מיקום שתלים במודל חולדה הוא הליך ניסיוני חיוני למחקר קליני. מחקר זה מציג פרוטוקול כירורגי מקיף להשתלת שתלי טיטניום בשוקה של מודלים של חולדות עם סוכרת ואוסטאופורוזיס.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מיקום שתלים במודל חולדה הוא הליך ניסיוני חיוני למחקר קליני. מחקר זה מציג פרוטוקול כירורגי מקיף להשתלת שתלי טיטניום בשוקה של מודלים של חולדות עם סוכרת ואוסטאופורוזיס.
החולדה משמשת מזה זמן רב כמודל בעל ערך ברפואת שיניים ובאורתופדיה, במיוחד בחקר יחסי הגומלין בין ביו-חומרים לרקמת עצם. השוקה של החולדה נבחרת לעתים קרובות בשל הגישה הכירורגית הקלה שלה דרך שכבות רקמה דקות (עור ושריר) והצורה השטוחה של פניה המדיאליות, מה שמקל על החדרה כירורגית של מכשירים תוך אוסיים. בנוסף, מודל זה מאפשר השראת מחלות ספציפיות, תוך חיקוי מצבים קליניים שונים כדי להעריך תגובות ביולוגיות למצבי שתל שונים כמו גיאומטריה, מרקם פני השטח או רמזים ביולוגיים. עם זאת, למרות המבנה קליפת המוח החזק שלה, התקנים intraosseous מסוימים עשויים לדרוש התאמות בעיצוב ובגודל עבור השתלה מוצלחת. לכן, קביעת שיטות כירורגיות סטנדרטיות למניפולציה של רקמות רכות וקשות באזור ההשתלה חיונית להבטחת מיקום תקין של שתלים או מכשירי בורג, במיוחד בתחומים כמו רפואת שיניים ואורתופדיה. מחקר זה כלל שמונים חולדות Sprague Dawley שחולקו לשתי קבוצות בהתבסס על מחלותיהן: קבוצה 1 עם אוסטאופורוזיס וקבוצה 2 עם סוכרת מסוג 2. ההשתלות בוצעו לאחר 4 שבועות ו -12 שבועות, כאשר אותו מנתח עוקב אחר טכניקה כירורגית עקבית. נצפתה תגובה ביולוגית חיובית, המעידה על אוסאואינטגרציה מלאה של כל השתלים שהונחו. תוצאות אלה מאמתות את הצלחת הפרוטוקול הניתוחי, אשר ניתן לשכפל למחקרים אחרים ולשמש אמת מידה לקהילת הביו-חומרים. יש לציין כי ערכי האוסאואינטגרציה נותרו יציבים הן לאחר 4 שבועות והן לאחר 12 שבועות עבור שני מודלי המחלה, מה שמראה שילוב עמיד של השתל לאורך זמן ומדגיש יצירת חיבור עצם אינטימי כבר בגיל 4 שבועות.
הבחירה הנפוצה של חולדות כנבדקים ניסיוניים נובעת מהעובדה שהן קלות לגידול וזולות יחסית בהשוואה למודלים גדולים יותר של בעלי חיים. הופעתם של הליכים חדשים, כגון רבייה אמינה של הפרעה, למשל, אוסטאופורוזיס או סוכרת, הופכת מודל זה שימושי במיוחד לניתוח השימוש הפוטנציאלי בטיפולים ו / או השפעת המחלה בתגובה הביולוגית לתרופות ומכשירים כירורגיים או הליכים 1,2.
העלייה במסת העצם של החולדה מתרחשת בעיקר במהלך 6 החודשים הראשונים לחיים, אם כי כמה חוקרים מאמינים כי העצם הארוכה גדלה כל הזמן במשך שנה לפחות עם עלייה הדרגתית באורך1. עם ההזדקנות, יש מעבר מדוגמנות לשיפוץ, אשר אינו מתרחש בכל המקרים באופן שווה לאורך העצמות2. נקבות חולדות Sprague Dawley גדלות לאט יותר מחולדות זכרים ומשיגות שיא משקל נמוך יותר מחולדות זכרים1. התארכות עצם מתמשכת ודינמיקה מגוונת של עיצוב עצם בחולדות הם גורמים שיש לקחת בחשבון כאשר מטפלים בבעיות בריאות האדם; עם זאת, עדיין לא ניתן למצוא מחקר ניסיוני שמראה התפתחות עצם חולדה לכל החיים או חוסר יכולת של המין לעצב מחדש עצם1. אם הניסוי מתחיל בסביבות גיל 10 חודשים, יש להשאיר שוליים של לפחות 1 מ"מ מלוחית הגדילה של השוקה ללא פגע עקב צמיחת עצם אורכית זו, נושא שיש לשקול במחקרי שתלים דנטליים2. הורמונים הם גם פרמטר מרכזי במחקר העצם, שכן בגיל 8 חודשים, חולדות זכרים נמצאו בעלי רוחב עצם גדול יותר ב-22% וכוח שבירה גדול ב-33% מאשר נקבות בשוקה3.
לכן שכפול אמין של הפרעה חשוב מאוד באורתופדיה וברפואת שיניים עם שתלים, שכן אוסאואינטגרציה של בורג אורתופדי או שתל דנטלי היא תהליך מורכב התלוי בגורמים רבים המשפיעים על התגובה המערכתית להשתלת המכשיר בעצם. הפרעות סיסטמיות כמו אוסטאופורוזיס וסוכרת ידועות כמשפיעות על שיעור ההצלחה באורתופדיה וברפואת שיניים עם שתלים, ולכן ניתן ליישם את השכפול האמין של הפרעות אלה במודלים של חולדות כדי לחקור דרכים להתגבר על מגבלות אלה.
טיביה של חולדה, בשל הגישה הכירורגית הקלה, נפח העצם המתון והצורה השטוחה על הצלחת המדיאלית, הופכת אותה למתאימה לניסויי השתלת עצם כירורגיים 4,5, והיא שימשה במחקרים רבים שבדקו את ההשפעות של משטח השתל על אוסאואינטגרציה 4,5,6. מספר גדל והולך של מחקרים מעריכים את ההשפעות על אוסאואינטגרציה של ציפויים וחומרים שנוספו למשטח השתל הן בבעלי חיים בריאים7 והן בבעלי חיים פגועים הסובלים מסוכרת או אוסטאופורוזיס 8,9,10,11,12,13,14.
מספר מכשירי השתל המוצבים בשוקה של חולדה אחת מוגבל ויכול להשתנות בהתאם לסוג המחקר. בהתאם למספר השתלים או תנאי המחקר, יש להתאים את מידות המכשירים כדי למזער טראומה כירורגית. במחקרים עם שתל אחד, ניתן להציב שתל כמעט בגודל אנושי (קוטר 2.0 מ"מ ואורך 4 עד 5 מ"מ), ולעגון דו-קורטיקלי ניתן להשיג 6,7,15,16. מידות השתלים בפרוטוקולים מרובי שתלים צריכות לאמץ גודל שתל מתאים (קוטר 1.5 מ"מ ואורך 2.5 מ"מ)4,17.
המחקר הנוכחי נועד לתאר פרוטוקול כירורגי סטנדרטי למיקום שתל טיטניום על השוקה של שני מודלים של חולדות: אוסטאופורוזיס ומודל חולדות סוכרת. יתר על כן, מחקר זה מאפשר לבחון את הפרוטוקול הכירורגי כדי להעריך סוגים שונים של ביו-פונקציונליזציה של פני השטח של השתל והשפעתו על אוסאואינטגרציה.
מדגם של 80 חולדות חולק לשתי קבוצות. בקבוצה 1 נבחרו 40 נקבות Sprague Dawley שעברו כריתת שחלות ו-5 חיות דמה, עם משקל ממוצע של 484 גרם וגיל ממוצע של 12 שבועות. בהתבסס על המלצות ספקים (ראו טבלת חומרים), שלושה חודשים לאחר הסירוס, החל הניסוי. תקופת המתנה זו הבטיחה את היעלמותם של הורמוני המין. אוסטאופורוזיס אושרה בזמן הניתוח בהתבסס על ניתוח עצם טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת (micro-CT), אשר שיקף ממוצע של 20% אובדן עצם בהשוואה לקבוצת דמה. קבוצה 2 כללה 40 חולדות BBDR (Bio Breeding Diabetes Resistant) מהונדסות-גנטית עם סוכרת מסוג II. המשקל הממוצע היה 730 גרם, והגיל הממוצע היה 12 שבועות. לפני הניתוח, מצב הסוכרת אושר עם שלושה ימים רצופים של מדידות גלוקוז עם תוצאות גבוהות מ 200 מ"ג / ד"ל. גלוקוז נמדד עם גלוקומטר ב 6 שעות של צום, וטיפת דם נאספה על ידי ניקוב זנב.
נעשה שימוש בשתלי טיטניום דרגה 3 באורך 2 מ"מ ובקוטר 1.8 מ"מ. כל השתלים עוקרו בתנאי חדר נקי, על ידי ניקוי אולטרה-סאונד בציקלוהקסאן (3 פעמים למשך 2 דקות), אצטון (פעם אחת למשך דקה), מים נטולי יונים, (3 פעמים למשך 2 דקות), אתנול (3 פעמים למשך 2 דקות) ואצטון (3 פעמים למשך 2 דקות) באמצעות אמבט אולטרסאונד (230 וולט AC , 50/60 הרץ, 360 ואט). לאחר מכן, הדגימות יובשו בגז חנקן, וקרן חנקן בעוצמה של 0.5 בר הופעלה ישירות על הדגימות. לפני ההשתלה, השתלים הושרו תחילה במים שעברו דה-יוניזציה ולאחר מכן הוטבלו באתנול 70% (v/v) למשך 10 דקות. לאחר מכן הועברו השתלים לצינורות מיקרוצנטריפוגות סטריליות, והוחזקו בתנאים סטריליים עד לניתוח.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הליכי הניסוי נערכו בהתאם להנחיות הקהילה האירופית להגנה על בעלי חיים המשמשים למטרות מדעיות (דירקטיבה 2010/63/EU) כפי שיושמו בחוק הספרדי (צו מלכותי 53/2013) ובתקנות Generalitat de Catalunya (צו 214/97). אישור אתיקה לכל הנהלים והטיפול בבעלי חיים התקבל מוועדת האתיקה לניסויים בבעלי חיים של מכון ואל ד'חברון דה רצ'רקה (מספר רישום 72/18 CEEA). עבור המודל האוסטיאופורוטי, נקבות חולדות Sprague Dawley עם משקל ממוצע של 484 גרם וגיל ממוצע של 12 שבועות נוצלו. באשר למודל הסוכרתי, הועסקו חולדות BBDR (עמידות לסוכרת בגידול ביולוגי) מהונדסות, בעלות משקל ממוצע של 730 גרם וגיל ממוצע של 12 שבועות. כל בעלי החיים הגיעו מספק מסחרי. הפרטים הספציפיים של בעלי החיים, הריאגנטים והציוד שנעשה בהם שימוש במחקר מפורטים בטבלת החומרים.
1. הרדמה/פרמקולוגיה והכנת בעלי חיים
2. הכנה לניתוח
3. ניתוח
4. סריקת מיקרו-CT
5. טיפול לאחר הניתוח
6. המתת חסד
7. ניתוח לאחר ניתוח
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
שלב כירורגי
חשוב להזכיר כי שני המודלים של בעלי חיים המשמשים במחקר זה מציגים אילוצים מסוימים עקב מחלות המושרות. אילוצים אלה לגבי מניפולציה של רקמות קשות ורכות באים לידי ביטוי במהלך ההליך הכירורגי.
במודל הסוכרתי, החולדה גדולה יותר, מה שמקשה על ייצוב הרגליים במהלך הליכים כירורגיים. זה מגדיל את זמן הניתוח, וכתוצאה מכך, את זמן ההרדמה, אשר דורש זמן התאוששות ארוך יותר, ולכן, דורש ערנות רבה יותר בתקופה שלאחר הניתוח.
באשר למודל אוסטיאופורוטי, הדרישות היו ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למרות שהחולדה היא מודל נפוץ לחקר אוסאואינטגרציה, חשוב להגדיר ולתאר טכניקה כירורגית הניתנת לשחזור להנחת שתלים כראוי. טכניקה כזו יכולה לשמש מדריך לקהילה המדעית. יתר על כן, העובדה כי מחלות מסוימות, כגון אוסטאופורוזיס וסוכרת, לשנות את חילוף החומרים עצם מרמז על דרישות חזקות יותר לתכנון נכון של הליכים כירורגיים. החולדה משתווה לטובה עם מודלים אחרים של בעלי חיים מכיוון שהיא מציגה את המאפיינים העיקריים הן של אוסטאופורוזיס (שברים ספונטניים ובעלי השפעה נמוכה) והן של סוכרת והשמנת יתר הנגרמת על ידי ד...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אנו מצהירים בזאת כי אין ניגוד עניינים בנוגע למאמר מדעי זה.
המחברים מודים לסוכנות המחקר הממלכתית הספרדית על התמיכה הכספית באמצעות פרויקטים PID2020-114019RBI00 ו- PID2021-125150OB-I00.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 22 מחטי G + A2: C30 | Terumo | NN-2238R | |
| 4/0 מונופילמנט תפר סינטטי נספג | בראון ( MonoSyn) | ||
| 5 מ"ל, 10 מ"ל מזרקים | בראון | 4617100V-02 4606051V | |
| מלקחיים אדסון | אנט ואטילדה; o | סימוכין רפואי: A586 | |
| BBDR (ביו-רבייה עמידה לסוכרת) Sprague Dawley Rats | Janvier Labs | ||
| Betadine | Mylan | ||
| Buprecare | Animalcare (בריטניה) | ||
| Castroviejo קליפר 0-40 מ"מ 15 ס"מ זוויתי | UL AMIN Industries | ||
| Castroviejo מחזיק מחט | Antã o | סימוכין רפואי: AM1702 | |
| מספריים לניתוחי שיניים מעוקלים וישרים | ; o מכונת גילוח חשמלית | רפואית AMA603 / AMA600 | |
| Oster Pro 3000i | 34264482227 | ||
| מלקחיים עדינים במיוחד | F.S.T | Ref: 11150-10 | |
| רפידות גזה | COVIDIEN | 441001 | |
| גלוקומטר | מנאריני (איטליה) | ||
| מקדחה הליקואידית / מקדחה אוסטאו-פין ואוסלאש; 1.6 מ"מ | soadco | Ref. OS-8001 | |
| שתלים / בורג OSTEO-PIN Ø 1.8 x 2.0 מ"מ | Soadco | Ref. OS-3 | |
| Isoflo | Le Vet Pharma (הולנד) | ||
| מקדחת פיילוט לאנס / מקדחה Lanceolate (DS) | soadco | Ref. 10 02 01 T | |
| כפפות לטקס - כפפות כירורגיות סטריליות | Hartmann | Ref: 9426495 | |
| Lucas Surgical Curette | Antã o | סימוכין רפואי: AMA940-3 | |
| Metacam | Boehringer Ingelheim (גרמניה) | ||
| מיקרו מלקחיים ישרים | nopa Ref: AB 542/12 | ||
| סריקת מיקרו-CT ( Quantum Fx microCT ) | פרקין אלמר (ארה"ב) | ||
| אוסטאופורוטי ספראג דולי נקבות חולדות | Janvier Labs | ||
| מעלית פריוסטאלית - נמס 2-4 | אנטוטילדה; o | סימוכין רפואי: A1564 | |
| פתרון פיזיולוגי להשקיה | Hygitech | Ref: 10238 | |
| להב אזמל פלדת פחמן 15C | Razor Med | Ref: 02846 | |
| ספוגיות גזה סטריליות | Alledental | Ref: 270712 | |
| מערכת השקיה סטרילית | Hygitech | Ref: HY1-110001D | |
| מגבות סטריליות (1 חתיכה לכל בעל חיים) | Dinarex | 4410 | |
| ידית כירורגית נגד זווית | W& H | Ref: WS-75 LED G | |
| ידית כירורגית נגד זווית | W& H | SN 08877 | |
| ידית כירורגית נגד זווית | W& H | SN 01309 | |
| מנוע חשמלי כירורגי | WH מושתל סוג: SI-1023 | Ref: 30288000 | |
| ידית אזמל כירורגית | AsaDental | Ref: 0350-3 | |
| מהדקי מגבת | Xelpov כירורגי | AF-773-11 | |
| מכשיר אולטרסאונד | J.P. Selecta, Abrera, ספרד |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.