הליך זה מדגים העברה רוחבית בקורטקס השוקה בעכברים, ומאפשר הדמיה וניתוח של ריסקולריזציה במהלך איסכמיה של הגפה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מודל חולדה של העברה רוחבית בקורטקס השוקה לטיפול באיסכמיה בגפה התחתונה
* These authors contributed equally
במאמר זה
סיכום
תקציר
הובלה רוחבית בקורטקס השוקה (TTT) היא טכניקה כירורגית מתפתחת המשמשת לקידום החזרת כלי דם בגפיים תחתונות איסכמיות. סרטון זה מדגים מודל חולדה שניתן לשחזור של TTT, ומפרט את היצירה הכירורגית של שבר עצם קורטיקלי, פרוטוקול ההעברה והערכות לאחר הניתוח. ההליך מאפשר הובלה מבוקרת כלפי מעלה ולמטה של שבר עצם כדי לעורר תגובות אנגיוגניות. תמונות רנטגן מייצגות שנעשו בימים 1, 7 ו-12 לאחר הניתוח, יחד עם הדמיית פרפוזיה מיקרווסקולרית שנעשתה ביום ה-19 לאחר המתת חסד, מראות תנועה ברורה של שברי עצם ושיפור ברפוזיה בגפה לאחר TTT.
מודל זה מספק פלטפורמה מעשית וניתנת לשחזור לחקירת המנגנונים המולקולריים שמאחורי אנגיוגנזה מונעת TTT ולהערכת אסטרטגיות טיפוליות פוטנציאליות למחלות איסכמיות. לבניית מודל זה, סימלציה של הליך TTT קליני בעכברי ספרג-דולי, שכללו שלושה שלבים כירורגיים עיקריים: קשירת העורק השטחי של הפמורל, יצירה והנעת שבר עצם קורטיקלי, ויישום קיבוע חיצוני מותאם אישית. במהלך 12 ימים, השבר הועבר בהדרגה קדימה ואז אחורה. הדמיית פרפוזיה אישרה שיפור בכלי דם בגפה האיסכמית לאחר סיום מחזור ההעברה. בסך הכול, מודל העכברושים הסטנדרטי הזה מדמה במידה רבה את הליכי TTT קליניים ומציע מערכת ניסויית חשובה לחקר מכנוטרנסדוקציה, אנגיוגנזה והתחדשות כלי דם במצבים איסכמיים של גפיים.
מבוא
מחלות איסכמיות בגפיים התחתונות, כגון טרשת עורקים אובליטרנס (ASO), תרומבואנגיטיס אובליטרנס (TAO) וכף רגל סוכרתית (DF), מאופיינות בזרימת דם מוגבלת לגפיים התחתונות. בשלבים המוקדמים, המטופלים חווים בדרך כלל קלודיקציה לסירוגין וכאבי מנוחה. ככל שהמחלה מתקדמת, איסכמיה ממושכת עלולה לגרום לנמק רקמות, זיהום, ובמקרים חמורים גם לקטיעת גפה1. טיפולים סטנדרטיים כיום – כולל טיפול פרמקולוגי, התערבויות אנדווסקולריות והליכים ניתוחים פתוחים – לעיתים קרובות מניבים יעילות מוגבלת, במיוחד בשלבים מתקדמים של המחלה3.
הובלה רוחבית בקורטקס השוקה (TTT) היא אסטרטגיה טיפולית חדשנית לטיפולבמחלות איסכמיות שונות בגפיים התחתונות. הטכניקה מבוססת על שיטת איליזרוב ו"כלל המתח-מתח"5,6, וכוללת יצירת שבר נייד של פלפ עצם קורטיקלי בטיביה באמצעות אוסטאוטומיה. כוח הסחת דעת רציף, איטי ומבוקר מופעל כדי לעורר את התחדשות העצם, כלי הדם והרקמות הרכות הסובבות. תהליך רגנרטיבי זה מסייע בשיקום המיקרוסירקולציה ועוזר לשחזר את איזון אספקת החמצן בגפה הפגועה. בסופו של דבר, TTT מוביל לשיפור הדם ולהתאוששות תפקודית ברקמות איסכמיות7.
טכניקות שחזור כלי דם קונבנציונליות לאיסכמיה בגפה התחתונה יכולות לשחזר את זרימת הדם בעורקים גדולים של השוק אך לעיתים קרובות אינן יעילות בשיקום עורקים קטנים בכף הרגל או בקידום תיקון והתחדשות של מיקרוכלי דם פגועים, מה שמגביל את יכולתם לפתור לחלוטין את איסכמיה8. TTT מפעיל ברציפות אחיזה על העצם והרקמות הרכות הסובבות, ובכך משחרר שחרור חזק של גורמים כימוטקטיים וציטוקינים9. גורמים כימוטקטיים אלו מווסתים פונקציות שונות של תאי גזע, ובתנאים איסכמיים מופרשים בשפע למחזור הדם. הם מגייסים באופן פעיל תאי גזע אנדוגניים לאתרי פציעות, ובכך מאפשרים תיקון והתחדשות כלי דם מבלי לדרוש השתלת תאי גזע ישירות. בזכות יתרונות אלו, TTT הפך לאסטרטגיה טיפולית מבטיחה לאיסכמיה בגפיים התחתונות, ומשמש יותר ויותר בטיפול במצבים איסכמיים מגוונים המשפיעים על הגפיים התחתונות.
למרות שארנבים וכלבים משמשים לעיתים קרובות במחקר בסיסי של TTT, היעדר כלים אנליטיים מתאימים למינים אלה מגביל את המחקרים המכניסטיים. לעומת זאת, מודל ה-TTT של חולדה מציע תאימות רבה יותר לטכניקות מולקולריות ודימות זמינות, תוך שמירה על פרקטיות ועלות נמוכה יותר, מה שהופך אותו לפלטפורמה נגישה וניתנת לשחזור למחקרים מכניים. עם זאת, עד כה, אף מחקר לא תיאר או העריך באופן שיטתי את יעילות TTT במודל של עכברוש של איסכמיה בגפה התחתונת.
מודל ה-TTT של חולדה דורש מיומנויות מיקרוכירורגיות מעודנות בשל גודלו הקטן של השוקה והקורטקס הדק, וטווח ההסחות מוגבל על ידי עובי הקורטקס. מגבלות מעשיות אלו יש לקחת בחשבון בעת הערכת התאמת המודל לסביבות מחקר ספציפיות.
במחקר זה פיתחנו מודל TTT ייעודי לעכברים על ידי שכפול המבנה המרכזי ועקרונות הפעולה של מכשיר ההובלה הרוחבי הקליני של השוקה. ההליך שופר מפרוטוקולים מאומתים קלינית כדי להבטיח היתכנות ועקביות בבעלי חיים קטנים. מטרתנו היא להקים ולאמת מודל TTT סטנדרטי וניתן לשחזור בעכברים, המתאים לחקר אנגיוגנזה ומכנוטרנסדוקציה במחלת אישונים איסכמיות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
כל הניסויים בבעלי חיים אושרו על ידי ועדת האתיקה לבעלי חיים של בית החולים הראשון המסונף של אוניברסיטת גואנגשי לרפואה (מאושר מס' 2025-E0642). זכרים של חולדות ספרג-דולי (300-350 גרם) אוחסנו במרכז המחקר לבעלי חיים של אוניברסיטת גואנגשי בתנאים סטנדרטיים. חולדות קיבלו אוכל רגיל ומי שתייה נקיים לפי החופשיות ונשמרו על מחזור אור/חושך מלאכותי של 12 שעות. מתקן בעלי החיים נשמר בטמפרטורה מבוקרת של 20-26 מעלות צלזיוס עם לחות יחסית של 40%-70%. כל כלי הניתוח עברו עיקור יסודי לפני השימוש. מידע מפורט על כל התגובות והחומרים ששימשו במחקר זה מופיע בטבלה 1.
המתת חסד בוצעה בהזרקה תוך-צפיקית של מנת יתר של נתרן פנטוברביטל. המוות אושר על ידי הפסקה קבועה של פעימות הלב והנשימה, התרחבות האישונים, והיעדר תגובה לגירויים רעילים. כל ההליכים בוצעו על ידי צוות מיומן כדי למזער את מצוקת בעלי החיים, ופרוטוקול המתת החסד נבדק ואושר מראש על ידי ועדת הטיפול והשימוש בבעלי חיים המוסדית.
1. קיבע חיצוני ל-TTT
- השתמש בגרסה מוקטנת ומותאמת אישית של הקיבוע החיצוני הקליני להעברת קליפת שוקה (TTT-EF), הכולל יחידת משיכה לשברי עצם ומסגרת קיבוע חיצונית.
- אפשר הנעה אנכית של שני הרכיבים על ידי שילוב מנגנון ברג פנימי (איור 1).
- קדחו שני חורים בכל צד של חתכי יחידת המשיכה ומסגרת הקיבוע כדי לאפשר הכנסת חוטי קירשנר.
- הכנס את חוטי קירשנר דרך החורים המיועדים ואבטח אותם לרוחב באמצעות ברגים משושים כדי להבטיח ייצוב.
- חבר את רכיב האחיזה של TTT-EF לשבר העצם באמצעות חוטי קירשנר בקוטר 0.8 מ"מ.
- עגן את רכיב הקיבוע לקצוות הפרוקסימלי והדיסטלי של השוקה באמצעות חוטי קירשנר בקוטר 1.0 מ"מ.
2. הליך כירורגי
- בצע את הליך ה-TTT על זכרים בני 8 שבועות של חולדות ספרג-דולי (SD). הרדמו את החולדות על ידי הזרקה תוך-פריטונלית של 0.35 מ"ג/ק"ג נתרן פנטוברביטל ו-0.3 מ"ג/ק"ג כלורל הידראט.
- העריך את אפקט ההרדמה על ידי בדיקת רפלקס גמילה ורפלקס הקרנית. עקבו באופן מתמיד אחר סימנים חיוניים ועומק ההרדמה לאורך כל ההליך. מרחו משחה עינית על עיני העכברוש לפני הניתוח כדי להגן על הקרנית, בהתאם להנחיות השימוש בבעלי חיים במעבדה.
- תגלח את אזור הניתוח ותן לידוקאין של 0.5% כדי למזער כאב לאחר הניתוח.
- בצע חתך עור בגודל 10 מ"מ באזור המפשעה הימני באמצעות סכין מדרגה 11.
- נתח בצורה ישירה את הפאשיה כדי לחשוף את עורק הירך השטחי.
- בודדו את העורק בין עצב הירך לווריד הירך השטחי באמצעות מלקחיים עיניים. לחבר ולחתוך את שני קצות העורק.
- תפרו את החתך באמצעות תפר נספג 4-0.
- בצע חתך אנכי של 15 מ"מ על הטיביה העליונה המדיאלית באמצעות סכין מספר 11.
- הפרדו בזהירות את הרקמה התת-עורית ואת השריר התחתון כדי למנוע פגיעה בפריוסטאל. נתח בעדינות את הרקמה הרכה כדי לחשוף במלואו את פני השטח המדיאליים של השוקה.
- השאירו את אזור שבר העצם (8 מ"מ × 4 מ"מ) על פני השטח המדיאלי של הטיביאלית באמצעות להב ניתוח. קדחו חורים צפופים לאורך הגבול המסומן באמצעות מקדח בקוטר 0.6 מ"מ. צור קטע חלון עצם (8 מ"מ × 4 מ"מ) על הטיביה המדיאלית העליונה.
- השתלו שני חוטי קירשנר מוברגים בקוטר 0.8 מ"מ בתוך שבר העצם, במרווח של 0.5 מ"מ, כדי להקל על ההעברה. חבר את כבלי קירשנר ל-TTT-EF ואבטח אותם.
- הכנס שני חוטי קירשנר בקוטר 1.0 מ"מ משני צידי השבר, החודרים לקורטקס האחורי של השוק.
- הרכיבו והתקינו את ה-TTT-EF.
- בצע אוסטאוטומיה לאורך הקווים המסומנים באמצעות מספריים עיניים.
- הרימו בעדינות את שבר העצם כדי לאפשר תנועה אנכית, ולמנוע פגיעה במח העצם.
- שטוף את אתר הניתוח ב-10% פובידון-יוד ואחריו סליין סטרילי.
- תפרו את החתך בשכבות באמצעות תפר נספג 4-0.
- ניתן בופרנורפין (0.05 מ"ג/ק"ג) תת-עורית מיד לאחר הניתוח. המשך מינון כל 12 שעות עד 3 ימים כדי להבטיח הקלה יעילה.
3. ניטור לאחר הניתוח
- יש לעקוב מקרוב אחרי בעלי החיים לאחר הניתוח כדי להבטיח החלמה תקינה ולזהות סיבוכים פוטנציאליים מוקדם. בדקו בעלי חיים כל 6-8 שעות במהלך 48 השעות הראשונות לאחר הניתוח. העריכו פעילות כללית, יציבה, התנהגות טיפוח, צריכת אוכל ומים ומצב החתך הניתוחי.
- בצעו ניטור לפחות פעם ביום מהיום השלישי לאחר הניתוח ועד שלבי ההסחה וההתבססות. ודאו התאוששות מספקת על ידי אימות תנועת תנועה תקינה, משקל גוף יציב, צריכת מזון ומים סדירה, והיעדר הפרשה מפצע, נפיחות מופרזת או סימני כאב התנהגותיים.
- להמשיך בהקלה על כאבים לפי הצורך בהתאם להנחיות המוסדיות.
- לטפל בזיהומים בפצע (כגון אדמומיות, נפיחות, הפרשה גילתית) באמצעות טיפול מקומי בפצע ואנטיביוטיקה מערכתית, בהתאם להמלצות וטרינריה.
- תקן כל התרופפות או הזזה של הקיבוע החיצוני מיד תחת הרדמה קצרה כדי לשמור על יישור ולאפשר הסחת דעת מדויקת.
- העריכו וטפלו במהירות כל סיבוך פוטנציאלי. העריכו בעלי חיים עם סיבוכים חמורים המשפיעים על ניידות, האכלה או החלמת פצעים בהתייעצות עם צוות הווטרינר.
- הורד את בעלי החיים באופן הומאני, אם הם עומדים בקריטריונים מוגדרים מראש לנקודת סיום אנושית.
4. פרוטוקול העברת שברי עצם
- השתמשו במכשיר ההובלה הרוחבי של קליפת השוקה (TTT-EF) לביצוע העברת שברי עצם לאחר הניתוח.
- קבע את היום הראשון לאחר הניתוח כתקופת השהייה.
הערה: אין לעבד את שבר העצם בתקופה זו. - התחל את שלב ההעברה כלפי מעלה ביום השני. התקדמו את שבר העצם בקצב של 0.5 מ"מ כל 12 שעות במשך 5 ימים רצופים (יום 2 - יום 6). עצרו את תהליך ההעברה ביום השביעי כדי לאפשר ייצוב.
- התחל את שלב ההעברה כלפי מטה ביום השמיני.
- למשוך את שבר העצם באותו קצב של 0.5 מ"מ כל 12 שעות במשך 5 ימים (יום 8-יום 12). ודא ששבר העצם חוזר למקומו המקורי עד סוף יום 12.
- המשך בשלב איחוד של יומיים (ימים 13-14), ללא הובלה.
- הסר את הקיבע החיצוני בסוף שלב הקיבוע.
הערה: עיין באיור 2 לציר זמן חזותי של הליך ההובלה של TTT ולוח הזמנים להערכה.
5. הערכה
הערה: השתמשו בטכניקות הדמיה להערכת מיקום שבר העצם ושיקום זרימת הדם.
- בצע הדמיית רנטגן של הגפיים התחתונות בימים 1, 7 ו-12 כדי לעקוב אחר התקדמות ומיקום סופי של שבר העצם שהועבר.
- מרדימים חולדות בנקודות זמן הדמיה מוגדרות באמצעות איזופלורן של 2.0% בחמצן.
- הניחו כל חולדה על פלטפורמת הדמיה עם שמירה על טמפרטורה המצוידת במשטח חימום למניעת היפותרמיה במהלך ההליך.
- יש לעקוב אחרי עומק ההרדמה על ידי הערכת קצב הנשימה ורפלקס הדוושה כדי להבטיח יציבות של ייצוב.
- מקמו את הגפיים והמיקוד החיצוני בכיוון סטנדרטי על פני כל בעלי החיים כדי למזער שונות ברכישת רנטגן.
- לצלם תמונות רנטגן כדי לאשר הזזת שברי עצם ומיקום מחדש.
- לבצע הדמיית דם וסקולרי ביום ה-19 לאחר הניתוח להערכת הפרפוזיה המיקרווסקולרית בגפה התחתונה.
- הורד את העכברים והשתמש בחומר ניגוד דרך העורק הירך כדי לדמיין את כלי הדם.
- הניחו את העכברים שהושמתו במצב שכיבה סטנדרטי לצורך הערכה עקבית.
- אפשר מילוי כלי דם מלא על ידי פיורוז חומר הניגוד דרך עורק הירך בתנאי טמפרטורה יציבה בחדר.
- לבצע הדמיה וסקולרית להערכת ארכיטקטורת מיקרווסקולר ופרפוזיה. ודאו שכל הדגימות מיושרות בעקביות עם כיוון הגפה ויישור הקיבועים זהים, כדי לתמוך בשחזוריות לאורך סשנים של דימות.
- השתמשו בתמונות המתקבלות כדי להעריך את שיקום זרימת הדם ומבנה כלי הדם בגפיים התחתונות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
איור 3 ממחיש את ההליך לבניית מודל בעל חיים של איסכמיה בגפה תחתונה שטופל ב-TTT. אצלנו, ההליך הראה שיעור הצלחה כירורגי של כ-90%. מספר הכישלונות המוגבל נבע בעיקר מבעיות טכניות כמו התרופפות קיבוע חיצוני או שבר בשבר עצם תוך ניתוח, מה שהפך את ההסחות הנוספות לבלתי אפשריות. המודל הוקם על ידי חשיפת העורק הירך השטחי וקשירה כדי לגרום לאיסכמיה (איור 3A). לאחר מכן, הוכן שבר עצם בגודל 4 מ"מ × 8 מ"מ בצד המדיאלי של השוקה על ידי חיתוך העור והשריר...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
כל ההליכים שכללו הרדמה וניתוח בוצעו תוך תשומת לב קפדנית לבטיחות בעלי חיים ולהנחיות טיפול מוסדי. עומק ההרדמה אושר לפני החתך באמצעות בדיקת גמילה בדוושה או רפלקס קרנית, ונעקב באופן קבוע לאורך כל ההליך. סופקה תמיכה תרמית מספקת (כגון כרית חימום) למניעת היפותרמיה, והוחל משחה עינית להגנה על הקרניות במהלך הרדמה ממושכת.
הסיכונים הפוטנציאליים הקשורים להרדמה כללו דיכוי נשימתי, היפותרמיה, עיכוב בהחלמה ומינון יתר מקרי. בהתאם לכך, תצפית רציפה הייתה חיונית, וציוד החייאה, כול...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
למחברים אין אינטרסים מנוגדים להצהיר עליהם.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| רטרקטור מיקרו טרנסברסי | חברת ציוד רפואי טיאנג'ין שינז'ונג בע"מ | A61B17/66 | בצע גרירה של שברי עצם |
| תרגיל אורתופדי קטן | יאנצ'נג רויאואו טכנולוגיה בע"מ | RA-II | לאוסטאוטומיה של קידוח טיביה |
| מקדח פלדת אל-חלד בקוטר 0.6 מ"מ | חברת ציוד רפואי צ'אנגג'ואו בורצ'ה בע"מ | - | לאוסטאוטומיה של קידוח טיביה |
| חוט קירשנר מסוג הברגה בקוטר 0.8 מ"מ | חברת ציוד רפואי צ'אנגג'ואו בורצ'ה בע"מ | - | לחיבור מדפי עצם ורטרקטור |
| חוט קירשנר מסוג הברג 1.0 מ"מ | חברת ציוד רפואי צ'אנגג'ואו בורצ'ה בע"מ | - | לקיבוע רטרקטור |
| פנטוברביטל נתרן | שנחאי פארמה הולדינג בע"מ | - | להרדמת בעלי חיים |
| מפתח אלן | חברת ציוד רפואי צ'אנגג'ואו בורצ'ה בע"מ | - | לתיקון ברגים |
| בופרנורפין | שנחאי פארמה הולדינג בע"מ | לבעלי חיים למשכך כאבים | |
| מיקרופיל | Flow Tech, Inc., בע"מ | אנגיוגרפיה של בעלי חיים | |
| איזופלוראן | חברת התרופות הביי ייפין בע"מ. | לצורך השראה ותחזוקה של הרדמה בשאיפה | |
| לידוקאין הידרוכלוריד (0.5%) | חברת התרופות הביי ייפין בע"מ. | משמש לחדירה מקומית להפחתת כאב לאחר ניתוח ולהפחתת גירוי רקמתי במהלך ניתוחים |
מקורות
- Jones, D. W., Farber, A. Review of the global vascular guidelines on the management of chronic limb-threatening ischemia. JAMA Surg. 155 (2), 161(2020).
- Levin, S. R., Arinze, N., Siracuse, J. J. Lower extremity critical limb ischemia: a review of clinical features and management. Trends Cardiovasc Med. 30 (3), 125-130 (2020).
- Aboyans, V., Chastaingt, L. What LEADs to the under-treatment of patients with lower-extremity artery disease. Eur J Prev Cardiol. 30 (11), 1090-1091 (2023).
- Liu, Z., Xu, C., Yu, Y., Tu, D., Peng, Y., Zhang, B. Twenty years development of tibial cortex transverse transport surgery in PR China. Orthop Surg. 14 (6), 1034-1048 (2022).
- Ilizarov, G. A. The tension-stress effect on the genesis and growth of tissues: part II. The influence of the rate and frequency of distraction. Clin Orthop Relat Res. 239, 263-285 (1989).
- Ilizarov, G. A. The tension-stress effect on the genesis and growth of tissues: part I. The influence of stability of fixation and soft-tissue preservation. Clin Orthop Relat Res. 238, 249-281 (1989).
- Chen, Y., et al. Proximal tibial cortex transverse distraction facilitating healing and limb salvage in severe and recalcitrant diabetic foot ulcers. Clin Orthop Relat Res. 478 (4), 836-851 (2020).
- Beckman, J. A., Schneider, P. A., Conte, M. S. Advances in revascularization for peripheral artery disease: revascularization in PAD. Circ Res. 128 (12), 1885-1912 (2021).
- Zhu, Y. L., Qu, L., Ye, Z. M. Tibial cortex transverse distraction for primary lymphoedema in the lower limb: a case report. J Orthop Transl. 25, 25-27 (2020).
- Yang, Y., et al. Tibial cortex transverse transport accelerates wound healing via enhanced angiogenesis and immunomodulation. Bone Joint Res. 11 (4), 189-199 (2022).
- Hasanpour, M., Mitricheva, E., Logothetis, N., Noori, H. R. Intensive longitudinal characterization of multidimensional biobehavioral dynamics in laboratory rats. Cell Rep. 35 (2), 108987(2021).
- Modlinska, K., Pisula, W. The Norway rat, from an obnoxious pest to a laboratory pet. eLife. 9, e50651(2020).
- Su, H., et al. Finite element analysis safety of tibial cortex transverse transport. Bone Joint Res. 14 (4), 281-291 (2025).
- Zhen, P., et al. Finite element analysis of biomechanical effects in rat tibia during tibial cortex transverse transport. Front Bioeng Biotechnol. 13, 1670040(2025).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
