Установление и оценка модели остеохондрального дефекта полной толщины у овец

Хрящ играет важную роль в сохранении механической компетентности скелетной системы, обеспечивая гладкую и смазанную поверхность в диатродиальных суставах, предотвращая эрозию суставной поверхности. Несмотря на выдающуюся способность поддерживать и распределять физические и механические нагрузки в суставах, в случае травмы суставный хрящ обладает ограниченной способностью к внутреннему заживлению и восстановлению. Накопление напряжения в суставном хряще может привести к патологическому состоянию, известному как остеоартрит — самой распространённой форме дегенеративного заболевания суставов в мире, которое поражает почти 10–12% взрослого населения мира.

Регенерация хряща и восстановление функции артритных суставов представляют собой значительные достижения в регенеративной медицине. Перспективный подход включает использование аутологичных хондроцитов и стволовых клеток в сочетании с биоматериалами. Для подтверждения этих стратегий необходимы подходящие модели животных: в то время как мелкие животные, такие как крысы и кролики, полезны для предварительного изучения, крупные животные, такие как овцы, более уместны благодаря их анатомическому и биомеханическому сходству с человеческими суставами.

Далее мы представляем эффективный протокол индуцирования остеохондральных дефектов у крупных животных, который служит идеальной моделью для исследований в области регенеративной медицины. После дезинфекции выбритого колена в операционной поместите животное в положение спинного декубита. Чтобы определить точное место хирургического пореза, коснитесь колена животного, чтобы найти суставную полость.

Проводите хирургическое разрезание размером примерно от трёх до пяти сантиметров. Убедитесь, что разрез делается в области мыщелка животного. Удалите тканевые слои под кожей, чтобы получить доступ к мыщелку.

Держите участок разреза в чистоте, чтобы избежать возможного загрязнения, и обеспечивайте хорошую видимость во время процедуры. Проводите сбор синовиальной жидкости с помощью шприца и иглы. Расположите ретракторы так, чтобы полностью открыть поверхность мышечка.

Чем более открыт мыщел, тем легче вызвать травму на следующем этапе. Используйте ортопедическую дрель, прикреплённую к восьмимиллиметровой дрели с трефином, чтобы способствовать повреждению мыщелка животного. Перед началом сверления убедитесь, что трефин правильно расположен в центре мыщелка, чтобы избежать травм нежелательных размеров.

Используйте ортопедический молоток и остеотом для хирургического удаления остеохондральной пробки. Очистите удлинение раны стерильной марлей, убедившись, что внутри повреждения нет крови и тканевых остатков. Аккуратно нанесите 200 микролитров жидкой формулы gelMA внутренней стороне травмы, пока она не достигнет поверхности.

Направите ультрафиолетовый свет на травму в течение трёх минут на расстоянии примерно пять сантиметров, что позволяет использовать гельМА-сшивание. Аккуратно снимайте ретракторы. Закройте поражение отдельными швами для каждого слоя ткани, чтобы избежать образования серомы.

Количество швов будет зависеть от размера хирургического пореза. Наложите бинт на швы, чтобы избежать инфекций. После семи дней операции у овец всё равно будут трудности с передвижением.

Эти трудности подтверждаются вращательным движением, наблюдаемым во время оценки ходьбы животного. Это наблюдение показывает, что наш протокол был эффективен для вызова остеохондрального повреждения сустава животного. В течение четырёх дней, в зависимости от лечения, походка животного восстанавливается, и оно начинает правильно ходить.

Гистологическая оценка с окрашиванием гематоксилина и эозина была проведена через шесть месяцев после операции. Поражения выглядели как полные вертикальные расщелины, соответствующие четвёртому баллу по международной шкале оценки Общества исследований остеоартрита. В некоторых образцах наблюдалась лёгкая синовиальная гиперплазия и замена хряща фибросоединительной тканью.

Гистологические показатели показали значительную вариабельность как в группах с естественным прогрессированием, так и в группах с гелМА, а статистический анализ не выявил значимых различий между методами. Поскольку это эксперимент на животных в сочетании с инвазивной хирургической процедурой, у животных могут быть различия в поведении и восстановлении. Наша работа продемонстрировала эффективный протокол для индукции остеохондральных повреждений у крупных животных без появления долгосрочных бактериальных инфекций.