Method Article

השוואת גישה רטרופריטונאלית טרנספריטונאלית וניקוב מלעורי לדוגמנות ניוון דיסק מותני בארנבים

DOI:

10.3791/67513

April 18th, 2025

* These authors contributed equally

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פרוטוקול זה השווה דקירות מלעוריות וטרנס-רטרופריטונאליות במודל ניוון דיסק בין-חולייתי של ארנב (IVDD). שתי השיטות גרמו ל-IVDD; עם זאת, הגישה הטרנס-רטרופריטונאלית הביאה לשינויים נרחבים יותר ולתמותה נמוכה יותר.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מחקר זה משווה את יעילותן של שתי שיטות להשראת ניוון דיסק בין-חולייתי (IVDD) בארנבים: ניקוב מלעורי וטרנס-רטרופריטונאלי של טבעת הפיברוסוס. חמישה עשר ארנבים לבנים זכרים בריאים מניו זילנד הוקצו באופן אקראי לשלוש קבוצות: דמה, ניקוב מלעורי וניקוב טרנס-רטרופריטונאלי. נערכה הערכה מקיפה, הכוללת שיעורי תמותה, הערכות מורפולוגיות והיסטולוגיות, הדמיה רדיולוגית וניתוח סמנים ביולוגיים, כדי להבטיח השוואה מדויקת ומפורטת בין שתי השיטות. התוצאות מראות ששתי טכניקות הניקוב גרמו בהצלחה ל-IVDD במודל הארנב. עם זאת, הגישה הטרנס-רטרופריטונאלית הביאה לשינויים ניווניים בולטים יותר בדיסקים הבין חולייתיים תוך שמירה על שיעור תמותה נמוך משמעותית בהשוואה לשיטה מלעורית. ממצאים אלה מדגישים את היתרונות של הגישה הטרנס-רטרופריטונאלית במודלים IVDD. מחקר זה מספק תובנות חשובות לגבי הקמת מודלים של IVDD ומניח בסיס לחקירות עתידיות של אסטרטגיות טיפול יעילות לכאבי גב תחתון, ובסופו של דבר לשפר את תוצאות המטופלים.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

במהלך העשורים האחרונים, כאבי גב תחתון (LBP) התגלו כהפרעת השרירים והשלד המשמעותית ביותר המשפיעה על איכות החיים1. LBP הפך לדאגה חשובה יותר ויותר לבריאות הציבור, ומטיל נטל כלכלי משמעותי על החברה עקב אובדן עבודה והוצאות רפואיות נוספות 2,3. בארצות הברית לבדה, העלויות הישירות והעקיפות הקשורות ל-LBP עולות על 100 מיליארד דולר בשנה, כולל הוצאות רפואיות, אובדן הכנסה ואובדן עבודה4. LBP נגרם לרוב על ידי ניוון דיסק בין-חולייתי (IVDD)5,6,7,8. בהתחשב בשכיחות הגבוהה וההשפעה הכלכלית של LBP, מידול מדויק של IVDD הוא חיוני לבחינת אסטרטגיות טיפול.

כדי להבין את הפתופיזיולוגיה של IVDD ולהעריך אסטרטגיות טיפול, פותחו ונעשה שימוש במודלים פרה-קליניים שונים של בעלי חיים in vivo 9. שיטות מרובות שימשו במודלים אלה כדי לגרום לניוון דיסק, כולל פגיעת דיסק כירורגית או כימית, לחץ מכני לא פולשני, שינוי גנטי והתרחשות טבעית10. בין שיטות אלה, פציעה כירורגית מהווה עד 64.9% מהשראת IVDD, כאשר ניקוב מחט הוא הטכניקה הכירורגית העיקרית11. מודל ניקוב המחט מאופיין בקלות ההקמה שלו ובנזק מינימלי לבעלי חיים ניסיוניים. גישות נפוצות לניקוב מחט כוללות גישה רטרופריטונאלית פתוחה לחלל הדיסק המותני וניקוב אחורי לרוחב מלעורית. ניתן לקבוע את עומק ההחדרה באמצעות ניטור רדיוגרפי או אורך מחט. יש לציין כי הגישה המלעורית עשויה להפחית את הנזק לרקמות יאטרוגניות בהשוואה לשיטות כירורגיות פתוחות, בעוד שגישה רטרופריטונאלית מספקת את היתרון של תכונות הדמיה ישירה שלא הושוו כמותית בספרות קודמת. בעוד שמחקרים חקרו את ההשפעות של שימוש במחטים בקטרים שונים12 וניקוב דיסקים שונים10 על השראת IVDD, מחקרים השוואתיים המתמקדים בגישות שונות לניקוב מחטים נותרו מוגבלים. מודל הארנב שנבחר מציע תועלת מיוחדת לחוקרים הזקוקים למחקרי אורך חסכוניים עם הערכות הדמיה תכופות, בהתחשב בדמיון האנטומי שלו לדיסקים אנושיים ויתרונותיו על פני מודלים של מכרסמים מבחינת גודל ומבנה13.

במחקר זה, מודלים של ארנבים של IVDD מותני הוקמו בשתי שיטות: גישה רטרופריטונאלית פתוחה לניקוב חלל הדיסק המותני וניקוב אחורי צדדי מלעורית. נותחה קבוצה מקיפה של מדדי תוצאה, כולל שינויים מורפולוגיים, היסטולוגיים ורדיולוגיים.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

נהלי הניסוי בבעלי חיים הקפידו על המדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה שהונפק על ידי המכונים הלאומיים לבריאות ואושרו על ידי ועדת האתיקה של חיות ניסוי של אוניברסיטת צ'נגדו לרפואה סינית מסורתית (מספר אישור אתיקה: 2021-23). נעשה שימוש בחמישה עשר ארנבים לבנים ניו זילנדיים בריאים, בני 4 חודשים, בדרגה נקייה (2.25 ק"ג ±-0.25 ק"ג), כולל שבעה זכרים ושמונה נקבות. בעלי החיים שוכנו בסביבה עם טמפרטורת חדר של 23 מעלות צלזיוס ±-3 מעלות צלזיוס ולחות של כ-60% ±-10% למשך שבוע הסתגלות, עם גישה חופשית למים ולמזון. לפני הניסוי, 15 הארנבים חולקו באופן אקראי לאחת משלוש קבוצות: קבוצת הדמה (קבוצה A), קבוצת ניקור טבעת פיברוסוס מלעורית (קבוצה B), וקבוצת ניקור החלל הטרנס-רטרופריטונאלי (קבוצה C), עם חמישה ארנבים בכל קבוצה. פרטי הריאגנטים והציוד המשמשים במחקר זה מפורטים בטבלת החומרים.

1. הקמת מודל IVDD של ארנב באמצעות ניקוב מלעורי של טבעת פיברוסוס

הערה: מודל IVDD של הארנב הוקם בשיטת ניקוב טבעת פיברוסוס מלעורית. ההליך עקב אחר שיטת מידול הפנצ'ר שתוארה על ידי Luo TD et al.14 ובוצע בהנחיית קרני רנטגן (איור 1).

  1. הכן את הארנב.
    1. צום את הארנבים במשך 24 שעות לפני הניתוח, והבטיח גישה למים.
    2. מתן הרדמה באמצעות הזרקה תוך ורידית של 3% נתרן פנטוברביטל (1.3 מ"ל/ק"ג) לווריד האוזן (בהתאם לפרוטוקולים שאושרו על ידי המוסד).
    3. אשר הרדמה מוצלחת על ידי בדיקת חוסר תנועה, שרירים רפויים, היעדר רפלקס בקרנית והיעדר תגובה לכאב.
  2. מקם וסמן את הארנב.
    1. תקן את הארנב במצב נוטה על לוח קיבוע.
    2. לגלח ולהכין את אזור הניתוח, ואז למשש ציוני דרך בעצם.
    3. משש את ציוני הדרך הגרמיים על הגב המותני של הארנב. אתר את הצלע הנמוכה ביותר על הארנב, המתאימה בדרך כלל לחוליה ממש מעל התהליך הקוצני L1.
    4. זהה את התהליך הקוצני מיד מתחת לחוליה זו כדי לקבוע את התהליך הקוצני L1.
    5. אתר את הנקודות הגבוהות ביותר של פסגות הכסל, בערך בגובה חוליית L6.
    6. עקבו אחר התהליך הקוצני L1 כדי לזהות ברצף כל תהליך קוצני עד L7.
    7. השתמש בעט סימון כדי לסמן את התהליך הקוצני L1 בבירור על גב הארנב.
    8. עבור לתהליך הקוצני הבא וסמן אותו כ-L2.
    9. המשך לסמן כל תהליך קוצני עוקב כ-L3, L4, L5, L6 ו-L7. ודא שכל סימן הוא מובחן ובסדר עוקב לזיהוי ברור.
  3. אתר וסמן את אתר הניקוב.
    1. ממששו את התהליכים הרוחביים ואתרו את נקודת האמצע בין הקצוות הדיסטליים של L5 ו-L6.
    2. סמן נקודה זו והתכונן להכניס את מחט הניקוב כ -1 ס"מ מעליה.
  4. הכנס את מחט הניקוב.
    1. החזק את מחט הניקוב בצורה אופקית והכנס אותה לכיוון הקרקע, ושבר את העור.
    2. קדם את המחט כדי להגיע לגוף החוליה L4 וודא את המיקום הנכון בהנחיית רנטגן.
    3. הטה את המחט מעט קפלית בזווית של כ-20 מעלות לכיוון הדיסק הבין חולייתי L4-5. לנקב את הדיסק ולאשר את דיוק הניקוב בבדיקת רנטגן.
  5. בצע ניקוב דיסק.
    1. לנקב במדויק את טבעת הפיברוסוס, באמצעות הנחיית רנטגן במידת הצורך.
    2. חזור על תהליך הניקוב עבור הדיסקים הבין חולייתיים L2-3 ו- L3-4, וניקוב כל אחד מהם פעם אחת.
    3. שמור על עומק ניקוב של כ-5 מ"מ עם זמן שהייה של 5 שניות לכל דיסק.
  6. טיפול לאחר ההליך
    1. לחטא ולחבוש את מקום הניקוב.
    2. יש להזריק פניצילין תוך שרירי לגלוטאוס מקסימוס במינון של 40,000 יחידות לארנב מדי יום למשך 3 ימים.
      הערה: התאם את הגישה אם המחט נתקלת ברקמה קשה. השתמש בהנחיית קרני רנטגן לניקוב מדויק. עקוב אחר התאוששות הארנב והעניק טיפול מתאים.

2. הקמת מודל IVDD של ארנב באמצעות ניקוב חלל טרנס-רטרופריטונאלי טבעת פיברוסוס

הערה: מודל IVDD של ארנב הוקם באמצעות שיטת ניקוב החלל הטרנס-רטרופריטונאלי טבעת פיברוסוס12 (איור 2).

  1. צום את הארנבים במשך 24 שעות לפני הניתוח, מה שמאפשר גישה למים.
  2. להרדים את הארנב על ידי הזרקה תוך ורידית של 3% נתרן פנטוברביטל (1.3 מ"ל/ק"ג) לווריד האוזן (בהתאם לפרוטוקולים שאושרו על ידי המוסד).
  3. ודא שהארנב חסר תנועה, עם שרירים רפויים, ללא רפלקס קרנית וללא תגובת כאב ללחץ כדי לאשר הרדמה מוצלחת.
  4. תקן את הארנב במצב נוטה על לוח קיבוע.
  5. לגלח ולהכין את אזור הניתוח.
  6. מיששו ציוני דרך בעצם, מסמנים את התהליכים הקוצניים המותניים L1-L7 על גב המותני של הארנב בעזרת עט סימון.
  7. משש מחדש את התהליכים הרוחביים של הארנב כדי לקבוע את מיקום החתך הניתוחי.
  8. הניחו וילון סטרילי וחטאו את העור המקומי כדי להבטיח תנאים אספטיים.
  9. השתמש בגישה רטרופריטונאלית אחורית כדי לנתח את הפאשיה והשרירים שכבה אחר שכבה, תוך חשיפת ההיבט הרוחבי של הדיסק הבין חולייתי המותני.
  10. לנקב את טבעת הפיברוסוס בעזרת מחט ניקוב לעומק של כ-5 מ"מ וזמן שהייה של 5 שניות.
  11. ניקוב ברצף את הדיסקים הבין חולייתיים L3-4, L4-5 ו-L5-6, והבטיח שכל דיסק ינוקב פעם אחת בלבד.
  12. לתפור את הרקמות שכבה אחר שכבה באמצעות חוט תפר בקוטר 0.25 מ"מ.
  13. חיטוי וחבישה של אתר הניקוב לאחר הדוגמנות.
  14. יש להזריק פניצילין תוך שרירי לגלוטאוס מקסימוס של הארנב מדי יום במינון של 40,000 יחידות לארנב למשך שלושה ימים רצופים.
    הערה: השתמש בפניצילין עם מפרט של 800,000 יחידות/בקבוקון ומספר אישור 140051251 תרופות וטרינריות.

3. בחירת מודלים של IVDD והערכת תוצאות

  1. תמותה והערכת מצב כללי של ארנבים
    1. התבונן בארנבים מדי שבוע כדי לקבוע הישרדות ולתעד מצב כללי, כולל מצב נפשי, דפוסי פעילות, צריכת מזון ומים, כמו גם תפוקת צואה ושתן.
    2. רשום תצפיות במדויק ושים לב לכל שינוי במצב.
  2. ניטור משקל של ארנבים
    1. רשום את משקל הגוף של ארנבים לפני ואחרי הקמת הדגם, כמו גם לפני איסוף הרקמות.
    2. הקפידו על רישום משקל מדויק ושימו לב לכל שינוי משמעותי.
  3. הערכה רדיולוגית
    1. השג הדמיית תהודה מגנטית משוקללת 1.5T T2 של כל רצף האקספלנט של החוליות המותניות של כל ארנב לבן לפני ו-4 שבועות לאחר הקמת המודל.
    2. שימו לב למידת ניוון הדיסק הבין חולייתי.
    3. בצע הערכה כמותית של ניוון דיסק בין-חולייתי באמצעות מערכת הדירוג המותאמת של Pfirrmann שהוצעה על ידי Griffith et al.15. בקש משלושה רדיולוגים עיוורים עצמאיים להעריך רצפי MRI משוקללים T2 על פי קריטריונים שנקבעו: גובה הדיסק, עוצמת אות הגרעין העיסתי ושלמות טבעת פיברוסוס.
    4. קבע ציונים סופיים באמצעות קונצנזוס כאשר פערים חורגים מרמת כיתה אחת. בצע את כל ההערכות באמצעות תוכנת צפייה DICOM סטנדרטית עם הגדרות תצוגה מכוילות.
  4. הערכה וציון היסטופתולוגי
    1. המתת חסד של הארנבים 4 שבועות לאחר הדוגמנות באמצעות מנת יתר תוך ורידית של נתרן פנטוברביטל (בהתאם לפרוטוקולים שאושרו על ידי המוסד), ולאחר מכן קצור במהירות את הדיסקים הבין חולייתיים L2-L3, L3-L4 ו-L4-L5 על קרח15.
    2. תקן את דיסקי L2-L3 ב-4% פרפורמלדהיד ואחסן את הדגימות הנותרות ב-80 מעלות צלזיוס.
    3. טבלו את הדיסקים הקבועים בתמיסת הסרת אבדן, כגון 10% EDTA, מה שמבטיח טבילה מלאה. החלף את תמיסת הסרת האבדן כל 2-3 ימים כדי לשמור על יעילות.
    4. עקוב אחר תהליך הסרת האבדן באופן קבוע עד להשגת הסרת אבדן מלאה, שעשויה להימשך מספר ימים עד שבוע, תלוי בגודל ובעובי הדיסק.
    5. שטפו היטב את הדיסקים המפורקים במים זורמים כדי להסיר עקבות של תמיסת הסרת האבדן.
    6. ייבשו את הדיסקים על ידי טבילתם בסדרה של תמיסות אתנול מדורגות, החל מ-70% אתנול ועלייה בהדרגה ל-100% אתנול. יש לבצע כל שלב התייבשות במשך 1-2 שעות לכל דרגה.
    7. הסתנן לדיסקים המיובשים עם שעוות פרפין (נקודת התכה 56-58 מעלות צלזיוס) למשך שעתיים לפחות, והבטיח הסתננות מלאה.
    8. הטמע את הדיסקים שחדרו בגוש שעווה, ומקם אותם לחתך. הניחו לגוש השעווה להתקרר ולהתמצק לחלוטין.
    9. חתכו את הדיסקים המוטבעים לפרוסות דקות ואחידות (5-10 מיקרומטר) באמצעות מיקרוטום. הרכיב את החלקים על שקופיות זכוכית להמשך ניתוח, כגון צביעה היסטולוגית או אימונוהיסטוכימיה12,13.
    10. בצע צביעת המטוקסילין ואאוזין (HE), צלם תמונות תחת מיקרוסקופ אופטי והקצה ציוני צביעה HE באמצעות סולם דירוג היסטופתולוגיIVD 12.
  5. בדיקת TUNEL
    1. הסר שעווה והתייבש מחדש של קטעי רקמת דיסק בין חולייתי, ולאחר מכן בצע אחזור אנטיגן וחדירות ממברנה.
    2. הוסף תערובת של מגיב 1 (TdT) ומגיב 2 (dUTP) ביחס של 1:9 ודגירה בתא לח.
    3. שטפו חלקים עם מאגר PBS, מרחו כתם DAPI ודגרו בחושך בטמפרטורת החדר למשך 10 דקות.
    4. צלם תמונות באמצעות סורק פנורמי אוטומטי לחלוטין ותוכנת עיבוד.
  6. זיהוי ציטוקינים
    1. המתת חסד של ארנבי הניסוי (שלב 3.4.1) ואיסוף דגימות דם מאבי העורקים הבטני.
    2. דגימות דם של ארנב צנטריפוגה ב-2000 × גרם למשך 10 דקות ב-25 מעלות צלזיוס כדי להפריד את הסרום מתאי הדם. יש לאסוף בזהירות את הסופרנטנט (סרום), ולוודא שאין פסולת תאית.
    3. עקוב אחר ההוראות המופיעות בערכת ELISA כדי לזהות את הביטוי של TGF-β בסרום samples.
    4. הכן ריאגנטים ותקנים לפי ההוראות בערכת ELISA.
    5. הוסף דגימות סרום לבארות המתאימות בצלחת ELISA.
    6. דגרו את הצלחת בטמפרטורה ומשך הזמן המומלצים בהתאם להוראות הערכה.
    7. שטפו את הצלחת לפי ההוראות כדי להסיר ריאגנטים לא קשורים.
    8. הוסף את נוגדן הזיהוי וריאגנטים נחוצים אחרים, בהתאם לפרוטוקול הערכה.
    9. דגרו שוב את הצלחת למשך הזמן והטמפרטורה שצוינו.
    10. שוטפים היטב את הצלחת כדי להסיר ריאגנטים עודפים.
    11. הוסף את תמיסת המצע לבארות ודגירה לתקופה המומלצת כדי לאפשר התפתחות צבע.
    12. מדוד את הצפיפות האופטית (OD) באמצעות ספקטרופוטומטר באורך הגל המצוין בהוראות הערכה.
    13. חשב את ריכוזי המדגם על ידי החלפת ערכי OD במשוואה המסופקת או באמצעות העקומה הסטנדרטית שנוצרה מהריכוזים הידועים של התקנים.

4. ניתוח סטטיסטי

  1. לבצע ניתוח סטטיסטי באמצעות תוכנה זמינה מסחרית.
  2. מבטאים משתנים רציפים כממוצע ± סטיית תקן.
  3. השתמש ב-ANOVA חד-כיווני כדי לבדוק הבדלים בין קבוצות.
  4. יישמו מבחני אל-אס-די להשוואה זוגית.
  5. השתמש במדידות חוזרות ANOVA לניתוח נתוני מדידות חוזרות.
  6. בצע ניתוח מתאם ספירמן כדי להעריך את המתאם בין משתנים.
  7. הגדר את רמת המובהקות כ-α = 0.05 והתייחס לערכי P קטנים מ-0.05 כמובהקים סטטיסטית.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ההליכים הכירורגיים בוצעו ללא סיבוכים. ארנב אחד מקבוצה B (קבוצת ניקור מלעורית) מת לאחר ההליך. כל שאר בעלי החיים חזרו לדפוסי האכילה והפעילות הרגילים לאחר הניתוח ושרדו לאורך כל תקופת הניסוי. לא נצפו דימום ממושך או זיהום באתרי הניתוח.

תמותה והערכת מצב כללי
שיעור התמותה היה 0% הן בקבוצה A והן בקבוצה C, בעוד שהוא היה 20% בקבוצה B (טבלה 1). ארנבים בקבוצה A הפגינו תנאים כלליים נורמליים. לפני המודל, ארנבים בקבוצה B הציגו תנאים דומים לאלה בקבוצת הדמה. עם זאת, ביום הש...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ממצאי מחקר זה מצביעים על כך שגישות ניקוב מלעוריות וטרנס-רטרופריטונאליות יעילות בגרימת ניוון דיסק בין-חולייתי (IVDD) במודלים של ארנבים. יש לציין כי בהתבסס על הערכה מקיפה של מצב כללי, תמותה, הערכה היסטופתולוגית, בדיקת TUNEL ורמות TGF-β בסרום, מודל הניקוב הטרנס-רטרופריטונאלי הביא לשינויים ניווניים נרחבים יותר בדיסקים הבין חולייתיים תוך שמירה על שיעור תמותה נמוך יותר.

פציעה כירורגית היא השיטה הנפוצה ביותר להקמת מודלים של IVDD. מאז שליפסון ומיור (1981) פיתחו בהצלחה...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פרויקט זה נתמך על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (מס' 82004497), הקרן למדע פוסט-דוקטורט של סין (מס' 2021M693788), הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (מס' 82105043) והקרן למדעי הטבע של מחוז סצ'ואן (מס' 2023NSFSC1814).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
0.3 T תהודה מאנטית וטרינרית lmaging (MRI)NINGBO CHUANSHANJIACSJ-MR
אלכוהולרפואי LIRCON20230107
בנזיל פניצילין אשלגןג'יאנגשי Keda Animal Pharmaceutical140051251
מלקחיים המוסטטייםSHINVA20211239
מזרק הזרקהCONPUVON20153151307
להבי סכיןHons Medincal20210615
כדור צמר גפן סופג רפואי   Cofoe20210006
מחט תפרים רפואיתשנחאי Xiaoyi מכשירים רפואיים 
מחט ניקוב מדולויאנגג'ואו מכשירים רפואיים20190902משמש לניקוב דיסק מותני
מי מלח פיזיולוגייםNeilMed 
תמיסת יוד פובידוןסצ'ואן IJIS טכנולוגיה רפואית 
מעין מיקרו-איזוןאקספלורר
דיסקציה ארנב שולחן ניתוח Zhenhua BiomedicalZH-BXT-3Z
מכונת גילוחAUX
ניתוח סטטיסטי softeareIBMSPSS
גזה סטריליתCofoe20202140675
כפפות כירורגיותDR. LERSH20172140028
סכין כירורגית Hons Medinca20210019
פינצטה כירורגיתSHINVA20210233
קו העברת נתונים USB-CKINI
מיקרוסקופ צילום אור לבן ניקון ליקוי חמה Ci-L
20192020430C1210504D220221209

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Vos, T., et al. Years lived with disability (YLDS) for 1160 sequelae of 289 diseases and injuries 1990-2010: A systematic analysis for the global burden of disease study 2010. Lancet. 380 (9859), 2163-2196 (2012).
  2. Daly, C., Ghosh, P., Jenkin, G., Oehme, D., Goldschlager, T. A review of animal models of intervertebral disc degeneration: Pathophysiology, regeneration, and translation to the clinic. Biomed Res Int. 2016, 5952165(2016).
  3. Risbud, M. V., Shapiro, I. M. Role of cytokines in intervertebral disc degeneration: Pain and disc content. Nat Rev Rheumatol. 10 (1), 44-56 (2014).
  4. Katz, J. N. Lumbar disc disorders and low-back pain: Socioeconomic factors and consequences. J Bone Joint Surg Am. 88 (Suppl 2), 21-24 (2006).
  5. Cheung, K. M. The relationship between disc degeneration, low back pain, and human pain genetics. Spine J. 10 (11), 958-960 (2010).
  6. Knezevic, N. N., Candido, K. D., Vlaeyen, J. W. S., Van Zundert, J., Cohen, S. P. Low back pain. Lancet. 398 (10294), 78-92 (2021).
  7. Livshits, G., et al. Lumbar disc degeneration and genetic factors are the main risk factors for low back pain in women: The UK twin spine study. Ann Rheum Dis. 70 (10), 1740-1745 (2011).
  8. Takatalo, J., et al. Does lumbar disc degeneration on magnetic resonance imaging associate with low back symptom severity in young finnish adults. Spine (Phila Pa 1976). 36 (25), 2180-2189 (2011).
  9. Singh, K., Masuda, K., An, H. S. Animal models for human disc degeneration. Spine J. 5 (6 Suppl), 267s-279s (2005).
  10. Liang, T., et al. Constructing intervertebral disc degeneration animal model: A review of current models. Front Surg. 9, 1089244(2022).
  11. Poletto, D. L., Crowley, J. D., Tanglay, O., Walsh, W. R., Pelletier, M. H. Preclinical in vivo animal models of intervertebral disc degeneration. Part 1: A systematic review. JOR Spine. 6 (1), e1234(2023).
  12. Masuda, K., et al. A novel rabbit model of mild, reproducible disc degeneration by an anulus needle puncture: Correlation between the degree of disc injury and radiological and histological appearances of disc degeneration. Spine (Phila Pa 1976). 30 (1), 5-14 (2005).
  13. Kroeber, M. W., et al. New in vivo animal model to create intervertebral disc degeneration and to investigate the effects of therapeutic strategies to stimulate disc regeneration. Spine (Phila Pa 1976). 27 (23), 2684-2690 (2002).
  14. Luo, T. D., et al. A percutaneous, minimally invasive annulus fibrosus needle puncture model of intervertebral disc degeneration in rabbits. J Orthop Surg (Hong Kong). 26 (3), 2309499018792715(2018).
  15. Griffith, J. F., et al. Modified Pfirrmann grading system for lumbar intervertebral disc degeneration. Spine (Phila Pa 1976). 32 (24), E708-E712 (2007).
  16. Lipson, S. J., Muir, H. Experimental intervertebral disc degeneration: Morphologic and proteoglycan changes over time. Arthritis Rheum. 24 (1), 12-21 (1981).
  17. Wang, Y., Wu, Y., Deng, M., Kong, Q. Establishment of a rabbit intervertebral disc degeneration model by percutaneous posterolateral puncturing of lumbar discs under local anesthesia. World Neurosurg. 154, e830-e837 (2021).
  18. Gruber, H. E., et al. A new small animal model for the study of spine fusion in the sand rat: Pilot studies. Lab Anim. 43 (3), 272-277 (2009).
  19. Alini, M., et al. Are animal models useful for studying human disc disorders/degeneration. Eur Spine J. 17 (1), 2-19 (2008).
  20. Gandhi, S. D., et al. Intradiscal delivery of anabolic growth factors and a metalloproteinase inhibitor in a rabbit acute lumbar disc injury model. Int J Spine Surg. 14 (4), 585-593 (2020).
  21. Omlor, G. W., et al. A new porcine in vivo animal model of disc degeneration: Response of anulus fibrosus cells, chondrocyte-like nucleus pulposus cells, and notochordal nucleus pulposus cells to partial nucleotomy. Spine (Phila Pa 1976). 34 (25), 2730-2739 (2009).
  22. Serigano, K., et al. Effect of cell number on mesenchymal stem cell transplantation in a canine disc degeneration model. J Orthop Res. 28 (10), 1267-1275 (2010).
  23. Daly, C. D., et al. A comparison of two ovine lumbar intervertebral disc injury models for the evaluation and development of novel regenerative therapies. Global Spine J. 8 (8), 847-859 (2018).
  24. Kim, J. S., et al. The rat intervertebral disk degeneration pain model: Relationships between biological and structural alterations and pain. Arthritis Res Ther. 13 (5), R165(2011).
  25. Lim, K. Z., et al. Ovine lumbar intervertebral disc degeneration model utilizing a lateral retroperitoneal drill bit injury. J Vis Exp. (123), e55753(2017).
  26. Zhang, Y., et al. Histological features of the degenerating intervertebral disc in a goat disc-injury model. Spine (Phila Pa 1976). 36 (19), 1519-1527 (2011).
  27. Freemont, A. J. The cellular pathobiology of the degenerate intervertebral disc and discogenic back pain. Rheumatology (Oxford). 48 (1), 5-10 (2009).
  28. Vergroesen, P. P., et al. Mechanics and biology in intervertebral disc degeneration: A vicious circle. Osteoarthritis Cartilage. 23 (7), 1057-1070 (2015).
  29. Natarajan, R. N., Andersson, G. B., Patwardhan, A. G., Verma, S. Effect of annular incision type on the change in biomechanical properties in a herniated lumbar intervertebral disc. J Biomech Eng. 124 (2), 229-236 (2002).
  30. Hoogendoorn, R. J., Wuisman, P. I., Smit, T. H., Everts, V. E., Helder, M. N. Experimental intervertebral disc degeneration induced by chondroitinase ABC in the goat. Spine (Phila Pa 1976). 32 (17), 1816-1825 (2007).
  31. Melrose, J., Roberts, S., Smith, S., Menage, J., Ghosh, P. Increased nerve and blood vessel ingrowth associated with proteoglycan depletion in an ovine annular lesion model of experimental disc degeneration. Spine (Phila Pa 1976). 27 (12), 1278-1285 (2002).
  32. Elmounedi, N., et al. Impact of needle size on the onset and the progression of disc degeneration in rats. Pain Physician. 25 (6), 509-517 (2022).
  33. Tellegen, A. R., et al. Intradiscal delivery of celecoxib-loaded microspheres restores intervertebral disc integrity in a preclinical canine model. J Control Release. 286, 439-450 (2018).
  34. Vadalà, G., et al. The transpedicular approach as an alternative route for intervertebral disc regeneration. Spine. 38 (6), E319-E324 (2013).
  35. Yang, J. J., Li, F., Hung, K. C., Hsu, S. H., Wang, J. L. Intervertebral disc needle puncture injury can be repaired using a gelatin-poly (γ-glutamic acid) hydrogel: An in vitro bovine biomechanical validation. Eur Spine J. 27 (10), 2631-2638 (2018).
  36. Xi, Y., et al. Minimally invasive induction of an early lumbar disc degeneration model in rhesus monkeys. Spine (Phila Pa 1976). 38 (10), E579-E586 (2013).
  37. Elliott, D. M., Sarver, J. J. Young investigator award winner: Validation of the mouse and rat disc as mechanical models of the human lumbar disc. Spine (Phila Pa 1976). 29 (7), 713-722 (2004).
  38. Smit, T. H. The use of a quadruped as an in vivo model for the study of the spine - biomechanical considerations. Eur Spine J. 11 (2), 137-144 (2002).
  39. Romaniyanto, F. N. U., et al. Effectivity of puncture method for intervertebral disc degeneration animal models: Review article. Annals Med Surg. 85 (7), 3501-3505 (2023).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Lumbar Disc DegenerationIntervertebral Disc DegenerationPercutaneous PunctureTransperitoneal AccessRetroperitoneal AccessRabbit IVDD ModelAnnulus Fibrosus PunctureHistological EvaluationRadiological ImagingBiomarker Analysis
Video Coming Soon

Related Articles