Orthopedisch trauma is verantwoordelijk voor 25% van alle verwondingen die jaarlijks wereldwijd door bijna 500 miljoen mensen worden opgelopen 1,2,3. Orthopedisch trauma kan gepaard gaan met complexe schade aan spieren, botten, zenuwen en bindweefsel, waardoor ziekenhuisopname en chirurgie nodig zijn om adequaat herstel te garanderen 3,4. Acute en chronische pijn na orthopedisch trauma kan leiden tot aanzienlijke fysieke, psychologische en financiële lasten die de kwaliteit van leven van een patiënt beïnvloeden 1,4. Bovendien wordt orthopedische chirurgie om fracturen te stabiliseren en te repareren ook geassocieerd met ernstige acute en chronische postoperatieve pijn 5,6,7,8,9.
De mechanismen die ten grondslag liggen aan acute en chronische traumagerelateerde pijn moeten beter worden begrepen om betere behandelingen te ontwikkelen. Om dit te bereiken, zijn betrouwbare, reproduceerbare en klinisch relevante preklinische modellen vereist. Aangezien de meeste diermodellen van orthopedisch trauma geen gelijktijdig letsel aan meerdere weefseltypen (bot, spieren, zenuwen) inhielden, waren ze niet echt representatief voor menselijk complex orthopedisch trauma, bijvoorbeeld trauma na vallen, ongevallen met motorvoertuigen of oorlogsgerelateerde verwondingen10,11. Daarom hebben we het tibiale fractuur-pin muismodel ontwikkeld om de belangrijkste manifestaties van dergelijk letsel te onderzoeken, waaronder bot- en spierweefselbeschadiging en acute en chronische pijn11. Het tibiale fractuurpinmodel bestaat uit een unilaterale open tibiafractuur met IMN interne fixatie en gelijktijdige TA-spierbeschadiging. Histologische secties van de TA tonen letsel aan de spier waarin dichte fibrose zich ontwikkelt met geassocieerd verlies van grote, rijpe spiervezels al 2 weken na het letsel. Bovendien is de fractuurcallus 4 weken na het letsel zichtbaar op microcomputertomografie (microCT) en ondergaat deze nog steeds een remodellering11.
Verschillende reflexieve en niet-reflexieve gedragstesten kunnen worden gebruikt om de sensorische en affectieve componenten van pijn in het tibiale fractuurpinmodel te evalueren. Men kan bijvoorbeeld de Von Frey-filamenten gebruiken om mechanische overgevoeligheid in dit model aan te tonen. In feite ontwikkelen muizen langdurige mechanische overgevoeligheid in de ipsilaterale achterpoot na een tibiale fractuurpenoperatie11. Een ander bijzonder nuttig gedragsparadigma is de kookplaattest, die traditioneel de latentie meet om de poot terug te trekken naar een thermische stimulus. Hoewel deze test al tientallen jaren wordt gebruikt12, echt een gouden standaard in preklinisch pijnonderzoek, heeft het meten van reflexief gedrag alleen zijn beperkingen13. Als gevolg hiervan hebben we een aangepast verwarmingsplaatparadigma ontwikkeld dat elementen van zowel reflexieve als niet-reflexieve reacties kan vastleggen in de setting van een thermische stimulus14.
Deze gemodificeerde kookplaattest bepaalt de initiële responslatentie zoals in de oorspronkelijke kookplaattest en een verlengde observatieperiode om aanvullend nocifensief gedrag vast te leggen. Door deze uitgebreide gedragingen in verschillende categorieën te categoriseren (terugdeinzen, likken, bewaken, springen), kan de niet-reflexieve reactie op de thermische stimulus worden vastgelegd. Terugdeinzen is het snel verwijderen van de poot en/of het spreiden van vingers, maar het ledemaat wordt snel teruggebracht naar de kookplaat. Likken en bijten van de achter- en voorpoten worden beide gedefinieerd als likken voor analyse. Bewaken is het voortdurend opheffen van het ledemaat voorbij wanneer afferente nociceptieve informatie eindigt. Ten slotte is springen het verwijderen van alle vier de ledematen van het oppervlak van de kookplaat. Dit gedrag kan individueel worden geanalyseerd en met speciale zorg worden gegroepeerd om de initiële responslatentie nog steeds op te merken.