Um protocolo eficiente e reprodutível para distração osteogênese em um modelo de rato, levando a um fêmur regenerada funcional

O objetivo geral deste protocolo é induzir de forma reprodutível e eficiente a osteogênese da distração femoral em um modelo de rato para avaliar a regeneração óssea funcional. Este método pode ajudar a responder a questões-chave no campo da medicina da osteogênese sobre como determinar e encurtar o período de consolidação ou sobre a identificação do mecanismo de reparo ósseo. A principal vantagem desta técnica é vital para quem fez o fixador externo e para orientar quem está fazendo a cirurgia, proporcionar um ambiente estável para a regeneração óssea ideal.

As implicações desta técnica se estendem a todos os alongamentos terapêuticos de membros superiores e inferiores ou de defeito ósseo que ocorrem após a cirurgia de excisão de tumor ósseo. A demonstração do procedimento é feita por Edouard Lamy, professor de farmácia do meu laboratório. Comece colocando um rato Sprague Dawley macho de 12 semanas anestesiado na posição lateral esquerda e removendo o cabelo do membro posterior direito.

Após a aplicação da pomada ocular, desinfete a área cirúrgica com solução de iodopovidona e coloque o animal em decúbito dorsal. Com o fixador externo posicionado ao longo do eixo mediolateral, use um marcador para fazer um ponto no joelho e um segundo ponto no quadril ao longo da linha medial do plano sagital. Conecte os dois pontos e use um bisturi para fazer uma incisão na pele ao longo da linha, cortando entre o bíceps femoral e o vasto lateral até que o fêmur esteja totalmente exposto.

Levante o periósteo e use um rougine para desconectar o tecido mole do osso. Insira os pinos nos orifícios mais proximais e distais do fixador externo. Se ambos os pinos puderem ser ancorados, use dois afastadores de Senn para abrir os músculos e aperte a pinça de uma guia de perfuração no meio do fêmur, começando com os orifícios proximal e distal e terminando com os dois orifícios do meio, passe uma broca de metal de 0,6 milímetro através do osso para criar quatro orifícios guia.

Usando um pino de meia rosca de 0,8 milímetro, trabalhe o pino para frente e para trás para ampliar os quatro pré-orifícios, tomando cuidado para ficar perpendicular ao fêmur. Para implantar os pinos, use um porta-agulha para segurar a cabeça de cada pino de meia rosca de 1 milímetro e afunde individualmente os pinos para ampliar os orifícios guia. Use um afastador de Senn para confirmar que os pinos penetram em ambos os córtices sem se projetar mais de 1 milímetro.

Quando os pinos estiverem no lugar, conecte o fixador externo aos pinos semi-roscados, certificando-se de que o deslocamento seja de cerca de 6 milímetros para permitir uma costura fácil e boa rigidez. Em seguida, prenda os quatro parafusos de travamento de forma que o fixador externo fique travado nos pinos. Usando um piezotomo

Em seguida, use um porta-agulha Mayo-Hegar, um fio de sutura 5-0 reabsorvível e um ponto contínuo para fechar a ferida. Imediatamente após a cirurgia, radiografar o animal para verificar a profundidade dos pinos e o alinhamento das extremidades osteotomizadas ao longo do eixo longo. Em seguida, permita que o rato se recupere totalmente com monitoramento.

Após uma semana, radiografe o membro para verificar novamente o posicionamento dos pinos e o alinhamento dos segmentos ósseos. Para realizar a distração, gire manualmente a porca quadrada meia volta no sentido horário a cada 12 horas por 10 dias. Raio-X do membro na metade e no final do processo de distração para monitorar o posicionamento dos pinos e o alinhamento dos segmentos ósseos.

Ao final da distração, radiografe o membro semanalmente, retirando o fixador externo no dia 64. No dia 66, use um bisturi para fazer uma incisão na pele através da cicatriz da cirurgia do topo do quadril até a frente do joelho. Corte entre o bíceps femoral e o vasto lateral até que o fêmur esteja totalmente exposto, desconectando o músculo do osso o máximo possível.

Corte todos os ligamentos do joelho, desmonte a articulação e corte a cápsula articular do quadril. Limpe bem o osso sem remover os pinos, usando um bisturi para remover todo o tecido mole. Quando o fêmur contralateral estiver limpo, faça um raio-x de ambos os fêmures.

Remova os pinos e armazene os fêmures a menos 20 graus Celsius para análise de tomografia computadorizada. Neste experimento representativo, a radiografia, desde o pós-operatório até o final da consolidação, revelou que os pinos semi-roscados dentro dos pinos do fêmur permaneceram paralelos, bem preservados e soltos durante todo o procedimento, indicativo de uma ancoragem estável. Além disso, as extremidades osteotomizadas estavam claramente bem alinhadas ao longo do eixo longitudinal do osso durante o processo de osteogênese por distração.

Ao final do período de latência, nenhuma área calcificada era visível perto das extremidades osteotomizadas. No final do período de distração, algumas áreas calcificadas eram visíveis perto dos córtices pré-existentes. Após 28 dias de consolidação, a região não calcificada do gap entre as extremidades osteotomizadas era menor, e um calo periosteal pôde ser observado próximo ao nível do gap com os pinos.

Após 47 dias de consolidação, o calo em regeneração foi completamente superado. Após a retirada do fixador externo e dois dias de descarga fisiológica de peso, os animais apresentaram marcha fisiológica e nenhuma evidência de fratura pôde ser observada. A análise por microtomografia computadorizada 3D das seções longitudinais seriadas do calo em regeneração demonstrou que a ponte calcificada estava sempre presente com uma cortical externa contínua observada na periferia do calo em regeneração.

Após 49 dias de consolidação, nenhuma fratura foi observada, apesar da persistência de uma região menos mineralizada no centro do calo regenerado. Uma vez dominada, esta técnica cirúrgica pode ser concluída em 45 minutos se for realizada corretamente. Ao tentar este procedimento, é importante lembrar de manter um ambiente estéril durante a cirurgia e monitorar minuciosamente o animal após a cirurgia.

Após o seu desenvolvimento, esta técnica abriu caminho para que os investigadores da área da medicina melhorem a técnica de distração osteogénese, nomeadamente para encurtar o período de consolidação na prática clínica. Seguindo este procedimento, outros métodos, como adicionar fatores de crescimento ou materiais de construção, podem ser realizados para responder a perguntas adicionais, como a consolidação do osso pode ser melhorada. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter um bom entendimento de como realizar o alongamento femoral em um modelo de rato usando essas técnicas como um guia para garantir o paralelismo entre os pinos.