé dynamométriqueOtisBiotechSPI-07-01Pour fixer les vis à la tige
Seringue d’irrigation à bulbeHyupsug medicalHS-IR-140Irrigation
Drain en siliconeSewon medical2205-006Pour drainer le liquide au niveau du site chirurgical
3.0 métrique suture résorbableEthiconBA1673HSuture musculaire
2.0 métrique non résorbable nylonEthiconW1626TSuture cutanée
GazeKingphar CoréeKP120-06
PentobarbitalHanlim pharma645301221Euthanasie
Scie oscillanteZimmerPine Harvest
Pince à tourAesculapBF461RHarvest spine
pharmaceutique

Références

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  11. Branemark, R., Ohrnell, L. O., Skalak, R., Carlsson, L., Branemark, P. I. Biomechanical characterization of osseointegration: an experimental in vivo investigation in the beagle dog. J Orthop Res. 16 (1), 61-69 (1998).
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  13. Giavaresi, G., et al. In vivo preclinical evaluation of the influence of osteoporosis on the anchorage of different pedicle screw designs. Eur Spine J. 20 (8), 1289-1296 (2011).
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  16. Busscher, I., Ploegmakers, J. J., Verkerke, G. J., Veldhuizen, A. G. Comparative anatomical dimensions of the complete human and porcine spine. Eur Spine J. 19 (7), 1104-1114 (2010).

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