Uma série de estudos tenham melhorado a nossa compreensão dos mecanismos biológicos envolvidos na reparação do tecido ósseo 1-6. Os efeitos de condições mecânicas no reparo do osso, tais como axial, corte e movimentos interfragmentários (IFMS) têm sido estudados extensivamente 7-15. Nos últimos anos, mais e mais estudos começaram a surgir descrevendo a influência do ambiente mecânico no reparo ósseo usando fratura, osteotomia e grande defeito ósseo segmentar em modelos in vivo. Portanto, métodos de fixação confiáveis são necessários para obter os resultados do estudo reprodutíveis e confiáveis.
O ambiente em torno da mecânica da fratura cura é muito importante, pois determina a forma como a fratura vai curar. Assim, a escolha do dispositivo de fixação é muito importante e deve ser cuidadosamente selecionado de acordo com o desenho do estudo, e outros fatores como o tamanho da abertura e do tipo de fratura. As propriedades mecânicas do dispositivo de fixação de umre ainda mais importante quando se estuda a cicatrização óssea de grandes defeitos ósseos para estabelecer uma fixação que fornece não só um intervalo de tamanho constante ao longo do período experimental do peso total do rolamento, mas também um ambiente ideal para a mecânica de reparação óssea. Os fixadores externos são comumente usados em fratura e modelos experimentais de cura defeito ósseo grandes, porque eles têm uma vantagem sobre os outros dispositivos de fixação. A principal vantagem de fixadores externos são de que eles permitem a mudança do meio mecânico no local do defeito, in vivo, sem uma intervenção secundária, que pode ser conseguida alterando ou ajustando a barra do dispositivo de estabilidade durante o decurso da experiência como o cicatrização óssea progride. Além disso, permite a aplicação de estimulação mecânica local específico para melhorar a reparação do osso, e proporciona também a possibilidade de medir a rigidez do tecido de calo in vivo. No entanto, os dispositivos também têm algumas desvantagensque incluem: irritação dos tecidos moles, infecções e pin quebra.
Infelizmente, tais implantes não estavam disponíveis "off the shelf" no momento do desenvolvimento do implante, e os investigadores foram obrigados a projetar suas próprias fixadores para uma utilização prevista. Por isso, uma restrição da investigação nesta área foi a falta de controle experimental sobre o ambiente mecânica local dentro de um grande defeito segmentar bem como osteotomias como ele cura. As características mecânicas de um fixador externo são definidas por, e pode ser modulado por um grande número de variáveis, que incluem: a distância entre os pinos, o diâmetro do pino, o material do pino, o número de pinos, fixador comprimento da barra, o número de barras fixador, material de barra fixador, do fixador espessura bar e a distância a partir da superfície do osso para a barra de fixador (offset). Surpreendentemente, apenas uma escassez de estudos poderia ser encontrado que investigou as contribuições mecânicas dos componentes individuaisde fixadores ou configurações de quadros inteiros utilizados em estudos com roedores, 16,18,28. Por exemplo, os resultados de um estudo mostrou que um dos principais fatores que contribuem para a determinação da rigidez total da construção de fixação foi dominada pela flexibilidade dos pinos em relação a sua contrapartida, diâmetro e propriedades do material 28. Os resultados dos referidos estudos sugerem claramente que o conhecimento do ambiente mecânica fornecida pelo dispositivo de fixação é extremamente importante, e ainda, em muitos casos não é investigada em detalhe. O presente artigo relata o projeto, especificações e in vivo implantação de um fixador externo que resolve esse problema. Este fixador também permite a modulação do meio mecânico como a cura progride, uma propriedade que permite o estudo da mecano-sensibilidade de diferentes etapas do processo de cura in vivo. Além disso, assim como a imposição de um mecânico local controlado e reprodutívelambiente ai, a sua acessibilidade também permite a modulação deste ambiente em diferentes fases de cicatrização do osso.
O fixador nós projetamos foi baseada na fixação externa, que é amplamente utilizado para a fixação da fratura 16-21 e modelos de defeitos grandes em animais experimentais 22-27. A diferença entre o nosso fixador externo e os outros projetos existentes relatados na literatura é que a sua barra de estabilidade é presa com parafusos de ter um controlo apertado com fios de Kirschner (K-fios). Este tipo de projeto requer parafusos para ser reapertadas quinzenal (às vezes até semanalmente) para certificar-se de que a distância do deslocamento é mantida como a carga é aplicada por meio do rolamento de peso para evitar o afrouxamento da barra de estabilidade. Se ocorrer tal afrouxamento, ele permite que as condições de carga adicionais indesejados, como angular, transversal e movimentos de cisalhamento de torção para o osso cura (com base na experiência pessoal, a comunicação com researchers). Sabendo isto, um fixador externo foi concebido como tal que quando a rigidez do fixador tem de ser mudada, ela seria alcançada através da remoção de elementos de ligação ligados ao módulo principal, onde os pinos de fixação são encaixados. A experiência piloto in vivo foi realizado com o novo protótipo de fixador externo para se certificar de que cumpre todas as exigências propostas antes de ser fabricado em grandes quantidades.
O principal objectivo para este trabalho é apresentar um novo método cirúrgico para um fixador externo utilizado para grandes defeitos ósseos e osteotomias no rato com a capacidade de alterar a rigidez in vivo durante o processo de cicatrização. Este método de fixação é aplicada in vivo sobre o fémures de ratazanas.