1. Przygotowanie instrumentarium i pola operacyjnego:
Wszystkie procedury eksperymentalne są wykonywane z zachowaniem zasad aseptyki. Przed rozpoczęciem pracy obszar eksperymentalny musi zostać dokładnie oczyszczony i wysterylizowany. Blat należy zdezynfekować, pozostawić do wyschnięcia, a następnie przetrzeć 70% alkoholem. W obszarze roboczym należy umieścić chirurgiczną podkładkę absorbującą i jałowy opatrunek.
Wszystkie materiały i instrumenty są sterylizowane w autoklawie przed użyciem. Strzykawki i igły są dostarczane w stanie sterylnym. Badacz powinien być odpowiednio ubrany w fartuch laboratoryjny, maseczkę chirurgiczną i sterylne rękawiczki chirurgiczne.
Nasze instrumenty chirurgiczne są sterylizowane w autoklawie każdego wieczora. Po operacji są one myte wodą i mydłem antybakteryjnym. Następnie pozostawia się je do wyschnięcia na czystej, niebieskiej podkładce chirurgicznej. Po wyschnięciu są one ostrożnie umieszczane w workach do sterylizacji i sterylizowane do późniejszego użycia.
Włącz sterylizator do koralików, aby upewnić się, że osiągnie odpowiednią temperaturę 300-350°F przed rozpoczęciem eksperymentu. Sterylizator ten będzie służył do czyszczenia narzędzi pomiędzy procedurami eksperymentalnymi przeprowadzanymi na poszczególnych myszach. Przygotuj tacę na narzędzia ze stali nierdzewnej i wypełnij ją w 1/3 70% etanolem. Ilość 70% etanolu powinna być wystarczająca, aby przykryć narzędzia chirurgiczne. Włącz cyrkulacyjną podkładkę grzewczą, połóż na niej niebieską podkładkę chirurgiczną, a następnie sterylny opatrunek do wyznaczenia pola operacyjnego. Grzejnik ten jest stosowany w celu zapewnienia odpowiedniego ciepła myszy podczas procedury eksperymentalnej oraz w okresie rekonwalescencji. Na sterylnym opatrunku umieść wszystkie sterylne narzędzia, gazę, strzykawki, igły oraz probówkę mikrocentryfugową o pojemności 1.5mL. Zachowaj ostrożność podczas otwierania sterylnych narzędzi i innych elementów, aby nie zanieczyścić ich poprzez dotknięcie. Podczas przygotowywania stanowiska najlepiej używać sterylnych rękawiczek.
2. Model pseudozłamania - procedury eksperymentalne:
1. Indukcja znieczulenia i pozycjonowanie myszy.
Zacznij od podania doprzewnowłasnego wstrzyknięcia Pentobarbitalu (70mg/kg). Należy to zrobić, najpierw podnosząc mysz z klatki za proksymalny koniec ogona. Następnie należy zważyć mysz, aby obliczyć prawidłową dawkę środka znieczulającego. Potem umieść zwierzę na górze klatki, wciąż trzymając je za ogon. Chwyć skórę na karku myszy kciukiem i środkowym palcem po obu stronach ciała, tuż za przednimi łapami. Palec wskazujący służy do odciągnięcia skóry w okolicy głowy i szyi do tyłu oraz częściowego unieruchomienia głowy. Ogon myszy należy trzymać między małym a serdecznym palcem, podczas gdy palec serdeczny jest dociskany do odcinka lędźwiowego kręgosłupa myszy. Znieczulenie powinno w pełni zadziałać w ciągu około 5 minut, co należy potwierdzić testem odruchów.
Po uśpieniu zwierzęcia umieść mysz w pozycji grzbietnej na płycie z pleksiglasu i unieruchom ją, przyklejając kończyny za pomocą techniki luźnych pętli. Technika luźnych pętli polega na wycięciu cienkich pasków taśmy i luźnym owinięciu nimi dystalnej części każdej kończyny. Następnie taśma jest przyklejana do siebie, a pozostały fragment mocuje się do płyty. Pozwala to na spójne przeprowadzenie manipulacji eksperymentalnej oraz zapewnia, że kończyny myszy przyjmują bardziej naturalną pozycję. Następnie, aby pomóc w utrzymaniu pola sterylnego, obszary brzucha, pachwin i ud zwierzęcia zostają ogolone za pomocą maszynki Oster A5 (głowica rozmiar 40). Gazę 4x4 nasącza się betadyną, a następnie przeciera obszar operacyjny w celu sterylizacji. Na koniec składa się i nakłada na mysz jałowy obłoż, aby odsłonić jedynie kończyny dolne i głowę.
Po unieruchomieniu i sterylizacji, przed rozpoczęciem procedury eksperymentalnej, należy umieścić nad nosem myszy lejek do podawania izofluranu na kilka sekund. Lejek składa się z probówki stożkowej o pojemności 50cc wypełnionej gazą. Połowa dolnego końca probówki jest wycięta, aby stworzyć miejsce na nos myszy. Na wyciętym końcu probówki stożkowej umieszcza się nasadkę (dno pojemnika do przechowywania tkanek, np. słoika o szerokim otworze i prostych ściankach), aby zapewnić pozostanie oparów izofluranu w probówce, gdy nie jest ona używana. Do gazy wewnątrz lejka należy dodać 1 mL izofluranu. Podczas stosowania znieczulenia, a w szczególności podczas podawania izofluranu za pomocą lejka, należy zachować szczególną ostrożność w obserwacji myszy. Gdy oddech zwierzęcia zacznie zwalniać, można rozpocząć eksperyment, a lejek należy zdjąć i zamknąć.
Jeśli w dowolnej części eksperymentu wymagane będzie dodatkowe znieczulenie, można podać dodatkową dawkę pentobarbitalu lub zastosować izofluran. Dostępne są alternatywne metody podawania izofluranu, a aktualne wytyczne zalecają stosowanie precyzyjnego parownika w celu lepszej kontroli znieczulenia, jeśli jest to możliwe. Niezależnie od zastosowanej metody należy jednak zapewnić ścisły nadzór nad fizjologią układu oddechowego myszy.
2. Eksperyment z pseudozłamaniem.
Pseudozłamanie polega na połączeniu urazu tkanek miękkich, po którym następuje wstrzyknięcie roztworu kostnego do uszkodzonego mięśnia; zabieg ten jest wykonywany obustronnie w kończynach tylnych. Roztwór kostny musi zostać przygotowany przed rozpoczęciem jakichkolwiek manipulacji eksperymentalnych u myszy biorców.
3. Przygotowanie roztworu do kości.
Roztwór kostny przygotowany z jednej myszy donora będzie wystarczający dla 3 myszy biorców. Należy użyć syngeneicznej myszy donora, która jest dopasowana pod względem wieku i masy ciała do myszy biorcy w grupie eksperymentalnej.
Myszy dawcy zostanie poddana eutanazji poprzez inhalację izofluranem. Następnie zwierzę zostanie przymocowane taśmą do płyty z pleksiglasu, zwracając szczególną uwagę na to, aby kończyny dolne przymocować jedynie za pomocą taśmy na końcach stóp. Kończyny dolne należy starannie ogolić i dokładnie pokryć betadyną, a następnie przetrzeć alkoholem w celu zapewnienia sterylności. Następnie z obu kończyn dolnych w sposób sterylny zostaną chirurgicznie usunięte kość udowa i piszczelowa. Aby usunąć kości długie z kończyny dolnej, należy wykonać nacięcie chirurgiczne skóry w okolicy pachwinowej, a następnie kontynuować nacinanie skóry wzdłuż kończyny, aż do kostki. Odsunąć skórę i oddzielić ją od powięzi podskórnej i mięśni zarówno od strony przyśrodkowej, jak i bocznej, aby uzyskać maksymalną ekspozycję. Jedno ostrze nożyczek należy wsunąć pod mięśnie znajdujące się przednio-bocznie względem piszczeli (mięsień piszczelowy przedni, mięsień prostownik długi palców, mięsień prostownik długi palucha, mięsień strzałkowy długi, mięsień strzałkowy krótki), a następnie przesuwać ostrze proksymalnie i dystalnie, aby czysto oddzielić mięśnie od leżącej pod nimi kości. Powtórzyć tę technikę na tylnej i przyśrodkowej stronie piszczeli, aby odseparować mięśnie znajdujące się pod piszczelą (mięsień brzuchaty łydki, mięsień płaszczkowaty, mięsień plantarny, mięsień piszczelowy tylny, mięsień zginacz długi palców, mięsień zginacz długi palucha). Podczas przesuwania ostrza dystalnie po stronie tylnej należy użyć minimalnej dodatkowej siły, aby oddzielić kość strzałkową od piszczeli. Na końcach proksymalnych tych mięśni kończyn należy przeciąć ścięgna jak najbliżej ich przyczepów i odsunąć mięśnie dystalnie, pociągając całą grupę mięśniową w dół; krótkie szarpnięcie uwolni dystalne przyczepy tych mięśni ze stawu skokowego. Staw skokowy można przeciąć bezpośrednio nożyczkami. Na tym etapie nie należy oddzielać piszczeli od kości udowej! Połączenie to zapewnia dodatkową dźwignię, która ułatwi wypreparowanie kości udowej ze stawu biodrowego. W celu uwolnienia mięśni z kości udowej należy zastosować podobną technikę, wykonując ją z tyłu oraz, jeśli to konieczne, z obu stron — przyśrodkowej i bocznej. Przeciąć dystalne przyczepy tych grup mięśniowych, aby uwolnić je ze stawu kolanowego. Kontynuować dyssekcję, przechodząc pod mięśniami, aby wypreparować koniec kości udowej ze stawu biodrowego. Aby ułatwić tę dyssekcję, nacięcie skóry należy przedłużyć w stopniu niezbędnym do uzyskania odpowiedniej ekspozycji. Ruch kości udowej w stawie biodrowym może pomóc w zlokalizowaniu końca proksymalnego kości udowej podczas dyssekcji.
Po usunięciu kości udowej (z przytwierdzoną kością piszczelową) z myszy dawcy, należy umieścić je na sterylnym gaziku 4x4. Dwie kości można rozdzielić w stawie kolanowym, chwytając każdą z nich w osobnej dłoni i delikatnie skręcając/obracając obie kości w przeciwnych kierunkach wzdłuż ich osi długiej. Zaleca się ostrożną dyssekcję i obchodzenie się z tymi kośćmi, ponieważ mogą one ulec łatwemu złamaniu przy zbyt silnej manipulacji ręcznej. Aby usunąć pozostałe przyczepy ścięgniste z kości długich, należy użyć suchego, sterylnego fragmentu gazika 4x4 owiniętego wokół długości kości. Należy mocno docisnąć gazik do kości i przeciągnąć go kilka razy na całej jej długości; pozwoli to zeskrobać pozostałe tkanki z powierzchni kości, ponieważ przylegają one do gazy i zostają szybko i łatwo od nich oddzielone. Zebrane kości należy następnie umieścić bezpośrednio w sterylnej probówce do mikrocentryfugi o pojemności 1.5mL i pozostawić w lodzie na czas transportu.
Te cztery kości dawcy zostaną przeniesione do komory bezpieczeństwa biologicznego w celu przygotowania do kąpieli kostnej. Wyciąg musi zostać dokładnie zdezynfekowany przed użyciem; na obszarze roboczym wewnątrz komory należy umieścić jałowy opatrunek. W obszarze roboczym należy umieścić jałowy moździerz z tłuczkiem, jałową probówkę 8mL oraz jałowy roztwór soli fizjologicznej z buforem fosforanowym (PBS). Wewnątrz komory powinna znajdować się pipeta automatyczna 1mL oraz odpowiednie końcówki.
Do sterylnego przeniesienia pobranych kości z probówki do mikrocentryfugi o pojemności 1,5mL do moździerza należy użyć sterylnej pincety, a następnie za pomocą tłuczka delikatnie rozkruszyć kości. Jako medium do resuspensji fragmentów kości przed wstrzyknięciem stosuje się roztwór soli fizjologicznej z buforem fosforanowym (PBS). Do moździerza należy pipetować 1mL PBS i kontynuować rozdrabnianie pozostałych fragmentów, wykonując dodatkowe ruchy okrężne, aby zapewnić pełną resuspensję. Następnie dodaje się kolejny 1mL PBS i kontynuuje rozcieranie w celu przygotowania „roztworu kostnego”. Roztwór powinien mieć różowy odcień, a na dnie moździerza pozostaną resztki, których nie da się całkowicie rozbić. Należy powoli przelać roztwór z moździerza do probówki o pojemności 8mL, aby zebrać maksymalną objętość, dbając jednocześnie o to, by większe fragmenty pozostały w moździerzu. Roztwór kostny powinien być przechowywany w lodzie do momentu użycia w doświadczeniu, a następnie przeniesiony do strzykawek 1mL w celu iniekcji. Do strzykawki 1mL z roztworem kostnym należy później przymocować igłę o rozmiarze 20G, aby podać go myszy. Wybrano tak duży rozmiar igły, aby mieć pewność, że wszystkie fragmenty kości zostaną wprowadzone do obszaru docelowego podczas wstrzykiwania i nie zablokują igły.
Przed wstrzyknięciem myszy biorcy, kroplę roztworu kostnego nanosi się na płytkę z agarem MacConkeya w celu hodowli (inkubacja przez 24-48hours). Ma to na celu zapewnienie sterylności roztworu kostnego. Należy również sprawdzić pH roztworu kostnego, aby upewnić się, że ma on neutralne pH.
4. Uraz tkanek miękkich.
Niniejszy uraz tkanek miękkich jest obustronnym zmiażdżeniem kończyn tylnych. Początkowe ułożenie myszy, z kończynami tylnymi lekko odwiedzionymi i rotowanymi na zewnątrz, ułatwia dostęp do właściwej grupy mięśni, czyli zginaczy kolana (mięsień dwugłowy uda, mięsień półścięgnisty i mięsień półbłonisty). Do wykonania zmiażdżenia zostanie użyta duża kleszczyk hemostatyczny o długości 18cm. Rozkład siły tych kleszczyków został przeanalizowany za pomocą systemu Topaq Pressure Analysis System firmy Sensor Products Inc. i wyniósł 270psi. Kleszczyki należy zacisnąć wokół tylnej muskulatury uda, w połowie długości kości udowej, stroną wypukłą skierowaną w stronę kości udowej. Następnie kleszczyki należy zablokować tylko do pierwszego kliknięcia i pozostawić na 30 sekund. Ważna jest szczególna uwaga przy rozmieszczaniu kleszczyków – nie mogą być one zacisnięte bezpośrednio na kości udowej, aby zapobiec jej złamaniu. Czynność tę należy wykonywać w ten sam sposób za każdym razem, aby zagwarantować powtarzalność urazu pomiędzy myszami. Zmiażdżenie to jest wykonywane na obu kończynach dolnych.
5. Iniekcja roztworu kostnego.
Myszy eksperymentalnej biorcy zostanie podano znieczulenie i przygotowano ją zgodnie z wcześniejszym opisem; przed wykonaniem tej iniekcji do kości u zwierzęcia wywołano uraz tkanek miękkich.
Następnie roztwór kostny zostanie wstrzyknięty obustronnie do zmiażdżonej muskulatury uda myszy biorcy. Przy użyciu igły o rozmiarze 20 G do tylnych mięśni każdego uda należy wstrzyknąć 0,15mL tego roztworu. Wprowadź igłę przez skórę na głębokość około 2~3mm, zwracając uwagę na dystans wprowadzenia igły – należy poczuć, gdy czubek ścięcia igły delikatnie dotknie kości udowej; jest to pozycja optymalna. Teraz wstrzyknij roztwór kostny. Wyjmij igłę i szybko przyłóż palec w sterylnej rękawiczce do miejsca wstrzyknięcia, aby zapobiec cofaniu się roztworu kostnego z rany. Przytrzymaj palec w tej pozycji przez kilka sekund.
Następnie mysz należy umieścić z powrotem w klatce i zapewnić jej pełną swobodę ruchów bezpośrednio po ustąpieniu znieczulenia. W miarę budzenia się myszy należy zastosować odpowiednie leki przeciwbólowe.
6. Okres pooperacyjny/rekonwalescencji.
Luźną taśmę w pętli usuwa się, a zwierzęta umieszcza w czystej klatce, którą przez kilka godzin po wybudzeniu utrzymuje się na cyrkulacyjnej podkładce grzewczej. W razie potrzeby należy zapewnić odpowiednie ciepło za pomocą dodatkowej lampy grzewczej.
Pokarm i woda będą łatwo dostępne.
Leki przeciwbólowe muszą zostać podane w momencie, gdy zwierzęta zaczynają budzić się z narkozy, aby prawidłowo kontrolować ból. Buprenorfinę (0.1mg/kg) wstrzykuje się podskórnie, gdy zwierzęta rozpoczynają aktywność fizyczną, lecz nie wcześniej, aby nie upośledzać funkcji oddechowych.
Myszy należy stale monitorować podczas znieczulenia, aż do momentu wybudzenia lub osiągnięcia punktu końcowego eksperymentu. W okresie pooperacyjnym należy również bardzo uważnie obserwować myszy i w razie potrzeby podawać dodatkowe leki przeciwbólowe. Należy monitorować aktywność fizyczną zwierząt, stan układu oddechowego, spożycie pokarmu i wody; wszelkie oznaki stresu lub cierpienia (utrudnione oddychanie, ból, zmiany w nawykach żywieniowych i piciu) powinny być odpowiednio leczone.
Umieść narzędzia chirurgiczne w 70% alkoholu i przetrzyj je sterylną gazą, a następnie włóż do sterylizatora koralikowego na ~20 sekund w celu sterylizacji pomiędzy zwierzętami. Wyjmij narzędzia chirurgiczne i spryskaj je 70% alkoholem, aby pomóc im ostygnąć. Połóż je na sterylnym polu operacyjnym. Upewnij się, że na narzędziach nie pozostał alkohol, który mógłby ścieknąć do kolejnego zwierzęcia.
3. Porównawczy model obustronnego złamania kości udowej - procedury eksperymentalne:
Myszy doświadczalnej podano znieczulenie i przygotowano ją zgodnie z opisem wstępnym. Duży zacisk hemostatyczny o długości 18cm należy zacisnąć na kończynie tylnej około 2-3mm powyżej stawu kolanowego, tak aby jego wypukła powierzchnia była skierowana w stronę kolana. Kciuk należy położyć na zacisniętym hemostacie, a palec wskazujący między hemostatem a biodrem. Przed skręceniem należy upewnić się, że wyczuwa się kość udową, aby wiedzieć, w którym miejscu nastąpi złamanie. Następnie należy skręcić hemostat w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, jednocześnie skręcając drugą ręką w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara.
Procedurę należy powtórzyć na przeciwległej nodze.
4. Model wielonarządowej urazy - procedura eksperymentalna dla połączenia pseudozłamania z wstrząsem krwotocznym:
Myszy biorące udział w eksperymencie zostaną poddane znieczuleniu i przygotowane zgodnie z opisem początkowym. W przypadku myszy, u których planowany jest wstrząs krwotoczny w połączeniu z pseudozłamaniem, przed procedurą pseudozłamania zostanie wykonana kanulacja tętnicy udowej, a następnie, po zakończeniu pseudozłamania, zostanie przeprowadzone upuszczenie krwi przez ten cewnik.
5. Wskazówki dla sukcesu:
Ogólne:
- Należy dołożyć szczególnych starań, aby zachować jak najwyższy stopień sterylności.
- Podczas podawania znieczulenia, a w szczególności izofluranu za pomocą maski nosowej, należy zachować skrupulatną uważność w monitorowaniu ogólnego stanu fizjologicznego myszy, w tym częstotliwości oddychania.
Przygotowanie roztworu do kości:
- Ostrożna manipulacja kośćmi – mogą one ulec łatwemu złamaniu przy zbyt silnym nacisku podczas prostej manipulacji manualnej!
- Podczas sekcji należy upewnić się, że strzałka została oddzielona od piszczeli.
- Rozpocznij od delikatnego kruszenia kości – aby wszystkie fragmenty pozostały wewnątrz moździerza!
- Na początku dodaj tylko 1 mL PBS i kontynuuj kruszenie pozostałych fragmentów kości; gdy powstanie odpowiednia zawiesina, dodaj pozostały 1 mL.
- Należy zebrać wyłącznie roztwór z moździerza i tłuczka – bez większych pozostałości tkanek, których nie udało się całkowicie rozdrobić – mogą one bowiem zablokować igłę podczas wstrzykiwania do myszy biorcy.
Uraz tkanek miękkich:
- Precyzyjne umieszczenie kleszczyków hemostatycznych jest istotne – nie należy ich umieszczać nad kością udową, aby uniknąć jej złamania. W celu uzyskania powtarzalnego urazu, należy zacisnąć kleszczyki na odpowiedniej muskulaturze (tylna część uda – zginacze kolana).
Iniekcja roztworu do kości:
- Podczas wstrzykiwania roztworu należy zwrócić uwagę na głębokość wprowadzenia igły – idealnym położeniem jest moment, w którym poczujesz, że skos igły ledwo dotyka kości udowej.
- Wyjmij igłę i szybko przyciśnij palcem miejsce wstrzyknięcia, aby zapobiec cofaniu się roztworu kostnego z rany. Przytrzymaj palec przez kilka sekund.
6. Kwestie pooperacyjne:
- Sprawdzić, czy w nodze występuje infekcja.
- Sprawdzić kulturę w roztworze kostnym.
- Zwierzę może mieć trudności z poruszaniem kończynami tylnymi w wyniku manipulacji eksperymentalnych i towarzyszącego im stanu zapalnego. Należy odpowiednio łagodzić ból.