Summary
La degeneración del disco intervertebral es un factor importante en el dolor de espalda y una de las principales causas de discapacidad en todo el mundo. Existen numerosos modelos animales de degeneración de los discos intervertebrales. Demostramos un modelo ovino de degeneración de disco intervertebral, utilizando una broca, que logra una lesión de disco consistente y nivel reproducible de degeneración de disco.
Abstract
La degeneración del disco intervertebral es un factor importante en el desarrollo del dolor de espalda y la principal causa de discapacidad en todo el mundo. Se han desarrollado numerosos modelos animales de degeneración de discos intervertebrales. El modelo animal ideal debe simular de cerca el disco intervertebral humano con respecto a la morfología, las propiedades biomecánicas y la ausencia de células notocordales. El modelo de disco intervertebral lumbar de oveja cumple estos criterios. Presentamos un modelo ovino de degeneración de disco intervertebral utilizando una lesión de taladro mediante un abordaje retroperitoneal lateral. El abordaje lateral reduce significativamente la incisión y la morbilidad potencial asociada con el abordaje anterior tradicional a la espina dorsal ovina. La utilización de un método de perforación de broca proporciona la capacidad de producir una lesión consistente y reproducible, de dimensiones precisas, que inicie un grado consistente de degeneración de disco intervertebral. La naturaleza focal del anilloY el defecto del núcleo pulposo más de cerca imita la condición clínica de la hernia focal del disco intervertebral. Las ovejas se recuperan rápidamente siguiendo este procedimiento y son típicamente móviles y comen dentro de la hora. La degeneración del disco intervertebral se produce y las ovejas se someten a la necropsia y el análisis subsiguiente en períodos de ocho semanas. Creemos que el modelo de la lesión del taladro de la perforación de la degeneración del disco intervertebral ofrece ventajas sobre modelos más convencionales de la lesión anular.
Introduction
El dolor de espalda es la principal causa de discapacidad en todo el mundo 1 . La degeneración del disco intervertebral lumbar asociada al dolor discogénico se considera un factor importante en el dolor de espalda 2 . Existe una creciente demanda de modelos animales fiables de la enfermedad del disco intervertebral para ampliar la comprensión del proceso degenerativo y para la investigación de terapias potenciales.
Existen numerosos modelos animales de degeneración de los discos intervertebrales 3 . Los modelos de animales utilizados en la investigación de la enfermedad degenerativa del disco varían en tamaño desde ratones 4 , a mamíferos más grandes como perros 5 , ovejas 6 y primates no humanos 7 . Los métodos utilizados para inducir la degeneración del disco intervertebral pueden clasificarse ampliamente en las categorías de mecánica ( p. Ej ., Compresión de discos intervertebrales N 8 o lesión quirúrgica 6 ), química ( por ejemplo, nucleólisis química 5 ) o, menos comúnmente, degeneración espontánea ( por ejemplo, la rata de arena 9 ).
Dada la complejidad de la degeneración del disco intervertebral humano, no existe un modelo animal perfecto. Sin embargo, se han identificado consideraciones importantes en la elección de un modelo animal apropiado para imitar esta condición de cerca 3 . Tales consideraciones incluyen la ausencia de células notocordales (células primitivas con posible función de células progenitoras 10 ausentes del núcleo pulposo adulto en seres humanos, ovejas, cabras y perros condrodistróficos, pero presentes en la mayoría de los mamíferos), similitudes en el tamaño de los discos animales e intervertebrales en relación con los seres humanos, Fuerzas biomecánicas comparables a la condición clínica, consideraciones mecánicas y éticas 3 .
Los primates no humanos cumplen con muchos de los criterios anteriores: se han descrito modelos de babuinos y macacos de degeneración espontánea de los discos intervertebrales 11 , 12 , 13. Ambas especies pasan grandes cantidades de tiempo en posturas erectas o semi-erectas - una clara ventaja En comparación con otros modelos animales, pero la consideración ética y práctica ( por ejemplo , gasto, vivienda, retraso en la aparición de la degeneración espontánea) restringe su uso en muchas instituciones.La espina dorsal ovina es un modelo establecido de degeneración de disco intervertebral, con ventajas que incluyen similitudes celulares, biomecánicas y anatómicas a la columna vertebral humana 10 , 14 , 15 . A pesar de la estatura cuadrúpeda de las ovejas, el disco intervertebral lumbar ovino está expuesto a tensiones similares al disco humanoS = "xref"> 14. El modelo ovino también es más ampliamente aceptado, desde una perspectiva ética, que los modelos de primates no humanos. Se han descrito métodos variados para iniciar el proceso degenerativo, muchos de los cuales requieren acceso directo al disco intervertebral. Debido a la terminación de la médula espinal en la región sacra ya la osificación del ligamento longitudinal posterior en la columna lumbar ovina, las aproximaciones posteriores al disco intervertebral son técnicamente desafiantes y menos utilizadas en las ovejas 16 . Las vías de acceso tradicionales a la espina lumbar de oveja, es decir , por vía anterior o anterolateral, requieren incisiones abdominales grandes, con riesgos de hernia y daños en las vísceras internas y en las estructuras neurovasculares 16 . El uso de una incisión lateral relativamente pequeña lejos de áreas abdominales dependientes puede disminuir tales riesgos 17 .
Presentamos una moDel de la enfermedad de disco intervertebral lumbar degenerativa utilizando la lesión de la broca de perforación realizada a través de un acercamiento lateral mínimamente invasivo, e inspirado en el trabajo de Zhang et. Al 18 . El objetivo de este protocolo es permitir un modelo de lesión de disco lumbar confiable que sea fácilmente reproducible, produzca una lesión consistente y sea seguro y bien tolerado. Este enfoque es muy adecuado para los investigadores que buscan inducir un grado más leve de degeneración del disco intervertebral lumbar que el observado con anulotomía quirúrgica tradicional (datos no publicados) para la investigación de la degeneración del disco intervertebral o terapias regenerativas. Estos hallazgos se describirán en una próxima publicación.
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Protocol
El protocolo detallado en este manuscrito sigue las pautas del cuidado animal de la ética animal de la universidad de Monash. La aprobación ética animal para este protocolo ha sido otorgada por Monash University Animal Ethics. Número de aprobación ética: MMCA / 2014/55
1. Preparación de las ovejas
NOTA: Se utilizaron ovejas de dos a cuatro años de edad.
- Oveja rápida durante 18 h antes de la anestesia. Proporcionar a los animales acceso al agua hasta las 6-12 h antes de la operación 19 .
- Sedate a los animales por inyección intravenosa de clorhidrato de medetomidina (0,015-0,020 mg / kg) para facilitar la transferencia a la sala de operaciones.
NOTA: El hidrocloruro de medetomidina sirve para reducir el estrés animal y la agitación asociada con la separación de otros animales para su transferencia a la sala de operaciones. - Inyectar thiopentone (10-13 mL / Kg) para la inducción de la anestesia al llegar a la sala de operaciones.
- Administrar profilaxis intraAntibióticos venosos (amoxicilina 1 g IV) inmediatamente después de la inyección de tiopental.
- Intubar ovejas utilizando un tubo endotraqueal de tamaño 7,5-9 mm (diámetro interno) 20 .
- Mantener la anestesia con isoflurano inhalado (2-3%) en oxígeno al 100% a un caudal de 2 l / min. Conecte un oxímetro de pulso a la oreja de oveja.
- Vigilar de cerca los signos vitales de las ovejas (frecuencia cardíaca, frecuencia respiratoria y saturación de oxígeno mediante oxímetro de pulso y observación) y nivel de conciencia.
NOTA: Los indicadores de anestesia ligera como la masticación espontánea, la regurgitación activa y los movimientos espontáneos deben provocar un aumento en el nivel de anestesia. Los signos de la bandera roja que indican un alivio urgente de la anestesia incluyen compromiso respiratorio y bradicardia grave. La rotación del ojo no es un indicador consistente de profundidad de anestesia en ovejas 19 .
2. Nivel de disco e incisión
- Recoger lasHerramientas urgentes necesarias para este procedimiento: tijeras para veterinarios, jeringa Luer-Lock de 20 ml, aguja 21G IV, mango de escalpelo nº 4, cuchillas para bisturí # 22, pinzas para tejidos Gillies, tijeras curvadas Metzenbaum, retractor Deaver, hoja retractor Hohmann de 3,5 mm Broca de taladro, taladro, bolsa de perforación veterinaria autoclavable, soporte de aguja, suturas trenzadas sintéticas absorbibles 2-0, sutura trenzada sintética absorbible 3-0 y tijeras de sutura Mayo.
- Prepare el paquete operativo. Limpie la mesa operativa y el soporte del instrumento con etanol al 70%. Autoclave todos los instrumentos quirúrgicos antes de la operación. Realizar el control anestésico preoperatorio.
- Coloque la oveja sobre la mesa de operaciones en la posición lateral derecha.
- Usando cortadoras electrónicas, afeitarse la región definida superiormente por las costillas inferiores, inferiormente por el hueso ilíaco, medialmente por los procesos transversos lumbares contralaterales y aproximadamente 10 cm laterales a los procesos transversos lumbares ipsolaterales.
- Palpar la cresta ilíaca, los procesos transversos lumbares (L1-6) y el ángulo costo-vertebral de los puntos de referencia para el sitio de la incisión quirúrgica. Marque estos puntos de referencia con una pluma estéril.
- Preparar el abdomen lateral mediante la desinfección con clorhexidina y lavado antiséptico con yoduro alcohólico.
- Observe las técnicas quirúrgicas asépticas estándar durante toda la operación. El equipo quirúrgico se friega antes de la operación. Coloque una cortina cuadrada fenestrada estéril sobre el sitio quirúrgico, y un gran cubre cuadrado estéril en la mesa de arriba.
- Esterilizar todos los elementos que se van a utilizar dentro del sitio operativo antes de la operación. Monitorear y mantener la esterilidad del sitio quirúrgico durante toda la operación. Asegúrese de que todos los artículos introducidos en el campo estéril son estériles y se transfieren de manera estéril.
- Use lupa quirúrgica y un faro para facilitar la visualización durante el procedimiento quirúrgico.
- Hacer una incisión longitudinalUsando la cuchilla # 22 del bisturí unida al mango del escalpelo # 4 paralelo a y 1 cm anterior a uno a dos procesos transversales lumbares por encima y por debajo de los niveles del disco intervertebral de interés.
NOTA: Puede encontrar más información sobre la planificación de incisiones en la discusión. - Utilizar la diatermia monopolar para dividir el tejido subcutáneo subyacente y el aspecto lateral de la musculatura de la pared abdominal; Dirigir la disección hacia las puntas de los procesos transversos lumbares por encima y por debajo de los discos intervertebrales de interés.
- Divida la fascia toracolumbar longitudinalmente en su unión a los procesos transversales.
- Visualice y preserve el cuadrado lumbar subyacente , los músculos del psoas y los haces neurovasculares que atraviesan.
- Mantenga la hemostasia a través del procedimiento usando diatermia.
- Barrer los dedos entre el plano del peritoneo y la musculatura posterior de la pared abdominal en la zona intervertebralSc para realizar la disección digital.
- Retirar los músculos cuadrado lumborum y psoas posterolateralmente usando un retractor de Deaver para exponer aún más los discos intervertebrales.
- Palpar para los cuerpos intervertebrales cóncavos y los discos convexos intervertebrales.
- Coloque los retractores inmediatamente sobre los discos y asegúrese de que los vasos lumbares no estén dañados.
- Utilizando el aumento de la lupa quirúrgica con un faro, identifique los vasos lumbares que están situados aproximadamente 1 cm caudal a la placa terminal inferior.
- Realice una radiografía lateral intraoperatoria para confirmar el nivel del disco. 21
Nota: Configuración de la radiografía: 47kV; 4 mAs 21 - Dependiendo de los niveles de disco deseados, exponga el disco intervertebral separando las estructuras circundantes y los accesorios como se muestra a continuación.
- Para los niveles L3 / 4 y superiores, barrer los accesorios musculares sobre los diSc usando disecciones rojas digitales.
- Para los niveles L4 / 5 e inferiores, divida bruscamente los apegos musculares tendinosos más gruesos sobre el disco usando diatermia bipolar y tijeras.
NOTA: El disco L6 / S1 puede ser de difícil acceso debido a la obstrucción de la cresta ilíaca. Si no se puede lograr el acceso mediante el abordaje lateral, se puede utilizar un abordaje anterior.
3. Lesión de la broca
NOTA: La planificación preoperatoria incluye la asignación de niveles de lesión / tratamiento y niveles de control. Puede encontrar más información sobre la asignación de niveles en la discusión.
- Defina el punto de entrada de la broca observando las extremidades laterales y anteriores izquierdas del disco intervertebral.
NOTA: El punto de entrada se localiza en el punto medio de este cuadrante anterolateral izquierdo (definido por las extremidades anterior y lateral del disco). La broca se inserta en este punto de entrada con una trayectoriaHacia el centro de los discos intervertebrales y dirigido ligeramente craneal a perpendicular. - Coloque una broca de punto Brad en el taladro eléctrico. Asegúrese de que el diámetro de la broca es ligeramente inferior a la altura del disco intervertebral, es decir, 3,5 mm para el disco intervertebral lumbar en 60-70 kg de oveja.
- Aplicar un tope de taladro para proporcionar una longitud de broca no protegida de aproximadamente la mitad del diámetro del disco intervertebral lumbar, es decir, 12 mm para discos intervertebrales lumbares en ovejas de 60-70 kg.
- Aplicar la broca al punto de entrada y dirigirla en una trayectoria ligeramente craneal al centro del disco intervertebral. La ligera angulación craneal es minimizar el riesgo de lesión en la placa terminal.
- Avance la broca poco a poco en el disco intervertebral con el taladro en baja potencia durante 1 s. Ajustar la trayectoria de una ligera forma craneal o caudal si se encuentra resistencia excesiva
NOTA: TalUna resistencia excesiva probablemente indica contacto con la placa final.
4. Cierre
- Una vez que se logre la hemostasia, irrigar la herida con la solución de Ringers.
- Realizar un cierre estratificado, preferiblemente usando suturas trenzadas sintéticas absorbibles 2-0 a los tejidos laterales de la pared abdominal y una sutura subcutánea trenzada sintética absorbible sin teñir continua 3-0 a la piel.
5. Manejo postoperatorio
- Coloque un parche transdérmico de fentanilo (75 μg / h) en la región inguinal para analgesia postquirúrgica durante 3 días.
- Además, use buprenorfina intravenosa (0,005-0,01 mg / kg) para la analgesia de recarga si es necesario.
- Cese el anestésico inhalatorio. Cuando ocurre la respiración espontánea, retire el tubo endotraqueal.
- Permita que el animal se recupere en una jaula de retención bajo observación constante.
NOTA: El animal no debe dejarse desatendido hasta que haya recuperado el conscio suficienteUsness para conservar la recumbencia esternal. - Una vez que el animal está completamente alerta y de pie, reintroduzca el alimento y el agua. Una vez que se haya recuperado completamente, devuelva el animal a su centro operatorio con otros animales.
- Vigilar de cerca durante 24 h y continuar la observación durante una semana. Monitorear la evidencia de dolor post-quirúrgico o angustia.
NOTA: El parche de fentanilo transdérmico postoperatorio aplicado durante tres días debe proporcionar suficiente analgesia. Los requerimientos analgésicos adicionales deben hacer que los animales sean revisados. - Alimentar a las ovejas normalmente, y permitir que las ovejas para llevar a cabo las actividades normales sin restricción. Observe a las ovejas de cualquier evidencia de déficit neurológico, como la cojera.
NOTA: El defecto del disco intervertebral producido por el método de lesión de la broca está en el aspecto anterolateral del disco y la profundidad de la lesión está limitada por el tope del taladro al núcleo central. Como los elementos neurales se localizan posterior / posterolateral al disco intervertebral,El riesgo de compromiso neural secundario al núcleo sintomático pulposo es remoto. Esta característica anatómica del modelo impide el uso del examen neurológico para distinguir la degeneración del disco intervertebral con y sin herniación del núcleo pulposo. - Devolver las ovejas a la granja de la universidad para esperar la eutanasia y necropsia al final del período experimental.
6. Eutanasia
- Realizar la eutanasia de las ovejas en un intervalo de tiempo apropiado después de la lesión del disco intervertebral de la broca.
- Inyectar pentobarbitona sódica intravenosa (> 100 mg / kg) para la eutanasia.
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Representative Results
Antes de la operación, las ovejas se sometieron a la resonancia magnética (IRM) basal 3T para la evaluación de la morfología y la degeneración del disco intervertebral subyacente. Las ovejas fueron sometidas a radiografía lateral intraoperatoria adicional para la confirmación del nivel del disco intervertebral y el cálculo del índice de altura del disco. Un plano sagital preoperatorio rebanada de 3T MRI y un intra-operatorio radiografía se demuestran en la Figura 1 .
Figura 1: RM preoperatoria 3T ( A ) y radiografía lateral intraoperatoria ( B ). ( A ) Corte sagital de 3T MRI (secuencia de eco de spin ponderado T2 3T) de la columna lumbar ovina demostrando discos intervertebrales lumbares 1/2 (L1 / 2) a lumbosacra (L6 / S1). Los discos intervertebrales tienen una apariencia hiperintensa homogéneaLo que indica que no hay evidencia significativa de la degeneración preoperatoria de los discos intervertebrales. Tenga en cuenta que la columna lumbar ovina normalmente tiene seis vértebras lumbares, y la médula espinal ovina termina en la región sacra. ( B ) Radiografía lateral intraoperatoria (ajustes: 47 kV, 4 mAs) que demuestra discos intervertebrales L1 / L2 y L6 / S1 con el instrumento quirúrgico que marca el disco intervertebral L3 / L4. Barras graduadas = 25 mm. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Después de la cirugía, las ovejas se recuperaron típicamente y fueron móviles de forma independiente en 1 h. Las ovejas se observaron de cerca durante una semana, y posteriormente regresaron a las tierras de cultivo hasta la necropsia a las 8 semanas después de la lesión del disco intervertebral. No ocurrieron eventos adversos. A las 8 semanas después de la lesión del disco, las ovejas se sometieron a necropsia, radiografía y RM de lumbar spiNes, y procesamiento de discos para análisis histológico y bioquímico.
En la Figura 2 se muestran imágenes postoperatorias representativas de la apariencia morfológica macroscópica y las imágenes radiológicas de resonancia magnética 9.4T de los discos intervertebrales lumbares de oveja lesionados a las 8 semanas (56 días) después de la lesión. La imagen morfológica bruta demuestra que el tracto de lesión de la broca penetra en el anillo fibroso y se extiende hacia el núcleo pulposo. Esto también es evidente en la RM de 9.4T. La descripción y el análisis exhaustivos de los resultados de este enfoque se describirán en una próxima publicación que detalla el estudio de validación del modelo.
Figura 2: Imágenes morfológicas e IRM de los discos lesionados. ( A ). Imagen morfológica bruta del disco intervertebral que demuestra injuPenetrando en el anillo anular fibroso (AF) y extendiéndose en el núcleo pulposo (NP). ( B ). 9.4T MRI (secuencia de eco de spin rápido ponderado en T2) que también demuestra que el tracto de lesión penetra a través de la AF en NP. Barra de escala = 10 mm. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
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Discussion
Este enfoque de acceso lateral mínimamente invasivo es eficaz y seguro, sin hernias postoperatorias, dehiscencia de la herida abdominal o infección observada en esta serie. El uso del modelo de lesión de disco intervertebral de la broca con un tope de profundidad proporciona un método reproducible de inducir una lesión consistente del disco intervertebral de dimensión conocida ( es decir , una lesión de 3,5 mm de diámetro x 12 mm de profundidad en este estudio). En nuestra experiencia, este método produce un grado menos severo de degeneración discal que el observado en los modelos de anulación de disco intervertebral lumbar 6 , 22 (datos no publicados). Esto se describirá en una próxima publicación.
Al realizar la incisión longitudinal inicial de la piel (paso 2.9), la longitud exacta y la localización de la incisión deben modificarse en base a los niveles de disco deseados. Más niveles de disco superior (T12 / L1) pueden ser reaExtendiendo la incisión al ángulo costovertebral, mientras que una incisión que se extiende hasta la cresta ilíaca permitirá el acceso a la columna lumbar inferior (a L5 / L6). Un corte de 10 cm facilitará el acceso a tres o cuatro niveles de disco, mientras que una incisión centrada más pequeña a 5 cm es necesaria para el acceso a un solo disco. Preferimos realizar una lesión a dos niveles, generalmente L2 / L3 y L3 / 4. Esto permite que los niveles de disco intervertebral L1 / 2 y L4 / 5 adyacentes sean utilizados como controles internos no lesionados. Una vez técnicamente confiado, el procedimiento quirúrgico en una oveja se puede completar en menos de una hora con pérdida mínima de sangre y malestar [ 18] . El paso crítico y el mayor reto técnico de esta técnica es evitar las lesiones en la placa final durante la lesión del disco de la broca. Definir claramente los márgenes superior e inferior del disco intervertebral en el punto de entrada de la broca, es de suma importancia. Lentamente avanzando el taladro a baja velocidad en el interverteBral, comenzando aproximadamente perpendicular con ligera angulación craneal también minimiza el riesgo de lesión en la placa terminal. Puede ser necesario alargar la incisión de la piel para obtener una angulación suficiente del taladro.
Las modificaciones simples de esta técnica incluyen cambios en el tamaño y la profundidad de la broca, ya que serán dictados por el tamaño del animal y los discos intervertebrales lumbares. Este enfoque puede utilizarse para inducir con fiabilidad la degeneración en los discos intervertebrales de T12 / L1 a L5 / 6. El abordaje retroperitoneal puede usarse para acceder al disco intervertebral para inducir la degeneración por otros mecanismos 16 o administrar agentes terapéuticos experimentales.
Las limitaciones de este enfoque se refieren a la extensión de la lesión del disco intervertebral y la posterior degeneración inducida por este enfoque. Si un investigador busca inducir severa degeneración de disco intervertebral, otros métodos más agresivos de lesión de discoTal como la anulotomía 6 de cuchilla de bisturí. El defecto agudo producido en el disco intervertebral por el método de la broca de perforación es relativamente pequeño y puede no ser muy adecuado para la administración de terapéuticos en el momento de la lesión.
La espina ovina se eligió para el modelo de lesión del disco intervertebral por varias razones. Los primates no humanos, a pesar de sus similitudes anatómicas y biomecánicas con la condición clínica ( es decir, grandes cantidades de tiempo en posturas erectas y semi-erectas), presentan consideraciones éticas y prácticas suficientes para prevenir su utilización en muchas instituciones. Aunque es un cuadrúpedo, el disco intervertebral lumbar de oveja es anatómicamente comparable y expuesto a esfuerzos biomecánicos similares al disco intervertebral lumbar humano 16 , 18 . Las ovejas demuestran la pérdida de células notocordales del núcleo pulposo en la adultez temprana,Como lo hacen los seres humanos 10 , 23 . Las células notocordales pueden tener función de células progenitoras y se ha demostrado que influyen en el curso de la degeneración del disco a través de la regeneración de la matriz del disco. Por último, desde una perspectiva pragmática, las ovejas son animales resistentes capaces de tolerar la cirugía bien, están fácilmente disponibles y presentan una opción económicamente factible 16 , 18 .
La cabra 18 es otro modelo animal de degeneración de disco lumbar que presenta muchas de las ventajas del modelo ovino - tamaño similar, viabilidad económica, resiliencia y ausencia de células notocordales en el adulto 24 . Otros grandes modelos animales presentan desafíos adicionales: la presencia de células notocordales en el modelo porcino y las cuestiones éticas que pueden estar asociadas con los modelos caninos. Para una revisión completa de los modelos animales de interveLa degeneración del disco rtebral, el lector está dirigido a una revisión reciente por Daly et. Al 3 .
Como el disco intervertebral ovino demuestra la pérdida espontánea de células notocordales y sufren degeneración progresiva con la edad de 23 años, es imprescindible para garantizar la consistencia de la edad de las ovejas en los experimentos. Preferimos utilizar ovejas de dos a cuatro años, ya que a esta edad, las células notocordales están ahora ausentes 23 . De nuestra propia experiencia, la degeneración espontánea mínima se ha producido en ovejas de dos a cuatro años a pesar de la pérdida de células notocordales. Además, la placa de crecimiento del cuerpo vertebral de las ovejas se cierra aproximadamente a los 24 meses con el crecimiento del cuerpo vertebral habiendo cesado meses antes 25 , minimizando el riesgo de cualquier influencia en la regeneración del disco de las células de la placa de crecimiento adyacentes. Las ovejas son las preferidas porque son menos agresivas que sus contrapartes masculinas facilitandoManejo de animales. Si se usan ovejas machos, recomendamos el uso de corderos.
En un estudio realizado por Zhang 18 utilizando un método similar de lesión en la broca, en el que se insertó una broca de 4,5 mm de diámetro con una rotación manual de 360 ° para producir degeneración de disco en cabras, no hubo diferencias estadísticamente significativas en la radiografía Pfirrmann en los discos lesionados en comparación con las imágenes preoperatorias. Sin embargo, hubo evidencia histológica demostrable de degeneración discal leve a moderada 26 . En contraste con este estudio, la morfología macroscópica y 9.4T MRI análisis reveló evidencia de cambios degenerativos significativos en los discos intervertebrales lumbares, lo que indica la ventaja significativa de este enfoque.
La aplicación y los resultados de este método se describen en una próxima publicación que compara el método de broca de perforación de disco intervertebral tO el método de anulotomía establecido en el modelo ovino. Este método también se puede utilizar en el futuro para la investigación de terapias regenerativas.
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Disclosures
Los autores declaran que no tienen intereses financieros en competencia para divulgar.
Acknowledgments
El Dr. Chris Daly es el recipiente de la Fundación para la cirugía Richard Jepson Research Scholarship. Los autores desean agradecer a la Dra. Anne Gibbon, al Dr. Dong Zhang y al personal de Monash Animal Services de la Universidad de Monash por su asistencia en cirugía y cuidado de animales.
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).
