מאמר שיטה

פרוטוקול בטוח, יעיל וחסכוני להחדרת בורג חוליות ארנב

DOI:

10.3791/68702

⸱

19 באוגוסט 2025

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Tianjin Union Medical Center, The First Affiliated Hospital of Nankai University, 2Tianjin Medical University, 3Tianjin University of Traditional Chinese Medicine

* These authors contributed equally

במאמר זה

סיכום

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

מאמר זה מתאר פרוטוקול צעד אחר צעד בטוח, יעיל וחסכוני לקיבוע בורג מותני אחורי בארנבים לבנים בניו זילנד, המבסס גישה סטנדרטית להחדרת בורג חוליות במודל בעלי חיים זה.

תקציר

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

קיבוע בורג מותני אחורי הוא השיטה הכירורגית הנפוצה ביותר לפריצת דיסק מותני, אך לעתים קרובות חולים מתמודדים עם סיבוכים מרובים לאחר הניתוח. התרחשות של התרופפות מסילת בורג עלולה להוביל לכשל בהיתוך ואף לשחול מסכן חיים של מסילת בורג. עם זאת, כיום חסרים דגמי בעלי חיים המכוונים במיוחד לשינויים במסלול הבורג לאחר קיבוע הבורג המותני. מחקר זה פיתח שיטת החדרת בורג חוליות המבוססת על ארנבים לבנים ניו זילנדיים, שנועדה למזער את הסיכון לחדירת בורג לאחר הניתוח לתעלת עמוד השדרה, ובכך למנוע פגיעה בחוט השדרה. בפרוטוקול זה, נקודת החיתוך של הקו האופקי מהקצה העליון של התהליך הרוחבי וצומת הפדיקל מומלצת כנקודת הכניסה. זווית ההכנסה צריכה להיות בערך 45°-55° כלפי חוץ ו-20°-40° כלפי מטה. בנוסף, בהתבסס על מיקום בורג בראייה ישירה ושימוש במכשירים מסחריים, שיטה זו פשוטה וחסכונית יותר בהשוואה לטכניקות הקיימות של דוגמנות בעלי חיים גדולים. הוא מספק מודל של בעלי חיים למחקר בסיסי עוקב על התרופפות מסילת הבורג והמיקרו-סביבה המקיפה את מסילת הבורג.

מבוא

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

פריצת דיסק מותני (LDH) היא סיבה שכיחה לכאבי גב תחתון כרוניים וכאבי רגליים מקרינים, במיוחד אצל אנשים צעירים ובגיל העמידה 1,2,3. המצב נובע בדרך כלל מקרע בטבעת הפיברוסוס של הדיסק הבין חולייתי, מה שמוביל לפריצת הגרעין העיסתי ולדחיסה של שורשי העצבים 4,5. בעוד שמטופלים רבים נהנים מטיפולים שמרניים כמו מנוחה ושינוי אורח חיים, טיפול תרופתי, פיזיותרפיה, תרגילי שיקום, חבישת סד וחסימת עצבים או טיפול בהזרקת אפידורל6, ניתוח נחוץ לאחרים, במיוחד אלה עם תסמינים חמורים או ניהול שמרני לא יעיל 7,8,9.

קיבוע בורג מותני אחורי (PLF) הוא הליך סטנדרטי בעמוד השדרה, המתאים במיוחד לחולים עם חוסר יציבות בעמוד השדרה, דחיסת שורש עצב או שינויים ניווניים3. התרופפות הבורג מתרחשת כאשר חוזק הקיבוע בין הברגים המוכנסים לעצם אובד, ומונע מהברגים לייצב את החוליות10,11. התרופפות יכולה לנוע בין תנועה קלה לניתוק מוחלט והיא קשורה בדרך כלל לתסמינים חוזרים, החמרה בכאבי גב או חוסר יציבות בעמוד השדרה12. מחקרים מדווחים כי התרופפות בורג מתרחשת ב-5% עד 20% ממקרי PLF10, תלוי בגורמים כמו הרמה הטכנית של בית החולים, גיל המטופל ופעילויות לאחר הניתוח. המנגנונים הספציפיים העומדים בבסיס התרופפות הבורג נותרו לא ברורים. נכון לעכשיו, מודלים מתאימים של בעלי חיים לחקירות כאלה מוגבלים. מחקר זה מפרט את הפיתוח של פרוטוקול כירורגי לקיבוע בורג מותני אחורי בארנבים לבנים בניו זילנד, שעשוי לספק מודל בסיסי למחקר עתידי על מנגנוני התרופפות הבורג.

במחקר בסיסי, בחירת מודלים מתאימים של בעלי חיים היא חיונית לקביעת האמינות והתוצאות של מחקרים. במחקר ניוון דיסק מותני, לעכברים וחולדות יש ישימות מוגבלת בשל הדיסקים הבין חולייתיים הקטנים יחסית שלהם13. לבעלי חיים אחרים, כמו עזים, חזירים וכלבים, יש מגבלות הקשורות להרדמה ואין להם תחולה רחבה14, בשל העלויות של רכישת בעלי חיים, גידול ומתקני גידול. הארנב הלבן הניו זילנדי, בעל חיים בגודל בינוני, נמצא בשימוש נרחב במחקר דיסק בשל חוליותיו הגדולות יחסית, מרחב הניתוח המספיק וההרדמה הפשוטה באמצעות הזרקת וריד האוזן ללא צורך במכונת הנשמה15. בהתחשב בגורמים אלה, הארנב הלבן הניו זילנדי נחשב למודל אידיאלי. נכון לעכשיו, לא קיים מודל של בעלי חיים ל-PLF, ולכן פותחה שיטה כירורגית לניתוח עמוד שדרה מותני של ארנב על סמך ניסיון קודם.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

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

פרוטוקול הניסוי בבעלי חיים נבדק ואושר על ידי ועדת האתיקה של רווחת חיות מעבדה ואתיקה של המכון לרפואה רדיולוגית, האקדמיה הסינית למדעי הרפואה (מספר אתיקה: IRM/2-IACUC-2404-005). כל נהלי הטיפול בבעלי החיים עמדו בתקנות הלאומיות הרלוונטיות בנושא רווחת בעלי חיים ואתיקה.

הערה: במחקר זה, ארנבים לבנים מניו זילנד שימשו למחקר ניסיוני. הארנבים היו בדרגה רגילה, במשקל של כ-2.5-3.0 ק"ג, בני 3-5 חודשים ונקבות. הארנבים שוכנו בחדר ארנבות סטנדרטי ברמה רגילה.

1. הרדמה

  1. חיטוי חדר הניתוח באור אולטרה סגול למשך 30 דקות באמצעות מנורה אולטרה סגולה.
  2. להרדים את הארנב על ידי מתן 3% נתרן פנטוברביטל (30 מ"ג/ק"ג) במי מלח סטריליים דרך וריד האוזן השולית.
    הערה: הזריק 2/3 מתמיסת נתרן פנטוברביטל 3% והתבונן בתגובת האישון של הארנב וברפלקס האישונים. ודא שהאישונים מתכווצים ורפלקס האישונים נחלש. אם אין היחלשות לאחר 5 דקות, שקול להזריק את 1/3 הנותר. אם הרפלקס נחלש, יש להזריק 2 מ"ל של 0.9% מי מלח.

2. הליך כירורגי

  1. לאחר שההרדמה מספקת, התבונן ברפלקס הקרנית הישיר וודא שרפלקס הקרנית מופחת, מה שמעיד על הרדמה מוצלחת. מקם את הארנב במצב נוטה להכנת אתר הניתוח. לפני הניתוח, יש לחטא את מקום החתך של הארנב פעמיים עם תמיסת יוד, ולהניח וילון כירורגי סטרילי במהלך ההליך (איור 1A).
    הערה: ודא שכל המכשירים הכירורגיים מעוקרים על ידי חיטוי.
  2. בצע חתך עור בקו האמצע של 5 ס"מ באזור המותני (איור 1B) וחתוך ברצף את העור ואת הפאשיה השטחית בעזרת אזמל.
  3. באמצעות יכולת ההרחבה בין העור לרקמה התת עורית, יש להפריד בזהירות ולחשוף את הרקמה התת עורית במלואה, תוך חשיפה ברורה של שורש התהליך הקוצני איור 1C).
  4. באמצעות מלקחיים המוסטטיים, נתחו בצורה בוטה את התהליך הרוחבי והפדיקל של המקטע הניתוחי, תוך הימנעות מקטעי מפרקי פן סמוכים (איור 1D). השתמש במחזר קטן כדי לחשוף את אזור הניתוח במלואו (איור 1E).
  5. זהה את נקודת הכניסה למחט בצומת הקו האופקי מהקצה העליון של התהליך הרוחבי וצומת הפדיקל (איור 1F). קדחו חור קטן לתוך העצם בקליפת המוח בזווית של כ-45°-55° כלפי חוץ ו-20°-40° כלפי מטה באמצעות מקדחה כירורגית (איור 1G).
  6. הכנס את ברגי הפדיקל (3.5 מ"מ × 10.0 מ"מ) בזה אחר זה (איור 1H).
  7. התקן מוט חיבור אורכי בגודל מתאים והדק בעזרת בורג מכסה (איור 1I עד איור 1J).
  8. ודא מחדש שהברגים מקובעים היטב בתוך גוף החוליה ושמוט הקיבוע נעול כהלכה. ודא את מיקום הקיבוע הפנימי באמצעות הדמיה ישירה תוך ניתוחית. יש לוודא שאין דימום משמעותי, להשקות את אזור הניתוח במי מלח ולבצע תפירה רציפה של השרירים והפאשיה באמצעות תפר נספג 4-0.
  9. השתמש בתפר 7-0 לתפרי מזרן אנכיים לסירוגין לחתך העור, ולאחר מכן חיטוי על בסיס יוד וכיסוי בגזה סטרילית, אבטחתו במקומו. הניתוח הושלם (איור 1K).

3. טיפול לאחר הניתוח

  1. לאחר שחוזרים להכרה, בדוק את היכולת המוטורית של הגפיים האחוריות כדי להעריך את הצלחת הניתוח.
    הערה: ודא שלאחר שהארנב חוזר להכרה מההרדמה, התפקוד המוטורי של הגפיים שלו שלם, הוא יכול לנוע כרגיל, ואין סימנים של המיפלגיה או שיתוק.
  2. בשלושת הימים הראשונים לאחר הניתוח, יש לתת 1.2 ×10 6 יחידות לק"ג של פניצילין באמצעות הזרקה תוך שרירית מדי יום כדי למנוע זיהום בפצע.

4. בדיקה מורפולוגית

  1. בסוף שבוע 12 לאחר הניתוח, יש לגרום לתסחיף אוויר דרך וריד האוזן השולי כדי להמית את בעל החיים. לאחר מכן, השתמש בגישה מותנית אחורית כדי לחשוף את הרקמות הרכות של עמוד השדרה ולבצע כריתת דיסק מותני. לאחר איסוף הדגימות ואישור הקטע הכירורגי, אחסן אותן באופן זמני ב-4% פרפורמלדהיד לקיבוע רקמות. לאחר מכן, בצע סריקות מיקרו-CT ורנטגן.
    1. הסר את דגימות עמוד השדרה מ-4% פרפורמלדהיד ונגב את נוזל קיבוע פני השטח. לאחר מכן, הכניסו את הדגימות לסריקת מיקרו-CT. הגדר את פרמטרי הסריקה באופן הבא: כרךtage 60 קילו וולט, זרם 200 μA ורזולוציה 8 מיקרומטר. בצע עיבוד לאחר של אזורי העניין (ROI) בקבצים הסרוקים באמצעות תוכנה מיוחדת לניתוח והדמיה של תמונות (ראה טבלת חומרים). בצע הדמיית רנטגן במקביל לסריקת המיקרו-CT.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

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

הערכת תפקוד מוטורי לאחר התעוררות
מיד לאחר שהארנב חזר להכרה מההרדמה, הוערך התפקוד המוטורי של גפיו האחוריות. נמצא כי החדרת מערכת קיבוע הבורג המותני לא השפיעה על התפקוד המוטורי של הארנב (ראה סרטון משלים 1), מה שמצביע על כך שחוט השדרה לא נפגע במהלך ההליך.

הערכת מיקרו-CT ורנטגן
כדי לחקור את המיקום המדויק של הברגים המותניים בחוליות, הארנב הורדם 3 חודשים לאחר הניתוח, והחוליות נאספו לצילום רנטגן ובדיקת מיקרו-CT. הדמיית מיקרו-CT הראתה שהברגים המו...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

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

הסיבוך החמור ביותר של קיבוע בורג מותני אחורי (PLF) הוא הפוטנציאל לפגיעה בחוט השדרה הנגרמת על ידי הבורג החודר לתעלת עמוד השדרה במהלך ההחדרה10. ההיבט הקריטי ביותר בשיטה זו הוא חשיפת התהליך הרוחבי והגבעול, כמו גם הזווית שבה מוכנסים הברגים. התאמת זווית ההחדרה יכולה למנוע מהבורג להיכנס לתעלת עמוד השדרה ולגרום לפגיעה בחוט השדרה. בנוסף, בשל המאפיינים האנטומיים של חוליות הארנב, אנו ממליצים להשתמש בנקודת החיתוך של הקו האופקי מהקצה העליון של התהליך הרוחבי ובצומת הפדיקל כנקו...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

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

למחברים אין אינטרסים פיננסיים או לא פיננסיים רלוונטיים לחשוף.

תודות

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

מחקר זה מומן על ידי פרויקט הבנייה של טיאנג'ין (TJYXZDXK-064B), פרויקט המדע והטכנולוגיה של ועדת הבריאות של טיאנג'ין (TJWJ2022XK025, TJWJ2022QN039, TJWJ2023QN041), מכון טיאנג'ין לניתוחי עמוד שדרה.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
קריאה לפעולהבורקרמשמש באנאילטיקה
Datviewerבורקרמשמש באנאילטיקה
מיקרו-CTבורקרמשמש באנאילטיקה
פנטוברביטל ארנב זלנד חדשטיאנג'ין יודה מעבדה גידול בעלי חיים ושות', בע"מ בייג'ינג Jiehui ביוטכנולוגיה ושות' MCEשימש במחקר זה
ברגי פדיקלהביי רויהה ציוד רפואי ושות', בע"מ532003510משמש בהליך כירורגי
פניציליןMCEHY-17591Rמשמש בטיפול לאחר הניתוח
פנטוברביטלבייג'ינג ג'יהווי ביוטכנולוגיה ושות'משמש בהרדמה
מוטותהביי רויהה ציוד רפואי ושות', בע"מ532003510משמש בהליך כירורגי
מכשירים כירורגיים ותפריםהביי רויהה ציוד רפואי ושות', בע"מ532003510משמש בהליך כירורגי

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Crowley, J. D., et al. Single level posterolateral lumbar fusion in a New Zealand white rabbit (oryctolagus cuniculus) model: Surgical anatomy, operative technique, autograft fusion rates, and perioperative care. JOR Spine. 4 (1), e1135(2021).
  2. Luo, Y. G., Yu, T., Liu, G. M., Yang, N. Study of bone-screw surface fixation in lumbar dynamic stabilization. Chin Med J (Engl). 128 (3), 368-372 (2015).
  3. Jiang, G., et al. Mid-term outcomes of screw loosening in lumbar dynamic stabilization with polyetheretherketone rods versus titanium rods: A minimum 4-year follow-up. World Neurosurg. 196, 123630(2025).
  4. Liu, G. M., et al. Extracellular matrix-coating pedicle screws conduct and induce osteogenesis. Eur J Orthop Surg Traumatol. 24 (Suppl 1), S173-S182 (2014).
  5. Schmoelz, W., Erhart, S., Unger, S., Disch, A. C. Biomechanical evaluation of a posterior non-fusion instrumentation of the lumbar spine. Eur Spine J. 21 (5), 939-945 (2012).
  6. Yaman, O., et al. The role of conservative treatment in lumbar disc herniations: Wfns spine committee recommendations. World Neurosurg X. 22, 100277(2024).
  7. Walsh, W. R., et al. Posterolateral spinal fusion in a rabbit model using a collagen-mineral composite bone graft substitute. Eur Spine J. 18 (11), 1610-1620 (2009).
  8. Riordan, A. M., Rangarajan, R., Balts, J. W., Hsu, W. K., Anderson, P. A. Reliability of the rabbit postero-lateral spinal fusion model: A meta-analysis. J Orthop Res. 31 (8), 1261-1269 (2013).
  9. Palumbo, M., Valdes, M., Robertson, A., Sheikh, S., Lucas, P. Posterolateral intertransverse lumbar arthrodesis in the New Zealand white rabbit model: I. Surgical anatomy. Spine J. 4 (3), 287-292 (2004).
  10. Valdes, M., Palumbo, M., Appel, A. J., Mcallister, S., Ehrlich, M. Posterolateral intertransverse lumbar arthrodesis in the New Zealand white rabbit model: Ii. Operative technique. Spine J. 4 (3), 293-299 (2004).
  11. Ilharreborde, B., et al. Biomechanical evaluation of posterior lumbar dynamic stabilization: An in vitro comparison between universal clamp and wallis systems. Eur Spine J. 20 (2), 289-296 (2011).
  12. Ahn, Y. H., Chen, W. M., Lee, K. Y., Park, K. W., Lee, S. J. Comparison of the load-sharing characteristics between pedicle-based dynamic and rigid rod devices. Biomed Mater. 3 (4), 044101(2008).
  13. Cakir, B., et al. Adjacent segment mobility after rigid and semirigid instrumentation of the lumbar spine. Spine (Phila Pa 1976). 34 (12), 1287-1291 (2009).
  14. Christensen, F. B., Dalstra, M., Sejling, F., Overgaard, S., Bünger, C. Titanium-alloy enhances bone-pedicle screw fixation: Mechanical and histomorphometrical results of titanium-alloy versus stainless steel. Eur Spine J. 9 (2), 97-103 (2000).
  15. Jin, Y., et al. Establishment of a new model of lumbar intervertebral disc degeneration with pathological characteristics. Global Spine J. 13 (4), 984-994 (2023).
  16. Zhao, X. B., Ma, H. J., Geng, B., Zhou, H. G., Xia, Y. Y. Early clinical evaluation of percutaneous full-endoscopic transforaminal lumbar interbody fusion with pedicle screw insertion for treating degenerative lumbar spinal stenosis. Orthop Surg. 13 (1), 328-337 (2021).
  17. Chen, S., et al. Establishment of an animal model of adjacent segment degeneration after interbody fusion and related experimental studies. J Orthop Surg Res. 18 (1), 666(2023).
  18. Fu, F., et al. Aberrant spinal mechanical loading stress triggers intervertebral disc degeneration by inducing pyroptosis and nerve ingrowth. Sci Rep. 11 (1), 772(2021).
  19. Eck, J. C., et al. Biomechanical study on the effect of cervical spine fusion on adjacent-level intradiscal pressure and segmental motion. Spine (Phila Pa 1976). 27 (22), 2431-2434 (2002).
  20. Biswas, J. K., et al. Artificial intervertebral disc replacement to provide dynamic stability to the lumbar spine: A finite element study. J Long Term Eff Med Implants. 28 (2), 101-109 (2018).
  21. Štoković, N., et al. Evaluation of synthetic ceramics as compression resistant matrix to promote osteogenesis of autologous blood coagulum containing recombinant human bone morphogenetic protein 6 in rabbit posterolateral lumbar fusion model. Bone. 140, 115544(2020).
  22. Hei, L., et al. Evaluation of a rabbit model of adjacent intervertebral disc degeneration after fixation and fusion and maintenance in an upright feeding cage. Neurol Res. 43 (6), 447-457 (2021).
  23. Fredericks, D., et al. Comparison of two synthetic bone graft products in a rabbit posterolateral fusion model. The Iowa Orthopaedic Journal. 36, 167(2016).
  24. Elliott, D. M., et al. The effect of relative needle diameter in puncture and sham injection animal models of degeneration. Spine (Phila Pa 1976). 33 (6), 588-596 (2008).
  25. Mattucci, S., et al. Basic biomechanics of spinal cord injury - how injuries happen in people and how animal models have informed our understanding. Clin Biomech (Bristol). 64, 58-68 (2019).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

מאמרים קשורים