Um protocolo seguro, eficaz e econômico para inserção de parafusos vertebrais de coelho

Resumo

Este artigo descreve um protocolo passo a passo seguro, eficaz e econômico para fixação de parafuso lombar posterior em coelhos brancos da Nova Zelândia, estabelecendo uma abordagem padronizada para inserção de parafuso vertebral neste modelo animal.

Resumo

A fixação posterior com parafuso lombar é o método cirúrgico mais comum para hérnia de disco lombar, mas os pacientes geralmente enfrentam múltiplas complicações no pós-operatório. A ocorrência de afrouxamento da trilha do parafuso pode levar à falha de fusão e até mesmo à extrusão da trilha do parafuso com risco de vida. No entanto, atualmente há uma falta de modelos animais que visem especificamente as mudanças na pista do parafuso após a fixação do parafuso lombar. Este estudo desenvolveu um método de inserção de parafuso vertebral baseado em coelhos brancos da Nova Zelândia, projetado para minimizar o risco de penetração do parafuso no canal vertebral no pós-operatório, evitando assim a lesão medular. Neste protocolo, o ponto de intersecção da linha horizontal da borda superior do processo transverso e a junção do pedículo é recomendado como ponto de entrada. O ângulo de inserção deve ser de aproximadamente 45°-55° para fora e 20°-40° para baixo. Além disso, com base na colocação do parafuso sob visão direta e no uso de instrumentos comerciais, esse método é mais simples e econômico em comparação com as técnicas existentes de modelagem de animais de grande porte. Ele fornece um modelo animal para pesquisas básicas subsequentes sobre o afrouxamento da pista do parafuso e o microambiente ao redor da pista do parafuso.

Introdução

A hérnia de disco lombar (HDL) é uma causa comum de dor lombar crônica e dor irradiada nas pernas, particularmente em indivíduos jovens e de meia-idade ^1,2,3. A condição geralmente resulta de uma ruptura no anel fibroso do disco intervertebral, levando à herniação do núcleo pulposo e compressão das raízes nervosas ^4,5. Embora muitos pacientes se beneficiem de tratamentos conservadores, como repouso e modificação do estilo de vida, terapia medicamentosa, fisioterapia, exercícios de reabilitação, uso de órtese e bloqueio nervoso ou terapia de injeção peridural⁶, a cirurgia é necessária para outros, especialmente aqueles com sintomas graves ou tratamento conservador ineficaz ^7,8,9.

A fixação com parafuso lombar posterior (PLF) é um procedimento padrão da coluna vertebral, especialmente adequado para pacientes com instabilidade da coluna vertebral, compressão da raiz nervosa ou alterações degenerativas³. O afrouxamento do parafuso ocorre quando a força de fixação entre os parafusos inseridos e o osso é perdida, impedindo que os parafusos estabilizem as vértebras^10,11. O afrouxamento pode variar de movimentos leves a descolamento completo e geralmente está associado a sintomas recorrentes, piora da dor nas costas ou instabilidade da coluna vertebral¹². Estudos relatam que o afrouxamento do parafuso ocorre em 5% a 20% dos casos de^FPN10, dependendo de fatores como nível técnico hospitalar, idade do paciente e atividades pós-operatórias. Os mecanismos específicos subjacentes ao afrouxamento do parafuso permanecem obscuros. Atualmente, os modelos animais apropriados para tais investigações são limitados. Este estudo detalha o desenvolvimento de um protocolo cirúrgico para fixação de parafuso lombar posterior em coelhos brancos da Nova Zelândia, que pode fornecer um modelo fundamental para pesquisas futuras sobre os mecanismos de afrouxamento do parafuso.

Na pesquisa básica, a seleção de modelos animais apropriados é crucial para determinar a credibilidade e os resultados dos estudos. Na pesquisa de degeneração discal lombar, camundongos e ratos têm aplicabilidade limitada devido aos seus discos intervertebrais relativamente pequenos¹³. Outros animais, como caprinos, suínos e cães, apresentam limitações relacionadas à anestesia e carecem de ampla aplicabilidade¹⁴, devido aos custos de compra de animais, criação e instalações de criação. O coelho branco da Nova Zelândia, um animal de médio porte, é amplamente utilizado na pesquisa de discos devido às suas vértebras relativamente grandes, espaço cirúrgico suficiente e anestesia simples via injeção de veias da orelha sem a necessidade de um ventilador¹⁵. Dados esses fatores, o coelho branco da Nova Zelândia é considerado um modelo ideal. Atualmente, não existe um modelo animal para PLF, portanto, um método cirúrgico para cirurgia da coluna lombar de coelho foi desenvolvido com base em experiências anteriores.

Protocolo

O protocolo experimental em animais foi revisado e aprovado pelo Comitê de Ética em Bem-Estar e Ética em Animais de Laboratório do Instituto de Medicina Radiológica da Academia Chinesa de Ciências Médicas (Número de Ética: IRM/2-IACUC-2404-005). Todos os procedimentos de manuseamento dos animais cumpriram as regulamentações nacionais pertinentes em matéria de bem-estar e ética dos animais.

NOTA: Neste estudo, coelhos brancos da Nova Zelândia foram usados para investigação experimental. Os coelhos eram de grau comum, pesando aproximadamente 2,5-3,0 kg, com idade entre 3-5 meses e fêmeas. Os coelhos foram alojados em uma sala padronizada de coelhos de nível comum.

1. Anestesia

1. Desinfete a sala de cirurgia com luz ultravioleta por 30 min usando uma lâmpada ultravioleta.
2. Anestesiar o coelho administrando pentobarbital sódico a 3% (30 mg/kg) em solução salina estéril através da veia marginal da orelha.
   NOTA: Injete 2/3 de solução de pentobarbital sódico a 3% e observe a resposta pupilar e o reflexo pupilar do coelho. Certifique-se de que as pupilas se contraiam e o reflexo pupilar enfraquece. Se não houver enfraquecimento após 5 min, considere injetar o 1/3 restante. Se o reflexo enfraquecer, injete 2 mL de solução salina a 0,9%.

2. Procedimento cirúrgico

1. Uma vez que a anestesia seja adequada,observe o reflexo direto da córnea e certifique-se de que o reflexo da córnea seja diminuído, indicando uma anestesia bem-sucedida. Posicione o coelho em decúbito ventral para o preparo do local cirúrgico. Antes da cirurgia, desinfete o local da incisão do coelho duas vezes com tintura de iodo e coloque um campo cirúrgico estéril durante o procedimento (Figura 1A).
   NOTA: Certifique-se de que todos os instrumentos cirúrgicos sejam esterilizados em autoclavagem.
2. Faça uma incisão cutânea na linha média de 5 cm na região lombar (Figura 1B) e corte sequencialmente a pele e a fáscia superficial com bisturi.
3. Usando a extensibilidade entre a pele e o tecido subcutâneo, separe cuidadosamente e exponha totalmente o tecido subcutâneo, revelando claramente a raiz do processo espinhoso (Figura 1C).
4. Com o uso de pinça hemostática, dissecar sem rodeios o processo transverso e o pedículo do segmento cirúrgico, evitando os segmentos articulares facetários adjacentes (Figura 1D). Use um pequeno afastador para expor totalmente a área cirúrgica (Figura 1E).
5. Identifique o ponto de entrada da agulha na intersecção da linha horizontal da borda superior do processo transverso e a junção do pedículo (Figura 1F). Faça um pequeno orifício no osso cortical em um ângulo de aproximadamente 45 ° -55 ° para fora e 20 ° -40 ° para baixo usando uma broca cirúrgica (Figura 1G).
6. Insira os parafusos pediculares (3,5 mm × 10,0 mm) um a um (Figura 1H).
7. Instale uma biela longitudinal de tamanho apropriado e aperte com um parafuso de cabeça (Figura 1I a Figura 1J).
8. Reconfirme se os parafusos estão firmemente fixados dentro do corpo vertebral e se a haste de fixação está devidamente travada. Verificar o posicionamento da fixação interna através da visualização direta intraoperatória. Certifique-se de que não haja sangramento significativo, irrigue a área cirúrgica com solução salina e realize a sutura contínua dos músculos e fáscia usando uma sutura absorvível 4-0.
9. Use uma sutura 7-0 para suturas verticais intermitentes de colchão para a incisão da pele, seguida de antisséptico à base de iodo e cobertura com gaze estéril, fixando-a no lugar. A cirurgia está concluída (Figura 1K).

3. Cuidados pós-operatórios

1. Uma vez recuperada a consciência, verifique a capacidade motora dos membros posteriores para avaliar o sucesso da cirurgia.
   NOTA: Confirme se depois que o coelho recupera a consciência da anestesia, a função motora de seus membros está intacta, ele pode se mover normalmente e não há sinais de hemiplegia ou paraplegia.
2. Nos primeiros 3 dias após a cirurgia, administre 1,2 × 10⁶ U/kg de penicilina por injeção intramuscular diariamente para prevenir a infecção da ferida.

4. Exame morfológico

1. No final da semana 12 após a cirurgia, induza a embolia gasosa pela veia marginal da orelha para sacrificar o animal. Depois, use uma abordagem lombar posterior para expor os tecidos moles paraespinhais e realize uma discectomia lombar. Após a coleta dos espécimes e confirmação do segmento cirúrgico, armazene-os temporariamente em paraformaldeído a 4% para fixação tecidual. Em seguida, realize microtomografias computadorizadas e raios-X.
   1. Remova as amostras espinhais do paraformaldeído a 4% e limpe o líquido de fixação da superfície. Em seguida, submeta as amostras à microtomografia computadorizada. Defina os parâmetros de varredura da seguinte forma: tensão 60 kV, corrente 200 μA e resolução 8 μm. Execute o pós-processamento das regiões de interesse (ROIs) nos arquivos digitalizados usando software especializado de análise e visualização de imagens (consulte a Tabela de Materiais). Realize imagens de raios-X simultaneamente com a varredura Micro-CT.

Resultados

Avaliação da função motora após o despertar
Imediatamente após o coelho recuperar a consciência da anestesia, a função motora de seus membros posteriores foi avaliada. Verificou-se que a inserção do sistema de fixação do parafuso lombar não afetou a função motora do coelho (Ver vídeo suplementar 1), indicando que a medula espinhal não foi lesada durante o procedimento.

Avaliação por microtomografia computadorizada e raio-X
Para investiga...

Discussão

A complicação mais grave da fixação com parafuso lombar posterior (PLF) é o potencial de lesão medular causada pela penetração do parafuso no canal vertebral durante a inserção¹⁰. O aspecto mais crítico desse método é a exposição do processo transverso e do pedículo, bem como o ângulo em que os parafusos são inseridos. Ajustar o ângulo de inserção pode impedir que o parafuso entre no canal espinhal e cause lesão na medula espinhal. Além disso, devido às caracterís...

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
CTAn	BURKER		usado em análise
Datviewer	BURKER		usado em análise
Microtomografia computadorizada	BURKER		usado em análise
Pentobarbital de coelho da Nova Zelândia	Tianjin Yuda Laboratory Animal Breeding Co., Ltd. Pequim Jiehui Biotechnology Co. MCE		utilizados nesta pesquisa
parafusos pediculares	Hebei Ruihe Equipamento Médico Co., Ltd	532003510	usado em Procedimento Cirúrgico
penicilina	MCE	HY-17591R	usado em cuidados pós-operatórios
Pentobarbital	Pequim Jiehui Biotecnologia Co.		usado em anestesia
Hastes	Hebei Ruihe Equipamento Médico Co., Ltd	532003510	usado em Procedimento Cirúrgico
instrumentos cirúrgicos e suturas	Hebei Ruihe Equipamento Médico Co., Ltd	532003510	usado em Procedimento Cirúrgico