Summary
척추 디스크 퇴행은 전 세계적으로 허리 통증과 주요 장애 원인의 중요한 원인입니다. 추간 판 변성의 수많은 동물 모델이 존재합니다. 우리는 일관된 디스크 손상과 재현 할 수있는 수준의 디스크 퇴행을 달성 할 수있는 드릴 비트를 사용하여 추간판 퇴행의 양 모델을 시연합니다.
Abstract
추간판 변성은 전 세계적으로 허리 통증과 주요 장애 원인의 발전에 중요한 기여를합니다. 척추 디스크 퇴행의 수많은 동물 모델이 개발되었습니다. 이상적인 동물 모델은 형태학, 생체 역학적 특성 및 척색 세포의 부재와 관련하여 인간 추간 원판을 가깝게 모방해야합니다. 양의 요추 추간판 모델은 이러한 기준을 충족시킵니다. 우리는 측면 후 복막 접근법을 통해 드릴 비트 손상을 이용한 양성 추간판 퇴행 모델을 제시합니다. 측방 접근법은 양측 척추에 대한 전통적인 전방 접근법과 관련된 절개 및 잠재적 이환율을 크게 감소시킵니다. drill-bit 손상 방법을 사용하면 일정한 정도의 추간 원판 퇴행을 일으키는 일관되고 재현성있는 정확한 치수의 상해를 일으킬 수 있습니다. 환형의 초점 성질그리고 핵 터널의 추간판 탈출증의 임상 적 상태를보다 밀접하게 흉내 낸다. 양은이 절차에 따라 신속하게 회복되며 일반적으로 이동식이며 1 시간 이내에 먹습니다. 추간판 변성이 일어나고 양은 8 주부터 부검 및 후속 분석을받습니다. 우리는 추간 판 변성의 drill bit injury 모델이 더 일반적인 고리 모양 손상 모델보다 이점을 제공한다고 믿는다.
Introduction
허리 통증은 전 세계적으로 장애를 일으키는 주요 원인입니다 1 . 요추 추간판 퇴행과 관련된 원 발성 통증은 요통의 중요한 원인으로 생각됩니다 2 . 퇴행성 과정의 이해를 넓히고 잠재적 인 치료법을 연구하기위한 추간 원판 질환의 신뢰할 수있는 동물 모델에 대한 요구가 증가하고 있습니다.
추간 판 변성의 동물 모델이 많이 존재합니다 3 . 퇴행성 디스크 질환의 연구에 사용 된 동물 모델은 마우스 4 에서 개 5 , 양 6 및 비인간 영장류 7 과 같은 더 큰 포유 동물까지 크기가 다양합니다. 추간판 퇴행을 유도하는 데 사용되는 방법은 크게 기계적 ( 예 : 추간판 압박 n 8 또는 외과 적 부상 6 ), 화학적 ( 예 : 화학적 핵 분해 5 ) 또는 덜 일반적으로 자발적인 퇴행 ( 예 : 모래 쥐 9 ).
인간의 추간판 퇴행의 복잡성을 감안할 때 완벽한 동물 모델은 존재하지 않습니다. 그러나이 조건을 모방하기 위해 적절한 동물 모델을 선택할 때 중요한 고려 사항이 확인되었습니다 3 . 그러한 고려 사항은 인간에 대한 동물 및 추간 원판 크기의 유사성, 척수 세포 크기 (인간, 양, 염소 및 연골 영양이 된 개는 있지만 대부분의 포유 동물에서 존재하는 가능한 선조 세포 기능 10을 갖는 원시 세포) 임상 상태, 기계 및 윤리적 고려 사항에 필적하는 생체 역학적 힘 3 .
jove_content "> 비인간 영장류는 위의 많은 기준을 충족합니다. 자연 경추 추간판 변성의 비 출대 및 원숭이 모델은 11 , 12 , 13에 기술되어 있습니다. 두 종 모두 직립 자세 또는 반 직립 자세로 많은 시간을 소비합니다. 그러나 윤리적이고 실질적인 고려 사항 ( 예 : 비용, 주거, 자발적인 퇴행의 발병 지연)은 많은 기관에서의 사용을 제한합니다.양측 척추는 인간 척추 10 , 14 , 15 에 대한 세포, 생체 역학 및 해부학 적 유사성을 포함하는 이점이있는 추간 판 변성의 확립 된 모델입니다. 양 사지의 체장에도 불구하고 양의 요추 추간판은 인간의 디스크에 유사한 스트레스에 노출되어 있습니다s = "xref"> 14. 양의 모델은 인간이 아닌 영장류 모델보다 윤리적 관점에서 더 널리 받아 들여지고있다. 퇴행성 과정을 시작하기 위해 다양한 방법이 설명되었으며, 그 중 많은 방법이 추간 판에 직접 접근해야합니다. 성대 영역에서 척수가 종결되고 양측 인대가 뒤쪽 인대로 골화되기 때문에 추간 판으로의 후방 접근은 기술적으로 어렵고 양 16 에서는 덜 일반적으로 사용됩니다. 양측 요추에 대한 전통적인 접근 경로, 즉 전방 또는 외측 접근을 통해 큰 복부 절개가 필요하고 탈장의 위험이 따르며 내부 내장 및 신경 혈관 구조물의 손상이 발생합니다 16 . 종속 복부 영역에서 상대적으로 작은 측면 절개를 사용하면 이러한 위험이 감소 할 수 있습니다.
우리는 양의 모를 선물한다.최소 침습성 외측 접근법을 통해 수행 된 드릴 비트 손상을 이용한 퇴행성 요추 추간판 질환의 위험을 평가하고 Zhang 등 의 연구에서 영감을 얻었다 . al . 이 프로토콜의 목적은 쉽게 재현 가능하고, 일관된 부상을 일으키며, 안전하고 잘 견디는 신뢰할 수있는 요추 디스크 손상 모델을 가능하게하는 것입니다. 이 접근법은 척추 디스크 퇴행이나 재생 치료법을 연구하기 위해 전통적 외과 적 절개술 (미공개 자료)에서 관찰 된 것보다 경미한 요추 추간판 퇴행을 유도하고자하는 조사자에게 매우 적합합니다. 이 발견은 다음 호에 발표 될 것이다.
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Protocol
이 원고에 상세히 기술 된 프로토콜은 Monash University Animal Ethics의 동물 관리 가이드 라인을 따른다. 이 프로토콜에 대한 동물 윤리 승인은 Monash University Animal Ethics에 의해 승인되었습니다. 윤리 승인 번호 : MMCA / 2014 / 55
1. 양 준비
참고 : 2 ~ 4 세의 Ewes가 사용되었습니다.
- 마취 전 18 시간 동안 빠른 양. 수술 전 6-12 시간까지 동물에게 물을 줄 것.
- 운영 체제로의 전송을 용이하게하기 위해 염산 메 데트 미딘 (0.015-0.020 mg / kg)을 정맥 주사하여 동물을 진정시킵니다.
참고 : 메테 토미 딘 하이드로 클로라이드는 다른 동물과의 분리와 관련된 동물의 스트레스와 동요감을 줄여 수술실로 옮길 수 있습니다. - 수술실 도착시 마취 유도를 위해 thiopentone (10-13 mL / kg)을 주입하십시오.
- 예방 인트라를 관리한다.정맥 항생제 (amoxicillin 1 g IV).
- 길이 7.5-9 밀리미터 (내경)의 기관 내 튜브 20을 사용하는 삽관 양.
- 2 L / min의 유속으로 100 % 산소에서 흡입 된 isoflurane (2-3 %)을 사용하여 마취 유지. 양의 귀에 맥박 산소 농도계를 연결하십시오.
- 양의 생체 신호 (맥박 산소 농도계 및 관찰을 통한 심박수, 호흡 수 및 산소 포화도) 및 의식 수준을 철저히 모니터링합니다.
참고 : 자발적인 씹기, 활동적인 역류 및 자발적인 운동과 같은 가벼운 마취의 지표는 마취 수준을 증가시킵니다. 마취의 긴급한 번개를 나타내는 붉은 깃발 표지판은 호흡기 손상과 심한 서맥을 포함합니다. 눈의 회전은 양 19 의 마취 깊이에 대한 일관된 지표는 아닙니다.
2. 디스크 수준 및 절개
- s를 모으십시오.수의사, 20 mL 루어 락 주사기, 21G IV 니들, # 4 메스 핸들, 22 메스 블레이드, Gillies 조직 집게, Metzenbaum 곡선 해부 가위, Deaver 견인기, Hohmann 견인기 칼날, 3.5 mm Brad 드릴 비트 스톱, 드릴, 오토 클레이브 가능한 수의학 훈련 백, 바늘 홀더, 2-0 흡수성 합성 꼰 봉합, 3-0 흡수성 합성 꼰 실링 및 Mayo 봉합사가 포함됩니다.
- 운영 스위트를 준비하십시오. 수술 테이블과기구 스탠드를 70 % 에탄올로 청소하십시오. 수술 전에 모든 수술기구를 오토 클레이브하십시오. 수술 전 마취 검사를 시행하십시오.
- 양 옆을 오른쪽 옆 위치에 놓습니다.
- 전자 면도기를 사용하여 하부 늑골에 의해 상저부로 정의 된 부위를 장골 뼈에 의해 아래쪽으로 면도하고, 반대쪽 요추 가로 공정에 의해 내측으로, 그리고 동측 요추 가로 공정에 대해 약 10cm 면도를 면도하십시오.
- 외과 절개 부위의 표식에 대해 장골 도가 머리, 허리 횡단면 (L1-6) 및 척추 경골 각을 촉진합니다. 이러한 랜드 마크를 멸균 펜으로 표시하십시오.
- chlorhexidine과 알콜 성 요오드 소독제로 소독하여 측면 복부를 준비하십시오.
- 수술 전반에 걸쳐 표준 무균 기술을 관찰하십시오. 수술 팀은 수술 전에 수술합니다. 수술 부위 위에 살균 된 fenestrated square drape를 놓고 오버 헤드 테이블에는 커다란 멸균 된 사각형 drape를 놓습니다.
- 수술 전에 수술 부위 내에서 사용할 모든 품목을 소독하십시오. 수술 중 수술 부위의 무균 상태를 모니터하고 유지합니다. 살균 장에 도입 된 모든 품목이 살균되고 무균 방식으로 옮겨 졌는지 확인하십시오.
- 수술시 루페 배율과 헤드 라이트를 사용하여 수술 중에 시각화를 용이하게하십시오.
- 세로 절개를한다.# 4 메스에 부착 된 # 22 메스 블레이드를 사용하여 척추 디스크의 높이와 위 및 아래에서 1 ~ 2 개의 요추 가로 프로세스와 평행하게 핸들링합니다.
참고 : 절개 계획과 관련된 자세한 내용은 토론에서 확인할 수 있습니다. - monopolar diathermy를 사용하여 밑에있는 피하 조직과 복벽 근육의 측면을 나눕니다. 관심있는 척추 디스크의 위 아래에 요추 가로 프로세스의 팁을 향해 해부를 지시하십시오.
- 가로 프로세스에 부착 할 때 흉 요추 근막을 세로로 나누십시오.
- 기본 quadratus lumborum , psoas 근육 및 통과 neurovascular 번들을 시각화하고 보존합니다.
- 투열 요법을 통한 시술로 지혈을 유지하십시오.
- 노출 된 추간 di에서 복막 평면과 후 복벽 근육 사이의 손가락을 쓸어 넘기십시오.sc 레벨을 사용하여 디지털 무딘 절개를 수행합니다.
- 추간판을 추가로 노출시키기 위해 Deaver 견인기를 사용하여 사후 추간판의 lumborum 과 psoas 근육을 후퇴시킨다.
- 오목한 추간 관절과 볼록 추간판에 대한 촉진제.
- 견인기를 디스크 위에 즉시 놓고 요추 혈관이 손상되지 않도록주의하십시오.
- 헤드 라이트와 함께 수술 확대경 배율을 사용하여 하등 끝판에 약 1cm 꼬리에 위치한 요추 혈관을 식별합니다.
- 수술 중 측면 X 선을 시행하여 디스크 수준을 확인하십시오. 21
참고 : 방사선 사진 설정 : 47kV; 4 mAs 21 - 원하는 디스크 레벨에 따라 다음과 같이 주변 구조물과 부착물을 분리하여 추간 판을 노출 시키십시오.
- L3 / 4 레벨 이상에서는 di 위에 근육 부착물을 제쳐 놓고sc 디지털 무딘 절개를 사용합니다.
- L4 / 5 이하의 레벨에서는 양극성의 투열 요법과 가위를 사용하여 디스크 위에 두꺼운 힘줄의 근육 부속물을 급격히 나눕니다.
참고 : L6 / S1 디스크는 장골 볏의 방해로 인해 접근하기 어려울 수 있습니다. 횡 방향 접근법을 통해 접근이 가능하지 않은 경우, 전방 접근법을 이용할 수 있습니다.
3. 비트 부상 치료
참고 : 수술 전 계획에는 부상 / 치료 수준 및 통제 수준 할당이 포함됩니다. 레벨 할당에 관한 자세한 정보는 토론에서 찾을 수 있습니다.
- 추간 판의 왼쪽 및 전방 말단을 관찰하여 드릴 비트 진입 점을 정의하십시오.
참고 : 진입 점은이 왼쪽 앞쪽 사분면의 중간 점 (디스크의 앞쪽과 옆쪽 끝에 정의 됨)에 있습니다. 드릴 비트는 목표 지점으로이 진입 점에 삽입됩니다.추간판의 중심을 향하여 약간 두개골에서 수직으로 향한다. - 브래드 포인트 드릴 비트를 파워 드릴에 맞 춥니 다. 드릴 비트의 직경이 60-70 kg 양의 요추 추간판의 경우 ~ 3.5 mm 인 추간 원반 높이보다 약간 작아야합니다.
- 드릴 비트 스톱을 적용하여 60-70kg 양의 요추 추간 판에 대해 ~ 12mm 정도의 요추 추간 디스크의 직경의 약 절반에 해당하는 보호되지 않은 드릴 비트 길이를 제공하십시오.
- 진입 점에 드릴 비트를 적용하고 추간 판의 중심에 약간 머리가있는 궤적으로 유도하십시오. 약간의 두개골 각 형성은 끝판 손상의 위험을 최소화하는 것입니다.
- 1 초 동안 저전력으로 드릴로 추간 디스크로 천천히 드릴 비트를 전진시킵니다. 과도한 저항이 발생하면 약간의 두개골 또는 꼬리 형태로 궤도를 조정하십시오.
참고 :과도한 저항은 엔드 플레이트와의 접촉을 나타냅니다.
4. 폐쇄
- 지혈이 완료되면 링거 용액으로 상처를 관개하십시오.
- 바람직하게는 측면 복부 벽 조직에 2-0 흡수성 합성 꼰 봉합을 사용하고 피부에 연속 3-0 undyed 흡수성 합성 꼰 subcuticular 봉합을 사용하여 계층화 된 폐쇄를 수행합니다.
5. 수술후 관리
- 사타구니 부위에 펜타닐 경피 패치 (75 μg / h)를 3 일간 수술 후 진통제로 넣습니다.
- 또한 필요한 경우 정맥 내 부 프레 노르 핀인 (0.005-0.01 mg / kg)을 사용하십시오.
- 흡입 마취를 중지하십시오. 자연 호흡이 발생하면 기관 내 튜브를 제거하십시오.
- 일정한 관찰하에 동물이 홀드 케이지에서 회복되도록하십시오.
참고 : 동물은 충분한 conscio를 회복 할 때까지 방치하지 않아야합니다.흉골 정복을 지키는 유능함. - 동물이 완전히 경계하고 서 있으면 식량과 물을 다시 섭취하십시오. 완전히 회복되면 다른 동물과 함께 펜을 들고 수술 시설로 동물을 돌려 보내십시오.
- 24 시간 동안 면밀히 모니터하고 일주일 동안 관찰을 계속하십시오. 수술 후 통증이나 고통의 증거를 모니터하십시오.
참고 : 수술 후 경피 펜타 닐 패치를 3 일 동안 투여하면 충분한 진통제가 제공되어야합니다. 추가 진통제 요구 사항은 동물 검토를 촉구해야합니다. - 정상적으로 양을 먹이고 양이 아무런 제한없이 정상적인 활동을하도록 허용하십시오. 파행과 같은 신경 학적 결손의 증거가 없는지 양들을 관찰하십시오.
참고 : 드릴 비트 부상 방법에 의해 생성 된 추간판 결함은 디스크의 외측면에 있으며 부상 깊이는 드릴 비트 스톱과 중간 핵까지로 제한됩니다. 신경 요소가 추간 판의 후 / 후 외측에 위치하므로,증상이있는 핵의 허상에 이차적 인 신경 타협의 위험이 있습니다. 모델의 이러한 해부학 적 특성은 신경 pulsingus herniation의 유무에 관계없이 추간판 변성을 구별하는 신경 학적 검사의 사용을 배제한다. - 실험 기간이 끝날 때 안락사와 부검을 기다리기 위해 양을 대학 농장으로 돌려 보내십시오.
6. 안락사
- 드릴 비트 추간판 손상 후 적절한 시간 간격으로 양 안락사를하십시오.
- 안락사를 위해 정맥 내 pentobarbitone sodium (> 100 mg / kg)을 투여하십시오.
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Representative Results
수술 전, 양은 기본 추간판 형태와 퇴행성 평가를 위해 기준 3T 자기 공명 영상 (MRI)을 받았다. Sheep은 추간판 높이 확인 및 디스크 높이 지수 계산을 위해 수술 중 측면 방사선 사진을 추가로 받았다. 그림 1 은 3T MRI의 수술 전 시상면 슬라이스와 수술실 내 방사선 사진을 보여줍니다.
그림 1 : 수술 전 3T MRI ( A ) 및 수술 중 측방 방사선 사진 ( B ). ( A ) 요추 1/2 (L1 / 2)에서 요추 (L6 / S1) 추간판을 시연하는 양의 요추의 3T MRI (3T T2 강조 스핀 에코 시퀀스)에서의 시상 슬라이스. 추간판은 균일 한 과도한 외관을가집니다.중요한 수술 전 추간판 퇴행의 징후가 없음을 나타냅니다. 양의 척추는 일반적으로 6 개의 요추를 가지고 있고, 양의 척수는 천골 부위에서 종결합니다. ( B ) L3 / L4 추간판을 표시하는 수술기구로 L1 / L2 및 L6 / S1 추간 원판을 시술하는 수술 용 측면 방사선 사진 (설정 : 47 kV, 4 mAs). 스케일 바 = 25mm. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
수술 후, 양들은 전형적으로 회복되었고 1 시간 이내에 독립적으로 움직일 수 있었다. 양은 1 주일 동안 면밀히 관찰되었고, 이후 추간판 손상 후 8 주에 부검 될 때까지 농지로 돌아왔다. 부작용은 발생하지 않았다. 원판 손상 후 8 주째 양에서 부검, X 선, 요추의 자기 공명 영상nes, 그리고 histological 및 생화학 분석을위한 디스크 처리.
손상 후 8 주 (56 일)의 손상된 양 요추 추간판의 총 형태 학적 외견과 방사선 학적 9.4T MRI 영상의 대표적인 수술 후 이미지가 그림 2 에 나와 있습니다. 거친 형태의 이미지는 섬유 섬유층을 관통하고 핵의 허혈로 확장되는 드릴 비트 손상 부위를 보여줍니다. 이것은 9.4T MRI에서도 분명합니다. 이 접근법의 결과에 대한 포괄적 인 설명과 분석은 모델 검증 연구를 상세히 설명하는 다음 호에 기술 될 것이다.
그림 2 : 손상된 디스크의 심한 형태 및 MRI 이미지. ( A ). inju를 보여주는 추간판의 총 형태 학적 이미지(AN)에 침투하여 핵 동맥 (NP) 내로 연장된다. ( B ). 9.4T MRI (T2 가중 고속 스핀 에코 시퀀스) 또한 AF를 통해 NP로 관통하는 손상 부위를 입증합니다. 눈금 막대 = 10mm. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
이 최소 침습적 접근 접근법은 수술 후 탈장, 복부 상처 열개 또는 감염이없는이 시리즈에서 효과적이고 안전합니다. 심박 정지를 가진 drill bit 추간 원판 손상 모형의 사용은 알려진 치수의 일관된 추간 원판 손상 ( 즉 , 본 연구에서는 3.5mm 직경 x 12mm 깊이 손상)을 유발하는 재현 가능한 방법을 제공한다. 우리의 경험에서,이 방법은 기존에 기술 된 양의 메스 블레이드 요추 추간판 해부학 모델 6 , 22 (미공개 자료)에서 관찰 된 것보다 덜 심한 정도의 디스크 퇴행을 일으킨다. 이 내용은 다음 호에 게재 될 예정입니다.
초기 종 방향 피부 절개 (단계 2.9)를 할 때 절개의 정확한 길이와 위치는 원하는 디스크 수준을 기준으로 수정해야합니다. 보다 우수한 디스크 수준 (T12 / L1)은절개를 costovertebral 각으로 확장하여 ched, 장골 장으로 연장되는 절개는 하부 요추에 접근 할 수있게합니다 (L5 / L6까지). 10cm 절단면은 3 ~ 4 개의 디스크 레벨에 쉽게 접근 할 수 있지만, 단일 디스크에 접근하려면 5cm의 작은 절개가 필요합니다. 우리는 보통 L2 / L3과 L3 / 4의 두 가지 수준에서 부상을 수행하는 것을 선호합니다. 이로써 인접한 L1 / 2 및 L4 / 5 추간 판 수준이 손상되지 않은 내부 통제로 활용 될 수 있습니다. 기술적으로 확신이 들면 한 양의 외과 수술은 출혈과 불편 함을 최소화하면서 1 시간 이내에 완료 할 수 있습니다 18 . 이 기술의 중요한 단계와 주요 기술 과제는 드릴 비트 디스크 손상시 엔드 플레이트 손상을 피하는 것입니다. 분명히 드릴 비트의 진입 점에서 추간 궁판의 상측 및 하측 여백을 정의하는 것이 가장 중요합니다. 느린 속도로 드릴을 천천히 속삭임으로 진행하십시오.bral disc는 약간의 두개골 각과 함께 수직으로 시작하여 끝판 손상의 위험을 최소화합니다. 드릴 절개를 충분히 길게하려면 피부 절개를 길게해야합니다.
이 기법의 간단한 수정에는 드릴 비트 크기와 깊이의 변경이 포함되며, 이는 동물 및 요추 추간 판의 크기에 따라 결정됩니다. 이 접근법은 T12 / L1에서 L5 / 6까지 추간판의 변성을 확실하게 유도하는 데 사용될 수 있습니다. 후 복막 접근법은 다른 메커니즘 ( 16) 에 의한 퇴행을 유도하거나 실험적 치료제를 투여하기 위해 추간판에 접근하는데 사용될 수있다.
이 접근법의 한계는이 접근법에 의해 유도 된 추간판 손상 및 후속 퇴행의 정도와 관련이있다. 수사관이 심한 추간판 퇴행을 유도하려고한다면, 다른보다 공격적인 디스크 부상 방법메스 블레이드의 해부학 적 절제술 6 을 고려해야합니다. 드릴 비트 방식으로 추간판에서 발생한 급성 결함은 상대적으로 작으며 손상시 치료제 투여에 적합하지 않을 수 있습니다.
양측의 척추는 여러 이유로 인해 추간 판 손상 모델로 선택되었습니다. 비인간 영장류는 임상 상태와의 해부학 적 및 생체 역학적 유사성 ( 즉 , 직립 및 반 직립 자세에서의 많은 시간)에도 불구하고, 많은 기관에서 이들의 이용을 방지하기에 충분한 윤리적 및 실제적 고려 사항을 제시한다. 사지 요추 추간판은 해부학 적으로 비교 가능하고 인간의 요추 추간판에 유사한 생체 역학적 스트레스에 노출됩니다 16 , 18 . 양은 초기 성인기에 동맥핵으로부터의 척색 세포의 상실을 보여 주며,인간과 마찬가지로 10 , 23 . Notochordal 세포는 전구 세포 기능을 가지고 있으며 디스크 기질의 재생을 통해 디스크 퇴행 과정에 영향을 미치는 것으로 입증되었습니다. 마지막으로, 실용적인 관점에서, 양은 견딜 수있는 견고한 동물이며, 쉽게 구할 수 있으며, 경제적으로 실현 가능한 옵션을 제시합니다 16 , 18 .
염소 18 은 비슷한 크기, 경제적 타당성, 탄력성 및 성인에서의 척색 세포의 부재와 같은 양 모델의 많은 장점을 제공하는 요추 디스크 퇴행의 또 다른 동물 모델이다. 다른 대형 동물 모델은 돼지 모델에있는 척색 세포의 존재와 개 모델과 관련된 윤리적 문제를 추가로 해결합니다. interve의 동물 모델에 대한 포괄적 인 검토림프 디스크 퇴행을 경험 한 독자는 Daly et. al 3 .
양의 추간판은 23 세가되면 척색 세포가 자연적으로 소실되고 점진적인 퇴행을 보이기 때문에 실험에서 양의 연령을 일관성있게 유지하는 것이 중요합니다. 우리는 2 세에서 4 세 사이의 암컷을 선호하는데, 현 시점에서 척색 세포가 없어지기 때문입니다. 우리의 경험에 따르면, 척추 세포가 소실 되었음에도 불구하고 2 세에서 4 세까지의 양에서 최소한의 자발적인 퇴행이 발생했습니다. 또한 양의 척추 성장 플레이트는 약 24 개월 만에 폐쇄되어 척추체의 성장이 25 개월 전에 중단되어 인접한 성장 플레이트 세포로부터의 디스크 재생에 대한 영향을 최소화합니다. Ewes는 easi를 촉진시키는 남성 대응 자보다 덜 공격적이기 때문에 선호되었습니다어 동물 취급. 남성 양이 사용되는 경우 습기 사용을 권장합니다.
장 18 에 의한 직경이 4.5 mm 인 드릴 비트가 염소에서 디스크 변성을 일으키기 위해 수동 회전으로 15 mm 깊이에 삽입 된 드릴 비트 부상과 유사한 방법을 사용한 연구에서 방사선 사진에 통계적으로 유의 한 차이는 없었습니다 Pfirrmann은 수술 전 영상과 비교하여 손상된 디스크의 퇴행성 점수를 나타냅니다. 그러나 경증에서 중등도의 디스크 퇴행증에 대한 조직 학적 증거가 있습니다 26 . 이 연구와는 대조적으로, 총 형태학 및 9.4T MRI 분석은 요추 추간판의 심각한 퇴행성 변화의 증거를 보여 주었으며, 이는이 접근법의 유의미한 이점을 나타냅니다.
이 방법의 적용과 결과는 추간판 손상 t의 드릴 비트 방법ovine 모델에서 확립 된 annulotomy 방법. 이 방법은 향후 재생 치료법의 조사에 사용될 수도 있습니다.
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Disclosures
저자는 공개 할 경쟁 금융 이익이 없다고 선언합니다.
Acknowledgments
Dr. Chris Daly는 Richard Jepson Research 장학금 재단의 수혜자입니다. 저자는 Anne Gibbon 박사, Dong Zhang 박사와 Monash University의 동물 수술과 치료에 도움을 주신 직원들에게 감사드립니다.
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).
