Articolo metodologico

Induzione della degenerazione del disco lombare nei conigli attraverso un approccio transaddominale

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DOI:

10.3791/65409

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6 ottobre 2023

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1Department of Orthopedic Surgery, Xingtai General Hospital of North China Medical Health Group, 2Orthopaedic Research Institute of Xingtai, 3Medical School, Faculty of Medicine, The University of Queensland, 4School of Chemical Engineering, The University of Queensland, 5Department of Spine Surgery, The Third Hospital of Hebei Medical University

In questo articolo

Sommario

Qui, descriviamo un protocollo chirurgico che utilizza la puntura dell'ago per stabilire la degenerazione del disco lombare del coniglio tramite un approccio transaddominale. I controlli radiologici e le analisi istologiche sono stati utilizzati per confermare l'instaurarsi con successo della degenerazione del disco lombare.

Abstract

Il mal di schiena è un problema medico estremamente comune nelle popolazioni di tutto il mondo. Uno dei principali fattori che contribuiscono al mal di schiena è la degenerazione del disco intervertebrale (IVD). Un modello animale ideale di degenerazione IVD è essenziale per studiare la fisiopatologia del dolore lombare e studiare potenziali strategie terapeutiche. I modelli di coniglio sono modelli animali affidabili, economici e facilmente stabilibili. L'approccio retroperitoneale è stato ampiamente utilizzato per indurre la degenerazione IVD in modelli di coniglio. Tuttavia, sono state segnalate complicanze associate a questa tecnica, come l'avulsione delle arterie segmentali e la lesione della radice nervosa. In questo articolo, miriamo a mostrare un protocollo chirurgico che utilizza la puntura dell'ago per stabilire la degenerazione del disco lombare del coniglio attraverso un approccio transaddominale. Di conseguenza, i controlli radiologici e le analisi istologiche hanno indicato che la degenerazione del disco lombare si è stabilita con successo nei conigli. Questo protocollo chirurgico presenta la posizione precisa dei dischi bersaglio e l'elevata riproducibilità dei modelli di degenerazione IVD con meno complicanze.

Introduzione

Il mal di schiena (LBP) è la principale causa di disabilità in tutto il mondo1. La degenerazione del disco intervertebrale (IVD) (IVDD) è una delle principali cause di LBP 2,3,4. L'IVDD è un processo multifattoriale complesso e non completamente compreso che può essere accelerato da diversi fattori ambientali e biologici 5,6,7. Le alterazioni patologiche dell'IVDD sono caratterizzate da una struttura disorganizzata dell'IVD, da un ridotto contenuto di acqua nel nucleo polposo e dalla degradazione della matrice extracellulare circostante 8,9. I modelli animali IVDD sono importanti per gli studi correlati all'IVD 9,10,11.

Finora, sono stati stabiliti vari modelli animali di IVDD per imitare la progressione dell'IVDD nell'uomo. Gli animali di grandi dimensioni, come i bovini, gli ovini, le capre, i cani e i primati, condividono alcune somiglianze con gli esseri umani in termini di dimensioni del disco e composizione cellulare del disco degenerato (l'assenza di cellule notocordali, come pecore e capre)12. Tuttavia, questi modelli di grandi dimensioni non sono comunemente usati a causa del costo elevato, del lungo periodo sperimentale, della scarsa riproducibilità e delle competenze più complicate richieste per stabilire la degenerazione in questi modelli13. Al contrario, i modelli di piccoli animali, come ratti, topi e conigli, sono ampiamente utilizzati negli studi relativi all'IVD perché sono più facili da operare, economici e affidabili10. La dimensione del disco in un coniglio è maggiore di quella di un topo o di un ratto e, quindi, c'è più spazio sul disco per la manipolazione nei conigli. Inoltre, i conigli hanno un alto grado di omologia con gli IVD umani, a causa della struttura anatomica spinale simile (faccette articolari, muscoli paravertebrali e legamenti)14,15. Pertanto, i conigli sono più adatti di altri piccoli animali per la creazione di modelli IVDD.

I modelli animali IVDD includono modelli meccanici (compressione, instabilità), modelli strutturali (lesioni, chimici) e modelli animali di degenerazione spontanea16. I modelli IVDD di coniglio vengono solitamente creati inducendo una lesione utilizzando due diversi approcci chirurgici: l'approccio transaddominale17e l'approccio retroperitoneale18. L'approccio retroperitoneale della puntura dell'ago negli IVD bersaglio è ampiamente utilizzato, ma questo approccio può causare molte complicanze, come l'avulsione delle arterie segmentali e la lesione della radice nervosa18,19. Qui, riportiamo un modello di IVDD di coniglio indotto dalla puntura dell'ago di IVD tramite un approccio transaddominale, con l'obiettivo di fornire un metodo semplice e riproducibile per stabilire l'IVDD nei conigli.

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Protocollo

Il protocollo sperimentale è stato approvato dal Comitato per la cura e l'uso degli animali dello Xingtai General Hospital del North China Medical Health Group (Numero di approvazione: ZCKT-2021-0009). Questo studio ha utilizzato conigli bianchi neozelandesi sani scheletricamente maturi (femmina, 1 anno, 3-5 kg).

1. Preparazione pre-operatoria

  1. Digiunare i conigli e privarli dell'acqua per 6-8 ore prima dell'anestesia generale.
  2. Pesa il coniglio.
  3. Tamponare l'orecchio con etanolo al 70% utilizzando una spugna di garza.
  4. Applicare una crema anestetica locale sulle orecchie.
  5. Applicare pressione intorno alla base dell'orecchio per distendere la vena marginale dell'orecchio.
  6. Sedare i conigli con midazolam (1-2 mg/kg) iniettandolo nella vena marginale dell'orecchio20.
  7. Somministrare l'anestesia per inalazione con una maschera. Impostare il tasso di ossigeno su 1 L/min e la concentrazione di isoflurano su 4%-5% per indurre l'anestesia.
    NOTA: Per giudicare la profondità dell'anestesia, tirare la zampa posteriore dell'animale dritta e pizzicare con forza il piede usando il pollice e l'indice. Gli animali non devono essere operati fino a quando il riflesso di astinenza non si è attenuato21.
  8. Mantenere la concentrazione di isoflurano al 2,5%-3,5% (a seconda del peso del coniglio).

2. Procedure intraoperatorie

  1. Autoclavare gli strumenti chirurgici (pinza/pinza per vasi, forbici per tessuti, forbici per punti, manico per bisturi, lama per bisturi #22, divaricatore portatile a doppia estremità, garza sterile, sutura assorbibile 3-0, sutura intrecciata non assorbibile 4-0, porta aghi, garza di arachidi [una garza a forma di palla fatta a mano], siringa da 5 ml, siringa da 1 ml, ago da 16 G, ago da 26 G, tappo da 5 mm) prima di procedere con la procedura chirurgica.
  2. Sterilizzare il tavolo operatorio con alcool al 75%.
  3. Utilizzando un rasoio elettrico e una pasta depilatoria, radere la regione definita dalla costola più bassa al livello della cresta iliaca sul lato ventrale del coniglio.
    NOTA: Evitare di danneggiare i capezzoli.
  4. Posizionare il coniglio sul tavolo operatorio in modo supino e fissare gli arti.
  5. Prendi la linea della cresta iliaca su entrambi i lati come punto medio e traccia la linea 2 cm sopra e sotto come punti di riferimento per il sito dell'incisione chirurgica. Segna questi punti di riferimento con una penna sterile.
  6. Disinfettare la pelle con una soluzione di iodio povidone due volte. Posizionare un telo quadrato fenestrato sterile sul sito chirurgico e un telo quadrato grande per coprire il tavolo operatorio. Mantenere un ambiente asettico rigoroso durante l'intera procedura.
  7. Iniettare 2 ml di lidocaina al 2% per via sottocutanea prima dell'incisione chirurgica per alleviare il dolore post-operatorio.
  8. Pratica l'incisione lungo i punti di riferimento usando una lama di bisturi #22 e separa senza mezzi termini la fascia, il muscolo e la parete addominale usando una pinza curva e forbici per tessuti.
  9. Entrare nella cavità peritoneale fino a quando non si vede la vescica. Utilizzare il divaricatore portatile a doppia estremità per tirare con cautela la vescica e gli altri organi della cavità intestinale verso sinistra. Quindi trova la biforcazione della vena iliaca e prendila come punto di riferimento per il disco L5-6 sottostante.
    NOTA: Prestare attenzione per evitare di ferire gli organi addominali, in particolare l'intestino.
  10. Usa un dito per toccare l'aorta addominale che pulsa sul lato destro della colonna vertebrale e tira i vasi sanguigni e gli organi verso sinistra.
  11. Dopo aver manipolato il disco sporgente (L5-6), incidere il peritoneo posteriore e quindi utilizzare la garza di arachidi per sezionare ottusamente il tessuto muscolare prevertebrale.
  12. Per confermare il livello corretto del disco bersaglio e la direzione dell'ago, utilizzare un ago da 26 G per perforare le vertebre accanto al disco bersaglio e controllarlo sotto la guida dell'arco a C.
  13. Dopo aver individuato il disco bersaglio, posizionare la punta dell'ago da 16 G parallelamente alle piastre terminali della cartilagine superiore e inferiore. Quindi, utilizzare la punta dell'ago per perforare il centro IVD a una profondità di 5 mm (utilizzando un tappo), tenendo premuto per 30 s.
    NOTA: Eseguire una radiografia lombare anteroposteriore e laterale per verificare se la posizione della punta dell'ago è al centro dell'IVD e la direzione della punta dell'ago è parallela rispettivamente alle placche superiori e inferiori.
  14. Ripetere la stessa procedura per il disco L6-7 successivo.
  15. Utilizzare soluzione salina calda per irrigare la cavità addominale e controllare l'emorragia prima di chiudere l'incisione.
  16. Eseguire la chiusura a strati. Utilizzare 3-0 suture sintetiche riassorbibili per chiudere continuamente lo strato fasciale. Sutura la pelle a tutto spessore utilizzando suture intrecciate 4-0 non assorbibili.
  17. Spegni il vaporizzatore e interrompi l'anestesia. Tenere il coniglio sotto costante osservazione in una gabbia metabolica fino a quando non può muoversi normalmente.

3. Gestione post-operatoria

  1. Iniettare ceftriaxone sodico (25 mg/kg) per via intramuscolare immediatamente dopo l'intervento chirurgico.
  2. Consenti agli animali di muoversi e nutrirsi liberamente. Continua a osservare i segni di eventuali complicazioni neurologiche, come paralisi delle gambe, problemi con la minzione e la defecazione o complicazioni dell'apparato digerente.

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Risultati

L'approccio transaddominale è stato convalidato nel nostro studio precedente per creare modelli di coniglio IVDD22. I raggi X e la risonanza magnetica (MRI) sono stati eseguiti alla 4a, 12ae 16a settimana dopo l'intervento. Le immagini a raggi X hanno rivelato che l'altezza degli IVD L5-6 e L6-7 è diminuita gradualmente nell'arco di 16 settimane dopo l'intervento di puntura dell'ago (Figura 1A). Il DHI del gruppo con agopuntura è<...

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Discussione

Le fasi critiche di questo protocollo sono la protezione degli organi addominali, l'identificazione dei dischi bersaglio e la posizione e la direzione dell'ago. L'IVD L5-6 si trova appena sotto la biforcazione della vena iliaca e l'IVD L6-7 viene identificato in base alla posizione parallela alla cresta iliaca. Questi due marcatori consentono un posizionamento preciso del disco intervertebrale e migliorano l'accuratezza e la ripetibilità della chirurgia, che è uno dei principali vantaggi...

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Dichiarazioni

Gli autori dichiarano di non avere interessi o relazioni in conflitto che possano portare a conflitti.

Ringraziamenti

Questo studio è stato sostenuto dalla Fondazione per le Scienze Naturali della Provincia di Hebei (n. H2021108006).

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
#22 lama per bisturiHuaiyin MEDICAL Instruments Co., Ltd.AA6468Nessuno
Ago 16-G, Ago 26-GZhejiang Kangkang MEDICAL-DEVICES Co., Ltd.305111Nessuno
Sutura assorbibile 3-0Huaiyin MEDICAL Instruments Co., Ltd.V500431Nessuno
Sutura intrecciata non assorbibile 4-0Huaiyin MEDICAL Instruments Co., Ltd.R413Nessuno
Siringa da 5 mL, siringa da 1 mLZhejiang Kangkang MEDICAL-DEVICES Co., Ltd.301942Nessuno
Divaricatore portatile a doppia estremitàHuaiyin MEDICAL Instruments Co., Ltd.60002066Nessuno
MidazolamFornitore verificato - Yichang Humanwell Pharmaceutical Co., Ltd.M-908CASNessuno
Porta aghiHuaiyin MEDICAL Instruments Co., Ltd.HC00505336Nessuno
Garza di arachidiIn-houseNessunoGarza a forma di palla fatta a mano
RabbitTonghui ulture Limited Liability Company SCXK2016--002Nessuno
Bisturi manigliaHuaiyin MEDICAL Strumenti Co., Ltd.AM5100678Nessuno
TappointernoNessunoProfondità di 5 mm
Forbici per tessutiHuaiyin MEDICAL Instruments Co., Ltd.HC00505422Nessuno
VaporizzatoreApollo Management L.P.BW-AM503Nessuno
Morsetto per vasi / pinzeHuaiyin MEDICAL Instruments Co., Ltd.AM5102194Nessuno

Riferimenti

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