Эффективное и воспроизводимые протокол для отвлечения остеогенез в мышиной модели, ведущие к функциональной регенерированный бедренной кости

Общая цель этого протокола состоит в том, чтобы воспроизводимо и эффективно индуцировать дистракционный остеогенез бедренной кости на модели крысы для оценки функциональной регенерации костей. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области медицины остеогенеза об определении и сокращении периода консолидации или о выявлении механизма восстановления кости. Основное преимущество этой методики заключается в том, что для того, кто изготовил внешний фиксатор и для того, кто проводит операцию, необходимо обеспечить стабильную среду для оптимальной регенерации кости.

Применение этой техники распространяется на все терапевтические операции по удлинению верхних и нижних конечностей или костным дефектам, которые возникают после операции по удалению опухоли кости. Демонстрацию процедуры проводит Эдуард Лами, преподаватель фармацевтики из моей лаборатории. Начните с того, что поместите 12-недельного самца крысы Sprague Dawley под наркозом в левое боковое положение и удалите шерсть с правой задней конечности.

После нанесения глазной мази продезинфицируйте операционную область раствором Повидон-йода и уложите животное в положение лежа на спине. С помощью внешнего фиксатора, расположенного вдоль медиолатеральной оси, используйте маркер, чтобы сделать одну точку на колене, а вторую точку на бедре вдоль медиальной линии сагиттальной плоскости. Соедините две точки и с помощью скальпеля сделайте разрез кожи по линии, разрезая между бицепсом бедра и латеральной широкой мышцей мышцы плеча до полного обнажения бедренной кости.

Поднимите надкостницу и с помощью ружина отсоедините мягкие ткани от кости. Вставьте штифты в самые проксимальные и дистальные отверстия внешнего фиксатора. Если оба штифта можно закрепить, используйте два ретрактора Сенна, чтобы раскрыть мышцы и затянуть зажим направляющей для сверления в середине бедренной кости, начиная с проксимального и дистального отверстий и заканчивая двумя средними отверстиями, пропустите металлическое сверло диаметром 0,6 мм через кость, чтобы создать четыре направляющих отверстия.

С помощью штифта с полурезьбой диаметром 0,8 мм проведите пальцем вперед и назад, чтобы увеличить четыре предварительных отверстия, стараясь оставаться перпендикулярно бедренной кости. Чтобы вживить штифты, используйте иглодержатель, чтобы захватить головку каждого 1-миллиметрового штифта с полурезьбой и по отдельности утопить штифты, чтобы увеличить направляющие отверстия. Используйте втягивающее устройство Сенна, чтобы убедиться, что штифты проникают в оба коры, не выступая более чем на 1 миллиметр.

Когда штифты будут на месте, подключите внешний фиксатор к полурезьбовым штифтам, следя за тем, чтобы смещение составляло около 6 миллиметров, чтобы обеспечить легкую строчку и хорошую жесткость. Затем закрепите четыре стопорных винта так, чтобы внешний фиксатор был зафиксирован на штифтах. С помощью пьезотома выполните остеотомию между двумя центральными штифтами.

Затем используйте иглодержатель Майо-Хегара, рассасывающуюся шовную нить 5-0 и непрерывный стежок, чтобы закрыть рану. Сразу после операции сделайте рентген животного, чтобы проверить глубину штифтов и выравнивание остеотомизированных конечностей по длинной оси. Затем дайте крысе полностью восстановиться с помощью мониторинга.

Через неделю проведите рентген конечности, чтобы еще раз проверить расположение штифтов и выравнивание костных сегментов. Чтобы выполнить отвлечение, вручную поворачивайте квадратную гайку на пол-оборота по часовой стрелке каждые 12 часов в течение 10 дней. Сделайте рентгеновский снимок конечности в середине и в конце процесса дистракции, чтобы контролировать расположение штифтов и выравнивание костных сегментов.

По окончании дистракции еженедельно делайте рентген конечности, удаляя внешний фиксатор на 64-й день. На 66-й день с помощью скальпеля сделайте разрез кожи через операционный шрам от верхней части бедра до передней части колена. Разрежьте между двуглавой мышцей бедра и латеральной широкой мышцей мышц плеча до полного обнажения бедренной кости, максимально отсоединив мышцу от кости.

Разрежьте все связки колена, демонтируйте сустав и разрежьте суставную капсулу бедра. Тщательно очистите кость, не удаляя штифты, используя скальпель для удаления всех мягких тканей. После очистки контралатеральной бедренной кости сделайте рентгенографию обеих бедренных костей.

Снимите штифты и храните бедренные кости при температуре минус 20 градусов Цельсия для анализа методом микрокомпьютерной томографии. В этом репрезентативном эксперименте рентгеновская визуализация сразу после операции и до конца консолидации показала, что полурезьбовые штифты в бедренных штифтах оставались параллельными, хорошо сохранившимися и разрыхленными на протяжении всей процедуры, что свидетельствует о стабильном креплении. Более того, остеотомизированные конечности были явно хорошо выровнены вдоль продольной оси кости в процессе дистракционного остеогенеза.

В конце латентного периода не было видно кальцинированных участков вблизи остеотомированных конечностей. В конце периода отвлечения было видно несколько кальцинированных областей рядом с ранее существовавшей корой головного мозга. После 28 дней консолидации некальцинированная область промежутка между остеотомизированными конечностями была меньше, и можно было наблюдать надкостничную мозоль вблизи уровня щели с штифтами.

Через 47 дней консолидации регенерирующая мозоль была полностью закрыта. После удаления внешнего фиксатора и двух дней физиологической нагрузки животные демонстрировали физиологическую походку, и никаких признаков переломов наблюдалось не было. Анализ 3D-микрокомпьютерной томографии серийных продольных участков регенерирующей каллуса показал, что кальцинированный мостик всегда присутствует, а на периферии регенерирующей мозоли наблюдается непрерывный внешний кортикальный слой.

После 49 дней консолидации трещин не наблюдалось, несмотря на стойкость менее минерализованной области в центре регенерированной каллуса. После освоения эта хирургическая техника может быть завершена за 45 минут, если она выполнена правильно. Пытаясь выполнить эту процедуру, важно помнить о необходимости поддерживать стерильную среду во время операции и тщательно следить за животным после операции.

После своего развития эта методика открывает путь для исследователей в области медицины к совершенствованию методики дистракционного остеогенеза, в частности, для сокращения периода консолидации в клинической практике. После этой процедуры могут быть выполнены другие методы, такие как добавление факторов роста или строительных материалов, чтобы ответить на дополнительные вопросы, такие как можно ли улучшить консолидацию кости. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее представление о том, как выполнять удлинение бедренной кости на модели крысы, используя эти методы в качестве руководства для обеспечения параллельности между штифтами.