Criando Fraturas rigidamente estabilizadas para a Avaliação ossificação intramembranosa, Distração Osteogênica, ou Cura de defeitos críticos Sized

O objetivo geral deste procedimento é criar uma tíbia fixada externamente que possa ser utilizada para análise da cicatrização de fraturas estabilizadas, distração, osteogênese e reparo de defeito em lacuna segmentar. Primeiro, os anéis do fixador são posicionados e mantidos no lugar pela inserção de pinos estéreis para insetos na porção proximal e distal da tíbia, e então os anéis são fixados aos pinos estéreis para insetos. Em seguida, uma fratura ou osteotomia é criada na diáfise média da tíbia. Na etapa final do procedimento, a terceira haste roscada é inserida para estabilizar completamente os anéis proximal e distal.

Por fim, podem ser obtidos resultados que demonstram os mecanismos de cicatrização de fraturas, distração, osteogênese e enxerto ósseo por meio de análises histológicas, moleculares e radiográficas. O procedimento será demonstrado por pesquisadores sêniores, Dra. Diane, Y Yuu e a pesquisadora pós-doutoranda Dra. Chelsea Baney, do Instituto de Trauma Ortopédico do Laboratório de Regeneração Esquelética da Universidade da Califórnia em São Francisco, Hospital Geral de São Francisco. Inicie montando o dispositivo personalizado de fixação externa.

As estruturas de fixação são compostas por dois anéis de alumínio estabilizados por três hastes roscadas de aço inoxidável, oito porcas sextavadas e 17 parafusos correspondentes. São necessários dois anéis de alumínio por fratura para que o anel proximal fixe frouxamente quatro porcas sextavadas e os parafusos correspondentes nos orifícios apropriados. Para montar o anel distal, rosqueie novamente quatro porcas e parafusos sem apertar completamente, em seguida coloque duas das hastes roscadas longas, que estabilizarão o fixador, nos orifícios localizados às 12 e às seis horas do anel distal, e fixe-as com duas porcas sextavadas.

Anestesie um camundongo da idade e sexo desejados por meio de injeção intraperitoneal de cetamina e xilazina. E confirme a anestesia completa utilizando o teste de preensão do dedo do pé. Após a remoção dos pelos e a lavagem com antisséptico, aplique um lubrificante ocular e, em seguida, posicione o camundongo sobre uma placa aquecida pelo restante do procedimento.

Coloque o anel proximal na perna com as porcas voltadas para a direção distal e mova o anel acima da articulação do joelho. Atravesse a metáfise proximal e distal da tíbia esquerda utilizando quatro pinos estéreis para insetos de 0,25 milímetros, fixando os pinos a uma broca e perfurando-os através do osso. Oriente os pinos perpendicularmente ao eixo longo da tíbia e a 90 graus um em relação ao outro, mantendo pelo menos 10 milímetros de distância entre os pinos proximal e distal.

Fixe os pinos ao anel proximal, mantendo a tíbia posicionada centralmente dentro do anel de alumínio. Posicione o segundo anel abaixo dos pinos distais. Fixe as duas hastes ao anel proximal e, em seguida, fixe os pinos ao anel usando as porcas sextavadas.

Como antes, crie a fratura transversal por flexão de três pontos com um dispositivo apropriado. Apoie a superfície lateral posterior da tíbia sobre os blocos. Eleve o peso até uma altura predeterminada ao longo do braço de queda e solte o peso para que ele atinja a face anterolateral da tíbia.

Para produzir a fratura em borda reta, confirme a fratura por meio de radiografia. Em seguida, fixe a última haste roscada de aço inoxidável aos anéis, começando pela extremidade distal. Insira a haste e rosqueie uma porca no anel distal para fixar a haste.

Em seguida, coloque outra porca na haste para que o anel proximal fique posicionado por cima. Certifique-se de que os dois anéis sejam mantidos à mesma distância e de que não estejam exercendo tensão sobre os pinos. Fixe o anel proximal às hastes com uma terceira porca.

Adicione aamaz all para reverter a anestesia e buprenorfina para analgesia e monitore os animais até que estejam responsivos e deambulatórios. Em seguida, administre injeções subcutâneas de buprenorfina para analgesia e novamente, quatro horas depois, para a distracção osteogénica padrão. Utilizando este modelo, coloque os fixadores sobre a tíbia, crie a fratura e deixe em repouso por um período de latência de cinco dias.

Após cinco dias, realize a distracção osteogénica girando as porcas nas hastes de estabilização. Um quarto de volta por dia durante sete dias. Os animais são monitorizados de perto no pós-operatório quanto à necessidade de analgesia adicional.

A formação de tecido ósseo entre os segmentos é observada em 10 dias, e a consolidação completa é observada em 27 dias após a conclusão da distração. Após administrar anestesia, remover os pelos com um depilatório e limpar a pele com antisséptico, aplique os fixadores conforme descrito anteriormente. Posicione o camundongo sob o microscópio estereoscópico para visualizar a tíbia medial e, em seguida, faça uma incisão de cinco a sete milímetros com uma lâmina número 10 acoplada a um bisturi.

Seccionar e separar suavemente o músculo para expor a diáfise média da tíbia. Usando a ponta de uma tesoura, cortar lentamente um segmento de três milímetros da tíbia, tomando cuidado para não deslocar o osso com uma força mecânica excessiva. Em seguida, remover quaisquer fragmentos ósseos residuais com pinça.

Após examinar o local cirúrgico em busca de fragmentos ósseos, reposicione o músculo ao redor das extremidades rombudas da tíbia. Feche a incisão na pele com dois a três pontos de poliamida 6.0 monofilamento e, em seguida, insira a terceira haste para estabilizar o fixador externo. Como mostrado anteriormente, reverta a anestesia, administre analgésicos e continue monitorando os animais quanto à dor.

Como descrito anteriormente, quando aplicados corretamente, os fixadores externos proporcionam uma estabilidade altamente rígida da fratura fechada da tíbia com excelente redução, conforme mostrado nesta radiografia obtida após a fratura, com os segmentos ósseos bem alinhados indicados pelas setas. As fraturas estabilizadas por este método cicatrizam primariamente por ossificação intramembranosa. Mostrado aqui usando coloração tricrômica, a fratura estabilizada apresenta algum novo osso no local da fratura. Em contraste, se a fratura não for estabilizada, um grande calo de cartilagem é formado no espaço da fratura, e este é substituído por osso através do processo de ossificação endocondral após seu desenvolvimento. Esta técnica abriu caminho para pesquisadores na área da ortopedia explorarem os mecanismos da cicatrização estável de fraturas em camundongos.