Summary
انحطاط القرص الفقرية هو مساهم كبير في آلام الظهر وسبب رئيسي للإعاقة في جميع أنحاء العالم. توجد العديد من النماذج الحيوانية من انحطاط القرص الفقرية. علينا أن نظهر نموذج البيضة من انحطاط القرص الفقرية، وذلك باستخدام مثقاب، مما يحقق إصابة القرص ثابت ومستوى استنساخه من انحطاط القرص.
Abstract
انحطاط القرص الفقرية هو مساهم كبير في تطوير آلام الظهر والسبب الرئيسي للإعاقة في جميع أنحاء العالم. وقد تم تطوير العديد من النماذج الحيوانية من انحطاط القرص الفقرية. نموذج الحيوان المثالي يجب أن تحاكي عن كثب القرص الفقري البشري فيما يتعلق التشكل والخصائص الميكانيكية الحيوية وغياب الخلايا نوتوكوردال. نموذج القرص الفقري القطني الأغنام تفي بهذه المعايير. نقدم نموذج البيضة من انحطاط القرص الفقرية باستخدام إصابة مثقاب من خلال نهج خلف الصفاق الجانبي. النهج الجانبي يقلل بشكل كبير من شق والمراضة المحتملة المرتبطة النهج الأمامي التقليدي إلى العمود الفقري البيضة. استخدام طريقة الحفر بت من الإصابة يتيح القدرة على إنتاج إصابة متسقة وقابلة للتكرار، من أبعاد دقيقة، أن يبدأ درجة متناسقة من انحطاط القرص الفقرية. الطبيعة البؤرية للحلقيونواة بولبوسوس عيب يحاكي بشكل وثيق الحالة السريرية للفقر القرص الفقري التنسيق. الخراف يتعافى بسرعة بعد هذا الإجراء وعادة ما تكون النقالة وتناول الطعام في غضون ساعة. ينشأ انحطاط القرص الفقرية والخراف تخضع التشريح والتحليل اللاحق في فترات من ثمانية أسابيع. ونحن نعتقد أن نموذج إصابة بت الحفر من انحطاط القرص الفقرية يوفر مزايا أكثر من نماذج الإصابة الحلقية التقليدية.
Introduction
آلام أسفل الظهر هي السبب الرئيسي للإعاقة في جميع أنحاء العالم 1 . القطني الفقري انحطاط القرص المرتبطة الألم ديسغوجينيك يعتبر مساهما كبيرا في آلام أسفل الظهر 2 . هناك طلب متزايد على نماذج حيوانية موثوقة من مرض القرص الفقري لتوسيع فهم العملية التنكسية وللتحقيق في العلاجات المحتملة.
العديد من النماذج الحيوانية من القرص الفقري انحطاط موجودة 3 . نماذج الحيوانات المستخدمة في التحقيق من التنكسية مجموعة مرض القرص في الحجم من الفئران 4 ، إلى الثدييات أكبر مثل الكلاب 5 ، الأغنام 6 ، والرئيسيات غير البشرية 7 . الطرق المستخدمة للحث على انحطاط القرص الفقرية يمكن تصنيفها على نطاق واسع في فئات الميكانيكية (على سبيل المثال ضغط القرص الفقرية ن 8 أو إصابات جراحية 6 )، الكيميائية ( مثل انحلال النواة الكيميائية 5 )، أو أقل شيوعا، انحطاط عفوي ( مثل الفئران الرمال 9 ).
ونظرا لتعقيد انحطاط القرص الفقري البشري، لا يوجد نموذج حيواني مثالي. ومع ذلك، تم تحديد اعتبارات هامة في اختيار نموذج حيواني مناسب لمحاكاة هذا الشرط عن كثب 3 . وتشمل هذه الاعتبارات عدم وجود خلايا نوتوكوردال (الخلايا البدائية مع وظيفة الخلية السلف المحتملة 10 غائبة من نواة الكبار بولبوسوس في البشر والأغنام والماعز والكلاب الغضروفية ولكن موجودة في معظم الثدييات)، أوجه التشابه في حجم القرص الحيوان والفقرات بالنسبة للبشر، والقوى الميكانيكية الحيوية للمقارنة إلى الحالة السريرية، والاعتبارات الميكانيكية والأخلاقية 3 .
jove_content "> القرود غير البشرية تلبي العديد من المعايير المذكورة أعلاه، وقد وصفت نماذج بابون و ماكاك من انحطاط القرص الفقري العفوي 11 ، 12 ، 13. كلا النوعين يقضون قدرا كبيرا من الوقت في وضعية منتصبة أو شبه منتصبة - ميزة واضحة بالنسبة للنماذج الحيوانية الأخرى، ومع ذلك، فإن النظر الأخلاقي والعملي ( مثل النفقات والإسكان والتأخر في حدوث انحطاط عفوي) يقيد استخدامها في العديد من المؤسسات.العمود الفقري البيضة هو نموذج راسخ من انحطاط القرص الفقرية، مع مزايا بما في ذلك التشابه الخلوي، الميكانيكا الحيوية والتشريح التشريحي للعمود الفقري البشري 10 ، 14 ، 15 . على الرغم من مكانة رباعي الأضلاع من الأغنام القرص الفقري القطني البيضاوي يتعرض لضغوط مماثلة على القرص البشريs = "كريف"> 14. نموذج أوفين هو أيضا أكثر قبولا على نطاق واسع، من منظور أخلاقي، من نماذج الرئيسيات غير البشرية. وقد وصفت أساليب متنوعة لبدء عملية التنكسية، وكثير منها يتطلب الوصول المباشر إلى القرص الفقرية. بسبب إنهاء الحبل الشوكي في المنطقة المقدسة وتحجيم الرباط الطولي الخلفي في العمود الفقري القطني الأوفين، النهج الخلفية للقرص الفقرية هي تحديا من الناحية الفنية وأقل استخداما في الأغنام 16 . طرق الوصول التقليدية إلى العمود الفقري القطني الأغنام، أي عن طريق النهج الأمامية أو الأمامية، تتطلب شق كبير في البطن، محفوفة بمخاطر الفتق، والأضرار التي لحقت الأحشاء الداخلية وهياكل وعائية عصبية 16 . قد يؤدي استخدام شق جانبي صغير نسبيا بعيدا عن مناطق البطن التابعة إلى تقليل هذه المخاطر 17 .
نقدم بيضة موديل التنكسية القطني القرص الفقري المرض باستخدام إصابة مثقاب أجريت من خلال نهج جانبي الحد الأدنى الغازية، ومستوحاة من عمل تشانغ وآخرون. آل 18 . والهدف من هذا البروتوكول هو تمكين موثوقة نموذج إصابة القرص القطني التي يمكن استنساخها بسهولة، وتنتج إصابة متسقة، وآمنة وجيدة التحمل. هذا النهج هو مناسبة تماما للمحققين تسعى للحث على درجة أقل من انحطاط القرص الفقري القطني من تلك التي لوحظت مع بضع بضع الجراحية التقليدية (بيانات غير منشورة) للتحقيق إما انحطاط القرص الفقرية أو العلاجات التجدد. وسيتم وصف هذه النتائج في منشور قادم.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
بروتوكول مفصل في هذه المخطوطة يتبع المبادئ التوجيهية رعاية الحيوان من أخلاقيات الحيوان جامعة موناش. وقد تم منح الموافقة الأخلاق الحيوانية لهذا البروتوكول من قبل أخلاقيات الحيوان جامعة موناش. رقم موافقة الأخلاقيات: مكا / 2014/55
1. إعداد الأغنام
ملاحظة: إويس الذين تتراوح أعمارهم بين سنتين إلى أربع سنوات استخدمت.
- الأغنام سريعة لمدة 18 ساعة قبل التخدير. تزويد الحيوانات بإمكانية الحصول على المياه حتى 6-12 ساعة قبل التشغيل 19 .
- الحيوانات المخدرة عن طريق الحقن في الوريد من هيدروكلوريد ميديتوميدين (0.015-0.020 ملغ / كلغ) لتسهيل نقل إلى جناح التشغيل.
ملاحظة: هيدروكلوريد ميديتوميدين يعمل على الحد من الإجهاد الحيوان والإثارة المرتبطة بالفصل من الحيوانات الأخرى لنقلها إلى جناح التشغيل. - حقن ثيوبنتون (10-13 مل / كغ) لتحريض التخدير عند الوصول إلى جناح التشغيل.
- إدارة داخل وقائيالمضادات الحيوية الوريدية (أموكسيسيلين 1 ز الرابع) مباشرة بعد حقن ثيوبينتون.
- الأغنام إنتوبات باستخدام حجم 7.5-9 مم (القطر الداخلي) أنبوب الرغامي 20 .
- الحفاظ على التخدير باستخدام إيسوفلوران استنشاق (2-3٪) في الأكسجين 100٪ بمعدل تدفق 2 لتر / دقيقة. إرفاق مقياس التأكسج النبض إلى الأذن الأغنام.
- مراقبة عن كثب للعلامات الحيوية الأغنام (معدل ضربات القلب، ومعدل التنفس وتشبع الأكسجين عن طريق مقياس التأكسج النبضي والمراقبة) ومستوى الوعي.
ملاحظة: مؤشرات التخدير الخفيفة مثل المضغ التلقائي، قلس نشط، والحركات العفوية يجب أن يدفع زيادة في مستوى التخدير. علامات العلم الأحمر تشير إلى البرق العاجل من التخدير وتشمل حل وسط الجهاز التنفسي وبطء شديد. دوران العين ليست مؤشر ثابت من عمق التخدير في الأغنام 19 .
2. مستوى القرص و شق
- جمع sالأدوات الملحة اللازمة لهذا الإجراء: كليبرز البيطرية، 20 مل الحقنة لير قفل، 21G الرابع إبرة، # 4 مشرط مقبض، # 22 شفرات مشرط، ملقط جيليز الأنسجة، ميتزنباوم مقص تشريح منحني، ريترا رسام، هوهمان ريتراكتور شفرة 3.5 مم براد نقطة الحفر مثقاب، الحفر مثقاب، الحفر، أوتوكلافابل البيطرية الحفر حقيبة، إبرة حامل، 2-0 خيوط مضفر الاصطناعية امتصاص، 3-0 امتصاص الاصطناعية مضفر خياطة و مايو مقص خياطة.
- إعداد جناح التشغيل. تنظيف الطاولة المنطوق وموقف أداة مع 70٪ من الإيثانول. الأوتوكلاف جميع الأدوات الجراحية قبل العملية. إجراء فحص مخدر قبل الجراحة.
- وضع الأغنام على طاولة التشغيل في الموقف الجانبي الأيمن.
- باستخدام كليبرز الإلكترونية، وحلق المنطقة المحددة متفوقة من قبل الأضلاع السفلى، أدنى من العظم الحرقفي، إنسي من قبل عمليات عرضية القطنية المقابل وحوالي 10 سم الوحشي لعمليات قطنية المماثل المستعرضة.
- جس العرف الحرقفي، العمليات المستعرضة القطنية (L1-6) وزاوية كوستو-فقري للمعالم لموقع شق الجراحية. وضع علامة على هذه المعالم مع قلم معقمة.
- إعداد البطن الجانبي عن طريق تعقيم مع الكلورهيكسيدين وغسيل الكحول يوديد مطهر.
- مراقبة تقنيات العقيم الجراحية القياسية في جميع أنحاء العملية. فرك الفريق الجراحي قبل العملية. وضع معقمة ثنى مربع ثنى على موقع الجراحية، وثنى مربع معقمة كبيرة على الطاولة العلوية.
- تعقيم جميع العناصر التي سيتم استخدامها داخل موقع المنطوق قبل العملية. مراقبة والحفاظ على العقم من الموقع الجراحي طوال العملية. التأكد من أن جميع العناصر التي أدخلت في مجال العقيمة معقمة ونقلها بطريقة معقمة.
- استخدام التكبير العدسة الجراحية ومصباح لتسهيل التصور أثناء العملية الجراحية.
- جعل شق طوليباستخدام شفرة # 22 مشرط تعلق على مقبض مشرط # 4 موازية و 1 سم الأمامي إلى واحد إلى اثنين من العمليات المستعرضة القطنية فوق وتحت مستويات القرص الفقرية من الفائدة.
ملاحظة: يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول تخطيط شق في المناقشة. - استخدام العلاج بالإنفاذ الحراري أحادي القطب لتقسيم الأنسجة تحت الجلد الكامنة والجانب الجانبي للعضلات جدار البطن. مباشرة تشريح نحو نصائح من العمليات المستعرضة القطنية فوق وتحت الأقراص الفقرية من الفائدة.
- تقسيم اللفافة الصدرية القطنية طوليا في ارتباطه إلى العمليات العرضية.
- تصور والحفاظ على لومبوروم كوادراتوس الكامنة ، العضلات بسواس والحزم وعائية عصبية اجتياز.
- الحفاظ على الارقاء من خلال الإجراء باستخدام الإنفاذ الحراري.
- اكتساح الأصابع بين الطائرة من الصفاق والجسم الخلفي للجهاز العضلي في البطن في المعرض الفقري ديمستويات سك لأداء تشريح حادة الرقمية.
- التراجع لومبوروم كوادراتوس و بسواس العضلات بوستيرولاتيرالي باستخدام ضام ديفر لمزيد من فضح من الأقراص الفقرية.
- جس للأجسام الفقرية مقعرة والأقراص الفقرية محدب.
- ضع الكامشات فورا فوق األسطوانات واحرص على عدم تلف األوعية القطنية.
- باستخدام التكبير العدسة الجراحية مع المصباح، وتحديد الأوعية القطنية التي تقع حوالي 1 سم الذيلية إلى إندبلات أدنى.
- إجراء الأشعة السينية أثناء العملية الجانبية لتأكيد مستوى القرص. 21
ملاحظة: إعدادات الأشعة: 47kV. 4 مللي أمبير 21 - اعتمادا على مستويات القرص المطلوب، فضح القرص الفقرية عن طريق فصل الهياكل المحيطة والمرفقات على النحو التالي.
- لمستويات L3 / 4 وما فوق، اكتساح جانبا المرفقات العضلية على ديسك باستخدام تشريح حادة الرقمية.
- لمستويات L4 / 5 وأدناه، وتقسيم حاد ملحقات سمكا الوترية العضلات على القرص باستخدام القطبين الإنفاذ الحراري والمقص.
ملاحظة: قد يكون من الصعب الوصول إلى القرص L6 / S1 بسبب عرقلة من قبل العرف الحرقفي. إذا تعذر الوصول يمكن أن يتحقق عن طريق النهج الجانبي يمكن استخدام نهج الأمامي.
3. مثقاب إصابة
ملاحظة: ويشمل التخطيط قبل العمليات الجراحية تخصيص مستويات الإصابة / العلاج ومستويات السيطرة. ويمكن الاطلاع على مزيد من المعلومات بشأن تخصيص المستوى في المناقشة.
- تحديد نقطة دخول مثقاب من خلال مراقبة الجانب الأيسر والأمامي الأيسر من القرص الفقرية.
ملاحظة: يقع نقطة الدخول في منتصف هذا الربع الأمامي الوحشي الأيسر (التي تحددها الأطراف الأمامية والجانبية للقرص). يتم إدخال بت الحفر في هذه النقطة دخول مع مسار تهدفنحو مركز الأقراص الفقرية وإخراج الجمجمة قليلا إلى عمودي. - تناسب مثقاب نقطة براد في الحفر السلطة. ضمان قطر مثقاب هو أقل قليلا من ارتفاع القرص الفقرية أي ~ 3.5 ملم للقرص الفقري القطني في 60-70 كجم الأغنام.
- تطبيق وقف بت الحفر لتوفير طول غير مثقبة الحفر قليلا ما يقرب من نصف قطر القرص الفقري القطني أي ~ 12 ملم للأقراص الفقرية القطنية في 60-70 كجم الأغنام.
- تطبيق مثقاب إلى نقطة الدخول وتوجيهه في مسار الجمجمة قليلا إلى وسط القرص الفقرية. التجميد الجمجمة طفيف هو تقليل خطر الاصابة إندبلات.
- دفع بت الحفر ببطء في القرص الفقرية مع الحفر على انخفاض الطاقة لمدة 1 ثانية. ضبط مسار في الجمجمة طفيف أو الذيلية الأزياء إذا تم مواجهة المقاومة المفرطة
ملاحظة: مثلالمقاومة المفرطة المرجح يشير إلى الاتصال مع إندبلات.
4 - الإغلاق
- مرة واحدة يتحقق الارقاء، ري الجرح مع الحل رينجرز.
- أداء إغلاق الطبقات، ويفضل أن تستخدم 2-0 خيوط مضفر الاصطناعية امتصاص إلى الأنسجة جدار البطن الجانبي ومستمر 3-0 أونيد يمتص الاصطناعية خياطة تحت الجلد تحت الجلد إلى الجلد.
5. إدارة ما بعد الجراحة
- وضع التصحيح عبر الجلد فنتانيل (75 ميكروغرام / ساعة) في المنطقة الأربية للالتسكين بعد الجراحة لمدة 3 أيام.
- بالإضافة إلى ذلك، استخدام البوبرينورفين في الوريد (0.005-0.01 ملغ / كلغ) لتسكين أعلى إذا لزم الأمر.
- وقف مخدر استنشاق. عندما يحدث التنفس العفوي، وإزالة الأنبوب الرغامي.
- السماح للحيوان للتعافي في قفص عقد تحت الملاحظة المستمرة.
ملاحظة: لا ينبغي أن تترك الحيوان غير المراقب حتى استعاد كونسسيو كافيةاستخدام للحفاظ على الاستلقاء القصية. - مرة واحدة الحيوان هو في حالة تأهب تام والوقوف، وإعادة إدخال الغذاء والماء. مرة واحدة تعافى تماما، والعودة الحيوان إلى مرفق المنطوق عقد القلم مع الحيوانات الأخرى.
- مراقبة عن كثب لمدة 24 ساعة ومواصلة المراقبة لمدة أسبوع واحد. مراقبة للحصول على أدلة على الألم بعد الجراحة أو الضيق.
ملاحظة: بعد الجراحة عبر الجلد الفنتانيل التصحيح تطبيقها لمدة ثلاثة أيام يجب أن توفر تسكين كافية. متطلبات مسكن إضافية يجب أن يدفع مراجعة الحيوان. - تغذية الأغنام عادة، والسماح الأغنام لتنفيذ الأنشطة العادية دون قيود. مراقبة الأغنام عن أي دليل على العجز العصبي مثل العرج.
ملاحظة: عيب القرص الفقرية التي تنتجها طريقة إصابة بت الحفر هو على الجانب الأمامي الوحشي للقرص وعمق الإصابة يقتصر على وقف بت الحفر إلى النواة المتوسطة. كما تقع العناصر العصبية الخلفية / بوستيرولاترال إلى القرص الفقرية،فإن خطر الحل العصبي الثانوي لنواة أعراض بولبوسوس هو بعيد. هذه السمة التشريحية للنموذج يحول دون استخدام الفحص العصبي للتمييز بين انحطاط القرص الفقري مع وبدون نواة فتق اللبس. - عودة الأغنام إلى مزرعة الجامعة لانتظار القتل الرحيم والتشريح في نهاية الفترة التجريبية.
6. القتل الرحيم
- أداء الأغنام القتل الرحيم في الفاصل الزمني المناسب بعد الحفر بت القرص القرص الفقرية.
- حقن عن طريق الوريد البنتوباربيتون الصوديوم (> 100 ملغ / كلغ) للقتل الرحيم.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
قبل الجراحة، خضع الأغنام خط الأساس 3T التصوير بالرنين المغناطيسي (مري) لتقييم التشكل القرص الفقري الكامنة وانحطاط. خضعت الأغنام إضافية داخل المنطوق التصوير الشعاعي الجانبي لتأكيد مستوى القرص الفقرية وحساب مؤشر ارتفاع القرص. ويظهر في مرحلة ما قبل الجراحة شريحة الطائرة السهمي من التصوير بالرنين المغناطيسي 3T وجهاز الأشعة داخل الجراحة في الشكل 1 .
الشكل 1: قبل الجراحة 3T مري ( A ) وداخل الجراحة الشعاعية الجانبية ( B ). ( A ) شريحة سهمي من 3T مري (3T T2 المرجحة تدور صدى تسلسل) من العمود الفقري القطني القطني مما يدل على قطني 1/2 (L1 / 2) إلى القطنية العجزية (L6 / S1) أقراص الفقرية. الأقراص الفقرية لديها مظهر هيبيرينتنس متجانسةمما يدل على عدم وجود دليل على انحطاط القرص الفقري قبل العملية. لاحظ أن العمود الفقري القطني أوفين وعادة ما يكون ستة فقرات قطنية، والحبل الشوكي البيضة ينتهي في المنطقة العجزية. ( B ) التصوير الشعاعي الجانبي داخل الجراحة (الإعدادات: 47 كيلو فولت، 4 مللي أمبير) مما يدل على L1 / L2 و L6 / S1 الأقراص الفقرية مع الصك الجراحي بمناسبة L3 / L4 القرص الفقرية. الحانات مقياس = 25 مم. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
بعد العملية الجراحية، تعافى الأغنام عادة وكانت متنقلة بشكل مستقل خلال 1 ساعة. وقد لوحظت الأغنام عن كثب لمدة أسبوع واحد، وعاد بعد ذلك إلى الأراضي الزراعية حتى نكروبسي في 8 أسابيع بعد إصابة القرص الفقرية. لم تحدث أي أحداث سلبية. في 8 أسابيع بعد إصابة القرص، خضع الأغنام تشريح، والأشعة السينية والتصوير بالرنين المغناطيسي من القطني سبينيس، وتجهيز الأقراص للتحليل النسيجي والبيوكيميائي.
ممثل صور ما بعد الجراحة من المظهر المورفولوجي الإجمالي، وصور الشعاعية 9.4T التصوير بالرنين المغناطيسي من الأغنام القطنية الفقري القرص الفقري في 8 أسابيع (56 يوما) إصابة آخر هي مبينة في الشكل 2 . الصورة المورفولوجية الإجمالية يدل على المسالك إصابة بت الحفر اختراق فيبروسوس الحلقة وتمتد إلى نواة اللبوس. وهذا واضح أيضا في التصوير بالرنين المغناطيسي 9.4T. وسيتم وصف وتحليل شاملين لنتائج هذا النهج في منشور قادم يتناول بالتفصيل دراسة التحقق من صحة النموذج.
الشكل 2: إجمالي الصور المورفولوجية والتصوير بالرنين المغناطيسي من القرص المصاب. ( ألف ). الصورة المورفولوجية الإجمالية للقرص الفقري يظهر إنجو(إيه إف) وتمتد إلى نواة بولبوسوس (نب). ( باء ). 9.4T التصوير بالرنين المغناطيسي (T2 المرجحة سريع تدور صدى تسلسل) كما يدل على إصابة الجهاز اختراق من خلال أف إلى نب. شريط مقياس = 10 مم. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
هذا النهج وصول الحد الأدنى الغازية الحد الأدنى هو فعال وآمن مع عدم وجود الفتق بعد الجراحة، تفكك الجرح البطن أو العدوى لوحظ في هذه السلسلة. استخدام نموذج إصابة القرص الفقري بت مثقاب مع توقف عمق يوفر وسيلة استنساخه لإحداث إصابة القرص الفقري متسقة من البعد المعروف ( أي 3.5 مم قطرها × 12 ملم إصابة عمق في هذه الدراسة). في تجربتنا، وهذه الطريقة تنتج درجة أقل حدة من انحطاط القرص من تلك التي لوحظت في تقليديا وصفت أوفين مشرط شفرة قطني فقري القرص نماذج استئصال 6 ، 22 (بيانات غير منشورة). وسيتم وصف ذلك في منشور قادم.
في إجراء شق الجلد الطولي الأولي (الخطوة 2.9)، يجب تعديل طول وموقع شق بالضبط على أساس مستويات القرص المطلوب. يمكن أن تكون مستويات القرص أعلى متفوقة (T12 / L1) رياتشيد من خلال توسيع شق إلى زاوية كوفيرتربرال، في حين شق تمتد إلى العرف الحرقفية تسمح بالوصول إلى أسفل العمود الفقري القطني (ل L5 / L6). ومن شأن قطع 10 سم تسهيل الوصول إلى ثلاثة إلى أربعة مستويات القرص، في حين أن شق مركزة أصغر في 5 سم ضروري للوصول إلى أقراص واحدة. نحن نفضل أداء الإصابة على مستويين، عادة L2 / L3 و L3 / 4. وهذا يتيح للمستويين L1 / 2 المجاورة و L4 / 5 القرص الفقري لاستخدامها كضوابط داخلية غير مصابة. مرة واحدة واثق من الناحية الفنية، ويمكن الانتهاء من العملية الجراحية على الأغنام واحدة في أقل من ساعة واحدة مع الحد الأدنى من فقدان الدم وعدم الراحة 18 . الخطوة الحاسمة والتحدي التقني الرئيسي لهذه التقنية هو تجنب إصابة إندبلات أثناء إصابة القرص مثقاب القرص. ومن الواضح أن تحديد الهوامش العلوية والسفلية للقرص الفقري عند نقطة دخول المثقاب هو أمر بالغ الأهمية. التقدم ببطء في الحفر على سرعة منخفضة في إنتيرفيرتقرص برال، بدءا عمودي تقريبا مع التجميد القحفي طفيف أيضا يقلل من خطر الإصابة إندبلات. قد يكون مطلوبا إطالة شق الجلد للحصول على ما يكفي من التزوير من الحفر.
التعديلات البسيطة على هذه التقنية تشمل التغييرات في حجم وحفر مثقاب، حيث سيتم تمليها من قبل حجم الأقراص القطنية والقطنية الفقرية. ويمكن استخدام هذا النهج للحث على تحمي بشكل موثوق في الأقراص الفقرية من T12 / L1 إلى L5 / 6. ويمكن استخدام النهج خلف الصفاق للوصول إلى القرص الفقرية للحث على انحطاط بواسطة آليات أخرى 16 أو إدارة العوامل العلاجية التجريبية.
قيود هذا النهج تتعلق مدى إصابة القرص الفقرية والتدهور اللاحقة الناجمة عن هذا النهج. إذا سعى محقق للحث على انحطاط القرص الفقري الشديد، وغيرها من أساليب أكثر عدوانية من إصابة القرصمثل مشرط شفرة الحلقة 6 ينبغي النظر فيها. العيب الحاد الناتج في القرص الفقرية بواسطة طريقة مثقاب إصابة صغيرة نسبيا، وربما لا تكون مناسبة تماما لإدارة العلاجات في وقت الإصابة.
تم اختيار العمود الفقري البيضة لنموذج إصابة القرص الفقرية لعدة أسباب. والرئيسيات غير البشرية، على الرغم من التشابه التشريحي والميكانيكي الحيوي مع الحالة السريرية ( أي كميات كبيرة من الوقت في المواقف المنتصبة وشبه منتصبة)، وتوفر اعتبارات أخلاقية وعملية كافية لمنع استخدامها في العديد من المؤسسات. على الرغم من أن أربعة أضعاف، والأغنام القطنية القرص الفقري هو مقارنة تشريحيا وتعرض إلى الضغوط الحيوية الميكانيكية مماثلة إلى القرص الفقري القطني الإنسان 16 ، 18 . الخراف تثبت فقدان الخلايا نوتوكوردال من نواة بولبوسوز في مرحلة البلوغ المبكر،كما يفعل البشر 10 ، 23 . قد يكون الخلايا نوتوشوردال وظيفة الخلية السلف وقد ثبت للتأثير على مسار انحطاط القرص من خلال تجديد مصفوفة القرص. وأخيرا، من منظور عملي، الأغنام هي الحيوانات هاردي قادرة على تحمل الجراحة بشكل جيد، وتتوفر بسهولة، وتقديم خيار مجديا اقتصاديا 16 ، 18 .
الماعز 18 هو نموذج حيواني آخر من انحطاط القرص القطني الذي يقدم العديد من مزايا نموذج الأغنام - حجم مماثل، والجدوى الاقتصادية، والقدرة على الصمود، وغياب الخلايا نوتوكوردال في الكبار 24 . نماذج حيوانية كبيرة أخرى تمثل تحديات إضافية - وجود خلايا نوتوكوردال في نموذج الخنازير، والقضايا الأخلاقية التي قد تكون مرتبطة مع نماذج الكلاب. لاستعراض شامل للنماذج الحيوانية من إنتيرفانحطاط القرص الفقري، يتم توجيه القارئ إلى مراجعة حديثة من قبل دالي وآخرون. آل 3 .
كما يوضح القرص الفقرية بيضة خسارة عفوية من الخلايا نوتوكوردال وتخضع انحطاط التدريجي مع سن 23 ، فمن الضروري ضمان الاتساق سن الأغنام في التجارب. نحن نفضل استخدام النعاج الذين تتراوح أعمارهم بين سنتين إلى أربع سنوات، كما في هذا العصر، خلايا نوتوشوردال غائبة الآن 23 . من تجربتنا الخاصة، الحد الأدنى من انحطاط عفوية حدث في الأغنام الذين تتراوح أعمارهم بين سنتين إلى أربع سنوات على الرغم من فقدان الخلايا نوتوكوردال. وعلاوة على ذلك، تغلق لوحة نمو الجسم الفقري الأغنام في حوالي 24 شهرا مع نمو الجسم الفقري بعد أن توقفت أشهر قبل 25 ، والتقليل من خطر أي تأثير على تجديد القرص من خلايا لوحة النمو المجاورة. ويفضل إويس لأنها أقل عدوانية من نظرائهم الذكور تسهيل إيسيإيه التعامل مع الحيوانات. إذا تم استخدام الأغنام الذكور، ونحن نوصي باستخدام ويثرز.
في دراسة من قبل تشانغ 18 باستخدام طريقة مماثلة من إصابة الحفر، حيث تم إدراج مثقاب قياس 4.5 مم في القطر عمق 15 ملم مع دوران اليدوي من 360 درجة لإنتاج انحطاط القرص في الماعز، لم يكن هناك فرق كبير إحصائيا في التصوير الشعاعي النتيجة التنكسية بايرمان في الأقراص المصابة بالمقارنة مع الصور قبل الجراحة. ومع ذلك، كان هناك دليل نسيجي واضح من انحطاط القرص خفيفة إلى معتدلة 26 . على النقيض من هذه الدراسة، كشف التحليل المورفولوجي الإجمالي و 9.4 T التصوير بالرنين المغناطيسي أدلة على التغيرات التنكسية كبيرة في الأقراص الفقرية القطنية، مما يدل على ميزة كبيرة من هذا النهج.
سيتم وصف تطبيق ونتائج هذه الطريقة في منشور قادم يقارن طريقة مثقاب إصابة القرص الفقرية to طريقة بضع القصبة المقررة في نموذج البيضة. ويمكن أيضا أن تستخدم هذه الطريقة في المستقبل للتحقيق في العلاجات التجدد.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
ويعلن المؤلفون أنه ليس لديهم مصالح مالية متنافسة للإفصاح عنها.
Acknowledgments
الدكتور كريس دالي هو المتلقي من مؤسسة للجراحة ريتشارد جيبسون البحوث المنح الدراسية. ويود المؤلفون أن يشكروا الدكتور آن جيبون، والدكتور دونغ تشانغ، وموظفي خدمات موناش الحيوانية، وجامعة موناش لمساعدتهم في جراحة الحيوان والرعاية.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Medetomidine Hydrochloride (10 mL Injection) | Therapon/Zoetis | PFIDOM10 | Multiple suppliers: Zoetis/Ilium |
| Thiopentone | Troy | Triothiopentone | Multiple suppliers: Neon Laboratories, Jagsonphal Pharmaceuticals |
| Isoflurane (2 - 3 % in oxygen) | Baxter | AHN3636 | Multiple suppliers: Baxter/VetOne |
| Amoxicillin parenteral | GlaxoSmithKline | JO1CA04 | Multiple suppliers: GlaxoSmithKline/Merck |
| Bupivacaine (0.5% Injection 20 mL) | Pfizer | 005BUP001 | Multiple suppliers: Pfizer/AstraZeneca |
| PVD Iodine Solution | Jurox | 61330 | Multiple suppliers: Jurox/Orion |
| Chlorhexidine 5%w/v | Jurox | Chlorhex C 5L (SCRUB) | Multiple suppliers: Jurox/Pfizer |
| Transdermal Fental Patch (75 μg/h) | Janssen-Cilag | S8-Dur7.5 | Multiple suppliers: Sandoz |
| Buprenorphine iv | Jurox | 504410 | Multiple suppliers: LGM Pharma |
| Atipamezole (Antisedan 0.06 mg/kg - 0.08 mg/kg) | Zoetis | PFIANT10 | Multiple suppliers: Ilium |
| Oster Golden A5 2-Speed Clippers | Oster | 078005-140-003 | Oster |
| 20 mL luer lock syringe | Terumo | 6SS+20L | Multiple suppliers: Medshop Australia/Terumo |
| 21 G IV needle | Terumo | SG3-1225 | Multiple suppliers:Medshop Australia/Terumo |
| #4 scalpel handle | Austvet | AD010/04 | Multiple suppliers: Austvet/SurgicalInstruments |
| #22 scalpel baldes | Austvet | ||
| Gillies tissue forceps | Austvet | AB430/15 | Multiple suppliers: Austvet/SurgicalInstruments |
| Metzenbaum curved dissecting scissors | Austvet | AC101/14 | Multiple suppliers: Austvet/SurgicalInstruments |
| Deaver retractor | Surgical Instruments | 23.75.03 | Multiple suppliers: Surgical Instrument/Austvet |
| Hohmann retractor | Austvet | KA173/35 | Multiple suppliers: Austvet/SurgicalInstruments |
| Mayo suture scissors | Austvet | AC911/14 | Multiple suppliers: Austvet/SurgicalInstruments |
| Needleholder 14 cm | EliteMedical | 18-1030 | Multiple suppliers: EliteMedical/Austvet |
| CMT 3.5 mm Brad-Point Drill | Carbatec | 516-035-51 | Multiple suppliers: Southeast Tool/Carbatec |
| Drill Bit Stop 4 mm | Drill Warehouse | 20121600 | Multiple suppliers: Amazon |
| Bosch 10.8 V Cordless Angle Drill | Get Tools Direct | GWB10.8V-LIBB | Multiple suppliers:Bunnings/Get Tools Direct |
| Autoclavable veterinary drill bag | AustVet | DRA043-AV | AustVet |
| 2-0 absorbable synthetic braided sutures | Ethicon | VCP335H | Ethicon |
| 3-0 absorbable synthetic braided sutures | Ethicon | VCP232H | Ethicon |
| Siemens 3 Tesla Skyra Widebore MRI | Siemens | N/A | Siemens |
| 9.4 Tesla Agilent (Varian) MRI | Agilent Technologies | N/A | Agilent Technologies |
| Atomscope HF 200 A Radiogaph | Radlink | 330003A | Multiple Suppliers: Radlink/DLC Australia |
| Veterinary Pulse Oximiter | DLC | 192500A | Multiple suppliers: DLC Australi Pty Ltd/AustVet |
References
- Hoy, D., March, L., et al. The global burden of low back pain: estimates from the Global Burden of Disease 2010 study. Ann Rheum Dis. 73 (6), 968-974 (2014).
- Luoma, K., Riihimäki, H., Luukkonen, R., Raininko, R., Viikari-Juntura, E., Lammine, A. Low back pain in relation to lumbar disc degeneration. Spine. 25 (4), 487-492 (2000).
- Daly, C., Ghosh, P., Jenkin, G., Oehme, D., Goldschlager, T. A Review of Animal Models of Intervertebral Disc Degeneration: Pathophysiology, Regeneration, and Translation to the Clinic. BioMed Res Int. 2016 (3), 5952165 (2016).
- Sahlman, J., Inkinen, R., et al. Premature vertebral endplate ossification and mild disc degeneration in mice after inactivation of one allele belonging to the Col2a1 gene for Type II collagen. Spine. 26 (23), 2558-2565 (2001).
- Melrose, J., Taylor, T., Ghosh, P., Holbert, C. Intervertebral disc reconstitution after chemonucleolysis with chymopapain is dependent on dosage: An experimental study in beagle dogs. Spine. 21 (1), (1996).
- Oehme, D., Goldschlager, T., Shimon, S., Wu, J. Radiological, Morphological, Histological and Biochemical Changes of Lumbar Discs in an Animal Model of Disc Degeneration Suitable for Evaluating the potential regenerative capacity of novel biological agents. J Tiss Sci Eng. , (2015).
- Platenberg, R. C., Hubbard, G. B., Ehler, W. J., Hixson, C. J. Spontaneous disc degeneration in the baboon model: magnetic resonance imaging and histopathologic correlation. J Med Primatol. 30 (5), 268-272 (2001).
- Iatridis, J. C., Mente, P. L., Stokes, I. A. F., Aronsson, D. D., Alini, M. Compression-Induced Changes in Intervertebral Disc Properties in a Rat Tail Model. Spine. 24 (10), 996 (1999).
- Silberberg, R., Aufdermaur, M., Adler, J. H. Degeneration of the intervertebral disks and spondylosis in aging sand rats. Arch Pathol Lab Med. 103 (5), 231-235 (1979).
- Alini, M., Eisenstein, S. M., et al. Are animal models useful for studying human disc disorders/degeneration. Eur Spine J. 17 (1), 2-19 (2007).
- Lauerman, W. C., Platenberg, R. C., Cain, J. E., Deeney, V. F. Age-related disk degeneration: preliminary report of a naturally occurring baboon model. J Spinal Disord. 5 (2), 170-174 (1992).
- Platenberg, R. C., Hubbard, G. B., Ehler, W. J., Hixson, C. J. Spontaneous disc degeneration in the baboon model: magnetic resonance imaging and histopathologic correlation. J Med Primatol. 30 (5), 268-272 (2001).
- Nuckley, D. J., Kramer, P. A., Del Rosario,, Fabro, A., Baran, N., S,, Ching, R. P. Intervertebral disc degeneration in a naturally occurring primate model: radiographic and biomechanical evidence. J Orthop Res. 26 (9), 1283-1288 (2008).
- Wilke, H. J., Kettler, A., Claes, L. E. Are sheep spines a valid biomechanical model for human spines. Spine. 22 (20), 2365-2374 (1997).
- Sheng, S. -R., Wang, X. -Y., Xu, H. -Z., Zhu, G. -Q., Zhou, Y. -F. Anatomy of large animal spines and its comparison to the human spine: a systematic review. Eur Spine J. 19 (1), 46-56 (2010).
- Oehme, D., Goldschlager, T., et al. Lateral surgical approach to lumbar intervertebral discs in an ovine model. Scientific World J. 2012 (8), 873726 (2012).
- Youssef, J. A., McAfee, P. C., et al. Minimally invasive surgery: lateral approach interbody fusion: results and review. Spine. 35 (Suppl 26), S302-S311 (2010).
- Zhang, Y., Drapeau, S., An, H. S., Markova, D., Lenart, B. A., Anderson, D. G. Histological features of the degenerating intervertebral disc in a goat disc-injury model. Spine. 36 (19), 1519-1527 (2011).
- White, K., Taylor, P. Anaesthesia in sheep. In Practice. 22 (3), 126-135 (2000).
- Dart, C. Suggestions for Anaesthesia & Analgesia in Sheep. , Available from: http://www.nslhd.health.nsw.gov.au/AboutUs/Research/Office/Documents/ACEC_Guideline_Anaesthesia_Analgesia_Sheep.pdf (2005).
- Kandziora, F., Pflugmacher, R., et al. Comparison between sheep and human cervical spines: an anatomic, radiographic, bone mineral density, and biomechanical study. Spine. 26 (9), 1028-1037 (2001).
- Oehme, D., Ghosh, P., et al. Mesenchymal progenitor cells combined with pentosan polysulfate mediating disc regeneration at the time of microdiscectomy: a preliminary study in an ovine model. J Neurosurg Spine. 20 (6), 657-669 (2014).
- Hunter, C. J., Matyas, J. R., Duncan, N. A. Cytomorphology of notochordal and chondrocytic cells from the nucleus pulposus: a species comparison. J Anat. 205 (5), 357-362 (2004).
- Hoogendoorn, R. J., Helder, M. N., Smit, T. H., Wuisman, P. Notochordal cells in mature caprine intervertebral discs. Eur Cells Mater. 10 (Suppl 3), (2005).
- Pohlmeyer, K. Zur vergleichenden Anatomie von Damtier, Schaf und Ziege: Osteologie und postnatale Osteogenese. , (1985).
- Pfirrmann, C. W., Metzdorf, A., Zanetti, M., Hodler, J., Boos, N. Magnetic resonance classification of lumbar intervertebral disc degeneration. Spine. 26 (17), 1873-1878 (2001).
