Модель дегенерации овечьего поясничного межпозвонкового диска, использующая боковую ретроперитонеальную дробную дробь
25 мая 2017 г.
Дегенерация межпозвоночных дисков является существенным фактором боли в спине и одной из основных причин инвалидности во всем мире. Существуют многочисленные животные модели дегенерации межпозвоночных дисков. Мы демонстрируем овечью модель дегенерации межпозвонкового диска, используя сверло, которое обеспечивает последовательное повреждение диска и воспроизводимый уровень дегенерации диска.
Общая цель данного метода моделирования повреждения межпозвоночного диска с помощью сверла при латеральном ретроперитонеальном доступе заключается в создании безопасной, стабильной и воспроизводимой модели дегенерации межпозвоночных дисков у овец. Эта модель дегенерации поясничных межпозвоночных дисков овец может помочь ответить на ключевые вопросы в области трансляционных исследований позвоночника, предоставляя дополнительный метод изучения патологии или физиологии дегенерации дисков, а также возможности для исследования регенеративной терапии. Основным преимуществом данного подхода является возможность нанесения стабильного хирургического повреждения с помощью безопасного хирургического доступа на подходящей модели животного.
После проведения анестезии, интубации овцы и подготовки операционного блока согласно текстовому протоколу, поместите животное на операционный стол в правое боковое положение. С помощью электронной машинки для стрижки выбрейте область, ограниченную сверху нижними ребрами, снизу подвздошной костью, медиально противоположными поперечными отростками поясничных позвонков и примерно на 10 сантиметров латеральнее односторонних поперечных отростков поясничных позвонков. Пальпируйте гребень подвздошной кости, поперечные отростки поясничных позвонков и пересеките вертебральный угол для определения ориентиров места данного хирургического разреза.
Затем с помощью стерильного маркера отметьте эти ориентиры. Далее обработайте боковую поверхность живота антисептическим раствором хлоргексидина и спиртового раствора йода. После этого накройте операционное поле стерильной квадратной салфеткой с окном, а приставной стол — большой стерильной квадратной салфеткой, на которую затем выложите стерильные инструменты.
Под увеличением хирургических луп и освещением налобного фонаря введите местный анестетик, затем с помощью скальпеля с лезвием №22 и ручкой №4 сделайте продольный разрез параллельно и в одном сантиметре кпереди от одного-двух поперечных отростков поясничных позвонков выше и ниже интересующего уровня межпозвоночных дисков. С помощью монополярного диатермокоагулятора рассеките подлежащую подкожную клетчатку и латеральный отдел мускулатуры брюшной стенки. Направляйте диссекцию к кончикам поперечных отростков поясничных позвонков выше и ниже интересующих межпозвоночных дисков.
Затем разделите продольно грудопоясничную фасцию в месте ее прикрепления к поперечным отросткам. Визуализируйте и сохраните нижележащие квадратную мышцу поясницы, камбаловидные мышцы и проходящие нейроваскулярные пучки. Используя диатермию, поддерживайте гемостаз на протяжении всей процедуры.
Проведите пальцами в пространстве между брюшиной и мышцами задней стенки брюшной полости на уровне обнаженных межпозвоночных дисков, чтобы выполнить пальцевое тупое расслоение тканей. Затем с помощью ретрактора Diva отведите мышцу m. quadratus lumborum и мышцу m. soleus латерально-задним образом для дальнейшего обнажения межпозвоночных дисков. После этого пропальпируйте вогнутые тела позвонков и выпуклые межпозвоночные диски.
Разместите ретракторы непосредственно над дисками, стараясь не повредить поясничные сосуды. Затем, используя хирургические лупы и налобный осветитель, найдите поясничные сосуды, которые расположены примерно в одном сантиметре каудальнее нижней замыкательной пластинки. После проведения интраоперационной боковой рентгенографии для подтверждения уровня диска, в зависимости от требуемого уровня, обнажите межпозвоночные диски, раздвинув окружающие структуры.
Для уровней L3, L4 и выше используйте цифровую тупую диссекцию, чтобы отодвинуть мышечные крепления над дисками. Для уровней L4, L5 и ниже используйте биполярные диатермические ножницы, чтобы остро разделить более толстые сухожильные мышечные крепления над диском. Определите точку введения сверла, ориентируясь по левой латеральной и внутренней границам межпозвоночного диска.
Перед нанесением повреждения сверлом необходимо подтвердить уровень диска с помощью боковой рентгенографии. Установите сверло с центрирующим острием в электрическую дрель. Убедитесь, что диаметр сверла немного меньше высоты межпозвоночного диска.
Например, 3,5 millimeters для поясничных межпозвоночных дисков овец массой от 60 до 70 килограмм. Установите ограничитель на сверло так, чтобы длина открытой части сверла составляла примерно половину диаметра поясничного межпозвоночного диска. Например, 12 millimeters для поясничных межпозвоночных дисков овец массой от 60 до 70 килограмм.
Затем приложите сверло к точке входа и направьте его по траектории чуть краниальнее центра межпозвоночного диска, что позволит минимизировать риск повреждения замыкательной пластинки. При низкой мощности сверла медленно погрузите его в межпозвоночный диск на одну секунду. При возникновении чрезмерного сопротивления немного скорректируйте траекторию в краниальном или каудальном направлении.
После достижения гемостаза промойте рану раствором Рингера. Затем выполните послойное ушивание, предпочтительно используя синтетический плетеный рассасывающийся шовный материал 2-0 для тканей латеральной брюшной стенки и непрерывный неокрашенный синтетический рассасывающийся подкожный шов 3-0 для кожи. Здесь представлен предоперационный срез в сагиттальной плоскости, полученный с помощью МРТ 3Т, от первого поясничного позвонка овцы до пояснично-крестцового межпозвоночного диска, не выявивший значительной предоперационной дегенерации межпозвоночного диска.
Эта интраоперационная рентгенограмма в боковой проекции подтверждает уровень межпозвоночного диска и позволяет рассчитать индекс высоты диска. Представленная здесь общая морфологическая картина демонстрирует канал повреждения от сверла, проникающий сквозь фиброзное кольцо и распространяющийся в пульпозное ядро. Повреждение также отчетливо видно на данном МРТ-снимке с напряженностью поля 9.4T.
При использовании данного подхода важно направлять сверло краниально и продвигать его медленно, чтобы минимизировать риск повреждения замыкательной пластинки. После просмотра этого видео вы должны четко понимать, как вызвать повреждение сверлом в модели овцы с помощью латерального ретроперитонеального доступа. Не забывайте, что работа со скальпелями и коагулятором может быть опасной.
Необходимо постоянно использовать средства индивидуальной защиты и соблюдать соответствующие меры предосторожности. Важно поддерживать хирургическую стерильность.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном исследовании представлена новая модель дегенерации межпозвоночного диска у овец с использованием метода сверления. Эта модель предназначена для облегчения исследований патофизиологии дегенерации дисков и потенциальных методов регенеративной терапии.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейронауки
- Исследования спинного мозга
- Регенеративная медицина
Теоретические основы
- Дегенерация межпозвоночных дисков является основной причиной болей в спине и инвалидности.
- Существующие модели на животных различаются по степени согласованности и воспроизводимости результатов.
- Модель на овцах предлагает новый подход к изучению дегенерации дисков.
- Понимание механизмов дегенерации дисков может привести к разработке более эффективных терапевтических стратегий.
Цель исследования
- Создать безопасную и воспроизводимую модель дегенерации межпозвоночных дисков.
- Изучить патофизиологию дегенерации дисков.
- Исследовать потенциальные методы регенеративной терапии при повреждениях дисков.
Используемые методы
- Использование латерального ретроперитонеального доступа для проведения операции.
- Метод использования сверла для индукции стабильного повреждения диска.
- Подготовка овечьей модели посредством анестезии и хирургического позиционирования.
- Подробный хирургический протокол для обеспечения безопасности и воспроизводимости.
Основные результаты
- Модель успешно индуцировала стабильную дегенерацию межпозвоночных дисков.
- Была продемонстрирована возможность использования данной модели для трансляционных исследований.
- Получены сведения о хирургическом доступе и его преимуществах.
- Создана основа для дальнейших исследований методов регенеративной терапии.
Выводы
- Овечья модель является ценным инструментом для изучения дегенерации межпозвоночных дисков.
- Она позволяет воспроизводимо наносить повреждения и исследовать варианты терапии.
- Данный подход может углубить понимание заболеваний позвоночника.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Создание надежных доклинических моделей имеет решающее значение для снижения рисков при валидации мишеней в терапии заболеваний опорно-двигательного аппарата. Данная модель дегенерации межпозвоночных дисков у овец представляет собой воспроизводимую систему для оценки патофизиологических механизмов и терапевтических вмешательств. Ее трансляционная значимость позволяет проводить проверку гипотез на ранних стадиях и определять приоритеты портфеля в области исследований и разработок, связанных с позвоночником.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Раннее открытие и валидация мишени
- Научная ценность: позволяет исследовать дегенеративные пути в клинически значимой модели на крупных животных.
- Практическая ценность: обеспечивает стабильное повреждение фиброзного кольца и пульпозного ядра для проведения стандартизированных исследований по взаимодействию с мишенями.
- Прогностическая ценность: способствует снижению механистических рисков за счет имитации патологии очаговой грыжи межпозвоночного диска.
Скрининг и разработка анализа
- Научная ценность: Обеспечивает количественные гистологические и визуализационные конечные точки для скрининга соединений.
- Практическая ценность: Способствует стандартизации анализа за счет точных и воспроизводимых размеров повреждения.
- Масштабируемость: Позволяет проводить лонгитюдный мониторинг в нескольких временных точках для оценки зависимости «доза — ответ».
Трансляционные и доклинические исследования
- Научная ценность: обеспечивает переход от этапа открытия к доклинической валидации с помощью анализа биомеханики и морфологии межпозвонковых дисков овец.
- Практическая ценность: позволяет проводить лонгитюдную оценку прогрессирования дегенерации начиная с восьмой недели.
- Трансляционная преемственность: соответствует моделям очагового повреждения диска у человека для повышения прогностической достоверности.
Интеграция конвейера и рабочего процесса
Данная модель интегрируется в рабочие процессы поиска новых лекарственных средств, предоставляя валидированную биологическую систему для оценки мишеней на основе гипотез и механистического скрининга.
- Открывающая биология: способствует уточнению путей передачи сигналов и валидации мишеней посредством воспроизводимого повреждения межпозвоночного диска.
- Скрининг: обеспечивает количественные показатели с помощью МРТ и гистологического анализа для оценки эффекта соединений.
- Аналитика: позволяет получать измеримые показатели дегенерации для сравнения экспериментальных и контрольных условий.
- Трансляционные исследования: связывает ранние данные о механизмах действия с доклиническими испытаниями эффективности на клинически релевантном виде.
- Корпоративное повторное использование: служит многократно используемой платформой для итеративной валидации мишеней и кампаний по оптимизации ведущих соединений.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Снижает механистическую неопределенность в путях дегенерации диска за счет использования контролируемых моделей повреждения.
- Операционная ценность: Обеспечивает воспроизводимость и стандартизацию хирургических и аналитических процедур.
- Стратегическая ценность: Оптимизирует принятие решений о продолжении или прекращении разработки («go/no-go») за счет повышения уверенности в целевой патофизиологии.
- Влияние на портфель: Позволяет осуществлять приоритезацию кандидатов для терапии позвоночника с учетом рисков на основе механистической достоверности.
Особенности реализации
- Требуется опыт проведения операций на позвоночнике крупных животных и послеоперационного ухода.
- Необходим доступ к методам визуализации (МРТ, рентгенография) для подтверждения травмы и мониторинга дегенерации.
- Требуются стандартизированные протоколы для обеспечения согласованности хирургических процедур между разными операторами и учреждениями.
- Необходимо учитывать особенности адаптации при переносе параметров травмы на другие уровни дисков или другие модели.
- Существуют практические ограничения, связанные с содержанием овец, послеоперационным восстановлением и долгосрочным уходом.
