מגבלה אחת של מחקר פרה-קליני בתחום תיקון העצם היא היעדר שליטה ניסויית על הסביבה המכנית המקומית בתוך נגע עצם מרפא. אנו מדווחים על תכנון ושימוש בקיבוע חיצוני לתיקון עצם עם יכולת לשנות את קשיחות הקיבוע in vivo.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מגבלה אחת של מחקר פרה-קליני בתחום תיקון העצם היא היעדר שליטה ניסויית על הסביבה המכנית המקומית בתוך נגע עצם מרפא. אנו מדווחים על תכנון ושימוש בקיבוע חיצוני לתיקון עצם עם יכולת לשנות את קשיחות הקיבוע in vivo.
הסביבה המכנית סביב הריפוי של עצם שבורה היא מאוד חשובה כמו זה קובע את הדרך שבר ירפא. בעשור האחרון חלה התעניינות קלינית רבה בשיפור ריפוי עצם על ידי שינוי הסביבה המכנית באמצעות יציבות הקיבוע מסביב לפצע. אילוץ אחד ממחקר בבעלי חיים פרה קליני בתחום זה הוא חוסר שליטה ניסיונית על הסביבה המכנית המקומית בפגם מגזרי גדול כמו גם osteotomies כפי שהם לרפא. במאמר זה אנו מדווחים על העיצוב ושימוש בתופסנים חיצוניים ללמוד הריפוי של פגמי עצם מגזרי גדולים או osteotomies. מכשיר זה מאפשר לא רק לנוקשות ציריות הנשלטות על נגע העצם כפי שהוא מרפא, אבל זה גם מאפשר השינוי של קשיחות בתהליך ריפוי in vivo. הניסויים שנערכו הראו כי תופסנים הצליחו לשמור על פער פגם הירך 5 מ"מ בחולדות in vivo בכלוב בלתי מוגבלפעילות ללפחות 8 שבועות. כמו כן, אנו לא הבחנו בעיוות או זיהומים, כולל דלקות סיכה במשך כל תקופת ההחלמה. תוצאות אלו מראות כי תופסנים החיצוניים החדש שפותחו שלנו הצליחו להשיג ייצוב לשחזור וסטנדרטי, והשינוי של הסביבה המכנית של פגמי עצם גדול in vivo חולדה וosteotomies גודל השונים. זו מאשרת כי מכשיר הקיבוע החיצוני הוא גם מתאים לחקירות מחקר פרה קליניות תוך שימוש במודל חולדה בתחום התחדשות עצם ותיקון.
מספר המחקרים השתפרו ההבנה של המנגנונים הביולוגיים המעורבים בתיקון רקמות עצם 1-6 שלנו. ההשפעות של תנאים מכאניים על תיקון עצם כגון צירי, גזירה ותנועות interfragmentary (IFMs) נחקרו רבות 7-15. בשנים האחרונות, יותר ויותר מחקרים החלו לצוץ המתארים את ההשפעה של סביבה מכאנית על ריפוי עצם באמצעות שבר, osteotomy ופגם עצם מגזרי גדול במודלי vivo. לכן, יש צורך בשיטות קיבוע אמין כדי לקבל תוצאות מחקר לשחזור ואמינות.
הסביבה המכנית סביב השבר הריפוי היא מאוד חשובה כמו זה קובע את הדרך שבר ירפא. לפיכך, הבחירה של מכשיר קיבוע היא מאוד חשובה וצריך להיות שנבחרה בקפידה בהתאם לעיצוב המחקר, וגורמים אחרים כמו גודל פער והסוג של שבר. תכונות מכאניות של מכשיר הקיבועמחדש אפילו יותר חשוב כאשר לומדים ריפוי הגרמי של פגמי עצם גדולים להקים קיבעון שמספק גודל לא רק קבוע פער לאורך כל תקופת הניסוי של משקל כולל נושאים, אלא גם סביבה מכאנית אידיאלית לעצם הריפוי. תופסנים חיצוניים משמשים בדרך כלל שבבר ודגמי ריפוי גדול פגם עצם ניסיוני כי יש להם יתרון על פני מכשירים אחרים קיבעון. היתרון העיקרי של תופסנים חיצוניים הם שהם מאפשרים לשינוי של הסביבה המכנית באתר הפגם in vivo ללא התערבות משנית, אשר יכול להיות מושגת על ידי שינוי או התאמת בר היציבות של המכשיר במהלך הניסוי כ ריפוי עצם מתקדם. יתר על כן, הוא מאפשר היישום של גירוי מכאני מקומי ספציפי כדי לשפר את התיקון של עצם, וגם מספק את הפוטנציאל למדוד את הנוקשות של רקמת יבלת in vivo. אף על פי כן, ההתקנים יש גם כמה חסרונותהכולל: גירוי של רקמות רכות, זיהומים ושבירת סיכה.
לרוע המזל, שתלים כאלה לא היו זמינים "מהמדף" בעת פיתוח השתל, וחוקרים נאלצו עיצוב מותאם אישית תופסנים שלהם לשימוש מיועד. לכן, מגבלה אחת של מחקר בתחום זה היה חוסר שליטה ניסיונית על הסביבה המכנית המקומית בפגם מגזרי גדול כמו גם osteotomies כפי שהוא מרפא. המאפיינים מכאניים של תופסנים חיצוניים מוגדרים על ידי, ויכולים להיות מווסת על ידי, מספר גדול מאוד של משתנים הכוללים: המרחק בין סיכות, קוטר סיכה, חומר הסיכה, מספר הפינים, אורך בר, קיבוע, מספר בר, קיבוע, חומר תופסנים בר, עובי בר, קיבוע ואת המרחק ממשטח העצם לבר, הקיבוע (בקיזוז). באופן מפתיע, רק מיעוט מחקרים נמצא שחקרה את התרומות מכאניות של הרכיבים הבודדיםשל תופסנים או תצורות מסגרת שלמות המשמשים במחקרים במכרסמים 16,18,28. לדוגמא, התוצאות של מחקר אחד הראו כי אחד מהגורמים המרכזיים בקביעת הקשיחות הכוללת של מבנה הקיבעון נשלט על ידי הגמישות של הסיכות ביחס לקיזוז נכסי 28, קוטר וחומר. התוצאות מהמחקרים שתוארו לעיל באופן ברור מצביעות על כך שלדעת הסביבה המכנית המסופקת על ידי מכשיר הקיבוע הוא מאוד חשוב, ובכל זאת, במקרים רבים לא נחקר בפירוט. הנייר הנוכחי מדווח השתלת עיצוב, מפרטים, וin vivo של תופסנים חיצוניים המתייחס לנושא זה. תופסנים זה גם מאפשר לאפנון של הסביבה המכנית כריפוי מתקדם, רכוש, המאפשר המחקר של מיכני הרגישות של שלבים שונים של תהליך ריפוי in vivo. בנוסף, כמו גם הטלת מכונאי מקומי מבוקר ולשעתקסביבת אל, הנגישות שלה מאפשרת גם האפנון של סביבה זו בשלבים שונים של ריפוי עצם.
תופסנים עיצבנו התבססו על קיבוע חיצוני, אשר נמצא בשימוש נרחב לקיבוע שבר 16-21 ודגמי פגם גדולים בחיות מעבדה 22-27. ההבדל בין תופסנים החיצוניים שלנו והעיצובים הקיימים האחרים המדווחים בספרות הוא שבר היציבות שלהם מאובטח באמצעות ברגים שיש אחיזה הדוקה עם חוטי קירשנר (K-חוטים). סוג זה של עיצוב דורש ברגים כדי להיות retightened דו שבועי (לפעמים אפילו שבועי) כדי לוודא שהמרחק של הקיזוז נשמר כטעינה מיושמת באמצעות נשיאת משקל כדי למנוע ההתרופפות של בר היציבות. אם התרופפות כזו מתרחשת, היא מאפשרת לתנאי העמסה נוספים לא רצויים כגון זוויתי, רוחבי ותנועות גזירת torsional לעצם הריפוי (המבוסס על ניסיון אישי, תקשורת עם Researchers). ידיעה זו, תופסנים חיצוניים תוכנן ככזה שכאשר את הנוקשות של תופסנים צריכה להיות שונה, זה יושג על ידי הסרת חיבור אלמנטים המצורפים למודול העיקרי שבו סיכות ההרכבה הן מוטבע. In vivo ניסוי הפיילוט בוצע באב טיפוס תופסנים החיצוניים החדש כדי לוודא שהיא עומדת בכל דרישות שהוצעו לפני שהוא מיוצר בכמויות גדולות יותר.
המטרה העיקרית למאמר זה היא להציג שיטה כירורגית חדשה לתופסנים חיצוניים המשמשים לפגמי עצם גדולים וosteotomies בחולדה עם היכולת לשנות את קשיחות in vivo במהלך תהליך הריפוי. שיטת קיבוע זו מיושמת בvivo על femora של חולדות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
טיפול בבעלי חיים ופרוטוקולי ניסוי היו במעקב בהתאם להנחיות NIH ואושרו על ידי מרכז רפואי בבעלי חיים מוסדיים הטיפול ושימוש ועדת ישראל דיקונס, בוסטון, מסצ'וסטס. (מספר פרוטוקול: 098-2,009)
.1 הכנת חומרים ומכשירי ניתוח
2 נוהל ויישום של תופסנים חיצוני כירורגי
.3 חיצונית, קיבוע השרשה שיטת שימוש במדריך מסור
.4 חיצוני, קיבוע השרשה שיטה בלי המדריך המסור:
היישום של תופסנים החיצוניים יכול להתבצע גם ללא שימוש במדריך המסור. הצעדים מתחילים מההשתלה, הקיבוע החיצוני הם אותם עד ליחידה עם המדריך המסור נחתכה על העצם (שלב 3.1). אם לא נעשה שימוש במדריך המסור, שזה מאוד חיוני כדי לשמור על הצלחת, הקיבוע בכיוון הנכון בזמןההליך כולו היישום. עצם הירך צריכה להיות מסובב כלפי חוץ בכיוון anterolateral.
.5 שינוי חיצוני, קיבוע הנוקשות בvivo
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מפרטי עיצוב
ייצוב של עצם ירך העכברוש עם מערכת הקיבוע החיצונית מאפשר יצירת osteotomies 0.5-5 מ"מ. מערכת תופסנים החיצונית היא תופסנים נעולים חיצוניים עשויים מקיטון polyether אתר (פיק - [הגוף העיקרי]) וסגסוגת טיטניום אלומיניום ניוביום (TAN - [סיכות הרכבה]), המציע עיצוב פשוט, לשחזור ומתכוונן, והוא זמין בארבעה stiffnesses שונה: 10, 40, 70 ו100% (100% להיות סטנדרטיים, תופסנים הנוקשה ביותר (איור 7) בה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
השלבים הקריטיים ביותר של הליך כירורגי כדי ליצור פגם עצם גדול הם: 1) בחירת משקל הגוף המתאים של החולדה כדי להתאים את הגודל של תופסנים החיצוניים; 2) שמירה על סביבת סטרילית במהלך ההליך; ו 3) הבא פרוטוקול ההליך כירורגי.
המטרות העיקריות של מחקר זה היו לתכנן, לייצר ולאפיין תופסנים חיצוניים חדשים, קשיחות משתנה למודל פגם עכברוש הירך הגדול, ולהשתמש בתופסנים זה בקביעת יחסי הגומלין בין גורמים ביולוגיים ומכאניים בתהליך הריפוי...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מחבר רומנו Matthys הנו עובד RISystem AG דאבוס, שווייץ שמייצר את השתלים, מכשירי שתל ספציפיים ומתכלה בשימוש במאמר זה. יש הסופר ואידה גלאט אין אינטרסים כלכליים מתחרים.
עבודה זו נתמכה על ידי קרן AO (S-08-42G) וRISystem AG.
ברצוננו להרחיב מאוד גדול "תודה לך!" לצוות של סטפן Zeiter במחקר AO מכון דאבוס, שווייץ בשביל להיות כל כך אדיב ובמאפשר לנו להשתמש במתקנים שלהם או לצילומים של הליך כירורגים זה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| RatExFix פשוט 100% | RISystem AG דאבוס, שוויץ | RIS.612.120 | |
| RatExFix פשוט 70% | RISystem AG דאבוס, שוויץ | RIS.612.123 | |
| RatExFix פשוט 40% | RISystem AG דאבוס, שוויץ | RIS.612.121 | |
| RatExFix פשוט 10% | RISystem AG דאבוס, שוויץ | RIS.612.122 | |
| אלמנט חיבור RatExFix 100% | RISystem AG דאבוס, שוויץ | RIS.612.130 | |
| אלמנט חיבור RatExFix 70% | RISystem AG דאבוס, שוויץ | RIS.612.131 | |
| אלמנט חיבור RatExFix 40% | RISystem AG דאבוס, שוויץ | RIS.612.132 | |
| אלמנט חיבור RatExFix 10% | RISystem AG דאבוס, שוויץ | RIS.612.133 | |
| גוף | ראשי של RatExFixRISystem AG דאבוס, שוויץ | RIS.611.101 | |
| RatExFix InterlockingScrew | RISystem AG דאבוס, שוויץ | RIS.412.110 | |
| סיכת הרכבה RatExFix 0.85 מ"מ | RISystem AG דאבוס, שוויץ | RIS.412.100 | |
| מדריך מסור RatExFix 100% 5 מ"מ | RISystem AG דאבוס, שוויץ | RIS.312.100 | |
| עט Accu 6V+ | RISystem AG דאבוס, שוויץ | RIS.390.211 | |
| מקדחה ידנית | RISystem AG דאבוס, שוויץ | RIS.390.130 | |
| מקדחה 0.79 מ"מ | RISystem AG דאבוס, שוויץ | RIS.593.203 | |
| מסור תיל Gigly 0.22 מ"מ | RISystem AG דאבוס, שוויץ | RIS.590.100 | |
| מפתח תיבה מרובע 0.70 מ"מ | RISystem AG דאבוס, שוויץ | RIS.590.112 | |
| קופסה מרובעת מפתח ברגים 0.50 מ"מ | RISystem AG דאבוס, שוויץ | RIS.590.111 | |
| סיבית מרכזית 1.00 מ"מ | RISystem AG דאבוס, שוויץ | RIS.592.205 | |
| ידית להב אזמל | מדעיים עדינים | ||
| להב אזמל (גודל 15) | פישר מלקחיים מדעיים | ||
| מדעיים עדינים | |||
| מספריים | כלים | ||
| מפסק | מדעיים עדינים | ||
| מחזיק מחט | כלים | ||
| מעלית הנהאן | כלים | ||
| מלקחיים מעוקלים לחיתוך וקשירה | מדע עדין | 2 | |
| מלקחיים חבישה | כלי | 2 | |
| וילון סטרילי Fenestrated | פישר מדעי | לניתוח | |
| גזה סטרילית | פישר סיינטיפיק | לניתוח | |
| 5 מ"ל מזרק | פישר סיינטיפיק | להשקיה של מחט פגומה | |
| 24-27G | פישר סיינטיפיק | להשקיה של | |
| מזרקי אינסולין פגומים 1 סמ"ק | פישר סיינטיפיק | להזרקות תרופות | |
| מי מלח סטריליים | פישר סיינטיפיק | להשקיה פגומה בעצם | |
| כפפות סטריליות | פישר סיינטיפיק | לביצוע ניתוחים | |
| כלורוהזדין | פישר | תמיסת חיטוי מדעית | |
| תפר ויקריל 4-0 עם SH-1 | פישר סיינטיפיק | לתפירת שריר | |
| תפר אתיבונד 3-0 | פישר סיינטיפיק | לתפירת עור | |
| איזופלואור | סיגמא-אולדריץ' | להרדמה | |
| בופרנורפין | סיגמא-אולדריץ' | משככי כאבים במהלך ואחרי הניתוח | |
| צפזולין | סיגמא-אולדריץ' | אנטיביוטיקה במהלך ואחרי הניתוח | |
| עכברושי ספראג-דולי או כל זן אחר | מעבדות צ'ארלס ריבר אינטרנשיונל, בע"מ (ווילמינגטון, מסצ'וסטס, ארה"ב) |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.