Modèle calvarial de l'augmentation osseuse dans le lapin pour l'évaluation de la croissance osseuse et la néovascularisation dans les matériaux de substitution osseuse

Ici, nous présentons un protocole chirurgical pour les lapins dans le but d’évaluer les matériaux de substitution osseuse en termes de capacités de régénération osseuse. Le principe de base de ce modèle calvarial lapin est de cultiver de nouveaux tissus osseux verticalement sur le dessus de la partie corticale du crâne. Ce modèle permet d’évaluer les matériaux de substitution osseuse pour la régénération osseuse orale et craniofaciale en termes de soutien à la croissance osseuse et de soutien à la néovascularisation.

Le modèle est très important pour évaluer la régénération osseuse car il mesure la croissance ectopique du nouveau tissu osseux au-dessus de l’os mature. Par rapport aux modèles traditionnels, dans lequel de nouveaux os se régénère pour combler le défaut qui a été artificiellement créé pour finalement revenir à son niveau initial. En utilisant de grands cylindres fixés sur les crânes de lapin, l’ostéoconduction, l’ostéoinduction, l’ostéogenèse et la vasculargenèse induites par les matériaux peuvent être évaluées soit sur des animaux vivants ou sacrifiés.

Laurin Marger, associé de recherche de notre laboratoire, et moi-même ferons la démonstration de la procédure. Après avoir sédation les animaux, placez une canule intraveineuse dans la veine marginale de l’oreille et gardez-la fermée jusqu’à ce que l’intubation soit complète. Placez le lapin en position couchée et maintenez sa tête dans l’extension verticale.

Anesthésier la trachée localement en pulvérisant 10% de lidocaïne. Glissez un tube en endotrachéal de petit diamètre dans la trachée du lapin jusqu’à ce que le flux d’air puisse être entendu dans le tube. Cela ouvrira le larynx et facilitera l’insertion du tube définitif.

Ensuite, insérez un guide dans le tube pour fixer la position du tube dans la trachée. Retirez le tube de petit diamètre et faites glisser le tube endotracheal définitif sur le guide. Retirez le guide et gonflez le ballon à l’extrémité du tube enchracheal pour sceller et bloquer l’appareil dans la trachée.

Profuse continuellement de fentanyl pour induire l’analgésie. Deux à quatre milligrammes par kilogramme de propofol pour induire l’anesthésie et quatre millilitres par kilogramme par heure d’acétate de sonneries pour maintenir des conditions isovolumétriques. Ventilez immédiatement l’animal avec 3% de sevoflurane dans l’oxygène pur.

Tout d’abord, placez le lapin sur un coussin chauffant réglé à 39 degrés Celsius sur la table de chirurgie, et placez la sonde de température rectale. Rasez le cuir chevelu. Frotter la peau avec de l’iode providone à 10% pour désinfecter le site.

Ensuite, drapez le lapin d’un drapé chirurgical stérile et découpez une zone d’accès au crâne. Désinfecter le site chirurgical avec 10% d’iode providone une deuxième fois. Pour commencer, anesthésier localement avec une injection sous-cutanée de lidocaïne sur le crâne.

Utilisez le scalpel pour incise à travers la peau le long de la ligne sagittale calvariale des orbites à la protubérance occipitale externe, en s’assurant que le périoste est incisé. Utilisez un ascenseur périostéral pour élever doucement le périoste des deux côtés de l’incision. Rincer le site avec de la solution saline stérile.

Tout d’abord, localiser les médias et les sutures coronaires sur le crâne. Notez que ces lignes anatomiques forment une croix. Les cylindres seront placés dans chacun des quadrants définis par la croix, assurant que le bord du cylindre n’est pas au-dessus de la suture.

Placez le premier cylindre sur le quadrant supérieur gauche en posant l’appareil aussi plat que possible. Fixez la position du cylindre avec une forte pression de la main et vissez dans une vis micro jusqu’à ce que la résistance soit ressentie. Assurez-vous que la tête de vis est rincée avec l’onglet cylindre.

Fixez l’autre onglet du cylindre de la même façon pour fixer le cylindre fermement sur le crâne. Assurez-vous que le cylindre est hermétiquement fixé à l’os. Répétez ensuite toute cette procédure pour fixer un cylindre sur chacun des trois autres quadrants.

Pour commencer, percer un trou intermède sous irrigation saline avec une bavure ronde sur l’os au centre de la zone circonscrite par le cylindre. Assurez-vous que le saignement apparaît. Ensuite, percez deux autres trous intermèdes le long de l’axe en passant par les deux vis d’onglet aux bords intérieurs du cylindre.

Le long de la hache perpendiculaire, percer deux autres trous intermèdes aux bords intérieurs du cylindre. Répétez ce processus de forage pour les trois autres cylindres. Ensuite, remplissez le premier cylindre à ras bord avec l’échantillon de matériau.

Fermez le cylindre en ajustant le bouchon. Répétez ce processus de remplissage pour les trois autres cylindres. Fermez la peau au-dessus des cylindres avec une suture intermittente non résorbable et appliquez un pansement pulvérisable sur la plaie.

Après cela, arrêter l’analgésie et l’approvisionnement en anesthésie et vérifier la récupération de la respiration autonome. Une fois que l’animal a retrouvé une respiration autonome, arrêtez la ventilation. Maintenir l’animal sous oxygène pur avant l’éveil complet.

Injecter de l’hydrochlorure de buprésophine sous-cutanée. Répétez l’injection toutes les six heures pendant trois jours sous forme d’analgésie post-chirurgicale. Laissez l’animal se réveiller complètement avant de le transférer dans son logement habituel avec de l’eau et une alimentation complète.

Le modèle décrit dans cette vidéo est consacré à l’évaluation de l’ostéoconduction, de l’ostéoinduction, de l’ostéogenèse et de la néovascularisation chez les substituts osseux. Une fois la chirurgie terminée, la croissance osseuse peut être surveillée à différents moments en utilisant la tomographie osseuse sur des animaux vivants. Une analyse supplémentaire exige que les animaux soient sacrifiés.

Après l’euthanasie, les échantillons sont sectionnés et les cylindres sont soigneusement enlevés. Les biopsies sont ensuite fixées avec une solution de 4% de formaldéhyde dans PBS. Après cela, la microtomographie peut être utilisé pour évaluer la croissance osseuse.

Des échantillons peuvent également être traités pour la coloration histologique. L’analyse histomorphométrique et les taches spécifiques sont alors possibles pour compléter l’analyse plus spécifiquement. Comme ce protocole est une méthode chirurgicale, toutes les étapes sont critiques et doivent être suivies correctement.

Il est important d’être formé pour des expériences sur des animaux, en particulier dans la manipulation et l’anesthésie des lapins. Outre les méthodes décrites, les cellules peuvent être analysées plus spécifiquement en utilisant la cytométrie de flux. L’évolution des matériaux, la maturation des tissus osseux et la mécanique peuvent également être évaluées à l’aide de nano indentation, par exemple.

À l’aide de ce modèle, de nombreuses évaluations ont été effectuées. Comme par exemple, pour les cages en titane ou en céramique, les membranes GBM, les facteurs ostéogéniques, les substituants nouveau-nés ou le mécanisme de néovascularisation pendant le processus de régénération osseuse.