Rigidità regolabile, fissatore esterno per le Rat Femore osteotomia e segmentale Bone Difetto Models

L'obiettivo generale di questa procedura è eseguire un intervento chirurgico per creare un difetto osseo di grandi dimensioni, al fine di studiare nuovi trattamenti per la rigenerazione e la riparazione ossea. Questo viene realizzato innanzitutto impiantando un fissatore esterno sul femore di un ratto. Successivamente, si utilizza un filo flessibile per creare un difetto osseo segmentale di cinque millimetri.

Successivamente, un trattamento come la proteina morfogenetica dell'osso due viene somministrato su un'impalcatura per potenziare la guarigione ossea. Infine, la rigidità in vivo nel punto temporale selezionato viene modificata. In definitiva, si possono ottenere risultati che mostrano il progresso della rigenerazione ossea con terapie farmacologiche e l'influenza dell'ambiente meccanico locale sull'esito della guarigione mediante analisi in vivo, radiografiche e micro-TC, nonché attraverso istologia, test biomeccanici e valutazione molecolare al termine dello studio.

Il principale vantaggio di questa tecnica rispetto ai dispositivi di fissazione esterna esistenti è che è disponibile in commercio ed è un sistema standardizzato ad angolo auto-bloccante o stabile, in cui le viti sono incorporate in una piastra, mentre altri design presenti in letteratura prevedono una piastra fissata con viti per ottenere un gruppo stretto con fili RSNA, il che rende questo tipo di design soggetto a allentamento e richiede il riannodamento delle viti ogni due settimane. Inoltre, è leggero, di piccole dimensioni e realizzato in PEAK, il che consente l'uso di immagini radiologiche in vivo. E, ultimo ma non meno importante, il design permette la regolazione in vivo della rigidità della fissazione dopo aver anestetizzato un ratto con isoflurano, verificato il livello di sedazione, somministrato antibiotico e analgesico, e rasato e pulito l'intera zampa posteriore destra.

Secondo il protocollo descritto, utilizzare un bisturi per effettuare un'incisione approssimativa sulla superficie del femore destro, in senso cranio-laterale attraverso la cute, da tre a quattro centimetri dal trocantere maggiore fino alla regione sopracondilea del ginocchio, con una dissezione delicata. Separare la fascia lata e, senza recidere il tessuto muscolare, esporre il diafisi del femore; quindi allargare i muscoli vasto laterale e i muscoli bicipiti femorali e sollevare il muscolo tensore della fascia per esporre l'intera lunghezza del femore, al fine di liberare il tessuto muscolare dal femore prima dell'osteotomia. Posizionare un sollevatore di Hohmann perpendicolarmente alla superficie esposta del femore, quindi, utilizzando un bisturi, staccare il muscolo nella zona adiacente e continuare ad avanzare attorno al femore, mantenendosi vicini all'osso fino a quando tutto il tessuto muscolare circostante non è stato completamente liberato lungo tutta la porzione mediale dell'osso.

Per creare un difetto osseo di cinque millimetri, utilizzare due pezzi di filo flessibile per segare attorno all'osso in un'orientazione mediale. Successivamente, posizionare un pezzo sul lato distale del femore, vicino all'articolazione del ginocchio, e un secondo pezzo sul lato prossimale, vicino all'articolazione dell'anca. Quindi, utilizzando una pinza a curva ad S, praticare una dissezione e applicare una legatura.

Tagliare il pezzo di filo flessibile su ciascun lato in modo che rimanga fermo dopo aver ruotato esternamente il femore; posizionare quindi la piastra del fissatore esterno sulla superficie anterolaterale dell'osso. In questa posizione, lo strato di tessuto molle è al suo minimo spessore, prevenendo così una tensione eccessiva del tessuto molle sotto la piastra del fissatore. Dopo aver chiuso la ferita, sollevare leggermente la piastra del fissatore esterno dalla superficie ossea per assicurarsi che i fori della piastra siano centrati rispetto alla superficie dell'osso.

Per evitare che la punta del trapano scivoli, utilizzare il contromandrinatore da 1,00 millimetro per centrare la posizione del primo foro creando una piccola incisione. Utilizzare una piccola morsetta per mantenere il fissatore esterno parallelo all'asse longitudinale dell'osso e, con un trapano elettrico dotato di una punta da 0,79 millimetri, posizionare la punta centrata nella piccola incisione precedentemente creata sulla superficie ossea. Praticare il primo foro sul lato prossimale del femore, quindi inserire la punta del contromandrinatore in uno dei fori della piastra del fissatore.

Se la punta del contrappeso entra facilmente nel foro, allora questo è il lato superiore del fissatore. Se non entra, capovolgere la piastra del fissatore per assicurarsi che i fori più grandi della piastra siano orientati verso l'alto. Dopo aver confermato l'orientamento, fissare la piastra sulla guida per sega e quindi agganciare l'unità sull'osso in modo che il primo foro preforato sia allineato con il primo foro della piastra.

Utilizzare la chiave a bussola quadrata da 0,70 millimetri inserita nel trapano manuale per inserire il primo perno di montaggio nel foro. Questa operazione permetterà un posizionamento riproducibile dei perni di montaggio rimanenti non appena la punta del perno di montaggio entrerà in contatto con l'osso. Iniziare a ruotare la chiave applicando un carico assiale continuo all'estremità prossimale del trapano manuale.

Dopo circa cinque giri completi, assicurarsi che il filetto all'estremità prossimale del perno di montaggio agganci il corpo della piastra del fissatore esterno. Questo filetto blocca il sistema. Arrestare la rotazione quando l'estremità del filetto osseo è vicina alla superficie superiore dell'osso.

Dopo aver posizionato il primo perno di montaggio, inserire il contromandrino da 1,0 millimetro nel trapano manuale e farlo passare attraverso il foro più distante finché la punta non entra in contatto con l'osso. Quindi iniziare a ruotare il contromandrino applicando un carico assiale continuo all'estremità prossimale del fermo del trapano manuale. Dopo due o tre giri completi, questa scanalatura appena creata impedisce al trapano da 0,79 millimetri di scivolare via.

Quindi praticare il foro più lontano dal primo perno di fissaggio sul lato distale. Inserire la chiave a bussola quadrata da 0,70 millimetri nel trapano elettrico, quindi inserire il perno di fissaggio nella punta. Inserire con attenzione la punta nella piastra del fissatore esterno senza perdere l'allineamento del secondo foro preforato.

Dopo aver posizionato i perni alle due estremità, eseguire la svasatura e la preforatura dei due fori centrali rimanenti. L'ordine di impianto dei due perni centrali non è importante. Dopo che il fissatore esterno è stato posizionato oltre 0,22 millimetri.

Utilizzando un segaccio oscillante, tagliare uno per volta lungo le due scanalature al di sotto del femore e, mentre si dispensa soluzione salina sul osso, creare un difetto segmentale di cinque millimetri mediante movimenti reciproci avanti e indietro. Rimuovere quindi la guida del segaccio dopo aver realizzato il difetto o l'osteotomia. Applicare un trattamento, come la proteina morfogenetica ossea umana ricombinante due, su una spugna di collagene assorbibile.

Quindi utilizzare il filo di sutura Hybo Vicryl 0 per chiudere lo strato muscolare e la fascia lata e il filo di sutura Ethicon Monocryl 3-0 per chiudere la cute al fine di modificare la rigidità del fissatore esterno in vivo. Dopo aver sedato il ratto e somministrato l'analgesia secondo il protocollo descritto nel testo, inserire la punta della chiave quadra da 0,50 millimetri nel vite di bloccaggio fissata al lato del fissatore assemblato. E ruotarla con attenzione in senso antiorario fino a quando il perno non sarà uscito per metà.

Ripetere la procedura per il secondo perno sullo stesso lato della piastra del fissatore esterno. Quando entrambi i perni sullo stesso lato sono usciti per metà, utilizzare pinze o una molletta ed esercitare un movimento delicato per rimuovere l'elemento di connessione sul lato opposto. Se non dovesse staccarsi facilmente, ruotare ulteriormente le viti di qualche giro ciascuna.

Dopo aver rimosso l'elemento di connessione, inserire al suo posto l'elemento di connessione con la rigidità desiderata dall'altro lato. Utilizzando la chiave a tubo quadrata, ruotare finché la vite di bloccaggio non è uscita a metà sull'altro lato. Ripetere l'operazione per la seconda vite.

Rimuovere il secondo elemento di collegamento e sostituirlo con un elemento di collegamento della stessa rigidità di quello sostituito sul lato opposto. Quindi avvitare la vite autobloccante fino a quando sporge di una distanza simile su ciascun lato. Ripetere l'operazione per la seconda vite.

L'esame radiologico ha confermato che i fissatori di tutte le rigidità hanno mantenuto una distanza di un millimetro o di cinque millimetri dal difetto orale per l'intero periodo di otto settimane dell'esperimento, come dimostrato qui. Ciò è stato particolarmente importante per i difetti di dimensione critica di cinque millimetri, nei quali non si verifica una guarigione spontanea. Nessuna infezione, comprese le infezioni da pin, è stata osservata e non si è verificato allentamento dei pin se sono state seguite le istruzioni per l'applicazione.

Se il peso del ratto al momento dell'intervento chirurgico superava i 250 grammi e veniva utilizzata una piastra di dimensioni più piccole, il carico sui perni di montaggio aumentava fino a livelli critici, provocando il distacco di uno o due perni a distanza di una-due settimane dall'intervento, solitamente sul lato distale del femore. Come mostrato qui, gli animali di maggiori dimensioni presentano anche un tessuto muscolare più spesso, che genera tensione sulla pelle intorno all'impianto dopo la chiusura. Ciò provoca prurito e ha portato alcuni ratti a mordere il fissatore, confermando l'importanza di scegliere un animale del peso appropriato rispetto al fissatore esterno selezionato.

Seguendo questa procedura, altri metodi, come osteotomie di dimensioni diverse comprese tra 0,3 e tre millimetri nel topo e fino a sei millimetri nel ratto, possono essere eseguiti per rispondere ad ulteriori quesiti, ad esempio studiando nuove terapie farmacologiche per migliorare la guarigione ossea.