Un protocole efficace et reproductible pour Distraction ostéogénèse dans un modèle de Rat conduisant à un fémur régénéré fonctionnel

L’objectif global de ce protocole est d’induire de manière reproductible et efficace l’ostéogenèse de distraction fémorale dans un modèle de rat afin d’évaluer la régénération osseuse fonctionnelle. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine de la médecine de l’ostéogenèse sur la détermination et le raccourcissement de la période de consolidation ou sur l’identification du mécanisme de réparation osseuse. Le principal avantage de cette technique est essentiel pour savoir qui a fabriqué le fixateur externe et pour guider qui effectue la chirurgie, fournir un environnement stable pour une régénération osseuse optimale.

Les implications de cette technique s’étendent à tous les allongements thérapeutiques des membres supérieurs et inférieurs ou des défauts osseux qui se produisent après une chirurgie d’excision de tumeur osseuse. La démonstration de la procédure est faite par Edouard Lamy, un professeur de pharmacie de mon laboratoire. Commencez par placer un rat Sprague Dawley mâle anesthésié de 12 semaines en position latérale gauche et retirez les poils du membre postérieur droit.

Après avoir appliqué une pommade oculaire, désinfectez la zone chirurgicale avec une solution de povidone iodée et placez l’animal en position couchée. Avec le fixateur externe positionné le long de l’axe médiolatéral, utilisez un marqueur pour faire un point au niveau du genou et un deuxième point à la hanche le long de la ligne médiale du plan sagittal. Reliez les deux points et utilisez un scalpel pour faire une incision cutanée le long de la ligne, en coupant entre le biceps fémoral et le vaste latéral jusqu’à ce que le fémur soit complètement exposé.

Soulevez le périoste et utilisez une rougine pour déconnecter les tissus mous de l’os. Insérez les broches dans les trous les plus proximaux et distaux du fixateur externe. Si les deux goupilles peuvent être ancrées, utilisez deux écarteurs de Senn pour ouvrir les muscles et serrez la pince d’un guide de forage au milieu du fémur, en commençant par les trous proximaux et distaux, et en terminant par les deux trous du milieu, passez un foret métallique de 0,6 millimètre à travers l’os pour créer quatre trous de guidage.

À l’aide d’une goupille demi-filetée de 0,8 millimètre, faites tourner la goupille d’avant en arrière pour agrandir les quatre pré-trous, en prenant soin de rester perpendiculaire au fémur. Pour implanter les goupilles, utilisez un porte-aiguille pour saisir la tête de chaque goupille à demi-filetage de 1 millimètre et enfoncez individuellement les goupilles pour agrandir les trous de guidage. Utilisez un écarteur de Senn pour confirmer que les broches pénètrent dans les deux cortex sans dépasser de plus de 1 millimètre.

Lorsque les goupilles sont en place, connectez le fixateur externe aux goupilles demi-filetées, en veillant à ce que le décalage soit d’environ 6 millimètres pour permettre une couture facile et une bonne rigidité. Fixez ensuite les quatre vis de blocage de manière à ce que le fixateur externe soit verrouillé sur les goupilles. À l’aide d’un piézotome, effectuez une ostéotomie entre les deux broches centrales.

Ensuite, utilisez un porte-aiguille Mayo-Hegar, un fil de suture résorbable 5-0 et un point continu pour fermer la plaie. Immédiatement après la chirurgie, faites une radiographie de l’animal pour vérifier la profondeur des broches et l’alignement des extrémités ostéotomisées le long de l’axe long. Laissez ensuite le rat se rétablir complètement grâce à la surveillance.

Au bout d’une semaine, faites une radiographie du membre pour revérifier le positionnement des broches et l’alignement des segments osseux. Pour effectuer la distraction, tournez manuellement l’écrou carré d’un demi-tour dans le sens des aiguilles d’une montre toutes les 12 heures pendant 10 jours. Radiographie du membre à mi-chemin et à la fin du processus de distraction pour surveiller le positionnement des broches et l’alignement des segments osseux.

À la fin de la distraction, faites une radiographie hebdomadaire du membre, en retirant le fixateur externe au 64e jour. Au 66e jour, utilisez un scalpel pour faire une incision cutanée à travers la cicatrice chirurgicale du haut de la hanche à l’avant du genou. Coupez entre le biceps fémoral et le vaste latéral jusqu’à ce que le fémur soit complètement exposé, en déconnectant le muscle de l’os autant que possible.

Coupez tous les ligaments du genou, démontez l’articulation et coupez la capsule articulaire de la hanche. Nettoyez soigneusement l’os sans retirer les broches, à l’aide d’un scalpel pour enlever tous les tissus mous. Lorsque le fémur controlatéral a été nettoyé, faites une radiographie des deux fémurs.

Retirez les broches et stockez les fémurs à moins 20 degrés Celsius pour l’analyse par micro-tomodensitométrie. Dans cette expérience représentative, l’imagerie par rayons X immédiatement après l’opération jusqu’à la fin de la consolidation a révélé que les broches semi-filetées à l’intérieur des broches du fémur restaient parallèles, bien préservées et desserrées tout au long de la procédure, ce qui indique un ancrage stable. De plus, les extrémités ostéotomisées avaient clairement été bien alignées le long de l’axe longitudinal de l’os pendant le processus d’ostéogenèse de distraction.

À la fin de la période de latence, aucune zone calcifiée n’était visible près des extrémités ostéotomisées. À la fin de la période de distraction, quelques zones calcifiées étaient visibles à proximité des cortex préexistants. Après 28 jours de consolidation, la région non calcifiée de l’espace entre les extrémités ostéotomisées était plus petite et un cal périosté a pu être observé près du niveau de l’espace avec les broches.

Après 47 jours de consolidation, le cal régénérant a été complètement comblé. Après le retrait du fixateur externe et deux jours de mise en charge physiologique, les animaux ont montré une démarche physiologique et aucun signe de fracture n’a pu être observé. L’analyse par micro-tomodensitométrie 3D des sections longitudinales en série du cal régénérant a démontré qu’un pontage calcifié était toujours présent avec un cortex externe continu observé à la périphérie du cal régénérant.

Après 49 jours de consolidation, aucune fracture n’a été observée malgré la persistance d’une région moins minéralisée au centre du cal régénéré. Une fois maîtrisée, cette technique chirurgicale peut être réalisée en 45 minutes si elle est réalisée correctement. Lors de cette procédure, il est important de se rappeler de maintenir un environnement stérile pendant la chirurgie et de surveiller minutieusement l’animal après la chirurgie.

Après son développement, cette technique a ouvert la voie aux chercheurs dans le domaine de la médecine pour améliorer la technique de l’ostéogenèse de distraction, en particulier pour raccourcir la période de consolidation dans la pratique clinique. Après cette procédure, d’autres méthodes telles que l’ajout de facteurs de croissance ou de matériaux de construction peuvent être effectuées pour répondre à des questions supplémentaires telles que la consolidation de l’os. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon d’effectuer un allongement fémoral dans un modèle de rat en utilisant ces techniques comme guide pour assurer le parallélisme entre les broches.