Uraz ortopedyczny stanowi 25% wszystkich urazów odnoszonych przez prawie 500 milionów ludzi rocznie na całym świecie1,2,3. Uraz ortopedyczny może być związany ze złożonymi uszkodzeniami mięśni, kości, nerwów i tkanki łącznej, co wymaga hospitalizacji i operacji w celu zapewnienia odpowiedniej rekonwalescencji3,4. Ostry i przewlekły ból po urazie ortopedycznym może powodować znaczne obciążenia fizyczne, psychiczne i finansowe, które wpływają na jakość życia pacjenta1,4. Ponadto chirurgia ortopedyczna stabilizująca i naprawiająca złamania jest również związana z ciężkim ostrym i przewlekłym bólem pooperacyjnym5,6,7,8,9.
Mechanizmy leżące u podstaw ostrego i przewlekłego bólu związanego z traumą muszą być lepiej zrozumiane, aby opracować lepsze metody leczenia. Aby to osiągnąć, potrzebne są wiarygodne, powtarzalne i klinicznie istotne modele przedkliniczne. Ponieważ większość zwierzęcych modeli urazów ortopedycznych nie obejmowała jednoczesnego uszkodzenia wielu typów tkanek (kości, mięśni, nerwów), nie były one w pełni reprezentatywne dla złożonych urazów ortopedycznych u ludzi, na przykład urazów po upadkach, wypadkach samochodowych lub urazach związanych z wojną10,11. Dlatego opracowaliśmy mysi model złamania kości piszczelowej, aby zbadać główne objawy takiego urazu, w tym uszkodzenie tkanki kostnej i mięśniowej oraz ostry i przewlekły ból11. Model złamania kości piszczelowej składa się z jednostronnego otwartego złamania kości piszczelowej z wewnętrznym stabilizacją IMN i jednoczesnym uszkodzeniem mięśnia TA. Odcinki histologiczne TA wykazują uszkodzenie mięśnia, w którym rozwija się gęste zwłóknienie z towarzyszącą utratą dużych, dojrzałych włókien mięśniowych już 2 tygodnie po urazie. Co więcej, złamanie modzela jest widoczne w tomografii mikrokomputerowej (microCT) 4 tygodnie po urazie i nadal przechodzi przebudowę11.
Różne testy zachowań odruchowych i nieodruchowych mogą być używane do oceny sensorycznych i afektywnych składników bólu w modelu złamania piszczeli. Na przykład, można użyć filamentów Von Freya, aby zademonstrować nadwrażliwość mechaniczną w tym modelu. W rzeczywistości u myszy rozwija się długotrwała nadwrażliwość mechaniczna w tylnej łapie ipsilateralnej po operacji złamania kości piszczelowej11. Innym szczególnie przydatnym paradygmatem behawioralnym jest test gorącej płyty, który tradycyjnie mierzy opóźnienie do wycofania łapy do bodźca termicznego. Chociaż ten test jest używany od dziesięcioleci12, naprawdę złoty standard w przedklinicznych badaniach nad bólem, sam pomiar odruchowego zachowania ma swoje ograniczenia13. W rezultacie opracowaliśmy zmodyfikowany paradygmat płyty grzejnej, który może uchwycić elementy zarówno reakcji odruchowych, jak i nierefleksyjnych w ustawieniach bodźca termicznego14.
Ten zmodyfikowany test płyty grzejnej określa początkowe opóźnienie odpowiedzi, tak jak w oryginalnym teście płyty grzejnej, oraz przedłużony okres obserwacji, aby zarejestrować dodatkowe zachowania nocyfencyjne. Poprzez kategoryzację tych rozszerzonych zachowań w odrębne kategorie (wzdryganie się, lizanie, obrona, skakanie), można uchwycić nieodruchową reakcję na bodziec termiczny. Drganie to szybkie usunięcie łapy i/lub rozchylenie palców, ale kończyna jest szybko wracana do gorącej płyty. Lizanie i gryzienie tylnych i przednich łap definiuje się jako lizanie do analizy. Strzeżenie to ciągłe podnoszenie kończyny poza nią, gdy kończy się aferentna informacja nocyceptywna. Wreszcie skakanie to usunięcie wszystkich czterech kończyn z powierzchni gorącej płyty. Zachowania te mogą być analizowane indywidualnie i grupowane razem ze szczególną ostrożnością, aby nadal odnotowywać początkowe opóźnienie odpowiedzi.