Método de anestesia, cirurgia e colheita para avaliação de parafusos transpediculares usando um In Vivo Modelo de espinha lombar porcina

Resumo

Aqui, apresentamos um método para avaliar os parafusos transpediculares utilizando um modelo de coluna lombar porcino in vivo .

Resumo

A fixação do parafuso pedículo é o padrão-ouro para o tratamento de doenças da coluna vertebral. No entanto, muitos estudos relataram a questão do afrouxamento dos parafusos pedicais após a cirurgia da coluna vertebral, o que é uma preocupação séria. Para resolver este problema, diversos tipos de parafusos pedicais foram examinados para identificar aqueles com boa força de fixação e osseointegração no osso da coluna vertebral. A espinha porcina é uma boa alternativa para a coluna vertebral humana na avaliação de parafusos pediculares devido ao tamanho anatômico, características mecânicas e custo. Embora vários estudos tenham relatado que os parafusos pediculares são eficientes no modelo porcino, nenhum estudo descreveu protocolos detalhados para a avaliação de um parafuso de pedículo usando o modelo porcino. Aqui, descrevemos um método detalhado para avaliar os parafusos transpediculares usando um modelo de coluna espinhal porcino in vivo . Os detalhes técnicos para anestesia, cirurgia de coluna e colheita fornecidos aqui facilitarão com a avaliação do tModelo de fixação de parafuso ranspedicular.

Introdução

A fixação com parafuso transpedicular é um tratamento padrão-ouro para coluna lombar degenerativa e fratura explosiva, pois envolve três colunas da coluna vertebral e atinge estabilização^1,2. No entanto, a maioria dos pacientes submetidos a essa cirurgia também tem osteoporose^3,4. Muitos estudos avaliaram a força de fixação e o estado de osseointegração dos parafusos transpediculares, pois a soltura dos parafusos pediculares atualmente em uso tem sido relatada em pacientes com osteoporose^5,6.

A coluna vertebral suína é semelhante à coluna vertebral humana em termos de tamanho. É mais barato em comparação com um modelo primata⁷. Além disso, um estudo mecânico in vivo demonstrou que a coluna vertebral suína quadrúpede é essencialmente carregada da mesma forma que a coluna vertebral humana⁸, razão pela qual muitos pesquisadores usam espinhas suínas para estudos sobre a prevenção do afrouxamento do parafuso pedicular. No entanto, leva vários meses para estudar os parafusos pediculares na coluna suína porque identificar a estabilidade a longo prazo dos parafusos pediculares leva tempo. Para comparar diferentes tipos de parafusos no corpo vertebral, é necessário inserir os parafusos em posições semelhantes. Portanto, os pesquisadores devem estar bem familiarizados com técnicas de anestesia adequadas, protocolos cirúrgicos padronizados e procedimentos de colheita antes de realizar qualquer experimento. Aqui, descrevemos um método detalhado para anestesia, cirurgia e colheita para a avaliação da fixação do parafuso pedicular usando um modelo de coluna suína, incluindo imagens ex vivo, histologia e testes de força.

Protocolo

O Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais da Universidade Nacional de Chonbuk aprovou este estudo. O tratamento, uso e manipulação de animais seguiram todas as diretrizes e políticas. Manter a sala de operação a 24 ° C.

1. Anestesia

1. Aclimatar porcos em miniatura, com idade de 12 meses, na unidade experimental por pelo menos uma semana. Realize um exame clínico que mede a freqüência respiratória, o coração e a temperatura corporal. Não alimente cada porco em miniatura por 12 h antes do procedimento de anestesia.
2. Injecte atropina (0,05 mg / kg) e ketamin (20 mg / kg) / xilaxina (2 mg / kg) na região lateral do músculo cervical, atrás da orelha, para a pré-medicação.
3. Após a sedação, aplique uma fita adesiva ao redor da base da orelha e limpe a orelha com álcool tópico.
4. Coloque um cateter plástico em cima da agulha na veia da orelha e remova a borracha. Confirme se o cateter está corretamente colocado. GripePegue o cateter com solução salina heparinizada e conserte com fita adesiva.
5. Para a intubação endotraqueal, posicione o porco em miniatura na decúbito esternal. Com a ajuda de um assistente, segure o maxilar do porco com uma funda adequada e abra a boca.
   1. Passe a ponta do laringoscópio na cavidade faríngea para deslocar a epiglota do paladar macio. Use a ponta da lâmina do laringoscópio para tornar visíveis os cordões vocais e avance o tubo endotraqueal para a traquéia durante a expiração.
   2. Sinta-se para uma passagem livre de ar para a intubação adequada e verifique a ausculta do tórax para sons de respiração nos lados esquerdo e direito do porco em miniatura.
6. Encha o manguito com o volume apropriado de ar do tubo endotraqueal com ar usando uma seringa de 10 mL e conserte o tubo no focinho usando fita adesiva.
7. Fornecer uma concentração de 2,0% de isoflurano, um anestésico por inalação para anestesia prolongada, através do endotrTubo de intubação transversal. Teste os reflexos corneano e palpebral para confirmar a anestesia e usar pomada nos olhos para evitar a secura.
8. Monitorize o sistema cardiovascular, o sistema respiratório e a temperatura corporal durante a anestesia pelo menos a cada 5 min até o porco em miniatura se recuperar.
9. 30 minutos antes da cirurgia da coluna vertebral, aplique 30 mg / kg de cefazolina IV lentamente, a 1ª geração de antibióticos de cefalosporina.
10. Administrar 5 a 10 mL / kg / h de solução salina quente (37 ° C) usando uma linha IV para manter a homeostase e fornecer 50 μg / kg / min de fentanil para controlar a dor.
11. Após a cirurgia da coluna vertebral, realizar extubação quando um forte reflexo de deglutição é aparente.
12. Pegue o porco em miniatura em uma sala e monitore até que ele se recupere da anestesia. Fornecer comida e água quando o porco em miniatura estiver totalmente consciente.
13. Aplique 3 mg / kg de antibiótico de enrofloxacina com 4,4 mg / kg de carprofeno diariamente para controle da dor durante os primeiros 3 dias.
14. MoniDiariamente ao porco até a remoção das suturas.

2. Cirurgia da coluna vertebral

1. Autoclave os parafusos transpediculares e os sistemas fixadores posteriores para esterilização, seguindo as diretrizes do fabricante.
2. Raspe a parte de trás do porco em miniatura, a aproximadamente 10 cm do centro para a esquerda ou para a direita, usando um raspador enquanto o porco está em posição supina. Limpe a pele com solução de povidona-iodo e 70% de álcool.
3. Faça uma incisão longitudinal longitudinal a partir do segundo processo espinhoso da coluna lombar até a primeira crista sacral mediana usando um bisturi. Dissecar através do tecido subcutâneo e fáscia até a ponta dos processos espinhosos.
4. Elevar os músculos paraspinal subperiosteamente das lâminas subjacentes usando um elevador Cobb. Dissecte ao longo do processo espinhoso e a lâmina limitada às articulações facetadas.
5. Abra o córtex superficial do ponto de entrada (que é apenas inferior ao processo mamilítico de L3Para L5 em ambos os lados) com uma rebarba ou uma rongeur.
6. Insira o pino de guia em um local aberto, paralelo à placa de extremidade superior e a um ângulo de 20 ° para o processo espinhoso. Defina o ponto de partida ideal usando o braço em C ou radiografias postero-anterior / laterais portáteis.
7. Insira uma sonda de pedículo até 25 mm de acordo com a radiografia. Confirme a trajetória intra-ósea completa por palpação do pedículo e do corpo usando um dispositivo de sondagem do pedículo.
8. Insira seis parafusos pediculares no pedículo preparado de L3 a L5 até que a cabeça do parafuso esteja bem encaixada. Aponte a abertura lateral da cabeça do implante na direção desejada e alinhe a posição horizontal com a trajetória da haste.
9. Insira duas hastes em ambos os lados das cabeças dos parafusos do pedículo, respectivamente. Coloque a manga e a porca na cabeça do parafuso do pedículo usando uma alça universal.
10. Aperte suavemente a porca com uma chave de soquete reta e aperte firmemente a porca com uma chave de torque contadora.
11. Confirme as posições oF os parafusos pediculares usando raios X postero-anterior / laterais portáteis.
    NOTA: Aguarde até que o porco em miniatura acorde e verifique os padrões de marcha e a função do motor do membro traseiro para determinar se um parafuso foi mal implantado.
12. Irrigar o local da cirurgia com 3 L de solução salina normal usando uma seringa de irrigação com bulbo com sucção.
13. Coloque um dreno de silicone no local da cirurgia e tire a ponta de silicone. Feche os músculos paraspinal e subcutâneo usando suturas absorvíveis métricas. Feche a pele com suturas de nylon métricas não absorvíveis de 2.0.
14. Desinfecte o sítio da sutura com povidona-iodo e aplique um curativo usando gaze esterilizada e fita adesiva.

3. Procedimento de colheita

1. Às 12 semanas pós-operatório, injete xilazina (2 mg / kg) e cetamina (10 mg / kg) na região lateral do músculo cervical, atrás da orelha, para a pré-medicação.
2. Após a sedação, administre 15 mg / kg de KCl diretamente na veia da orelhaCateter para a eutanásia.
3. Faça uma incisão longitudinal da linha média na lesão anterior da cicatriz cirúrgica. Dissecar os tecidos moles e os músculos paraspinal.
4. Exponha o processo espinhoso das espinhas lombares, laminas, hastes, nozes e processos transversais de L3 a L5.
5. Remova as porcas usando uma chave de torque com contador e hastes. Corte o espaço do disco L2-3 e o espaço do disco L5-S1 usando uma serra oscilante.
6. Dissecte ambos os lados da parte anterior e média da coluna L3-5 com um elevador Cobb e fórceps de torre. Após a colheita, se a coluna vertebral não pode ser testada imediatamente, envolva-a em uma gaze embebida com solução salina e guarde-a a -20 ° C.

Resultados

Um protocolo detalhado para anestesia, cirurgia e colheita para avaliação de parafusos transpediculares usando um modelo de coluna espinhal porcino in vivo é descrito aqui. Este protocolo é adequado para uma série de análises a jusante, incluindo testes mecânicos ( Figura 1 ), avaliação quantitativa de micro-CT ( Figura 2 ) e histologia ( Figura 3 ). Testes mecânicos representativos ( Figura 1 ) mostram o torque...

Discussão

A avaliação dos parafusos transpediculares na espinha porcina requer muito tempo e esforço. Primeiro, o porco em miniatura é um animal grande. Para cuidados com animais e anestesia, o pesquisador precisa de um protocolo especializado. Em segundo lugar, a cirurgia deve manter um ambiente semelhante ao da cirurgia humana. O objetivo da avaliação dos parafusos pedicais na espinha porcina é desenvolver um parafuso eficiente que possa ser aplicado aos seres humanos. Em terceiro lugar, avaliar a estabilidade a longo prazo dos...

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Porco em miniatura	OrientBio
Atropine	Jeil farmacêutico	A04900241	Anestesia
Sobre o cateter de plástico com agulha	BD	REF382412	Manutenção da linha IV
Cetamina	Yuhan	A04502441	Anestesia
Xylazine	Bayer Korea	A00800071	Anestesia
Laringoscópio	Karl storz		Intubação
Tubo endotraqueal	Covidien		Intubação
Isoflurano	JW pharmaceutical Co	A02104781	Anestesia
Pomada para os olhos	Hanlim pharma	A37851721	Proteção do olho de porco
Cefazolina	Donga pharma	A01503951	Antibióticos
Solução salina	JW pharmaceutical Co	A02151392	Manutenção da homeostase fluida
Fentanil	Hana pharm	C03200032	Controle da dor
Enrofloxacina	Bayer	93106-60-6	Antibióticos
Morfina	Myungmoon pharma	C03700091	Controle da dor
Meloxicam	Boehringer Ingelheim	A07600711	Antibióticos
Povidona-iodo	Hyundai pharma		Curativo de feridas
Bisturi lâmina tamanho 15	Braun	I1 BB515	Incisão na pele
Elevador Cobb	Codman	65-2546	Dissecção do músculo
Burr	Medtronic		Fabricação do ponto de partida do parafuso
Rongeur	Aesculap	FO515R	Fabricação do ponto de partida do parafuso
Pino guia (fio K)	CE	01067803	Orientação da trajetória do parafuso
Braço C	GE	OEC 9800 plus	Orientação da trajetória do parafuso
Raio X portátil	Siemens	Mobile XP híbrido	Orientação da trajetória do parafuso
Sonda pedicular	OtisBiotech	SPI-02-01	Orientação da trajetória do parafuso
Dispositivo de sondagem pedicular	OtisBiotech	SPI-03-01	Orientação da trajetória do parafuso
Parafuso pedicular	OtisBiotech	MS-40025
Sistemas de fixação posterior	OtisBiotech
Rod	OtisBiotech	ROD-60140	Fixação rígida entre parafusos
Punho universal	OtisBiotech	SPI-08-01	Para fixar os parafusos na haste
Chave de soquete reta	OtisBiotech	SPI-06-01	Para fixar os parafusos na
chave de torque do contador	OtisBiotech	SPI-07-01	Para fixar os parafusos na haste
Seringa de irrigação de bulbo	Hyupsug medical	HS-IR-140	Dreno
	Sewon médico	2205-006	Para drenar o fluido no local cirúrgico
3.0 sutura absorvível métrica	Ethicon	BA1673H	Sutura muscular
2.0 sutura de nylon não absorvível métrica	Ethicon	W1626T	Sutura da pele
Gaze	Kingphar Coréia	KP120-06
Pentobarbital	Hanlim pharma	645301221	Eutanásia
Serra oscilante	Zimmer		Harvest coluna
Torre fórceps	Aesculap	BF461R	Colheita espinha