Stabilimento e valutazione di un modello ovino di difetto osteocondrale a spessore completo

La cartilagine svolge un ruolo fondamentale nel preservare la competenza meccanica del sistema scheletrico fornendo una superficie liscia e lubrificata nelle articolazioni diartrodiali, evitando l'erosione della superficie articolare. Nonostante la sua notevole capacità di sostenere e distribuire i carichi fisici e meccanici nelle articolazioni, in caso di lesione la cartilagine articolare ha una capacità limitata di guarigione e riparazione intrinseca. L'accumulo di sforzo nella cartilagine articolare può portare alla condizione patologica nota come osteoartrite, la forma più comune di malattia articolare degenerativa al mondo, che colpisce quasi dal 10 al 12% della popolazione adulta mondiale.

La rigenerazione della cartilagine e il ripristino della funzione nelle articolazioni artritiche rappresentano progressi significativi nella medicina rigenerativa. Approcci promettenti includono l'uso di condrociti autologi e cellule staminali in combinazione con biomateriali. Per convalidare queste strategie, modelli animali adatti sono essenziali; mentre animali più piccoli come ratti e conigli sono utili per studi preliminari, animali grandi come le pecore sono più adatti per le loro somiglianze anatomiche e biomeccaniche con le articolazioni umane.

Successivamente, presentiamo un protocollo efficiente per indurre difetti osteocondrali negli animali di grandi dimensioni, che fornisce un modello ideale per la ricerca in medicina rigenerativa. Dopo aver disinfettato il ginocchio rasato nella sala operatoria, posizionare l'animale in posizione decubito dorsale. Per definire la posizione esatta del taglio chirurgico, tocca il ginocchio dell'animale per trovare la cavità articolare.

Esegui il taglio chirurgico con dimensioni approssimative di tre-cinque centimetri. Assicurati che l'incisione venga fatta nella zona del condilo dell'animale. Rimuovere gli strati tissutali sottostanti alla pelle per accedere al condilo.

Mantieni pulita l'area dell'incisione per evitare potenziali contaminazioni e assicurati una buona visibilità durante la procedura. Effettua la raccolta del liquido sinoviale usando una siringa e un ago. Posiziona i retrattori per esporre completamente la superficie condilare.

Più il condilo è esposto, più sarà facile indurre una lesione nella fase successiva. Utilizza un trapano ortopedico collegato a un trapano a trephina da otto millimetri per favorire una lesione al condilo dell'animale. Prima di iniziare la fora, assicurati che il trephine sia posizionato correttamente al centro del condilo per evitare lesioni di dimensioni indesiderate.

Utilizzare il martello ortopedico e l'osteotomo per eseguire l'estrazione chirurgica del plug osteocondrale. Pulisci l'estensione della ferita con garze sterili, assicurandoti che l'interno della lesione sia libero da sangue e detriti di tessuto. Applicare con attenzione 200 microlitri della formulazione liquida gelMA all'interno della lesione fino a raggiungere la superficie.

Indirizzare la luce UV sulla ferita per tre minuti a una distanza di circa cinque centimetri, permettendo il gelMA cross-linking. Rimuovi con attenzione i retrattori. Chiudi la lesione utilizzando suture indipendenti per ogni strato tissutale per evitare la formazione di seroma.

Il numero di punti da eseguire dipenderà dalla dimensione del taglio chirurgico. Metti una benda sui punti per evitare infezioni. Dopo sette giorni di intervento, la pecora avrà ancora difficoltà di locomozione.

Queste difficoltà sono evidenziate dal movimento rotazionale osservato durante le valutazioni a cammino dell'animale. Questa osservazione rivela che il nostro protocollo è stato efficace nel provocare lesioni osteocondrali all'articolazione dell'animale. In quattro giorni, a seconda del trattamento somministrato alla lesione, il movimento dell'andatura dell'animale viene ristabilito e inizia a camminare correttamente.

La valutazione istologica con colorazione di ematossilina ed eosina è stata effettuata sei mesi dopo l'intervento. Le lesioni sono apparse come piedi verticali completi corrispondenti al punteggio quattro nella scala di valutazione internazionale dell'Osteoarthritis Research Society. In alcuni esemplari sono state osservate lievi iperplasie sinoviali e sostituzione della cartilagine con tessuto fibroconnettivo.

I punteggi istologici hanno mostrato una variabilità significativa sia nel gruppo a progressione naturale che nel gruppo trattato con gelMA e l'analisi statistica non ha rivelato differenze significative tra i trattamenti. Poiché si tratta di un esperimento animale combinato con la procedura chirurgica invasiva, gli animali possono mostrare variazioni nel comportamento e nel recupero. Il nostro lavoro ha dimostrato un protocollo efficiente per l'induzione di lesioni osteocondrali negli animali di grandi dimensioni senza l'insorgenza di infezioni batteriche a lungo termine.