Artykuł metodologiczny

Metoda anestezjologii, chirurgii i pobierania do oceny transpedikularnych przy użyciu modelu kręgosłupa lędźwiowego u świń in vivo

DOI:

10.3791/55225

⸱

31 maja 2017

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Orthopaedic Surgery, Chonbuk National University School of Medicine, Chonbuk National University Hospital, 2Department of Orthopaedic Surgery, University of Seonam College of Medicine, Presbyterian Medical Center, 3White Oaks West Animal Hospital, 4Department of Emergency Medicine, Inje University Busan Paik Hospital

W tym artykule

Podsumowanie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tutaj wprowadzamy metodę oceny transpedikularnych za pomocą modelu in vivo odcinka lędźwiowego kręgosłupa u świń.

Streszczenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Mocowanie śrubą pedikularną jest złotym standardem w leczeniu chorób kręgosłupa. Jednak wiele badań donosiło o problemie poluzowania pedikularnych po operacji kręgosłupa, co jest poważnym problemem. Aby rozwiązać ten problem, zbadano różne rodzaje pedikularnych w celu zidentyfikowania tych o dobrej sile mocowania i osteointegracji w kości kręgosłupa. Kręgosłup świni jest dobrą alternatywą dla ludzkiego kręgosłupa w ocenie pedikularnych ze względu na rozmiar anatomiczny, właściwości mechaniczne i koszt. Chociaż kilka badań wykazało, że pedikularne są skuteczne w modelu świni, żadne badanie nie opisało szczegółowych protokołów oceny pedikularnej przy użyciu modelu świni. W tym miejscu opisujemy szczegółową metodę oceny transpedikularnych przy użyciu modelu kręgosłupa lędźwiowego u świń in vivo. Podane tutaj szczegóły techniczne dotyczące znieczulenia, chirurgii kręgosłupa i zbioru będą ułatwione w ocenie modelu mocowania śrubowego transpedikularnego.

Wprowadzenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Transpedicular screwation jest złotym standardem leczenia zwyrodnieniowego kręgosłupa lędźwiowego i pękającego złamania, ponieważ obejmuje trzy kolumny kręgosłupa i osiąga stabilizację1,2. Jednak większość pacjentów, którzy przechodzą taką operację, ma również osteoporozę3,4. W wielu badaniach oceniano siłę mocowania i stan osteointegracji transpedikularnych, ponieważ poluzowanie obecnie stosowanych pedikularnych zgłaszano u pacjentów z osteoporozą5,6.

Kręgosłup świni jest podobny do kręgosłupa ludzkiego pod względem wielkości. Jest tańszy w porównaniu do modelu naczelnych7. Co więcej, badanie mechaniczne in vivo wykazało, że kręgosłup czworonożnej świni jest zasadniczo obciążony w taki sam sposób, jak kręgosłup ludzki kręgosłup8, dlatego wielu badaczy używa kolców świń do badań nad zapobieganiem poluzowaniu się szypułkowej. Jednak badanie pedikularnych w kręgosłupie świni zajmuje kilka miesięcy, ponieważ określenie długoterminowej stabilności pedikularnych wymaga czasu. Aby porównać różne rodzaje w trzonie kręgu, konieczne jest włożenie w podobnych pozycjach. Dlatego badacze powinni być dobrze zaznajomieni z odpowiednimi technikami znieczulenia, standardowymi protokołami chirurgicznymi i procedurami pobierania plonów przed wykonaniem jakichkolwiek eksperymentów. Tutaj opisujemy szczegółową metodę znieczulenia, chirurgii i zbioru w celu oceny mocowania pedikularnej przy użyciu modelu kręgosłupa świni, w tym obrazowania ex vivo, histologii i testów wytrzymałościowych.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Instytucjonalny Komitet ds. Opieki nad Zwierzętami i Użytkowania Zwierząt Narodowego Uniwersytetu Chonbuk zatwierdził to badanie. Traktowanie, użytkowanie i obchodzenie się ze zwierzętami było zgodne ze wszystkimi wytycznymi i zasadami. Utrzymać temperaturę w sali operacyjnej w temperaturze 24 °C.

1. Znieczulenie

  1. Miniaturowe świnie w wieku 12 miesięcy należy zaaklimatyzować w jednostce doświadczalnej przez co najmniej tydzień. Wykonaj badanie kliniczne mierzące częstość oddechów, tętno i temperaturę ciała. Nie należy karmić każdej miniaturowej świni przez 12 godzin przed zabiegiem znieczulenia.
  2. Wstrzyknąć atropinę (0,05 mg/kg) i ketaminę (20 mg/kg)/ksylaksynę (2 mg/kg) w boczną okolicę mięśnia szyjnego, za uchem, w celu premedykacji.
  3. Po sedacji szczelnie przyłóż gumkę wokół podstawy ucha i wyczyść ucho miejscowym alkoholem.
  4. Umieść plastikowy cewnik nad igłą w żyle usznej i zdejmij gumkę. Upewnij się, że cewnik jest prawidłowo umieszczony. Przepłucz cewnik heparynizowaną solą fizjologiczną i przymocuj taśmą.
  5. W celu intubacji dotchawiczej umieść miniaturową świnię w pozycji leżącej mostka. Z pomocą asystenta przytrzymaj szczękę świni odpowiednią chustą i otwórz jej pysk.
    1. Przełóż końcówkę laryngoskopu do jamy gardłowej, aby przemieścić nagłośnię z podniebienia miękkiego. Użyj końcówki ostrza laryngoskopu, aby uwidocznić struny głosowe i wsunąć rurkę dotchawiczą do tchawicy podczas wydechu.
    2. Wyczuj swobodny przepływ powietrza w celu prawidłowej intubacji i sprawdź osłuchiwanie klatki piersiowej pod kątem dźwięków oddechowych zarówno po lewej, jak i prawej stronie miniaturowej świni.
  6. Napełnij mankiet odpowiednią ilością powietrza z rurki dotchawiczej powietrzem za pomocą strzykawki o pojemności 10 ml i przymocuj rurkę do pyska za pomocą taśmy klejącej.
  7. Podać 2,0% stężenie izofluranu, wziewnego środka znieczulającego do przedłużonego znieczulenia, przez rurkę intubacyjną dotchawiczą. Przetestuj odruchy rogówkowe i powiekowe, aby potwierdzić znieczulenie i użyj maści na oczy, aby zapobiec wysuszeniu.
  8. Monitoruj układ sercowo-naczyniowy, układ oddechowy i temperaturę ciała podczas znieczulenia co najmniej co 5 minut, aż miniaturowa świnia wyzdrowieje.
  9. 30 minut przed operacją kręgosłupa należy powoli stosować 30 mg/kg cefazoliny dożylnie, antybiotyków cefalosporynowych 1. generacji.
  10. Podawać 5 - 10 ml/kg/h ciepłej (37 °C) soli fizjologicznej za pomocą linii dożylnej w celu utrzymania homeostazy i dostarczyć 50 μg/kg/min fentanylu w celu opanowania bólu.
  11. Po operacji kręgosłupa należy wykonać ekstubację, gdy widoczny jest silny odruch połykania.
  12. Zabierz miniaturową świnię do pokoju i monitoruj, aż dojdzie do siebie po znieczuleniu. Zapewnij jedzenie i wodę, gdy miniaturowa świnka jest w pełni przytomna.
  13. Stosować antybiotyk enrofloksacyny w dawce 3 mg/kg z 4,4 mg/kg karprofenu dziennie w celu kontroli bólu przez pierwsze 3 dni.
  14. Monitoruj świnię codziennie, aż do usunięcia szwów.

2. Chirurgia kręgosłupa

  1. transpedikularne i systemy stabilizatorów tylnych należy sterylizować w autoklawie, postępując zgodnie z wytycznymi producenta.
  2. Ogol grzbiet miniaturowej świni, około 10 cm od środka do lewej lub prawej strony, używając golarki, gdy świnia jest w pozycji leżącej. Oczyść skórę roztworem jodu powidonu i 70% alkoholem.
  3. Wykonaj podłużne nacięcie linii środkowej od drugiego wyrostka kolczystego kręgosłupa lędźwiowego do pierwszego środkowego grzebienia krzyżowego za pomocą skalpela. Wypreparuj tkankę podskórną i powięź do końca wyrostków kolczystych.
  4. Podnieś mięśnie przykręgosłupowe podskórnie od leżących poniżej blaszek za pomocą windy Cobba. Wypreparuj wzdłuż wyrostka kolczystego i blaszki ograniczonej do stawów międzywyrostkowych.
  5. Otwórz powierzchowną korę punktu wejścia (która jest nieco gorsza od wyrostka sutkowego od L3 do L5 po obu stronach) za pomocą zadzioru lub rongeur.
  6. Włóż kołek prowadzący w otwartym miejscu, równolegle do górnej płyty końcowej i pod kątem 20° do wyrostka kolczystego. Zdefiniuj idealny punkt wyjścia za pomocą ramienia C lub przenośnego tylno-przedniego/bocznego zdjęcia rentgenowskiego.
  7. Włóż sondę pedikularną do 25 mm zgodnie z promieniowaniem rentgenowskim. Potwierdzić pełną trajektorię śródkostną za pomocą badania palpacyjnego szypułki i ciała za pomocą urządzenia do sondowania szypułkowego.
  8. Włóż sześć pedikularnych do przygotowanej pedikuły od L3 do L5, aż będzie dobrze osadzony. Skieruj boczny otwór główki implantu w żądanym kierunku i wyrównaj pozycję poziomą z trajektorią pręta.
  9. Włóż odpowiednio dwa pręty po obu stronach pedikularnych. Włóż tuleję i nakrętkę na pedikularnej za pomocą uniwersalnego uchwytu.
  10. Luźno dokręć nakrętkę za pomocą prostego klucza nasadowego i mocno dokręć nakrętkę za pomocą klucza dynamometrycznego.
  11. Potwierdź położenie pedikularnych za pomocą przenośnych tylno-przednich/bocznych promieni rentgenowskich.
    UWAGA: Poczekaj, aż miniaturowa świnia się obudzi i sprawdź wzorce chodu i funkcję motoryczną tylnej kończyny, aby ustalić, czy śruba nie została źle wszczepiona.
  12. Przepłukać miejsce operacji 3 litrami soli fizjologicznej za pomocą strzykawki do irygacji gruszki z odsysaniem.
  13. Umieść silikonowy drenaż w miejscu operacji i wyjmij silikonową końcówkę. Zamknij mięśnie przykręgosłupowe i podskórne za pomocą wchłanialnych szwów metrycznych 1,0. Zamknij skórę za pomocą niewchłanialnych szwów nylonowych o grubości 2,0 metrycznej.
  14. Zdezynfekuj miejsce szwu jodonem powidonu i nałóż opatrunek za pomocą wysterylizowanej gazy i taśmy.

3. Procedura zbioru

  1. Po 12 tygodniach od operacji wstrzyknąć ksylazynę (2 mg/kg) i ketaminę (10 mg/kg) w boczną okolicę mięśni szyjnych, za uchem, w celu premedykacji.
  2. Po sedacji podać 15 mg/kg KCl bezpośrednio do cewnika do żył usznych w celu eutanazji.
  3. Wykonaj podłużne nacięcie linii środkowej w miejscu poprzedniej zmiany bliznowatej po operacji. Rozwiń tkanki miękkie i mięśnie przykręgosłupowe.
  4. Odsłoń wyrostek kolczysty kolców lędźwiowych, blaszki, pręty, nakrętki i wyrostki poprzeczne od L3 do L5.
  5. Odkręć nakrętki za pomocą klucza dynamometrycznego i prętów. Wytnij przestrzeń między tarczami L2-3 i L5-S1 za pomocą piły oscylacyjnej.
  6. Wypreparuj obie strony środkowej i przedniej części kręgosłupa L3-5 za pomocą windy Cobba i kleszczy wieżowych. Po zbiorach, jeśli kręgosłup nie może być natychmiast przetestowany, zawiń go w gazę nasączoną solą fizjologiczną i przechowuj w temperaturze -20 °C.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Szczegółowy protokół anestezjologii, operacji i pobierania próbek do oceny transpedikularnych przy użyciu modelu kręgosłupa lędźwiowego u świń in vivo jest opisany tutaj. Protokół ten jest odpowiedni dla wielu dalszych analiz, w tym testów mechanicznych (ryc. 1), ilościowej oceny mikro-tomografii komputerowej (ryc. 2) i histologii (ryc. 3). Reprezentatywne badania mechaniczne (rysunek 1) pokazują średni szczytowy...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ocena transpedikularnych w kręgosłupie świni wymaga dużo czasu i wysiłku. Po pierwsze, miniaturowa świnia jest dużym zwierzęciem. Do opieki nad zwierzętami i znieczulenia badacz potrzebuje specjalistycznego protokołu. Po drugie, chirurgia powinna utrzymywać środowisko podobne do tego, jakie ma miejsce w chirurgii ludzkiej. Celem oceny pedikularnych w kręgosłupie świni jest opracowanie skutecznej, którą można zastosować u ludzi. Po trzecie, ocena długoterminowej stabilności transpedikularnych wymaga około trzech miesięcy ...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia w związku z tym artykułem.

Podziękowania

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

To badanie było wspierane przez grant (CNUH-BRI-2012-02-005) ufundowany przez Instytut Badań Biomedycznych Narodowego Szpitala Uniwersyteckiego w Chonbuk (CNUH-BRI), Republika Korei.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Miniaturowa świniaOrientBio
AtropineJeil A04900241 farmaceutycznyZnieczulenie
Plastikowy cewnik nad igłąBDREF382412Utrzymanie linii dożylnej
KetaminaYuhanA04502441Znieczulenie
KsylazynaBayer KoreaA00800071Znieczulenie
LaryngoskopKarl storzIntubacja
Rurka dotchawiczaCovidienIntubacja
IzofluranJW pharmaceutical CoA02104781Anestezjologia
Maść do oczuHanlim pharmaA37851721Ochrona oka świni
CefazolinDonga pharmaA01503951Antybiotyki
Sól fizjologicznaJW pharmaceutical CoA02151392Utrzymanie homeostazy płynów
FentanylHana pharmC03200032Kontrola bólu
EnrofloksacynaBayer93106-60-6 antybiotyki
MorfinaMyungmoon pharmaC03700091Kontrola bólu
MeloksykamBoehringer IngelheimA07600711Antybiotyki
Powidon-jodHyundai pharmaOpatrunek na rany
Skalpel rozmiar ostrza 15Braun  I1 BB515Nacięcie skóry
Winda CobbaCodman65-2546Rozwarstwienie zadziorów
mięśniowych MedtronicWykonanie punktu początkowego
RongeurAesculapFO515RWykonanie punktu początkowego
Sworzeń prowadzący (drut K)CE01067803Prowadzenie trajektorii
Ramię CGEOEC 9800 plusProwadzenie trajektorii
Przenośny aparat rentgenowskiSiemensMobile XP hybrydowyProwadzenie trajektorii
Sonda pedikularnaOtisBiotechSPI-02-01Prowadzenie trajektorii
Sonda pedikularnaOtisBiotechSPI-03-01Prowadzenie trajektorii
Śruba pedikularnaOtisBiotechMS-40025
Systemy stabilizacji tylnejOtisBiotech
Rod OtisBiotechROD-60140Sztywne mocowanie między
Uchwyt uniwersalnyOtisBiotechSPI-08-01Do mocowania do pręta
Klucz nasadowy prostyOtisBiotechSPI-06-01Do mocowania do
pręta Klucz dynamometryczny z licznikiemOtisBiotechSPI-07-01Do mocowania do pręta
Strzykawka do irygacji bańkiHyupsug medicalHS-IR-140Irygacja
Drenaż silikonowySewon medyczny2205-006Do odprowadzania płynu w miejscu operacyjnym
3.0 metryczny szew wchłanialnyEthiconBA1673HSzew mięśniowy
2.0 metryczny niewchłanialny nylonowy szewEthiconW1626TSzew do skóry
GazaKingphar KoreaKP120-06
PentobarbitalHanlim pharma645301221Eutanazja Piła
oscylacyjnaZimmerHarvest kręgosłup
Kleszcze wieżoweAesculapBF461RKręgosłup żniwny
prętów

Bibliografia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Greenfield, R. T., Grant, R. E., Bryant, D. Pedicle screw fixation in the management of unstable thoracolumbar spine injuries. Orthop Rev. 21 (6), 701-706 (1992).
  2. Upasani, V. V., et al. Pedicle screw surface coatings improve fixation in nonfusion spinal constructs. Spine. 34 (4), 335-343 (2009).
  3. Halvorson, T. L., Kelley, L. A., Thomas, K. A., Whitecloud, T. S., Cook, S. D. Effects of bone mineral density on pedicle screw fixation. Spine. 19 (21), 2415-2420 (1994).
  4. Weinstein, J. N., Spratt, K. F., Spengler, D., Brick, C., Reid, S. Spinal pedicle fixation: reliability and validity of roentgenogram-based assessment and surgical factors on successful screw placement. Spine. 13 (9), 1012-1018 (1988).
  5. Fini, M., et al. Biological assessment of the bone-screw interface after insertion of uncoated and hydroxyapatite-coated pedicular screws in the osteopenic sheep. J Biomed Mater Res A. 66 (1), 176-183 (2003).
  6. Kim, D. Y., et al. Evaluation of Titanium-Coated Pedicle Screws: In Vivo Porcine Lumbar Spine Model. World Neurosurg. 91, 163-171 (2016).
  7. Upasani, V. V., et al. Pedicle screw surface coatings improve fixation in nonfusion spinal constructs. Spine. 34 (4), 335-343 (2009).
  8. Smit, T. H. The use of a quadrupted as an in vivo model for the study of the spine-biomechanical considrations. Eur Spine J. 11 (2), 137-144 (2002).
  9. Aldini, N. N., et al. Pedicular fixation in the osteoporotic spine: a pilot in vivo study on long-term ovariectomized sheep. J Orthop Res. 20 (6), 1217-1224 (2002).
  10. Fini, M., et al. Biological assessment of the bone-screw interface after insertion of uncoated and hydroxyapatite-coated pedicular screws in the osteopenic sheep. J Biomed Mater Res A. 66 (1), 176-183 (2003).
  11. Branemark, R., Ohrnell, L. O., Skalak, R., Carlsson, L., Branemark, P. I. Biomechanical characterization of osseointegration: an experimental in vivo investigation in the beagle dog. J Orthop Res. 16 (1), 61-69 (1998).
  12. McLain, R. F., Yerby, S. A., Moseley, T. A. Comparative morphometry of L4 vertebrae: comparison of large animal models for the human lumbar spine. Spine. 27 (8), E200-E206 (2002).
  13. Giavaresi, G., et al. In vivo preclinical evaluation of the influence of osteoporosis on the anchorage of different pedicle screw designs. Eur Spine J. 20 (8), 1289-1296 (2011).
  14. Hasegawa, T., et al. Hydroxyapatite-coating of pedicle screws improves resistance against pull-out force in the osteoporotic canine lumbar spine model: a pilot study. Spine J. 5 (3), 239-243 (2005).
  15. Smorgick, Y., et al. Single- versus multilevel fusion for single-level degenerative spondylolisthesis and multilevel lumbar stenosis: four-year results of the spine patient outcomes research trial. Spine. 38 (10), 797-805 (2013).
  16. Busscher, I., Ploegmakers, J. J., Verkerke, G. J., Veldhuizen, A. G. Comparative anatomical dimensions of the complete human and porcine spine. Eur Spine J. 19 (7), 1104-1114 (2010).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Stabilizacja rubami transpedikularnymimodel in vivoprotok chirurgii kr gos upatechnika znieczuleniametoda wprowadzania rubprocedura pobierania tkanekanaliza mikro CTfrakcja obj to ci ko ciruby z pow ok tytanow

Powiązane artykuły