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Medicine

Schaf-Lendenwirbelsäulen-Degenerationsmodell mit einer lateralen Retroperitoneal-Bohrer-Verletzung

doi: 10.3791/55753 Published: May 25, 2017
* These authors contributed equally

Summary

Intervertebrale Scheibendegeneration ist ein bedeutender Beitrag zu Rückenschmerzen und eine führende Ursache für Behinderung weltweit. Es gibt zahlreiche Tiermodelle der Bandscheibendegeneration. Wir zeigen ein Schafmodell der Bandscheibendegeneration, wobei ein Bohrer verwendet wird, der eine gleichbleibende Scheibenverletzung und ein reproduzierbares Niveau der Plattendegeneration erreicht.

Abstract

Die Bandscheibenentleerung ist ein wichtiger Faktor für die Entwicklung von Rückenschmerzen und die führende Ursache für Behinderung weltweit. Es wurden zahlreiche Tiermodelle der Bandscheibendegeneration entwickelt. Das ideale Tiermodell sollte die menschliche Zwischenwirbelscheibe im Hinblick auf die Morphologie, die biomechanischen Eigenschaften und die Abwesenheit von nicht-chronischen Zellen genau nachahmen. Das Schaf-Lendenwirbelsäulen-Modell erfüllt diese Kriterien. Wir präsentieren ein Schafmodell der Bandscheibendegeneration unter Verwendung einer Bohrerverletzung durch einen lateralen retroperitonealen Ansatz. Der laterale Ansatz reduziert den Einschnitt und die potentielle Morbidität, die mit dem traditionellen anterioren Ansatz der Schafrücken verbunden ist Die Verwendung einer Bohrer-Methode der Verletzung bietet die Fähigkeit, eine konsistente und reproduzierbare Verletzung von präzisen Abmessungen zu erzeugen, die einen gleichbleibenden Grad der Bandscheibendegeneration einleitet. Die fokale Natur des RingesUnd Nukleus pulposus Defekt imitiert den klinischen Zustand der fokalen intervertebralen Bandscheibenvorfall. Schafe erholen sich schnell nach diesem Verfahren und sind in der Regel mobil und essen innerhalb der Stunde. Bandscheibendegeneration und Schafe unterliegen einer Nekrose und einer späteren Analyse in Zeiten von acht Wochen. Wir glauben, dass das Bohrer-Verletzungsmodell der Bandscheibendegeneration Vorteile gegenüber herkömmlicheren ringförmigen Verletzungsmodellen bietet.

Introduction

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Rückenschmerzen ist die führende Ursache für Behinderung weltweit 1 . Lendenwirbelsäule Degeneration assoziierten discogenen Schmerzen gilt als ein bedeutender Beitrag zur unteren Rückenschmerzen 2 . Es gibt eine steigende Nachfrage nach zuverlässigen Tiermodellen der Bandscheibenerkrankung zur Erweiterung des Verständnisses des degenerativen Prozesses und zur Untersuchung potentieller Therapien.

Zahlreiche Tiermodelle der Bandscheibendegeneration existieren 3 . Tiermodelle, die bei der Untersuchung der degenerativen Scheibenkrankheit verwendet werden, reichen in der Größe von Mäusen 4 , zu größeren Säugetieren wie Hunden 5 , Schaf 6 und nichtmenschlichen Primaten 7 . Methoden, die verwendet werden, um die Bandscheibendegeneration zu induzieren, können weitgehend in die Kategorien von mechanischen ( z. B. intervertebrale Scheibe komprimiert) eingestuft werden N 8 oder chirurgische Verletzung 6 ), chemische ( zB chemische Nukleolyse 5 ) oder weniger häufig spontane Degeneration ( zB die Sandratte 9 ).

Angesichts der Komplexität der menschlichen Bandscheibendegeneration existiert kein perfektes Tiermodell. Allerdings wurden wichtige Überlegungen bei der Auswahl eines geeigneten Tiermodells, um diese Bedingung genau zu imitieren, identifiziert worden 3 . Solche Überlegungen umfassen die Abwesenheit von nicht-chorrostatischen Zellen (primitive Zellen mit möglicher Vorläuferzellfunktion 10 , die von dem erwachsenen Kern pulposus bei Menschen, Schafen, Ziegen und chondrodystrophischen Hunden fehlen, aber bei den meisten Säugetieren vorhanden sind), Ähnlichkeiten in der Tier- und Bandscheibengröße gegenüber Menschen, Vergleichbare biomechanische Kräfte zum klinischen Zustand, mechanistische und ethische Erwägungen 3 .

Jero_content "> Nicht-menschliche Primaten erfüllen viele der oben genannten Kriterien: Pavian und Macaque-Modelle der spontanen Bandscheibendegeneration wurden beschrieben 11 , 12 , 13. Beide Arten verbringen viel Zeit in aufgerichteten oder halb aufgerichteten Haltungen - ein deutlicher Vorteil Relativ zu anderen Tiermodellen, aber ethische und praktische Betrachtungen ( zB Aufwand, Wohnraum, verzögerter Beginn der spontanen Degeneration) beschränken ihre Verwendung in vielen Institutionen.

Die Schafspirale ist ein etabliertes Modell der Bandscheibendegeneration, mit Vorteilen, einschließlich zellulärer, biomechanischer und anatomischer Ähnlichkeiten mit der menschlichen Wirbelsäule 10 , 14 , 15 . Trotz der quadrupedalen Statur der Schafe ist die Lendenwirbelsäule der Schafe einer ähnlichen Belastung der menschlichen Scheibe ausgesetztS = "xref"> 14 Das Schafmodell wird auch aus ethischer Perspektive weit verbreitet als nichtmenschliche Primatenmodelle. Es wurden verschiedene Methoden beschrieben, um den degenerativen Prozess zu initiieren, von denen viele einen direkten Zugang zur Bandscheibe erfordern. Wegen der Beendigung des Rückenmarks im Sakralbereich und der Verknöcherung des hinteren Längsbandes in der Schafspur der Wirbelsäule sind die hinteren Ansätze der Bandscheibe technisch anspruchsvoll und werden weniger häufig bei den Schafen verwendet. Die traditionellen Zugangswege zur Schaf-Lendenwirbelsäule, dh über anterior- oder anterolaterale Ansätze, erfordern große Baucheinschnitte, sind mit Gefahren der Hernie und Schäden an inneren Eingeweiden und neurovaskulären Strukturen behaftet 16 . Die Verwendung eines relativ kleinen seitlichen Schnittes weg von abhängigen Bauchbereichen kann solche Risiken verringern 17 .

Wir präsentieren ein Schaf MoDel der degenerativen Lendenwirbelsäulenscheibenkrankheit unter Verwendung von Bohrerverletzungen, die durch einen minimal invasiven lateralen Ansatz durchgeführt wurden und von der Arbeit von Zhang et. Al 18 Das Ziel dieses Protokolls ist es, ein zuverlässiges Lenden-Disc-Verletzungsmodell zu ermöglichen, das leicht reproduzierbar ist, eine gleichbleibende Verletzung hervorruft und sicher und gut verträglich ist. Dieser Ansatz eignet sich gut für Forscher, die einen milderen Grad der Lendenwirbelscheibendegeneration induzieren wollen, als dies bei der traditionellen chirurgischen Annulotomie (unveröffentlichte Daten) für die Untersuchung von Bandscheibendegeneration oder regenerativen Therapien beobachtet wurde. Diese Ergebnisse werden in einer bevorstehenden Veröffentlichung beschrieben.

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Protocol

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Das in diesem Manuskript beschriebene Protokoll folgt den Tierschutzrichtlinien der Monash University Tierethik. Tierethik Genehmigung für dieses Protokoll wurde von Monash University Tierethik gewährt. Ethik-Zulassungsnummer: MMCA / 2014/55

1. Schaf Vorbereitung

HINWEIS: Mutterschafe im Alter von zwei bis vier Jahren wurden benutzt.

  1. Fast Schaf für 18 Stunden vor der Anästhesie. Geben Sie den Tieren bis 6-12 Stunden vor dem Betrieb Wasser zu.
  2. Sedierte Tiere durch intravenöse Injektion von Medetomidin-Hydrochlorid (0,015-0,020 mg / kg), um den Transfer in die operative Suite zu erleichtern.
    ANMERKUNG: Das Medetomidin-Hydrochlorid dient zur Verringerung von Tierstress und Rühren, die mit der Trennung von anderen Tieren zur Übertragung in die Operationssuite verbunden sind.
  3. Injizieren Sie Thiopenton (10-13 ml / kg) zur Induktion der Anästhesie bei der Ankunft in die Operationssuite.
  4. Prophylaktische Intra-Venöse Antibiotika (Amoxicillin 1 g IV) unmittelbar nach der Thiopenton-Injektion.
  5. Intillate Schafe mit einer Größe 7,5-9 mm (Innendurchmesser) Endotrachealtubus 20 .
  6. Die Anästhesie mit inhaliertem Isofluran (2-3%) in 100% Sauerstoff mit einer Durchflussrate von 2 l / min aufbewahren. Bringen Sie ein Pulsoximeter an das Ohr des Schafs an.
  7. Die Vitalzeichen des Schafs (Herzfrequenz, Atemfrequenz und Sauerstoffsättigung über Pulsoximeter und Beobachtung) und das Bewusstseinsniveau genau überwachen.
    ANMERKUNG: Indikatoren der leichten Anästhesie wie spontanes Kauen, aktive Regurgitation und spontane Bewegungen sollten eine Erhöhung des Niveaus der Anästhesie veranlassen. Rote Fahnenzeichen, die auf eine dringende Aufhellung der Anästhesie hindeuten, sind der Atemkompromiss und die schwere Bradykardie. Die Rotation des Auges ist kein konsequenter Indikator für die Tiefe der Anästhesie bei Schafen 19 .

2. Disc Level und Incision

  1. Sammle das sFür diesen Vorgang erforderliche dringende Werkzeuge: Veterinärklammern, 20 mL Luer-Lock-Spritze, 21G IV Nadel, # 4 Skalpellgriff, # 22 Skalpellklingen, Gillies Gewebezange, Metzenbaum gebogene Sektionsschere, Deaver Retraktor, Hohmann Retraktor Klinge, 3,5 mm Brad Punktbohrer, Bohrerstopp, Bohrer, autoklavierbarer Veterinärbohrer, Nadelhalter, 2-0 absorbierbare synthetische geflochtene Nähte, 3-0 absorbierbare synthetische geflochtene Naht und Mayo Nahtschere.
  2. Bereiten Sie die Betriebssuite vor. Den operativen Tisch und den Instrumentenständer mit 70% Ethanol reinigen. Autoklav alle chirurgischen Instrumente vor dem Betrieb. Führen Sie eine präoperative Anästhesieprüfung durch.
  3. Legen Sie die Schafe auf den Operationstisch in die rechte Seitenlage.
  4. Mit Hilfe von elektronischen Klammern rasieren sie den von den unteren Rippen überlegenen Bereich, unterhalb des iliakalen Knochens, medial durch die kontralateralen Lendenwirbelfortsätze und etwa 10 cm lateral zu den ipsilateralen Lendenwirbelsägen.
  5. Palpate der Beckenkamm, lumbale transversale Prozesse (L1-6) und costo-vertebralen Winkel für die Landmarken für chirurgische Inzisionsstelle. Markiere diese Landmarken mit einem sterilen Stift.
  6. Bereiten Sie den lateralen Abdomen vor, indem Sie mit Chlorhexidin und alkoholischer Iodid-Antiseptikum waschen.
  7. Beobachten Sie standardmäßige chirurgische aseptische Techniken während des gesamten Betriebs. Das chirurgische Team schrubbt vor der Operation. Legen Sie eine sterile fenestrated quadratischen drapieren über die chirurgische Website, und eine große sterile quadratische drapieren auf dem Overhead-Tisch.
    1. Sterilisieren Sie alle Gegenstände, die vor der Operation innerhalb der operativen Seite verwendet werden sollen. Überwachen und pflegen die Sterilität der chirurgischen Stelle während des gesamten Betriebs. Sicherstellen, dass alle Gegenstände, die in das sterile Feld eingeführt werden, steril sind und steril übertragen werden.
  8. Verwenden Sie die chirurgische Lupe Vergrößerung und ein Scheinwerfer, um die Visualisierung während der chirurgischen Verfahren zu erleichtern.
  9. Einen Längsschnitt machenMit der # 22 Skalpell Klinge an der # 4 Skalpell Griff parallel zu und 1 cm anterior zu ein bis zwei lumbalen transversalen Prozesse über und unterhalb der Bandscheiben Ebenen von Interesse.
    HINWEIS: Weitere Informationen zur Inzisionsplanung finden Sie in der Diskussion.
  10. Benutze die monopolare Diathermie, um das darunterliegende subkutane Gewebe und den lateralen Aspekt der Bauchwandmuskulatur zu teilen; Richten Sie die Dissektion auf die Spitzen der Lendenwirbelsäulen über und unterhalb der Bandscheiben von Interesse.
  11. Teilen Sie die Thorakolumbar-Fascia in Längsrichtung an der Befestigung an den Querfortsätzen.
  12. Visualisieren und bewahren die zugrunde liegenden quadratus lumborum , psoas Muskeln und die durchqueren neurovaskulären Bündel.
  13. Hervorhebung der Hämostase durch das Verfahren mit Diathermie.
  14. Kehren Sie die Finger zwischen der Ebene des Peritoneums und der hinteren Bauchwandmuskulatur an der exponierten ZwischenwirbelsäuleSc-Levels, um eine digitale, stumpfe Dissektion durchzuführen.
  15. Ziehen Sie die quadratus lumborum und psoas Muskeln posterolateral mit einem Deaver Retraktor, um die Zwischenwirbelscheiben weiter auszusetzen.
  16. Palpat für die konkaven Zwischenwirbelkörper und die konvexen Bandscheiben.
  17. Positionieren Sie die Retraktoren sofort über die Scheiben und achten Sie darauf, dass Lendenwirbel nicht beschädigt werden.
  18. Mit der chirurgischen Lupe Vergrößerung mit einem Scheinwerfer, identifizieren die Lendenwirbel, die etwa 1 cm kaudal an der unteren Endplatte befinden.
  19. Führen Sie eine intraoperative laterale Röntgenstrahlung, um die Disc-Ebene zu bestätigen. 21
    Hinweis: Röntgenaufnahme: 47kV; 4 mAs 21
  20. Abhängig von den gewünschten Plattenebenen die Zwischenwirbelscheibe durch Trennen der umgebenden Strukturen und Anhänge wie unten aussetzen.
    1. Für die Stufen L3 / 4 und oben, beiseite die Muskelaufsätze über die diSc mit digitalen stumpfen Sektionen.
    2. Für die Stufen L4 / 5 und unten, schneiden Sie die dickeren sehnenähnlichen Muskelaufsätze über die Scheibe mit bipolaren Diathermie und Schere.
      HINWEIS: L6 / S1-Disc kann aufgrund von Obstruktion durch den Beckenkamm schwer zugänglich sein. Wenn der Zugang nicht über den lateralen Ansatz erreicht werden kann, kann ein anteriorer Ansatz genutzt werden.

3. Bohrerverletzung

HINWEIS: Die präoperative Planung beinhaltet die Zuordnung von Verletzungs- / Behandlungsniveaus und Kontrollstufen. Weitere Informationen zur Niveauverteilung finden Sie in der Diskussion.

  1. Definieren Sie den Bohrer-Einstiegspunkt, indem Sie die linken seitlichen und vorderen Extremitäten der Bandscheibe beobachten.
    HINWEIS: Der Einstiegspunkt befindet sich am Mittelpunkt dieses linken anterolateralen Quadranten (definiert durch die vorderen und lateralen Extremitäten der Scheibe). Der Bohrer wird an dieser Einstiegsstelle mit einer abgestimmten Flugbahn eingefügtIn Richtung der Mitte der Bandscheiben und gerichtet leicht kranial bis senkrecht.
  2. Setzen Sie einen Brad-Punkt-Bohrer in den Bohrer ein. Stellen Sie sicher, dass der Durchmesser des Bohrmeißels etwas kleiner ist als die Bandscheibenhöhe, dh 3,5 mm für die Lendenwirbelscheibe in 60-70 kg Schaf.
    1. Tragen Sie einen Bohrerstopp auf, um eine ungeschützte Bohrerlänge von etwa dem halben Durchmesser der Lendenwirbelscheibe zu liefern, dh ~ 12 mm für Lendenwirbelscheiben in 60-70 kg Schaf.
  3. Tragen Sie den Bohrer auf den Einstiegspunkt und richten Sie ihn in eine Trajektorie, die leicht kranial zur Mitte der Bandscheibe ist. Die leichte Schädelwinkelung besteht darin, das Risiko einer Verletzung der Endplatte zu minimieren.
  4. Den Bohrer langsam in die Bandscheibe mit dem Bohrer bei niedriger Leistung für 1 s vorrücken. Stellen Sie die Trajektorie in einer leichten Schädel- oder Schwanzart ein, wenn ein übermäßiger Widerstand auftritt
    HINWEIS: SoÜbermäßiger Widerstand zeigt wahrscheinlich den Kontakt mit der Endplatte an.

4. Verschluss

  1. Sobald die Hämostase erreicht ist, bewässern Sie die Wunde mit der Lösung von Ringers.
  2. Führen Sie einen geschichteten Verschluss, vorzugsweise mit 2-0 absorbierbaren synthetischen geflochtenen Nähten zu den seitlichen Bauchwandgeweben und kontinuierlichen 3-0 ungefärbten absorbierbaren synthetischen geflochtenen subkutikulären Naht auf die Haut.

5. Postoperatives Management

  1. Legen Sie ein Fentanyl-transdermales Pflaster (75 μg / h) im Leistenbereich für die postoperative Analgesie für 3 Tage ein.
  2. Darüber hinaus verwenden Sie intravenöses Buprenorphin (0,005-0,01 mg / kg) für die Auffrischung der Analgesie bei Bedarf.
  3. Hören Sie das Inhalationsanästhetikum auf. Wenn spontane Atmung auftritt, entfernen Sie das Endotrachealtubus.
  4. Lassen Sie das Tier in einem Haltekäfig unter ständiger Beobachtung wiederherstellen.
    HINWEIS: Das Tier sollte nicht unbeaufsichtigt bleiben, bis es genügend Konsto gewannDie Gewohnheit, die sächsische Wiederholung zu behalten.
  5. Sobald das Tier völlig wach und stehend ist, bringen Sie Nahrung und Wasser wieder ein. Sobald sie vollständig erholt sind, bringen Sie das Tier wieder in seine operative Einrichtung mit Stift mit anderen Tieren.
  6. Nach ca. 24 Stunden genau beobachten und die Beobachtung für eine Woche fortsetzen. Monitor für Beweise für post-chirurgischen Schmerzen oder Not.
    ANMERKUNG: Postoperative transdermale Fentanyl-Patch, die für drei Tage angewendet wurde, sollte eine ausreichende Analgesie liefern. Zusätzliche schmerzstillende Anforderungen sollten die Tierüberprüfung veranlassen.
  7. Füttere die Schafe normalerweise und erlaube den Schafen, normale Aktivitäten ohne Einschränkung durchzuführen. Beobachten Sie die Schafe für irgendwelche Beweise für neurologische Defizit wie Lahmheit.
    HINWEIS: Der durch die Bohrer-Verletzungsmethode erzeugte Bandscheiben-Defekt ist auf dem anterolateralen Aspekt der Scheibe und die Verletzungstiefe wird durch den Bohrer-Stopp zum Mittelkern begrenzt. Da die neuronalen Elemente posterior / posterolateral zur Zwischenwirbelscheibe liegen,Das Risiko des neuralen Kompromisses sekundär zum symptomatischen Kern pulposus ist entfernt. Dieses anatomische Merkmal des Modells schließt den Gebrauch der neurologischen Untersuchung aus, um die Bandscheibendegeneration mit und ohne Kern-Pulposus-Herniation zu unterscheiden.
  8. Bringe die Schafe zur Universitätsfarm zurück, um die Sterbehilfe und Nekropsie am Ende der Versuchszeit zu erwarten.

6. Euthanasie

  1. Führen Sie Schaf-Euthanasie in einem geeigneten Zeitintervall nach Bohrkrone Zwischenwirbelscheibenverletzung.
  2. Intravenöses Pentobarbiton-Natrium (> 100 mg / kg) für die Euthanasie injizieren.

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Representative Results

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Präoperativ wurde Schaf Baseline 3T Magnetresonanztomographie (MRT) zur Beurteilung der zugrunde liegenden Bandscheibenmorphologie und Degeneration. Schafe unterzog sich einer zusätzlichen intraoperativen lateralen Röntgenuntersuchung zur Bestätigung der Bandscheibenhöhe und zur Berechnung des Scheibenhöhenindexes. Eine präoperative sagittale Ebene von 3T MRT und eine intraoperative Röntgenaufnahme sind in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1
Abbildung 1: Präoperative 3T MRT ( A ) und Intraoperative laterale Röntgenaufnahme ( B ). ( A ) Sagittale Scheibe von 3T MRT (3T T2-gewichtete Spin-Echo-Sequenz) der Schaf-Lendenwirbelsäule, die die Lendenwirbelsäule 1/2 (L1 / 2) auf lumbosakrale (L6 / S1) Bandscheiben zeigt. Bandscheiben haben ein homogenes, hyperintenses AussehenWas auf keinen signifikanten präoperativen Bandscheibendegeneration hindeutet. Beachten Sie, dass die Schaf-Wirbelsäule in der Regel sechs Lendenwirbel hat, und das Schaf-Rückenmark endet im Sakralbereich. ( B ) Intraoperative laterale Röntgenaufnahme (Einstellungen: 47 kV, 4 mAs), die L1 / L2 und L6 / S1 Bandscheiben mit dem chirurgischen Instrument markieren, das die L3 / L4-Bandscheibe markiert. Maßstäbe = 25 mm. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Nach der Operation, Schafe in der Regel erholt und waren unabhängig mobil innerhalb von 1 h. Schafe wurden für eine Woche genau beobachtet und kehrten dann nach Ackerland bis zur Nekropsie nach 8 Wochen nach Bandscheibenverletzung zurück. Es sind keine unerwünschten Ereignisse aufgetreten. Nach 8 Wochen nach Scheibenverletzung wurde Schaf Nekropsie, Röntgen und MRT von Lendenwirbelsäule unterzogenNes, und Verarbeitung von Scheiben für histologische und biochemische Analyse.

Repräsentative postoperative Bilder des groben morphologischen Erscheinungsbildes und radiologische 9.4T MRT-Bilder von verletzten Schaf-Lendenwirbelscheiben nach 8 Wochen (56 Tage) Nachverletzung sind in Abbildung 2 dargestellt. Das grobe morphologische Bild zeigt den Bohrer-Verletzungstrakt, der den Ringfibrosus durchdringt und sich in den Nucleus pulposus erstreckt. Dies zeigt sich auch im 9.4T MRT. Eine umfassende Beschreibung und Analyse des Ergebnisses dieses Ansatzes wird in einer bevorstehenden Veröffentlichung beschrieben, in der die Modellvalidierungsstudie beschrieben wird.

Figur 2
Abbildung 2: Grossmorphologische und MRT-Bilder der verletzten Disc. ( A ). Brutto-morphologisches Bild der Bandscheibe zeigt die VerletzungRy tract penetrating annulus fibrosus (AF) und erstreckt sich in nucleus pulposus (NP). ( B ). 9.4T MRT (T2-gewichtete Fast-Spin-Echo-Sequenz) zeigt auch Verletzungstrakt, der durch AF in NP eindringt. Maßstab = 10 mm. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

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Discussion

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Dieser minimal-invasive laterale Zugangsansatz ist wirksam und sicher ohne postoperative Hernien, abdominale Wunddehiszenz oder Infektion in dieser Serie beobachtet. Die Verwendung des Bohrmeißel-Bandscheibenverletzungsmodells mit einem Tiefenanschlag stellt eine reproduzierbare Methode zur Verursachung einer gleichbleibenden Bandscheibenverletzung der bekannten Abmessung ( dh einer Tiefenverletzung von 3,5 mm Durchmesser x 12 mm in dieser Studie) bereit. Nach unserer Erfahrung erzeugt diese Methode einen weniger starken Grad der Plattendegeneration als die, die bei herkömmlich beschriebenen Schafspalpelklinge-Lendenwirbelscheiben-Annulotomie-Modellen 6 , 22 (unveröffentlichte Daten) beobachtet wurde. Dies wird in einer bevorstehenden Veröffentlichung beschrieben.

Bei der ersten Längshautschnitt (Schritt 2.9) sollte die genaue Länge und Lage des Einschnitts auf der Grundlage der gewünschten Plattenebenen geändert werden. Mehr überlegene Disc-Levels (T12 / L1) können rea seinDurch die Erweiterung des Einschnitts auf den Kostenübergangswinkel, während ein Einschnitt, der sich bis zum Beckenkamm erstreckt, den Zugang zur unteren Lendenwirbelsäule (nach L5 / L6) ermöglicht. Ein 10-cm-Schnitt erleichtert den Zugriff auf drei bis vier Disc-Levels, während ein kleinerer Fokusschnitt bei 5 cm für den Zugriff auf Single-Discs erforderlich ist. Wir ziehen es vor, Verletzungen auf zwei Ebenen durchzuführen, meist L2 / L3 und L3 / 4. Dadurch können die benachbarten L1 / 2- und L4 / 5-Bandscheiben-Ebenen als nicht verletzte interne Kontrollen genutzt werden. Einmal technisch zuversichtlich, kann die chirurgische Prozedur auf einem Schaf in weniger als einer Stunde mit minimalem Blutverlust und Unbehagen abgeschlossen werden. Der kritische Schritt und die große technische Herausforderung dieser Technik ist die Vermeidung von Endlagenverletzungen während der Bohrer-Disc-Verletzung. Eindeutig definieren die überlegenen und untergeordneten Ränder der Bandscheibe am Eintrittspunkt der Bohrkrone, ist von größter Bedeutung. Langsam den Bohrer auf niedriger Geschwindigkeit in die InterverteBrillsche Scheibe, die etwa senkrecht mit leichter Schädelwinkelung beginnt, minimiert auch das Risiko einer Endlagenverletzung. Eine Verlängerung des Hautschnittes kann erforderlich sein, um eine ausreichende Winkelung des Bohrers zu erhalten.

Einfache Modifikationen dieser Technik beinhalten Änderungen in Bohrergröße und -tiefe, da diese durch die Größe der Tier- und Lendenwirbelscheiben diktiert werden. Dieser Ansatz kann verwendet werden, um zuverlässig eine Degeneration in den Bandscheiben von T12 / L1 bis L5 / 6 zu induzieren. Der retroperitoneale Ansatz kann verwendet werden, um auf die Bandscheibe zuzugreifen, um eine Degeneration durch andere Mechanismen 16 zu induzieren oder experimentelle therapeutische Mittel zu verabreichen.

Einschränkungen dieses Ansatzes beziehen sich auf das Ausmaß der Bandscheibenverletzung und die anschließende Degeneration, die durch diesen Ansatz induziert wird. Wenn ein Ermittler versucht, eine schwere Bandscheibendegeneration zu induzieren, andere aggressivere Methoden der ScheibenverletzungWie Skalpell Klinge Annulotomie 6 sollte berücksichtigt werden. Der akute Defekt, der in der Bandscheibe durch das Bohrerverfahren der Verletzung erzeugt wird, ist relativ klein und kann nicht gut für die Verabreichung von Therapeutika zum Zeitpunkt der Verletzung geeignet sein.

Die Schafspinne wurde aus mehreren Gründen für das Bandscheibenverletzungsmodell ausgewählt. Nicht-menschliche Primaten, trotz ihrer anatomischen und biomechanischen Ähnlichkeiten mit dem klinischen Zustand ( dh große Zeitaufwand in aufgerichteten und halbaufgerichteten Haltungen), bieten ausreichende ethische und praktische Erwägungen, um ihre Nutzung in vielen Institutionen zu verhindern. Obwohl ein Vierbeiner, ist die Schaf-Lendenwirbelscheibe anatomisch vergleichbar und mit ähnlichen biomechanischen Belastungen der menschlichen Lendenwirbelscheibe 16 , 18 ausgesetzt. Schafe zeigen den Verlust von nichtochordalen Zellen aus dem Kern pulposus im frühen Erwachsenenalter,Wie die Menschen 10 , 23 . Notochordale Zellen können eine Progenitorzellfunktion aufweisen und haben gezeigt, dass sie den Verlauf der Plattendegeneration durch Regeneration der Plattenmatrix beeinflussen. Schließlich, aus einer pragmatischen Perspektive, sind Schafe harte Tiere in der Lage, Chirurgie gut zu tolerieren, sind leicht verfügbar, und präsentieren eine wirtschaftlich machbare Option 16 , 18 .

Die Ziegen 18 ist ein weiteres Tiermodell der Lendenwirbelsäulendegeneration, das viele der Vorteile des Schafmodells darstellt - ähnliche Größe, ökonomische Machbarkeit, Elastizität und Abwesenheit von Notochordalzellen beim Erwachsenen 24 . Andere große Tiermodelle stellen zusätzliche Herausforderungen dar - die Anwesenheit von nichtochordalen Zellen im Schweinemodell und ethische Fragen, die mit Eckzahnmodellen assoziiert sein können. Für eine umfassende Überprüfung der Tiermodelle von interveRtebrale Scheibendegeneration, ist der Leser auf eine aktuelle Überprüfung von Daly et. Al 3

Da die Schaf-Scheibenwirbelsäule einen spontanen Verlust von nicht-chorösen Zellen zeigt und einer fortschreitenden Degeneration mit dem Alter von 23 unterliegt, ist es unerlässlich, die Konsistenz des Schaf-Alters in Experimenten zu gewährleisten. Wir bevorzugen es, Mutterschafe im Alter von zwei bis vier Jahren zu verwenden, da in diesem Zeitalter nichtochordale Zellen abwesend sind 23 . Aus eigener Erfahrung ist eine minimale spontane Degeneration bei Schafen im Alter von zwei bis vier Jahren trotz des Verlustes von nichtochordalen Zellen aufgetreten. Weiterhin schließt sich die Schafwirbelkörper-Wachstumsplatte bei etwa 24 Monaten mit dem Wirbelkörperwachstum, das die Monate früher aufgehört hat, wodurch das Risiko eines Einflusses auf die Scheibenregeneration von benachbarten Wachstumsplattenzellen minimiert wird. Mutterschafe wurden bevorzugt, weil sie weniger aggressiv sind als ihre männlichen Pendants, die easi erleichternEr tierhandling Wenn männliche Schafe verwendet werden, empfehlen wir die Verwendung von Wettern.

In einer Studie von Zhang 18 unter Verwendung einer ähnlichen Methode der Bohrer-Verletzung, wo ein Bohrer, der einen Durchmesser von 4,5 mm misst, wurde 15 mm tief mit einer manuellen Drehung von 360 ° eingeführt, um eine Plattendegeneration bei Ziegen zu erzeugen, gab es keinen statistisch signifikanten Unterschied im Röntgenbild Pfirrmann degenerative Punktzahl in den verletzten Scheiben im Vergleich zu präoperativen Bildern. Es gab jedoch nachweisbare histologische Beweise für eine leichte bis mäßige Scheibendegeneration. Im Gegensatz dazu zeigten die brutto-morphologischen und 9.4T-MRT-Analysen eine deutliche degenerative Veränderung der Lendenwirbelscheiben, was auf den signifikanten Vorteil dieses Ansatzes hindeutet.

Die Anwendung und das Ergebnis dieser Methode werden in einer bevorstehenden Veröffentlichung beschrieben, die das Bohrerverfahren der Bandscheibenverletzung t vergleichtO die etablierte Annulotomie-Methode im Schaf-Modell. Diese Methode kann auch in Zukunft für die Untersuchung von regenerativen Therapien verwendet werden.

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Disclosures

Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden finanziellen Interessen haben, um zu offenbaren.

Acknowledgments

Dr. Chris Daly ist der Empfänger der Stiftung für Chirurgie Richard Jepson Research Stipendium. Die Autoren danken Dr. Anne Gibbon, Dr. Dong Zhang und den Mitarbeitern von Monash Animal Services, der Monash University für ihre Unterstützung bei der Tierchirurgie und Pflege.

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

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References

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Schaf-Lendenwirbelsäulen-Degenerationsmodell mit einer lateralen Retroperitoneal-Bohrer-Verletzung
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Lim, K. Z., Daly, C. D., Ghosh, P., Jenkin, G., Oehme, D., Cooper-White, J., Naidoo, T., Goldschlager, T. Ovine Lumbar Intervertebral Disc Degeneration Model Utilizing a Lateral Retroperitoneal Drill Bit Injury. J. Vis. Exp. (123), e55753, doi:10.3791/55753 (2017).More

Lim, K. Z., Daly, C. D., Ghosh, P., Jenkin, G., Oehme, D., Cooper-White, J., Naidoo, T., Goldschlager, T. Ovine Lumbar Intervertebral Disc Degeneration Model Utilizing a Lateral Retroperitoneal Drill Bit Injury. J. Vis. Exp. (123), e55753, doi:10.3791/55753 (2017).

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