Modèle de défaut osseux diaphysaire semi-segmentaire chez les rats pour évaluer la performance des substituts osseux dans les régions portantes

Nous visons à établir un modèle reproductible de défauts fémuraux afin d’évaluer la performance mécanique et ostéogénique des matériaux osseux porteurs. Le principal défi est l’absence d’un modèle standardisé de défaut porteur reproductible pour une évaluation mécanique réaliste in vivo. Pour commencer, placez le rat anesthésié en position latérale couchée sur un établi chirurgical stérile.

Rasez la zone latérale de la cuisse alignée avec la projection fémurienne et désinfectez la peau à l’aide d’une teinture à 2 % d’iode, suivie d’une teinture à 75 % d’éthanol. Drapez le site chirurgical à l’aide d’un drap fenestrado stérile pour maintenir l’asepsie. Faites une incision longitudinale cutanée de deux à trois centimètres le long du côté latéral de la cuisse.

Identifiez les muscles du droit fémoral et du vaste latéral et utilisez un ciseau droit pour séparer soigneusement les muscles le long du fascia blanc visible. Ensuite, avec un scalpel stérile jetable, réalisez une incision longitudinale le long des attaches musculaires pour accéder à la surface fémorale. Effectuer une dissection contondante à l’aide d’un élévateur périosté pour détacher les attaches musculaires et exposer complètement la diaphyse médiane du fémur.

Forez verticalement vers le bas au site du défaut avec la fraise jusqu’à ce qu’une perte soudaine de résistance soit ressentie. Agrandir le défaut en appliquant des mouvements horizontaux contrôlés de poussée-traction centrés autour du point initial de pénétration. Étendre le défaut longitudinalement le long de l’axe fémoral et latéralement le long du diamètre fémoral pour former progressivement un défaut semi-cylindrique.

Ensuite, insérez l’implant polyméthyl ou PMMA imprimé en 3D destiné aux tests mécaniques sur le site du défaut, assurant un ajustement ajusté. Ensuite, à l’aide d’un porte-aiguilles, suturez les couches musculaires avec des sutures monofilament 4-0, en veillant à éviter une tension excessive. Enfin, fermez la peau avec des points de suture interrompus et désinfectez le site chirurgical à l’aide d’une solution 2 %iota 4.

Quatre semaines après l’opération, la microtomodensitométrie a montré que les fémurs implantés avec de gélatine méthacryloyle hydrogel présentaient des défauts concaves et une ossification ectopique étendue dans la cavité médullaire. En revanche, les fémurs du groupe PMMA imprimé en 3D présentaient une morphologie externe restaurée, la zone de défaut étant soutenue par un nouvel os aligné et une ossification ectopique minimale dans la cavité médullaire. La coloration hématoxline et éosine a révélé que le groupe gélatine méthacryloyle contenait une abondance de tissu fibreux dans le défaut, avec un os extra-utérine sombre et colorant presque la cavité médullaire, sans formation périostéale visible ni continuité corticale.

Dans le groupe PMMA imprimé en 3D, l’os nouvellement formé a comblé le vide de l’échafaudage relié à l’os cortical aux bords du défaut et a été recouvert par un os périosté continu sans ossification ectopique significative dans la moelle. La coloration par immunofluorescence a montré très peu de cellules Piézo-1 positives et LepR positives dans l’os régénéré du groupe gélatine-méthacryloyle. En revanche, le groupe PMMA imprimé en 3D a montré une abondance de cellules Piézo un positives et de cellules LepR positives dans l’os nouvellement formé au site de défaut.

L’analyse quantitative a confirmé que les nombres cellulaires Piézo-1 positifs et LepR positifs étaient significativement plus élevés dans le groupe PMMA que dans le groupe gélatine méthacryloyle. Notre protocole permet une évaluation mécanique in vivo des implants sans fixation, offrant un modèle de défaut porteur simple et reproductible.