Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Yanal Retroperitoneal Matkap Ucu Yaralanmasını Kullanan Koyun Lomber İntervertebral Disk Dejenerasyon Modeli

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

Summary

İntervertebral disk dejenerasyonu sırt ağrısı ve dünya genelinde engelli olmanın önde gelen bir nedenidir. İntervertebral disk dejenerasyonunun sayısız hayvan modeli mevcuttur. Bir matkap ucu kullanarak, disk arızası ve disk dejenerasyonunun tekrarlanabilir seviyesine erişen, intervertebral disk dejenerasyonunun bir koyun modelini gösteriyoruz.

Abstract

İntervertebral disk dejenerasyonu, sırt ağrısının gelişimi ve dünya çapında engelliliğin önde gelen nedeninin önemli bir katkısıdır. İntervertebral disk dejenerasyonunda çok sayıda hayvan modeli geliştirilmiştir. İdeal hayvan modeli, insan intervertebral diskini, morfoloji, biyomekanik özellikler ve notokordal hücrelerin olmaması bakımından yakından taklit etmelidir. Koyun lumbar intervertebral disk modeli bu kriterleri yerine getirmektedir. Arka eksternal retroperitoneal yaklaşım ile matkap ucu yaralanması kullanarak intervertebral disk dejenerasyonunun bir koyun modelini sunuyoruz. Yanal yaklaşım, omurga omurgasına geleneksel anterior yaklaşım ile bağlantılı insizyonu ve potansiyel morbiditeyi önemli ölçüde azaltır. Bir matkap ucu yaralanma yönteminin kullanılması, birbirine tutarlı derecede intervertebral disk dejenerasyonu başlatan tutarlı ve tekrarlanabilir bir yaralanma üretebilmesine olanak tanır. Halka şeklindeki halkanın odak niteliğiVe çekirdek pulposus defekti, fokal intervertebral disk herniasyonunun klinik durumunu daha yakından taklit eder. Koyunlar bu prosedürü takiben hızla iyileşirler ve genellikle saatlerce hareketli ve yiyen koyunlardır. İntervertebral disk dejenerasyonu oluşur ve koyunlar sekiz haftadan sonraki periyotlarda otopsi ve müteakip analizlere tabi tutulur. İntervertebral disk dejenerasyonunun matkap ucu hasar modelinin daha geleneksel konvansiyonel yuvarlak hasar modellerine göre avantaj sunduğuna inanıyoruz.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Sırt ağrısı, dünya genelinde engelliliğin önde gelen nedenidir 1 . Lomber intervertebral disk dejeneresansı ile ilişkili discogenic ağrı, bel ağrısı 2 için önemli bir katkı sağlayıcı olarak düşünülür. Dejeneratif sürecin anlaşılmasını genişletmek ve potansiyel terapilerin araştırılması için intervertebral disk hastalığının güvenilir hayvan modelleri için artan bir talep vardır.

İntervertebral disk dejenerasyonunun sayısız hayvan modeli mevcuttur 3 . Dejeneratif disk hastalığının araştırılmasında kullanılan hayvan modelleri, farelerden 4 , köpekler 5 , koyun 6 ve insan olmayan primatlar 7 gibi büyük memelilere kadar değişmektedir. İntervertebral disk dejenerasyonunu indüklemek için kullanılan yöntemler, mekanik kategorilere ( örn., Intervertebral disk kompresyonu N 8 veya cerrahi hasar 6 ), kimyasal ( örn. Kimyasal nükleoliz 5 ) veya daha seyrek spontan dejenerasyon ( örn . Kum sıçan 9 ).

İnsan intervertebral disk dejenerasyonunun karmaşıklığı göz önüne alındığında, mükemmel bir hayvan modeli mevcut değildir. Bununla birlikte, bu durumu taklit edecek uygun bir hayvan modelinin seçilmesinde önemli hususlar belirlenmiştir 3 . Bu gibi düşünceler arasında, insanlara, koyun, keçi ve kondrodistrofik köpeklerde yetişkin çekirdek pulposüsünde bulunmayan, ancak çoğu memelide mevcut olası progenitör hücre fonksiyonu olan ilkel hücrelerin yokluğu), insanlara göre hayvan ve intervertebral disk boyutundaki benzerlikler, Karşılaştırılabilir biyomekanik kuvvetler klinik duruma, mekanik ve etik değerlendirmelere 3 .

Jove_content "> İnsan olmayan primatlar yukarıdaki kriterlerden birçoğunu karşılamaktadır Spontan intervertebral disk dejenerasyonunun baboon ve macaque modelleri 11,12,13 olarak tanımlanmıştır Her iki tür de dik veya yarı dik duruşlarda çok zaman harcıyor - belirgin bir avantaj Ancak, etik ve pratik değerlendirme ( örneğin masraflar, konutlar, spontan dejenerasyonun gecikmesi) birçok kurumda kullanımını kısıtlar.

Omurga omurgasına hücresel, biyomekanik ve anatomik benzerlikler içeren avantajları olan 10 , 14 , 15 numaralı intervertebral disk dejenerasyonunun yerleşmiş bir modelidir. Koyunların dörtlü boylarına rağmen koyun lomber intervertebral disk insan diskine benzer streslere maruz kalırS = "xref"> 14. Yumurtacı model de etik olmayan bir bakış açısıyla insandan olmayan primat modellerinden daha yaygın olarak kabul görmüştür. Birçoğu intervertebral diske doğrudan erişim gerektiren dejeneratif işlemi başlatan çeşitli yöntemler tarif edilmiştir. Omurga sakral bölgede omuriliğin sona ermesi ve posterior longitudinal ligamentin oğul lumbar omurgasında ossifikasyonu nedeniyle, intervertebral diske posterior yaklaşımlar teknik olarak zorlanır ve koyun 16'da daha az kullanılır. Koyun lomber omurgasına geleneksel giriş yolları, yani ön veya anterolateral yaklaşımlar yoluyla, büyük abdominal insizyonlara ihtiyaç duyulmaktadır; fıtık riski ve iç organ ve nevrovasküler yapılara hasar 16 . Bağımlı karın bölgelerinden nispeten küçük bir lateral insizyonun kullanılması bu tür riskleri azaltabilir 17 .

Bir koyun koyununu sunuyoruzDejeneratif lumbar intervertebral disk hastalığının minimal invaziv yanal yaklaşımla gerçekleştirilen matkap ucu hasarını kullanarak ve Zhang et. El 18 . Bu protokolün amacı kolayca yeniden üretilebilen, tutarlı bir yaralanma üreten ve güvenli ve iyi tolere edilmiş güvenilir bir bel desteğine sahip model sağlamaktır. Bu yaklaşım, intervertebral disk dejenerasyonunun veya rejeneratif terapilerin araştırılması için geleneksel cerrahi anulotomi (yayınlanmamış veriler) ile gözlenenden daha hafif bir lumbar intervertebral disk dejenerasyonu uyandırmak isteyen araştırmacılar için oldukça uygundur. Bu bulgular önümüzdeki bir yayında açıklanacaktır.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Bu yazıda ayrıntılı protokol, Monash Üniversitesi Hayvan Etiği Etiketlerinin hayvan bakım rehberlerini izlemektedir. Bu protokol için hayvan etiğinin onayı Monash Üniversitesi Hayvan Etiği tarafından verilmiştir. Etik onay numarası: MMCA / 2014/55

1. Koyun Hazırlama

NOT: İki ila dört yaş arasındaki kuyruklar kullanılmıştır.

  1. Anestezi öncesi 18 saat hızlı koyun. Ameliyattan 6-12 saat öncesine kadar hayvanlara su girmesini sağlayın 19 .
  2. Meditomidin hidroklorid (0.015-0.020 mg / kg) intravenöz enjeksiyonu ile sakinleştirilen hayvanlar, ameliyathaneye aktarılmasını kolaylaştırmak için.
    NOT: Medetomidin hidroklorür, ameliyathaneye transfer için diğer hayvanlardan ayrılma ile ilişkili hayvan stresini ve ajitasyonunu azaltmaya yarar.
  3. Ameliyathaneye vardıklarında anestezi indüksiyonu için tiyopentonu (10-13 mL / kg) enjekte edin.
  4. Profilaktik intraoperitüde idare etTiopenton enjeksiyonunu takiben hemen venöz antibiyotikler (amoksisilin 1 g IV).
  5. 7.5-9 mm (iç çap) endotrakeal tüpün boyutunu kullanarak entübasyon koyunu 20 .
  6. 2 L / dk'lık bir akış oranında% 100 oksijen içinde inhale izofluran (% 2-3) kullanarak anestezi uygulayın. Koyun kulağına bir nabız oksimetresi takın.
  7. Koyunların vital bulgularını (nabız oksimetresi ve gözlem yoluyla kalp frekansı, solunum hızı ve oksijen satürasyonu) ve bilinç seviyesini yakından izleyin.
    NOT: Spontan çiğneme, aktif yetersizlik ve spontan hareketler gibi hafif anestezik göstergeleri anestezi seviyesinde artışa neden olmalı. Anestezinin acil aydınlatılmasını gösteren kırmızı bayrak işaretleri solunum zorluğu ve ağır bradikardi içerir. Gözün rotasyonu koyun 19'da anestezi derinliğinin tutarlı bir göstergesi değildir.

2. Disk Seviyesi ve İnsizyonu

  1. SBu prosedür için gerekli olan cerrahi aletler: veteriner makasları, 20 mL luer-lock şırınga, 21G IV İğne, # 4 neşter tutacağı, # 22 neşter bıçakları, Gillies doku forseps, Metzenbaum eğri diseksiyon makası, Deaver geri çekici, Hohmann geri çekici bıçak, 3.5 mm Brad Matkap ucu, matkap ucu, otoklavlanabilir veteriner matkap ucu, iğne tutucu, 2-0 emilebilir sentetik örgülü dikişler, 3-0 emilebilir sentetik örgülü dikiş ve Mayo sütür makası.
  2. Çalışma takımını hazırlayın. Ameliyat masasını ve alet standını% 70 etanol ile temizleyin. Ameliyat öncesinde tüm cerrahi aletleri otoklavlayın. Preoperatif anestezi kontrolünü yapın.
  3. Koyunları ameliyathaneye sağ yanal konuma getirin.
  4. Elektronik kırpıcıları kullanarak alt kaburgalarla aşağıya doğru tanımlanan bölgeyi iliak kemikle, medialde karşı taraf lumbar transvers süreçlerle ve aynı taraf lomber transvers süreçlere yaklaşık 10 cm lateralde traşlayın.
  5. Cerrahi insizyon bölgesi için yer işaretleri için iliyak krest, lomber transvers süreçler (L1-6) ve kosto vertebra açısı palpatize edin. Bu yer işaretlerini steril bir kalemle işaretleyin.
  6. Yanal karın bölgesini klorheksidin ve alkol-iyodür antiseptik yıkamayla dezenfekte ederek hazırlayın.
  7. Ameliyat boyunca standart cerrahi aseptik tekniklere uyun. Cerrahi ekip ameliyattan önce ovar. Ameliyat yerine steril fenestra kare bir örtüyü ve üst masada büyük steril bir kare örtüyü yerleştirin.
    1. Ameliyattan önce ameliyat yerine kullanılacak tüm maddeleri sterilize edin. Ameliyat boyunca cerrahi alanın sterilitesini izleyin ve koruyun. Steril alana giren tüm öğelerin steril olduğundan ve steril bir şekilde aktarıldığından emin olun.
  8. Cerrahi prosedür sırasında görselleştirmeyi kolaylaştırmak için cerrahi büyütme büyütme ve bir far kullanın.
  9. Boyuna bir kesi yapın# 4 neşter koluna tutturulmuş # 22 kürek bıçak ağzı paralel ve bir ila iki belde çapraz işlemler önüne ve altına, 1 cm öne ve altına, ilgili intervertebral disk seviyelerini kullanarak.
    NOT: Kesi planlamasıyla ilgili daha fazla bilgi, tartışma bölümünde bulunabilir.
  10. Altta yatan deri altı dokuyu ve karın duvar kas sisteminin yanal yönünü bölmek için monopolar diaterermiyi kullanın; Diseksiyonu, intervertebral disklerin üstündeki ve altındaki lomber transvers süreçlerin ipuçlarına yönlendirin.
  11. Torakolomber fascia boyuna olarak transvers proseslere yapıştıracak şekilde bölün.
  12. Altta yatan quadratus lumborum , psoas kasları ve geçmekte olan nörovasküler demetleri görselleştirin ve koruyun.
  13. Diyatermi kullanarak prosedür boyunca hemostazı muhafaza edin.
  14. Parmakları, peritonun düzlemi ve posterior karın duvarının kasları arasındaki açıktaki intervertebral diSc seviyeleri ile dijital künt diseksiyon gerçekleştirilir.
  15. İntervertebral diskleri daha da açığa çıkarmak için quadratus lumborum ve psoas kaslarını bir Deaver retraktörü kullanarak posterolateral olarak geri çekin.
  16. İçbükey intervertebral cisimler ve dışbükey intervertebral diskler için palpatograf.
  17. Retraktörleri hemen disklerin üzerine yerleştirin ve bel omurlarının zarar görmemesine özen gösterin.
  18. Bir far ile cerrahi büyütme büyütme özelliğini kullanarak, alttaki uç plakaya yaklaşık 1 cm kaudal olan bel omurlarını tanımlayın.
  19. Disk seviyesini doğrulamak için intraoperatif yanal röntgen çektirin. 21
    Not: Radyograf ayarları: 47kV; 4 mA 21
  20. Arzu edilen disk seviyelerine bağlı olarak, intervertebral diski çevresindeki yapıları ve ekleri aşağıdaki şekilde ayırarak maruz bırakın.
    1. L3 / 4 ve üstü seviyelerde, kas ataçmanlarını diSc ile dijital künt diseksiyonlar kullanarak.
    2. L4 / 5 ve altı seviyeleri için, bipolar diaterermi ve makas kullanarak kalın tendinöz kas ataçmanlarını disk üzerinde keskin bir şekilde bölün.
      NOT: L6 / S1 disk, iliyak krestin tıkanması nedeniyle erişilmesi zor olabilir. Erişim lateral yaklaşımla başarılamazsa ön yaklaşım kullanılabilir.

3. Matkap Ucu Yaralanması

NOT: Preoperatif planlama, yaralanma / tedavi seviyeleri ve kontrol seviyelerinin dağılımını içerir. Seviye tahsisi ile ilgili daha fazla bilgi, tartışmada bulunabilir.

  1. Matkap ucu giriş noktasını, intervertebral diskin sol yanal ve ön ekstremitelerine bakarak tanımlayın.
    NOT: Giriş noktası, bu sol anterolateral kadranın orta noktasında bulunur (diskin ön ve yan ekstremiteleri tarafından tanımlanır). Matkap ucu, bu giriş noktasına hedeflenmiş bir yörünge ile yerleştirilirIntervertebral disklerin merkezine doğru ve hafif kafatasına dik doğrultuda yönlendirildi.
  2. Elektrikli matkap içine bir Brad-point matkap ucu takın. Matkap ucu çapının, intervertebral disk yüksekliğinden biraz daha az olduğundan emin olun, yani 60-70 kg koyunda lomber intervertebral disk için ~ 3.5 mm olmalıdır.
    1. 60-70 kg koyundaki bel omurları için ~ 12 mm lomber intervertebral diskin çapının yaklaşık yarısı kadar korunmasız bir matkap ucu uzunluğu sağlamak için matkap ucu durdurun.
  3. Matkap ucunu giriş noktasına uygulayın ve intervertebral diskin merkezinin biraz kafa kısmındaki bir yörüngede yönlendirin. Hafif kranyal angülasyon, uç plakası yaralanması riskini en aza indirgemektir.
  4. Matkap ucu, 1 saniye boyunca düşük güçte matkap ile intervertebral disk içine yavaş yavaş ilerletin. Aşırı dirençle karşılaşırsanız, yörüngeyi hafif bir kranyal veya kaudal şekilde ayarlayın.
    NOT: BöyleAşırı direnç muhtemelen uç plakasıyla temas ettiğini gösterir.

4. Kapatma

  1. Hemostaza ulaşıldıktan sonra, yarayı Ringers'in solüsyonuyla sulayın.
  2. Tercihen yanal karın duvarı dokularına 2-0 emilebilir sentetik örgülü sütürler ve deriye sürekli 3-0 boyalı emici sentetik örgülü subcutiküler dikiş kullanılarak katmanlı kapatma gerçekleştirin.

5. Post-operatif Yönetim

  1. Cerrahi sonrası analjezide 3 gün boyunca inguinal bölgede bir fentanil transdermal yama (75 μg / saat) yerleştirin.
  2. Ayrıca, gerekirse ek sonda analjezi için intravenöz buprenorfin (0.005-0.01 mg / kg) kullanın.
  3. İnhalasyon anestezisini durdurun. Spontan solunum olduğunda, endotrakeal tübü çıkarın.
  4. Hayvan sürekli gözlem altında tutma kafes içinde kurtarmak için izin verin.
    NOT: Hayvan, yeterli konsiyozu kazanana kadar gözetimsiz bırakılmamalıdır.Sternal dinlenme tutmak için usability.
  5. Hayvanlar tamamen tetikte ve ayakta tutulduktan sonra, yiyecek ve suyu yeniden tanıtın. Tamamen kurtarıldıktan sonra, hayvanı, diğer hayvanlarla kalem tutarak kendi operatif tesisine geri gönderin.
  6. 24 saat boyunca yakından izleyin ve bir hafta boyunca gözlemlemeye devam edin. Cerrahi sonrası ağrı ya da sıkıntı belgesi için izleyin.
    NOT: Üç günlük uygulanan ameliyat sonrası transdermal fentanil yaması yeterli analjezi sağlamalıdır. Ek analjezik gereklilikler hayvan incelemesine neden olmalı.
  7. Koyunları normal olarak besleyin ve koyunların kısıtlama olmaksızın normal faaliyetlerini gerçekleştirmesine izin verin. Topaklanma gibi nörolojik açığın herhangi bir kanıtı için koyun gözlemleyin.
    NOT: matkap ucu hasar yöntemi ile üretilen intervertebral disk defekti diskin anterolateral yöndedir ve yaralanma derinliği matkap ucu durdurucusu ile orta çekirdeğe sınırlıdır. Sinirsel elemanlar intervertebral diske posterior / posterolateral olarak yerleştirildiğinde,Semptomatik çekirdek pulposusuna bağlı olarak sinirsel uzlaşma riski uzaktır. Modelin bu anatomik özelliği, nukleps pulpus fýtýklaþmasý olan veya bulunmayan intervertebral disk dejenerasyonunu nörolojik muayene yönteminin kullanýmýný engellemektedir.
  8. Deney bitiminde ötenazi ve otopsiyi beklemek için koyunları üniversite çiftliğine geri getirin.

6. Ötenazi

  1. Matkap ucu intervertebral disk hasarını takiben koyun ötenazisini uygun bir zaman aralığında uygulayın.
  2. Ötanazi için intravenöz pentobarbiton sodyum (> 100 mg / kg) enjekte edin.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Ameliyat öncesi, koyunlara, altta yatan intervertebral disk morfolojisi ve dejenerasyonunun değerlendirilmesi için başlangıçtaki 3T manyetik rezonans görüntüleme (MRI) uygulandı. Koyunlara intervertebral disk seviyesinin doğrulanması ve disk yükseklik indeksinin hesaplanması için ek intraoperatif lateral radyografi yapıldı. Şekil 1'de , 3T MR ve operasyon içi bir radyograftan preoperatif sagital plan dilimi gösterilmiştir.

Şekil 1
Şekil 1: Preoperatif 3T MR ( A ) ve İntraoperatif Lateral Radyografi ( B ). ( A ) Lomber 1/2 (L1 / 2) - lumbosakral (L6 / S1) intervertebral diskleri gösteren 3T MRI'dan (3T T2 ağırlıklı spin yankı dizisi) sagittal dilim. İntervertebral diskler homojen hiperintens görünümlüdürPreoperatif intervertebral disk dejenerasyonunun önemli bir kanıtı olmadığını belirtti. Koyun lomber omurganın normalde altı bel omuruna sahip olduğunu ve kuzunun omuriliğinin sakral bölgede sonlandığını unutmayın. ( B ) L3 / L4 intervertebral diski işaretleyen cerrahi aletle L1 / L2 ve L6 / S1 intervertebral diskleri gösteren intraoperatif yan radyograf (ayarlar: 47 kV; 4 mAs). Ölçek çubukları = 25 mm. Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız.

Ameliyattan sonra, koyunlar tipik olarak toparlandı ve 1 saat içinde bağımsız hareket edebildiler. Koyunlar bir hafta boyunca yakından izlendi ve daha sonra intervertebral disk hasarını takiben 8 hafta sonra otopsiye kadar tarım arazisine geri döndüler. Olumsuz bir olay meydana gelmedi. Disk hasarını takiben 8 hafta sonra, koyunlara otopsi, X-ışınları ve Lomber spri MR incelendiVe disklerin histolojik ve biyokimyasal analiz için işlenmesi.

Yaralı 8 haftalık (56 gün) yaralı koyun lomber intervertebral disklerin brüt morfolojik görüntüsünün ve radyolojik 9,4T MR görüntülerinin temsilci post-operatif görüntüleri Şekil 2'de gösterilmektedir. Brüt morfolojik görüntü, annulus fibrosusun içine nüfuz eden ve çekirdek pulposus içine uzanan matkap ucu yaralanma yolunu göstermektedir. Bu, 9.4T MRI'da da açıktır. Bu yaklaşımın sonucunun kapsamlı bir tarifi ve analizi, model doğrulama çalışmasının ayrıntılarını içeren gelecek bir yayında açıklanacaktır.

şekil 2
Şekil 2: Yaralı Diskin Brüt Morfolojik ve MRG Görüntüleri. ( A ). İntervertebral diskin brüt morfolojik görüntüsü inju gösteriyorRi yolu penetrasyon annulus fibrosus (AF) ve çekirdek pulposus (NP) içine uzanan. ( B ). 9.4T MR (T2 ağırlıklı hızlı spin eko dizisi) ayrıca AF yoluyla NP'ye nüfuz eden yaralanma yolunu göstermektedir. Ölçek çubuğu = 10 mm. Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Bu minimal invaziv lateral erişim yaklaşımı post-operatif fıtığı, karın yara açması veya enfeksiyonu olmayan bu seride etkin ve güvenlidir. Derinlik duruşlu matkap ucu intervertebral disk hasar modelinin kullanılması, bilinen boyutta tutarlı bir intervertebral disk hasarı ( yani , bu çalışmada 3.5 mm çap x 12 mm derinlik yaralanması) indüklemek için tekrarlanabilir bir yöntem sağlar. Deneyimlerimize göre, bu yöntem geleneksel olarak tarif edilen kuzu omurga bıçağı lumbar intervertebral disk anulotomi modelleri 6 , 22'de (yayınlanmamış veriler) gözlemlenenden daha az şiddetli bir disk dejenerasyonu derecesi üretmektedir. Bu, gelecek bir yayınta açıklanacaktır.

İlk uzunlamasına cilt insizyonunun yapılmasında (2.9. Adım), kesinin tam uzunluğu ve konumu istenen disk seviyelerine göre değiştirilmelidir. Daha üstün disk seviyeleri (T12 / L1) rea olabilirInsizyonu kostovertebral açıya kadar uzatarak chedlenirken, iliak kreste uzanan bir kesi alt lumbar omurganın (L5 / L6'ya) erişimini sağlayacaktır. Tek disklere erişmek için 10 cm'lik bir kesim, üç ila dört disk seviyesine erişmeyi kolaylaştıracak ve 5 cm'de daha küçük odaklı bir kesik gerekecektir. Yaralanma yerine L2 / L3 ve L3 / 4 olmak üzere iki seviye kazandırmayı tercih ediyoruz. Bu, bitişik L1 / 2 ve L4 / 5 intervertebral disk seviyelerinin yaralanmamış iç kontroller olarak kullanılmasını sağlar. Teknik olarak emin olduktan sonra, bir koyun üzerindeki cerrahi işlem az kan kaybı ve rahatsızlıkla bir saatten az bir sürede tamamlanabilir. Bu tekniğin kritik basamağı ve başlıca teknik zorluğu, matkap ucu disk hasarında uç plakası hasarından kaçınmaktır. Matkap ucunun giriş noktasında intervertebral diskin üst ve alt kenar boşluklarını açıkça tanımlamak son derece önemlidir. Düşük hızda matkabı yavaşça interverteye ilerletmeHafif kranyal angülasyon ile yaklaşık dikey olarak başlayarak bral disk, uç plakası yaralanması riskini en aza indirir. Matkapın yeterli açısı elde etmek için cilt insizyonunun uzatılması gerekebilir.

Bu tekniğe basit değişiklikler, matkap ucu boyutunda ve derinlikteki değişiklikleri içerir, bunlar hayvan ve bel lomber intervertebral disklerin büyüklüğü tarafından belirlenir. Bu yaklaşım intervertebral disklerde dejenerasyonu T12 / L1'den L5 / 6'ya güvenilir bir şekilde uyarmak için kullanılabilir. Retroperitoneal yaklaşım, diğer mekanizmalarla dejenerasyonu indüklemek veya deneysel terapötik ajanlar uygulamak için intervertebral diske erişmek için kullanılabilir.

Bu yaklaşımın kısıtlılıkları intervertebral disk hasarının derecesi ve bu yaklaşımın yol açtığı dejenerasyon ile ilgilidir. Bir araştırmacı şiddetli intervertebral disk dejenerasyonuna neden olmak istiyorsa, diğer daha agresif disk yaralanma yöntemleriÖrneğin neşter bıçağı anulotomisi 6 düşünülmelidir. Darbeli matkap yöntemiyle intervertebral diskte üretilen akut defekt nispeten küçüktür ve yaralanma anında terapötiklerin uygulanması için uygun olmayabilir.

Çeşitli sebeplerden dolayı omurganın omurları intervertebral disk hasarı modeli için seçilmiştir. İnsan dışı primatlar, klinik duruma anatomik ve biyomekanik benzerlikler göstermesine rağmen (dikey ve yarı dik duruşlarda büyük miktarda zaman olmasına rağmen) pek çok kurumda kullanılmasını önlemek için yeterli etik ve pratik kaygılar sunmaktadır. Dörtlü olmasına rağmen, koyun lumbar intervertebral disk anatomik olarak benzerdir ve benzer biyomekanik stresleri insan lomber intervertebral disk 16,18'e maruz bırakır. Koyun, yetişkinlik döneminde çekirdek pulposustan notokord hücrelerinin kaybedildiğini,İnsanlar 10 , 23 gibi . Notokordal hücreler progenitör hücre fonksiyonuna sahip olabilir ve disk matriksinin rejenerasyonu yoluyla disk dejenerasyonunun seyrini etkilediği gösterilmiştir. Son olarak, pragmatik bir perspektiften koyunlar ameliyatı iyi tolere edebilen sağlam hayvanlardır, kolaylıkla temin edilebilirler ve ekonomik olarak uygun bir seçenek sunarlar 16,18.

Keçi 18 , benzer boyut, ekonomik fizibilite, esneklik ve erişkinlerde notokordal hücrelerin bulunmaması gibi koyun modelinin pek çok avantajını sunan lomber disk dejenerasyonunun bir başka hayvan modelidir. Diğer büyük hayvan modelleri, domuz modelinde notokordal hücrelerin varlığı ve köpek modelleriyle ilişkili olabilecek etik konular gibi ek zorluklar ortaya koymaktadır. Hareketli hayvan modellerinin kapsamlı bir incelemesi içinRtebral disk dejenerasyonunda, okuyucu, Daly et. Al 3 .

Koyun intervertebral diskinde, kendiliğinden oluşan notokordal hücrelerin kaybı ve yaş ilerleyen dejenerasyon görülmesi nedeniyle, deneylerde koyun yaşının tutarlılığının sağlanması zorunludur. İki yaşından dört yıla kadar olan koyunları kullanmayı tercih ediyoruz, çünkü bu çağda notokordal hücreler yok 23 . Kendi deneyimlerimizden, notokordal hücrelerin kaybına rağmen iki ila dört yıl arasındaki koyunlarda minimal spontan dejenerasyon meydana geldi. Dahası, koyun omurga gövdesi büyüme plakası yaklaşık 24 ayda kapanır, vertebral vücut büyümesi aylar öncesinde sona erer 25 , bitişik büyüme plakaları hücrelerinden disk rejenerasyonu üzerinde herhangi bir etkinin riskini en aza indirir. Koyunlar tercih edilmiştir, çünkü erkek eşlerinden daha kolay agresif oldukları için daha agresiftirlerHayvan taşıma. Erkek koyunlar kullanılırsa, wethers kullanmanızı öneririz.

Jeang 18'in benzer bir matkap ucu yaralanması yöntemi ile yaptığı bir çalışmada, keçilerde disk dejenerasyonu oluşturmak için 4.5 mm çapında bir matkap ucu 15 mm derinlikte 360 ​​° elle döndürülerek yerleştirildiğinde, radyografik olarak istatistiksel olarak anlamlı fark yoktu Yaralı disklerde Pfirrmann dejeneratif skoru preoperatif görüntülerle karşılaştırıldı. Bununla birlikte, hafif ve orta şiddette disk dejenerasyonunun histolojik bulguları kanıtlanabilir 26 . Bu çalışmanın aksine, brüt morfolojik ve 9.4T MRG analizi, lomber intervertebral disklerde belirgin dejeneratif değişiklikler olduğuna dair kanıtlar ortaya koymuştur ve bu da bu yaklaşımın önemli avantajını göstermektedir.

Bu yöntemin uygulanması ve sonucu, intervertebral disk hasarının matkap ucu yöntemini karşılaştıran gelecek bir yayınta açıklanacaktır.O koyun modelinde yerleşik anulotomi yöntemi. Bu yöntem, gelecekte rejeneratif terapilerin araştırılması için de kullanılabilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar, ifşa edecek rekabette mali çıkarlarının olmadığını ilan ediyorlar.

Acknowledgments

Dr. Chris Daly, Cerrahi Vakfı Richard Jepson Araştırma Bursu alan bir kişidir. Yazarlar, Dr. Anne Gibbon, Dr. Dong Zhang ve Monash Hayvan Hizmetleri, hayvan cerrahisi ve bakımı konularındaki yardımlarından dolayı teşekkür etmek istiyorlar.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. 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).
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. Wilke, H. J., Kettler, A., Claes, L. E. Are sheep spines a valid biomechanical model for human spines. Spine. 22, (20), 2365-2374 (1997).
  15. 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).
  16. Oehme, D., Goldschlager, T., et al. Lateral surgical approach to lumbar intervertebral discs in an ovine model. Scientific World J. 2012, (8), 873726 (2012).
  17. 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).
  18. 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).
  19. White, K., Taylor, P. Anaesthesia in sheep. In Practice. 22, (3), 126-135 (2000).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).
  25. Pohlmeyer, K. Zur vergleichenden Anatomie von Damtier, Schaf und Ziege: Osteologie und postnatale Osteogenese. (1985).
  26. 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).
Yanal Retroperitoneal Matkap Ucu Yaralanmasını Kullanan Koyun Lomber İntervertebral Disk Dejenerasyon Modeli
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter