Anestesia, chirurgia e metodo di raccolta per la valutazione delle viti transpedicolari utilizzando un In Vivo Modello della colonna vertebrale della deriva

Sommario

Qui introduciamo un metodo per valutare le viti transpediciche utilizzando un modello di colonna vertebrale lombare in vivo .

Abstract

La fissazione a vite a pedicella è il gold standard per il trattamento delle malattie spinali. Tuttavia, molti studi hanno riportato la questione dell'allentamento delle viti di peduncolo dopo la chirurgia spinale, che è una preoccupazione grave. Per risolvere questo problema, sono stati esaminati diversi tipi di viti di peduncolo per identificare quelli con buona forza di fissazione e osseointegrazione nell'osso della colonna vertebrale. La colonna vertebrale è una buona alternativa per la colonna vertebrale umana nella valutazione delle viti peduncolari a causa della dimensione anatomica, delle caratteristiche meccaniche e dei costi. Sebbene diversi studi abbiano riportato che le viti di peduncolo sono efficaci nel modello della suina, nessuno studio ha descritto protocolli dettagliati per la valutazione di una vite a peduncolo usando il modello porcino. Qui descriviamo un metodo dettagliato per valutare le viti transpedicolari usando un modello di colonna vertebrale lombare in vivo . I dettagli tecnici per l'anestesia, la chirurgia della colonna vertebrale e il raccolto forniti qui faciliteranno con la valutazione del tModello di fissaggio a vite ranspedrici.

Introduzione

La fissazione a vite transpeduncolare è un trattamento gold standard per la colonna lombare degenerativa e la frattura da scoppio, perché coinvolge tre colonne della colonna vertebrale e raggiunge la stabilizzazione^1,2. Tuttavia, la maggior parte dei pazienti che si sottopongono a tale intervento chirurgico hanno anche l'osteoporosi^3,4. Molti studi hanno valutato la forza di fissazione e lo stato di osteointegrazione delle viti transpeduncolari, perché l'allentamento delle viti peduncolari attualmente in uso è stato riportato in pazienti con osteoporosi^5,6.

La spina dorsale suina è simile alla spina dorsale umana in termini di dimensioni. È meno costoso rispetto a un modello di primate⁷. Inoltre, uno studio meccanico in vivo ha dimostrato che la spina dorsale suina quadrupede è essenzialmente caricata allo stesso modo di quella della colonna vertebrale umana⁸, motivo per cui molti ricercatori utilizzano le spine suine per studi sulla prevenzione dell'allentamento della vite peduncolare. Tuttavia, ci vogliono diversi mesi per studiare le viti peduncolari nella colonna vertebrale suina perché identificare la stabilità a lungo termine delle viti peduncolari richiede tempo. Per confrontare diversi tipi di viti nel corpo vertebrale, è necessario inserire le viti in posizioni simili. Pertanto, i ricercatori dovrebbero conoscere bene le tecniche di anestesia adeguate, i protocolli chirurgici standardizzati e le procedure di prelievo prima di eseguire qualsiasi esperimento. Qui, descriviamo un metodo dettagliato per l'anestesia, la chirurgia e il prelievo per la valutazione della fissazione della vite peduncolare utilizzando un modello di colonna vertebrale suina, inclusi imaging ex vivo, istologia e test di resistenza.

Protocollo

Il comitato istituzionale per la cura e l'uso degli animali della Chonbuk National University ha approvato questo studio. Il trattamento, l'uso e la manipolazione degli animali hanno seguito tutte le linee guida e le politiche. Mantenere la sala operatoria a 24 ° C.

1. Anestesia

1. Acclimatizzare i maiali in miniatura, di età compresa tra 12 mesi, nell'unità sperimentale per almeno una settimana. Esegui un esame clinico che misura la frequenza respiratoria, il cuore e la temperatura corporea. Non alimentare ogni maiale in miniatura per 12 ore prima della procedura di anestesia.
2. Iniettare l'atropina (0,05 mg / kg) e il ketamina (20 mg / kg) / xilaxina (2 mg / kg) nella regione muscolare laterale del muscolo cervicale, dietro l'orecchio, per la premedicazione.
3. Dopo la sedazione, applicare strettamente una fascia di gomma intorno alla base dell'orecchio e pulire l'orecchio con l'alcool attivo.
4. Posizionare un catetere plastico sopra l'ago nella vena dell'orecchio e rimuovere la fascia di gomma. Verificare che il catetere sia posizionato correttamente. InfluenzaIl catetere con salina eparinizzata e fissare con nastro.
5. Per l'intubazione endotracheale, posizionare il maiale in miniatura nella ricostruzione sternale. Con l'aiuto di un assistente, tenere la mascella del maiale con una fionda adatta e aprire la bocca.
   1. Passare la punta del laringoscopio nella cavità faringea per spostare l'epiglotta dal palato morbido. Utilizzare la punta della lama del laringoscopio per rendere visibili i cavi vocali e far avanzare il tubo endotracheale nella trachea durante la scadenza.
   2. Sentitevi per un libero passaggio di aria per una corretta intubazione e controllate l'auscultazione del petto per i suoni della respirazione nei lati sinistro e destro del maiale in miniatura.
6. Riempire il bracciale con un adeguato volume d'aria del tubo endotracheale in aria utilizzando una siringa da 10 ml e fissare il tubo al muso utilizzando nastro adesivo.
7. Fornire una concentrazione del 2,0% di isoflurano, un anestetico per inalazione per anestesia prolungata, attraverso l'endotrTubo di intubazione acheal. Testare i riflessi corneali e palpebrali per confermare l'anestetizzazione e utilizzare unguento sugli occhi per prevenire la secchezza.
8. Monitorare il sistema cardiovascolare, il sistema respiratorio e la temperatura corporea durante l'anestesia almeno ogni 5 minuti fino a quando il maiale in miniatura recupera.
9. 30 minuti prima della chirurgia della colonna vertebrale, applicare lentamente 30 mg / kg di cefazolina IV, la prima generazione di antibiotici di cefalosporina.
10. Amministrare 5-10 ml / kg / h di salina calda (37 ° C) usando una linea IV per mantenere l'omeostasi e fornire 50 μg / kg / min di fentanile per controllare il dolore.
11. Dopo la chirurgia della spina, eseguire l'estubazione quando è evidente un forte riflesso di deglutizione.
12. Prendi il maiale in miniatura in una stanza e in un monitor fino a ricuperare l'anestesia. Fornire cibo e acqua quando il maiale in miniatura è pienamente consapevole.
13. Applicare 3 mg / kg di antibiotico enrofloxacin con 4,4 mg / kg carprofen al giorno per il controllo del dolore durante i primi 3 giorni.
14. MoniIl maiale al giorno fino alla rimozione delle suture.

2. Chirurgia della colonna vertebrale

1. Autoclave le viti transpedicolari e i sistemi di fissaggio posteriori per la sterilizzazione, seguendo le linee guida del produttore.
2. Rasare la parte posteriore del maiale in miniatura, circa 10 cm dal centro verso sinistra o verso destra, utilizzando un rasoio mentre il maiale è in posizione supina. Pulire la pelle con soluzione povidone-iodio e alcool al 70%.
3. Fai un'incisione mediana longitudinale dal secondo processo spinoso della colonna lombare alla prima cresta sacrale mediana usando un bisturi. Dissect attraverso il tessuto sottocutaneo e fascia alla punta dei processi spinosi.
4. Elevate i muscoli paraspinalini sottoperialmente dalla lamina sottostante usando un ascensore Cobb. Dissect lungo il processo spinoso e lamina limitata ai giunti del facet.
5. Aprire la corteccia superficiale del punto di entrata (che è appena inferiore al processo mammillario da L3A L5 su entrambi i lati) con una burr o un rongeur.
6. Inserire il perno di guida in un luogo aperto, parallelo alla lastra superiore e ad un angolo di 20 ° rispetto al processo spinoso. Definire il punto di partenza ideale utilizzando i bracci a C oi raggi X postero-anteriori / laterali portatili.
7. Inserire una sonda a pedale fino a 25 mm secondo il raggio X. Confermare la traiettoria intraossea completa dalla peduncolo e dalla palpazione del corpo usando un dispositivo di suonatura pedicle.
8. Inserire sei viti di peduncolo nel pedone preparato da L3 a L5 finché la testa della vite non è ben posizionata. Puntare l'apertura laterale della testa dell'impianto nella direzione desiderata e allineare la posizione orizzontale con la traiettoria dell'asta.
9. Inserire rispettivamente due bacchette su entrambi i lati delle teste a vite. Inserire il manicotto e il dado alla testa della vite di pedice utilizzando una maniglia universale.
10. Serrare a fondo il dado con una chiave a filo diritto e stringere saldamente il dado utilizzando una chiave a contatore torcente.
11. Confermare le posizioni oLe viti a pedale che utilizzano raggi X posteriori postero-anteriori / laterali.
    NOTA: attendere che il maiale in miniatura si svegli e controllare i pattern di andatura e la funzione motore dell'arto posteriore per determinare se una vite è stata impigliata male.
12. Irrigare il sito di chirurgia con 3 L di salina normale utilizzando una siringa per irrigazione a bulbo con aspirazione.
13. Mettere un drenante in silicone nel sito di chirurgia e togliere la punta del silicone. Chiudere i muscoli paraspinal e sottocutanei utilizzando 1,0 suture assorbibili metriche. Chiudere la pelle con suture di nylon non assorbibili di 2,0 metri.
14. Disinfettare il sito di sutura con povidone-iodio e applicare una medicazione usando la garza sterilizzata e il nastro.

3. Procedura di raccolta

1. A 12 settimane dopo l'intervento, iniettare xilazina (2 mg / kg) e ketamina (10 mg / kg) nella regione muscolare laterale del muscolo cervicale, dietro l'orecchio, per la premedicazione.
2. Dopo la sedazione, somministrare 15 mg / kg di KCl direttamente nella vena dell'orecchioCatetere per l'eutanasia.
3. Effettuare un'incisione midline longitudinale alla precedente lesione della cicatrice. Disseccare i tessuti molli e i muscoli paraspinal.
4. Esponete il processo spinoso delle spine lombari, delle lamelle, delle aste, dei dadi e dei processi trasversali da L3 a L5.
5. Rimuovere i dadi usando una chiave e tiranti di coppia. Tagliare lo spazio del disco L2-3 e lo spazio del disco L5-S1 utilizzando una sega oscillante.
6. Disseccare entrambi i lati della parte centrale e anteriore della colonna vertebrale L3-5 con un'aspirazione Cobb e una pinza a torre. Dopo la raccolta, se la colonna vertebrale non può essere testata immediatamente, avvolgerla in garza imbevuta di soluzione salina e conservare a -20 ° C.

Risultati

Qui viene descritto un protocollo dettagliato per l'anestesia, la chirurgia e il raccolto per la valutazione delle viti transpedicolari utilizzando un modello di colonna vertebrale lombare in vivo . Questo protocollo è adatto a numerose analisi a valle, inclusi i test meccanici ( Figura 1 ), la valutazione micro-CT quantitativa ( Figura 2 ) e l'istologia ( Figura 3 ). La prova meccanica rappresentativa ( figura 1

Discussione

La valutazione delle viti transpedicolari nella colonna vertebrale richiede molto tempo e fatica. In primo luogo, il maiale in miniatura è un grande animale. Per la cura degli animali e l'anestesia, il ricercatore necessita di un protocollo specializzato. In secondo luogo, la chirurgia dovrebbe mantenere un ambiente simile a quello della chirurgia umana. Lo scopo di valutare le viti di peduncolo nella colonna vertebrale è quello di sviluppare una vite efficiente applicabile agli esseri umani. In terzo luogo, la valu...

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Maiale in miniatura	OrientBio
Atropine	Jeil farmaceutico	A04900241	Anestesia
sopra l'ago catetere di plastica	BD	REF382412	Manutenzione della linea IV
Ketamina	Yuhan	A04502441	Anestesia
xilazina	Bayer Corea		A00800071 Anestesia
Laringoscopio	Karl storz		Intubazione
Tubo endotracheale	Covidien		Intubazione
Isoflurano	JW farmaceutico Co	A02104781	Anestesia
Unguento oculare	Hanlim pharma	A37851721	Protezione dell'occhio di maiale
Cefazolina	Donga pharma	A01503951	Antibiotici
Soluzione salina	JW pharmaceutical Co	Mantenimento dell'omeostasi
fluida Fentanyl	Hana pharm	C03200032	Controllo del dolore
Enrofloxacina	Bayer	93106-60-6	antibiotici
Morfina	Myungmoon pharma	C03700091	Controllo del dolore
Meloxicam	Boehringer Ingelheim	A07600711	Antibiotici
Povidone-iodio	Hyundai pharma		Medicazione per ferite
Lama del bisturi misura 15	Braun	I1 BB515	Incisione cutanea
Cobb elevator	Codman	65-2546	Dissezione del muscolo
Burr	Medtronic		Realizzazione del punto di partenza della vite
Rongeur	Aesculap	FO515R	Realizzazione del punto di partenza della vite
Perno guida (K-wire)	CE	01067803	Guida della traiettoria della vite
C-arm	GE	OEC 9800 plus	Guida della traiettoria della vite
Radiografia portatile	Siemens	Mobile XP hybrid	Guida della traiettoria della vite
Sonda peduncolare	OtisBiotech	SPI-02-01	Guida della traiettoria della vite
Dispositivo di sondaggio peduncolare	OtisBiotech	SPI-03-01	Guida della traiettoria della vite
Vite peduncolare	OtisBiotech	MS-40025
Sistemi di fissaggio posteriore	OtisBiotech
Rod	OtisBiotech	ROD-60140	Fissaggio rigido tra le viti
Impugnatura universale	OtisBiotech	SPI-08-01	Per fissare le viti all'asta
Chiave a bussola diritta	OtisBiotech	SPI-06-01	Per fissare le viti alla
chiave dinamometrica per conta	OtisBiotech	SPI-07-01	Per fissare le viti all'asta
Siringa per irrigazione a bulbo	Hyupsug medical	HS-IR-140	Irrigazione
Drenaggio in silicone	Sewon medical	2205-006	Per drenare il fluido nel sito chirurgico
Sutura riassorbibile metrica 3.0	Ethicon	BA1673H	Sutura muscolare Sutura
in nylon non assorbibile metrica 2.0	Ethicon	W1626T	Sutura cutanea
Garza	Kingphar Corea	KP120-06
Pentobarbital	Hanlim pharma	645301221	Eutanasia
Sega oscillante	Zimmer		Harvest spine
pinze	Aesculap	BF461R	Harvest spine