מודל פגם עצם דיאפיזי חצי-סגמנטלי בחולדות להערכת ביצועי תחליפי עצם באזורים נושאי עומס

מטרתנו היא להקים מודל פגם ירך שניתן לשחזור כדי להעריך ביצועים מכניים ואוסטאוגניים של חומרים נושאי עומס בעצמות. האתגר המרכזי הוא היעדר מודל תקני לשחזור של פגמים נושאי עומס להערכה מכנית ריאליסטית ב-vivo. כדי להתחיל, למקם את העכברוש המורדם במצב שוכב לרוחב על ספסל ניתוחים סטרילי.

לגלח את אזור הירך הצדדית המיושר עם בליטת הירך ולחטא את העור באמצעות טינקטורת יוד 2%, ואחר כך 75% אתנול. כיסו את אתר הניתוח באמצעות סדין סטרילי עם כנים לשמירה על אספטיס. בצע חתך עור אורכי של שניים עד שלושה סנטימטרים לאורך הצד הצידי של הירך.

זהה את שרירי הרקטוס פמוריס והוסטוס לטרליס והשתמש במספריים ישרה כדי להפריד בזהירות את השרירים לאורך הפאשיה הלבנה הנראית. לאחר מכן, בעזרת סכין סטרילית חד-פעמית, יש לבצע חתך לאורך השרירים כדי להגיע למשטח הירך. בצע ניתוח קהה באמצעות מעלית פריוסטלית כדי לנתק את חיבורי השרירים ולחשוף במלואו את הדיאפיזיזה האמצעית של עצם הירך.

קדח אנכית כלפי מטה באתר הפגם באמצעות הבור עד שמרגישים אובדן התנגדות פתאומי. הגדל את הפגם על ידי ביצוע תנועות דחיפה-משיכה אופקיות מבוקרות שממוקדות סביב נקודת החדירה הראשונית. הארכי את הפגם לאורך ציר הירך ולרוחב לאורך קוטר הירך כדי ליצור בהדרגה פגם חצי-גלילי.

לאחר מכן, הכניסו את שתל הפולי מתיל או PMMA המודפס בתלת-ממד לבדיקת ביצועים מכניים לאתר הפגם, כדי להבטיח התאמה הדוקה לכך. לאחר מכן, באמצעות מחזיק מחט, תפר את שכבות השרירים עם תפרי מונופילמנט 4-0, כדי לוודא שאין מתח מופרז. לבסוף, סגור את העור בתפרים מופרעים וחטא את אתר הניתוח באמצעות תמיסת 2% iota 4.

ארבעה שבועות לאחר הניתוח, טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת הראתה כי עצם הירך שהושתלו בג'לטין מתקרילויל הידרוג'ל הראו אזורים קעורים והתגרמות חוץ-רחמית נרחבת בתוך חלל המדולריה. לעומת זאת, עצם הירך בקבוצת ה-PMMA המודפסת בתלת-ממד הראו מורפולוגיה חיצונית משוחזרת, כאשר אזור הפגם נתמך על ידי עצם חדשה מיושרת ומינימום התסספות חוץ-רחמית בחלל המדולריה. צביעת המטוקסלין ואאוזין גילו כי קבוצת המתקרילואיל של הג'לטין הכילה רקמה סיבית בשפע בתוך הפגם עם צביעה כהה של עצם חוץ רחמי שכמעט חוסמת את חלל המדולרי, ואין היווצרות פריוסטלית נראית לעין או רצף עצם קורטיקלי.

בקבוצת ה-PMMA המודפסת בתלת-ממד, עצם חדשה מילאה את חלל הפיגום שמחובר לעצם הקורטיקלית בקצוות הפגם והייתה מכוסה בעצם פריוסטלית רציפה ללא התעצמות חוץ-רחמית משמעותית במח העצם. צביעות אימונופלואורסצנציה הראה מעט מאוד תאי Piezo 1 ו-LepR חיוביים בעצם מחודשת בקבוצת הג'לטין מתקרילואיל. לעומת זאת, קבוצת PMMA מודפסת בתלת-ממד הציגה שפע של תאי Piezo 1 חיוביים ותאי LepR חיוביים בעצם שנוצרה באתר הפגם.

ניתוח כמותי אישר כי ספירת התאים החיובית ל-Piezo 1 ו-LepR החיובית הייתה גבוהה משמעותית בקבוצת PMMA בהשוואה לקבוצת מתקרילויל ג'לטין. הפרוטוקול שלנו מאפשר הערכה מכנית ב-vivo של שתלים ללא קיבוע (fixation), ומציע מודל פשוט וניתן לשחזור של פגמים נושאי עומס.