Opracowanie modelu przewlekłego uszkodzenia stożka rotatorów u królika do badania zwłóknienia i zwyrodnienia mięśniowego
31 marca 2023
To badanie szczegółowo opisuje procedury ustalania przewlekłego uszkodzenia stożka rotatorów u królika (RC). W szczególności uraz powstaje w jednostce mięśniowo-ścięgnistej / mięśniowo-ścięgnistej podłopatkowej (SSC), aby naśladować ludzką anatomię i patofizjologię RC, w tym ciężkie zwyrodnienie tłuszczowe mięśni (FD). Protokół ten może być stosowany do badania urazów RC i oceny terapii regeneracyjnych.
Protokół ten demonstruje złożoną technikę chirurgiczną wywoływania przewlekłego uszkodzenia stożka rotatorów u królików i jest przydatny w badaniu patogenezy stożka rotatorów i opracowywaniu terapii regeneracyjnych. Króliki to średnie i duże modele zwierzęce, które są łatwe do utrzymania logistycznie, manipulują chirurgicznie i wykazują wysoki poziom zwyrodnienia tłuszczowego mięśni stożka rotatorów po zranieniu, podobnie jak ludzie. Przedstawiony tutaj model urazu podłopatkowego jest anatomicznie analogiczny do kompleksu mięśni ścięgna kości nadgrzebieniowej, jednego z najczęściej uszkadzanych zespołów stożka rotatorów.
Na początek przygotuj okno chirurgiczne, goląc zamierzone miejsce nacięcia znieczulonego królika. Za pomocą bawełnianych wacików oczyść obszar trzema naprzemiennymi aplikacjami Betadine i 70% alkoholu okrężnymi ruchami. Podawać domięśniowo 20 miligramów na kilogram cefaleksyny jako profilaktyczny środek przeciwinfekcyjny.
Wykonaj trzy- lub czterocentymetrowe nacięcie skóry poniżej obojczyka, podziel interwał naramienny za pomocą nożyczek i cofnij się, aby uzyskać dostęp do ramienia. Aby zlokalizować jednostkę ścięgna mięśnia podłopatkowego, najpierw zidentyfikuj mięsień kruczo-łopatkowy. Następnie zidentyfikuj ścięgno podłopatkowe i włóż zacisk pod kątem prostym, aby odsłonić całe ścięgno w momencie jego przyczepu na mniejszej guzowatości kości ramiennej.
Odizoluj ścięgno mięśnia podłopatkowego. Po podaniu przedoperacyjnego środka przeciwbólowego miejscowo w pobliżu miejsca przecięcia, owiń jednostkę ścięgna mięśnia podłopatkowego rurką penrose'a na bazie silikonu, aby zapobiec niepożądanemu przyczepieniu się do otaczających tkanek i ułatwić późniejsze pobieranie tkanek. Aby wywołać uraz, wykonaj transsekcję pełnej grubości w połączeniu ścięgien mięśniowych za pomocą skalpela chirurgicznego numer 11.
W razie potrzeby zatamuj krwawienie, uciskając kawałkiem gazy i w razie potrzeby użyj soli fizjologicznej do przepłukania rany. Aby zamknąć ranę, użyj szwu 4-0 z kwasu poliglikolowego, aby ponownie zbliżyć tkankę mięśniową naramienną i szwu 4-0 z nylonu lub jedwabiu, aby zamknąć ranę skóry, a następnie oczyścić ranę. Podawać podskórnie 0,03 miligrama buprenorfiny jako środek przeciwbólowy raz bezpośrednio po zabiegu i dwa razy dziennie przez następne 48 godzin.
Analiza histologiczna modelu przewlekłego uszkodzenia stożka rotatorów po czterech tygodniach jest pokazana na tym rysunku. Barwienie H&E potwierdziło utratę komórkowości i organizacji mięśni, która została zastąpiona dużą liczbą adipocytów w uszkodzonych mięśniach podłopatkowych w stosunku do grupy kontrolnej. Kwantyfikacja procentowego nagromadzenia uszkodzonej tkanki tłuszczowej w mięśniach jest przedstawiona na tym rysunku.
Barwienie trichromem Massona potwierdziło również atrofię mięśni i zdezorganizowane ułożenie włókien kolagenowych w uszkodzonych mięśniach podłopatkowych w porównaniu z grupą kontrolną. Kwantyfikacja proporcji tkanki mięśniowej i zwłóknieniowej jest pokazana na tym rysunku. Ocena wykazała zmniejszenie komórkowości mięśni uszkodzonych mięśni podłopatkowych w porównaniu z grupą kontrolną.
Wysoki stopień zwłóknienia zaobserwowano również w uszkodzonych mięśniach podłopatkowych. Identyfikacja ścięgna podłopatkowego i owinięcie jednostki ścięgna mięśnia podłopatkowego rurkami penrose'a to najważniejsze kroki tej procedury. Po tej procedurze można zastosować interwencję terapeutyczną.
W takim przypadku opisane tutaj analizy, wraz z dodatkową miografią lub analizą chodu, mogą być wykorzystane do oceny wyniku interwencji. Technika ta ma kluczowe znaczenie dla pomocy naukowcom w badaniu patofizjologii stożka rotatorów, a także ułatwia opracowywanie nowych terapii naprawy i regeneracji ścięgien mięśniowych.
Przegląd
Niniejsze badanie przedstawia skomplikowaną technikę chirurgiczną wywoływania przewlekłych obrażeń wrzeciona ramienia u królików, zapewniając odpowiedni model do badania patogenezy wrzeciona ramienia i opracowywania terapii regeneracyjnych. Jednostka mięśniowo-ścięgnistą m. subscapularis jest celem naśladowania ludzkich obrażeń wrzeciona ramienia, które obejmują zaznaczoną degenerację tłuszczową mięśni.
Kluczowe elementy badania
Obszar badań
- Modelowanie obrażeń wrzeciona ramienia
- Mechanizmy degeneracji i naprawy mięśni
- Techniki chirurgiczne weterynaryjne
Tło
- Króliki służą jako model średniej do dużej wielkości zwierząt o anatomicznych podobieństwach do ludzkiego wrzeciona ramienia.
- Badanie koncentruje się na naśladowaniu ciężkiej degeneracji tłuszczowej mięśni obserwowanej w ludzkich obrażeniach.
- Obrażenia m. subscapularis są porównywalne z często obrażonym ścięgnem m. supraspinatus.
Zastosowane metody
- Chirurgiczne wywoływanie obrażeń wrzeciona ramienia poprzez pełnowarstwową przecięcie
- Użycie królika jako modelu biologicznego
- Analiza histologiczna i ilościowa gromadzenie tłuszczu i fibrozy
Główne wyniki
- Potwierdzona utrata komórkowości mięśni zastąpiona przez adipocyty w grupie obrażonej.
- Barwienie histologiczne ujawniło atrofię mięśni i nieprawidłowe ułożenie kolagenu.
- Ilościowe oceny wykazały istotne różnice między grupą obrażoną a kontrolną.
Wnioski
- Procedura ustanawia wiarygodny model do dalszych badań nad patofizjologią wrzeciona ramienia.
- Wyniki są istotne dla opracowywania nowych strategii terapeutycznych w naprawie i regeneracji ścięgien mięśniowych.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Establishing a chronic-like rabbit rotator cuff injury model enables translational investigation of muscle fibrosis and fatty degeneration, key barriers in musculoskeletal regenerative medicine. This model provides a controlled platform for interrogating disease mechanisms and evaluating therapeutic interventions relevant to human rotator cuff pathology. Its anatomical and pathophysiological fidelity supports predictive confidence in early-stage target validation and preclinical research.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables mechanistic de-risking of fibrosis and fatty degeneration pathways in musculoskeletal disease.
- Supports functional target validation by recapitulating clinically relevant muscle-tendon degeneration.
- Facilitates hypothesis-driven interrogation of regenerative and anti-fibrotic strategies.
Screening & Assay Development
- Provides a validated in vivo system for quantitative histological and functional readouts.
- Enables reproducible assessment of intervention efficacy using standardized injury and analysis protocols.
- Supports assay development for quantifying muscle atrophy, fat accumulation, and fibrosis.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant endpoints observed in human rotator cuff pathology.
- Enables continuity from discovery through preclinical validation of regenerative candidates.
- Supports risk-adjusted advancement of therapies targeting muscle-tendon repair.
Pipeline & Workflow Integration
This rabbit model integrates into the discovery-to-preclinical continuum for musculoskeletal and regenerative medicine programs.
- Discovery Biology: Facilitates hypothesis testing on fibrosis and fatty degeneration mechanisms in a controlled in vivo context.
- Screening: Provides standardized, reproducible injury and histological quantification for intervention assessment.
- Analytics: Enables quantitative measurement of muscle fat content and fibrosis for comparative analysis.
- Translational Research: Bridges early discovery findings with preclinical validation in a disease-relevant system.
- Enterprise Reuse: Serves as a reusable platform for iterative evaluation of diverse therapeutic modalities.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in target validation and mechanistic de-risking for muscle-tendon pathology.
- Operational Value: Standardizes in vivo modeling and histological analysis for reproducibility and scalability.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions for regenerative and anti-fibrotic candidates, reducing late-stage biological risk.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of therapeutic programs targeting chronic muscle-tendon degeneration.
Implementation Considerations
- Requires surgical expertise in animal models and post-operative care protocols.
- Necessitates access to histological staining and quantitative image analysis infrastructure.
- Demands cross-team standardization of injury induction and outcome measurement.
- Adaptation to other species or injury sites may require protocol optimization.
- Model limitations include species-specific responses and the need for longitudinal validation.
