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Developmental Biology

चूहों में Immobilization-प्रेरित घुटने फ्लेक्सियन अनुबंध के अध्ययन के लिए एक मिनी इनवेसिव आंतरिक निर्धारण तकनीक

Published: May 20, 2019 doi: 10.3791/59260
Automatic Translation
*1, *3, 2, 1, 1, 1,4, 2, 1
1Department of Joint and Trauma Surgery, The Third Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University, 2Department of Plastic Surgery, The Third Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University, 3Department of Bone Surgery, Tungwah Hospital of Sun Yat-sen University, 4Department of Othopaedic Surgery, The Eighth Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University
* These authors contributed equally

Summary

यहाँ, हम एक चूहा मॉडल में घुटने संयुक्त स्थिरीकरण के लिए एक न्यूनतम इनवेसिव तकनीक का वर्णन करने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं. इस reproduible प्रोटोकॉल, मांसपेशी अंतराल जुदाई मोडस और मिनी चीरा कौशल पर आधारित, अर्जित संयुक्त अनुबंध के अंतर्निहित आणविक तंत्र का अध्ययन करने के लिए उपयुक्त है.

Abstract

संयुक्त अनुबंध, एक लंबे समय तक संयुक्त स्थिरीकरण के परिणामस्वरूप, आर्थोपेडिक्स में एक आम जटिलता है। वर्तमान में, घुटने संयुक्त गतिशीलता को प्रतिबंधित करने के लिए एक आंतरिक निर्धारण का उपयोग प्रयोगात्मक अनुबंध उत्पन्न करने के लिए एक व्यापक रूप से स्वीकार किए जाते हैं मॉडल है। हालांकि, आवेदन प्रत्यारोपण अनिवार्य रूप से जानवरों के लिए शल्य आघात का कारण होगा. एक कम इनवेसिव दृष्टिकोण विकसित करने के उद्देश्य से, हम शल्य प्रक्रिया के दौरान एक पहले से सूचित मिनी चीरा कौशल के साथ एक मांसपेशी अंतराल जुदाई modus संयुक्त: दो मिनी त्वचा चीरों पार्श्व जांघ और पैर पर किए गए थे, मांसपेशियों अंतराल प्रदर्शन के बाद हड्डी की सतह को बेनकाब करने के लिए जुदाई। चूहे घुटने संयुक्त धीरे-धीरे आवश्यक नसों या रक्त वाहिकाओं में हस्तक्षेप के बिना लगभग 135 डिग्री घुटने flexion पर एक पूर्व निर्मित आंतरिक निर्धारण द्वारा स्थिर किया गया था। जैसा कि उम्मीद थी, इस सरल तकनीक पशुओं में तेजी से पश्चात पुनर्वास की अनुमति देता है. आंतरिक निर्धारण की सही स्थिति एक एक्स-रे या माइक्रो-सीटी स्कैनिंग विश्लेषण द्वारा पुष्टि की गई थी। गति की सीमा काफी स्थिर घुटने के संयुक्त में प्रतिबंधित किया गया था कि contralateral घुटने संयुक्त में मनाया इस मॉडल की प्रभावशीलता का प्रदर्शन. इसके अलावा, हिस्टोलॉजिकल विश्लेषण समय के साथ पीछे-बेहतर घुटने संयुक्त कैप्सूल में रेशेदार जमाव और आसंजन के विकास से पता चला। इस प्रकार, इस मिनी इनवेसिव मॉडल स्थिर घुटने संयुक्त अनुबंध के विकास की नकल के लिए उपयुक्त हो सकता है.

Introduction

संयुक्त अनुबंधों को एक द्वि-हृदयीय संयुक्त1,2की गति (रोम) की निष्क्रिय श्रेणी में प्रतिबंध के रूप में परिभाषित किया जाता है। संयुक्त अनुबंध को रोकने और उसका उपचार करने के उद्देश्य से वर्तमान उपचारों ने कुछ सफलता3,4प्राप्त की है . तथापि, अधिग्रहीत संयुक्त अनुबंध केअंतर्निहित आणविक तंत्र काफी हद तक अज्ञात रहता है 5. विभिन्न सामाजिक समुदायों में संयुक्त अनुबंधों की ईटियोलॉजी अत्यधिक विविध है और इसमें आनुवंशिक कारक, पोस्टट्रैमेटिक राज्य, पुरानी बीमारियां और लंबे समय तक गतिहीनता6शामिल हैं। यह व्यापक रूप से स्वीकार किया जाता है कि अर्जित संयुक्त संविदा7के विकास में गतिहीनता एक महत्वपूर्ण मुद्दा है . जो लोग प्रमुख संयुक्त अनुबंध से पीड़ित हैं , वे अंततः शारीरिक विकलांगता8का परिणाम हो सकते हैं . इस प्रकार, एक स्थिर और reproduible पशु मॉडल प्राप्त संयुक्त अनुबंध के संभावित pathophysiological तंत्र की जांच के लिए आवश्यक है.

वर्तमान में बनाया immobilization प्रेरित घुटने संयुक्त अनुबंध मॉडल ज्यादातर गैर इनवेसिव प्लास्टर डाले का उपयोग करके हासिल कर रहे हैं, बाहरी निर्धारण, और आंतरिक निर्धारण. वाटानाबे एट अल ने चूहे के घुटने के जोड़ों पर प्लास्टर कास्ट के उपयोग की संभावना की सूचनादी 9. एक विशेष जैकेट पहनने से, चूहे के निचले अंग संयुक्त के एक तरफ एक कलाकारों द्वारा स्थिर है। चूहे के घुटने का जोड़ बिना सर्जिकल आघातकेपूरी तरह से लचीला बना रह सकता है . हालांकि, दोनों कूल्हे और टखने के संयुक्त आंदोलनों को भी स्थिरीकरण के इस रूप से प्रभावित होते हैं, जो क्वाड्रिसेप्स फेमोरिस या गैस्ट्रोकेमियस12में मांसपेशियों शोष की डिग्री बढ़ा सकते हैं। इसके अलावा, निर्धारित समय बिंदुओं पर कलाकारों को बदलकर पिछले अंगों की एडीमा और भीड़ से बचा जाना चाहिए, जो गतिहीनता की निरंतरता को प्रभावित कर सकता है। एक घुटने संयुक्त अनुबंध मॉडल की स्थापना के लिए एक और स्वीकार किए जाते हैं विधि बाहरी शल्य निर्धारण का उपयोग कर रहा है. Nagai एट अल. एक बाहरी फिक्सर में Kirschner तार और इस्पात के तार संयुक्त है, जो लगभग 140 फ्लेक्सियन13के लिए घुटने के संयुक्त स्थिर. इस विधि में, एक राल त्वचा खरोंच को रोकने के लिए सतह को कवर करने के लिए प्रयोग किया जाता है। यद्यपि बाह्य स्थिरीकरण स्थिरीकरण मजबूत और विश्वसनीय14,15, पर्कटेनेसकिर्शनर तार पिन पटरियों से संक्रमण का खतरा बढ सकता है . हमारे अपने अनुभव में, बाहरी निर्धारण तकनीक का उपयोग कर वातानुकूलित चाटना व्यवहार में वृद्धि के कारण चूहों की दैनिक गतिविधि को कम कर सकते हैं.

वैकल्पिक रूप से, Trudel एट अल एक शल्य आंतरिक निर्धारण17 के आधार पर चूहे घुटने संयुक्त में संयुक्त अनुबंध के एक अच्छी तरह से स्वीकार मॉडल वर्णित (इस विधि इवांस और सहयोगियों द्वारा इस्तेमाल किया एक से संशोधित किया गया था18). विशेष रूप से, इस विधि शल्य घावों को कम करने के लिए एक मिनी चीरा तकनीक का उपयोग करने के महत्व पर प्रकाश डाला गया. इस मॉडल 19 में संयुक्त अनुबंधका कुशल विकास सिद्ध हुआ है . हालांकि, कैसे हड्डी की सतह को बेनकाब करने के लिए एक न्यूनतम विच्छेदन प्रदर्शन करने के लिए पर प्रोटोकॉल अभी भी स्पष्ट नहीं है20. इसके अलावा, सटीक स्थिति जहां पेंच ड्रिलिंग है पूरी तरह से समझ में नहीं आ रहा है. एक subcutaneous या submuscular रास्ते के माध्यम से आंतरिक निर्धारण के प्रत्यारोपण अभी भी विवादास्पद21है . इन समस्याओं को हल करने के लिए, हम एक उपयुक्त मांसपेशी अंतराल जुदाई modus, जो हड्डी की सतह के एक मिनी इनवेसिव जोखिम और एक submuscular चैनल के माध्यम से प्रत्यारोपण की नियुक्ति की अनुमति देता है सहित इस विधि को संशोधित किया है. इस प्रोटोकॉल सर्जरी के बाद चूहों में तेजी से पश्चात पुनर्वास के लिए नेतृत्व किया. पशुओं ने संयुक्त गति के बाद गति की एक सीमित संयुक्त श्रेणी विकसित की, जो हिस्टोलॉजिकल विश्लेषण से प्राप्त कैप्सुलर आसंजन के रूपात्मक परिवर्तनों के अनुरूप थी। हम भी एक्स-रे विश्लेषण या माइक्रो-सीटी विश्लेषण द्वारा की पुष्टि के रूप में drilled शिकंजा का एक सटीक संभव स्थान का वर्णन। इस प्रकार, इस अध्ययन के लिए विस्तार से एक घुटने संयुक्त अनुबंध मॉडल है कि एक मांसपेशी अंतराल जुदाई एक मिनी चीरा विधि के साथ संयुक्त तरीके से स्थापित किया गया था में एक न्यूनतम इनवेसिव तकनीक का वर्णन करने के उद्देश्य से. हमें विश्वास है कि न्यूनतम इनवेसिव तकनीक दोनों पशु आघात को कम करने और प्रभावी ढंग से संयुक्त flexion अनुबंध के रोग प्रक्रिया की नकल कर सकते हैं.

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Protocol

सभी प्रक्रियाओं प्रयोगशाला पशुकी देखभाल और उपयोग के लिए गाइड के अनुसार किया गया और सूर्य Yat-सेन विश्वविद्यालय संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति के तीसरे संबद्ध अस्पताल द्वारा अनुमोदित किया गया (अनुमति संख्या: 02-165-01). सभी पशु प्रयोगों ARRIVE दिशा निर्देशों के अनुसार प्रदर्शन किया गया.

1. पूर्वक्रियात्मक तैयारी

नोट: चित्रा 1 शल्य प्रक्रिया के डिजाइन से पता चलता है.

  1. कठोरता से लगभग 135 डिग्री फ्लेक्सियन पर एक प्लास्टिक की थाली और दो धातु शिकंजा के साथ घुटने के संयुक्त स्थिर।
    नोट: संयुक्त घटक का उल्लंघन किए बिना समीपस्थ फीमर और डिस्टल टिबिया में सर्जरी करें।
  2. आंतरिक निर्धारण के लिए सामग्री और उपकरणों को तैयार करें।
    1. एक 5 एमएल सिरिंज काटने से एक चिकित्सा ग्रेड polypropylene प्लास्टिक प्लेटों का निर्माण (चित्र 2a) निम्नलिखित आयामों फिट करने के लिए एक शल्य कैंची का उपयोग कर: लंबाई, 25 मिमी; चौड़ाई, 10 मिमी; मोटाई, 1 मिमी (चित्र 2b)। एक स्केलपेल खड़ी के साथ थाली की परिधि चिकना. तीन बार मलबे को धोने के लिए बाँझ नमकीन के साथ प्लेट कुल्ला।
      1. 4 ज के लिए 75% इथेनॉल के साथ बंध्याकरण और उसके बाद 3 ज के लिए पराबैंगनी प्रकाश के साथ विकिरण।
    2. प्लास्टिक की प्लेट में पूर्व-ड्रिलिंग छिद्र: लगभग 0-4000 आरपीएम की गति से एक हाथ से संचालित कम गति वाली इलेक्ट्रिक ड्रिल तैयार करें (चित्र 2c)। प्लेट के दोनों सिरों पर दो छिद्रों को ड्रिल करें, व्यास क्रमशः 1 मिमी और 0ण्9 उउ हैं (चित्र 2द)। प्लेट के दोनों सिरों को क्रमशः म 1ण्4 मिमी x 8 मिमी और म 1ण्2 मिमी x 6 मिमी इस्पात शिकंजा के साथ मिलान करें (चित्र 2e)।
      1. 75% इथेनॉल के साथ साफ करें और उपयोग करने से पहले 3 एच के लिए यूवी प्रकाश के साथ बाँझ।
  3. सर्जिकल उपकरण तैयार करें: 1 सीधे मच्छर-प्रकार हेमोस्टेटिक क्लैम्प, 1 चिकनी घुमावदार संदंश, 2 पलक रिट्रैक्टर, 1 सुई धारक, 1 ऊतक संदंश, 1 सीवन कैंची, 1 माइक्रो ऊतक कैंची और 1 स्केलपेल (चित्रा 2f)। 20 मिनट और सुखाने के लिए 121.3 डिग्री सेल्सियस पर autoclaving द्वारा शल्य चिकित्सा उपकरणों बाँझ।
  4. प्रायोगिक जानवरों
    1. प्रयोग में 250 - 350 ग्राम के बीच वजन वाले विशिष्ट रोगजनक नि: शुल्क (एसपीएफ) ग्रेड कंकालीय रूप से परिपक्व पुरुष स्प्रैग-डावले (या विस्टार) चूहों का उपयोग करें।
      नोट: प्रयोग के लिए या तो मादा या पुरुष चूहों चुनें.
    2. चूहों को पिंजरों में रखें और 12 एच प्रकाश/12 ज डार्क साइकिल-नियंत्रित प्रयोगशाला कक्ष में रखें। पर्याप्त भोजन और पानी प्रदान करें।

2. सर्जरी

  1. तापमान समायोजित करें। थर्मोस्टेट ऑपरेटिंग रूम में सर्जिकल प्लेटफॉर्म पर वार्मिंग पैड रखें।
  2. संज्ञाहरण और त्वचा की तैयारी
    1. एक इलेक्ट्रॉनिक पैमाने और रिकॉर्ड के साथ चूहे वजन.
    2. चूहे को नियंत्रित करें और प्रेरित संज्ञाहरण के लिए सोडियम पेंटोबार्बिटल (30 मिलीग्राम/किलोग्राम) का इंट्रापेरिटोनल इंजेक्शन करें। यह आकलन करना कि जानवर को 22 को टाटे पिंच22का उपयोग करके पर्याप्त रूप से एनेस्थेटाइज किया जाता है . सर्जरी के दौरान कॉर्निया सुखाने से बचाने के लिए स्नेहक के साथ आंखों को प्रशासित करें।
    3. चूहे के निचले शरीर को एक इलेक्ट्रिक क्लिपर के साथ दो पिछले अंगों सहित दाढ़ी और povidone आयोडीन की एक टिंचर के साथ कीटाणुरहित दो बार और 75% इथेनॉल तीन बार.
    4. चूहे को बाद में रखें, और सर्जिकल ड्रेप के साथ कवर करें जो एक तरफ के पिछले पैर और कूल्हे को उजागर करता है।
    5. पोविडोन आयोडीन के साथ शल्य चिकित्सा क्षेत्र को फिर से संक्रमित करें।
  3. एक मिनी इनवेसिव तकनीक का उपयोग कर आंतरिक निर्धारण के साथ घुटने के संयुक्त Immobilize.
    नोट: ऑपरेशन के दौरान बाँझ नमकीन के साथ चीरा ठीक से नम रखें। सर्जरी आमतौर पर दो सर्जनों की आवश्यकता है.
    1. त्वचा चीरा की दिशा को चिह्नित करें. फीमर अधिक ट्रोकेंटर के अदला-बदली के अंत में, वास्तु पार्श्वों और बाइसेप्स फेमोरिस के बीच मांसपेशी अंतराल के शरीर की सतह के प्रक्षेपण के साथ एक रेखा खींचें (चित्र 3क)। ड्राइंग लाइन के साथ बाह्य त्वचा को 1.5 सेमी के लगभग को उत्तेजित करें (चित्र 3ब)।
    2. जब तक ऊरु शाफ्ट लंबाई में लगभग 1 सेमी उजागर नहीं होता है तब तक वास्तू पार्श्विस और बाइसेप्स फीमोरिस के बीच मांसपेशियों के अंतर को एक ऊतक संदंश के साथ विभाजित करें । मांसपेशी अंतराल के निरंतर जुदाई की सुविधा के लिए आकुंचक का प्रयोग करें।
    3. बाह्य त्वचा का अनुमान 1 सेमी के साथ शरीर की सतह के प्रक्षेपण के साथ tibialis पूर्वकाल और fibularis longus के बीच की मांसपेशी अंतराल के साथ distal निचले extremity पर (चित्र 3 डी) incise. जब तक टिबिया लगभग 1 सेमी लंबाई में उजागर न हो जाती है तब तक मांसपेशियों के अंतर को भंग कर देते हैं (चित्र 3ई)
    4. पुनाक्रुकक और चिकनी संदंश द्वारा नरम ऊतकों को अलग करें, एक विद्युत ड्रिल (चित्र3च) का उपयोग करके 1500 आरपीएम की गति से ऊरु शाफ्ट में लम्बवत और ड्रिल 1.0 मिमी व्यास छेद रखें। उचित ड्रिलिंग स्थिति अधिक से अधिक trochanter के निचले किनारे के नीचे 8 मिमी अनुमानित है. रक्तस्राव को रोकने के लिए घाव को जल्दी से दबाएं।
      नोट: उचित ड्रिलिंग व्यास इंट्राऑपरेटिव फ्रैक्चर से बच सकते हैं।
    5. टिबिया में एक 0.9 मिमी व्यास छेद ड्रिल tibiofibular संलयन के किनारे से नीचे 4 मिमी लगभग 4 मिमी (चित्र 4a) . मांसपेशियों या tendons के कुचल को रोकने के लिए सावधानी से ड्रिलिंग प्रदर्शन करते हैं।
    6. टिबिया छेद से फीमर होल के लिए एक सबमस्क्युलर कोर्स बनाने के लिए सीधे मच्छर-प्रकार हेमोस्टेटिक क्लैम्प का उपयोग करें। सबमस्क्युलर सुरंग टिबिया अंत में गैस्ट्रोकेनियस के नीचे से गुजरती है और ग्युटीस मेडिसके ऊपर, फीमर अंत में बाइसेप्स फीमोरिस के नीचे।
    7. एक M 1.4 मिमी x 8 मिमी इस्पात पेंच का उपयोग करने के लिए प्लास्टिक की थाली के एक छोर को सुरक्षित करने के लिए (1.0 मिमी व्यास छेद के साथ) proximal femur में (चित्र 4b). एक एम 1.2 मिमी x 6 मिमी स्टील पेंच का उपयोग प्लास्टिक की प्लेट का दूसरा सिरा सुरक्षित करने के लिए करें ( 0ण्9 मिमी व्यास छेद के साथ) में डिस्टल टिबिया (चित्र 4c)। वेरस विकृति के बिना घुटने के जोड़ को सुनिश्चित करें।
  4. घाव को बंद करें: 4-0 अवशोषणीय टांके का उपयोग करके मायोफैसिया, गहरी फासिया, और नीचे के ऊतकों को सीवन करें (चित्र 4डी)। पोलिएमाइड सीवनों के साथ त्वचा को बंद करें (चित्र 4च)

3. पोस्टऑपरेटिव प्रबंधन

  1. 0.05 मिलीग्राम/किलोग्राम पर ब्यूप्रेनोर्फिन (0.03 मिलीग्राम/एमएल) के उपत्वीय इंजेक्शन के माध्यम से पश्चात एनेल्जेसिया लागू करें। सर्जरी के बाद 5 दिनों के लिए पीने के पानी में 5 mg/mL Neomycin जोड़ें.
  2. ऑपरेशन के बाद कम से कम 72 घंटे के लिए दिन में दो बार 0.05 mg/kg और 5 मिलीग्राम/किग्रा पर क्रमशः एनेल्जेसिया मिश्रण (ब्यूप्रेनर्फिन और कार्प्रोफेन) को इंजेक्ट करें।
  3. जांच करें कि संवहनी चोट के मामले में पिछले अंग को अधिक एडीमा था या नहीं। सुनिश्चित करें कि चूहों सर्जरी के दौरान तंत्रिका चोट के मामले में सामान्य रूप से चल सकते हैं बनाया.

4. पोस्टऑपरेटिव परीक्षा

  1. शल्य चीरा के उपचार का निरीक्षण करें और शारीरिक रूप से घुटने के संयुक्त की जांच करने के लिए संक्रमण के प्रारंभिक संकेत हर दूसरे दिन पश्चात मूल्यांकन. निरंतर एडीमा के मामले में टखने और मेटाकार्पोफ्लेंगियल जोड़ की सूजन की डिग्री की जांच करें।
    नोट: प्रारंभिक पश्चात संक्रमण घाव, पैर सूजन, और देरी घाव भरने का कारण बन सकता है।
  2. यह सुनिश्चित करने के लिए कि सही ढंग से पहले पश्चात दिन पर शिकंजा रखा हिंदलिम्ब का एक्स-रे इमेजिंग करें।
    नोट: एक माइक्रो-सीटी स्कैन विश्लेषण उचित स्थान और इस्पात शिकंजा की दिशा प्रदर्शित करने के लिए एक और विकल्प है।
  3. संकुचन के विकास का मूल्यांकन करने के लिए गति (ROM) की निष्क्रिय सीमा को मापने। एक घुटने संयुक्त ROM माप अलग समय cohorts पश्चात पहले20के रूप में वर्णित पर ले लो .
    1. संक्षेप में, चूहों और त्वचा hindlimbs ethanize. immobilizer निकालें और दो टोक़ (667 या 1,060 ग्राम )23पर एक यांत्रिक आर्थ्रोमीटर का उपयोग कर घुटने के संयुक्त कोण को मापने .
    2. कुल अनुबंध, मायोजेनिक अनुबंध, और जांच के उद्देश्यों के आधार पर अलग से आर्थ्रोजेनिक अनुबंधकेपरिणामस्वरूप रोम की गणना करें।
      नोट: शोध उद्देश्यों के अनुसार अलग-अलग समय सहगण (यानी, 1, 2, 4, 8, 16 और 32 सप्ताह) सेट करें. contralateral घुटने संयुक्त (गैर ऑपरेटिव या शर्म संचालित) एक नियंत्रण2के रूप में सेवा कर सकते हैं.
  4. पश् चीय घुटने के संयुक् त कैप्सूल का हिस्टोलॉजिकल विश् लेषण
    1. संयुक्त ऊतकों को तैयार करें। घुटने के संयुक्त ऊतक को अलग करें और इसे 4% पैराफॉर्मेल्डिहाइड के साथ ठीक करें। Decalcify और यह पैराफिन में एम्बेड के रूप में पहले25की सूचना दी . सैगिटल तल में मध्य मध्य कोंडीयल स्तर पर खंड (5 डिग्री मी) को काटें।
      नोट: अपने अध्ययन के उद्देश्यों के आधार पर संयुक्त कैप्सूल में हिस्टोलॉजिकल अध्ययन के लिए एचई, ऐल्डिहाइड-फ्यूसिन-मैसन गोल्डनर (AFMG), लोचिका-मैसन, या इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री सहित विभिन्न मूल्यांकन दाग प्रदर्शन करने के लिए चुनें 15, 26.
    2. पश् च पश् च ीय घुटने के संयुक् त कैप्सूलों में हिस्टोमॉर्फोमीट्रिक परिवर्तनों का प्रेक्षण कीजिए। घुटने के जोड़ के पीछे के क्षेत्र की तस्वीर. डायफिसिस-सिनोवियम जंक्शन और मेनिस्कस6के बीच रेशेदार जमाव और आसंजन परिवर्तन का निरीक्षण करें।
      नोट: संयुक्त कैप्सूल के पैथोलॉजिकल परिवर्तन को घुटने के संयुक्त अनुबंध के लिए एक रोगजनक कारक माना जाता है। लंबाई, मोटाई, और पीछे कैप्सूल के capsular क्षेत्रों के रूप में पहले अनुसंधान सामग्री27के अनुसार वर्णित उपाय.

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Representative Results

हमने देखा कि चूहों न्यूनतम इनवेसिव सर्जरी प्राप्त नियमित आहार के लिए वापस कर सकते हैं सिर्फ एक दिन पश्चात. विशेष रूप से, शल्य चीरा बिना पसीजना के क्षत- विक्षत हो गया है (चित्र 5क)। क्रियात्मक हिंदम में टखने और मेटाकार्पोहालेंगियल जोड़ों की सूजन लगभग दो दिन पश्चक्रिया से गायब हो गई है (चित्र 5 ख) जब कि प्रतिपक्ष ीय ( चित्र 5ग) की तुलना में . चूहों में प्रारंभिक संक्रमण के कोई भी लक्षण नहीं पाए गए। चूहे नियमित रूप से खड़े होकर व्यायाम कर सकते हैं (चित्र 5द) शल्य चिकित्सा घाव पूरी तरह से बारह दिन पश्चात ठीक हो गया था (चित्र 5) .

दृष्टि से, स्थिर घुटने के जोड़ स्थिर ीकरण के चार सप्ताह के बाद अनुबंधित किया गया था, जबकि मिनी इनवेसिव सर्जरी contralateral अंग पर कोई दृश्य प्रभाव नहीं था (चित्र 6a) . एक्स-रे छवि फीमर या टिबिया में स्टील शिकंजा का सही स्थान दिखाती है (चित्र 6ख)हालांकि यह प्लास्टिक प्लेट का स्थान नहीं दिखाता था। हम भी स्थिर निचले अंग छवि के लिए एक उच्च संकल्प माइक्रो सीटी स्कैनर कार्यरत हैं. 3D पुनर्निर्माण विश्लेषण से पता चलता है कि शिकंजा बाद में drilled थे (चित्र 6c) . ड्रिलिंग की स्थिति लगभग 8 मिमी अधिक से अधिक trochanter के निचले किनारे के नीचे समीपस्थ फीमर पर और बस (लगभग 4 मिमी) distal tibia पर tibiofibular संलयन के किनारे के नीचे है (चित्र 6c).

हमने दो बार (28 दिन और 56 दिन) के अंत में छह चूहों को मापा, क्रमशः, स्थिर घुटने के जोड़ पर आर्थ्रोजेनिक रोम घाटे की तुलना करने के लिए और transarticular मांसपेशियों के मायोटोमी के बाद contralateral पक्ष20. प्रतिपार्श् विक घुटने का जोड़ (गैर-ऑपरेटिव) एक नियंत्रण के रूप में कार्य करता है। स्थिरीकरण के 28 दिनों के बाद, विस्तार रोम में औसत आर्थ्रोजेनिक घाटा 29.4 था [ 3.3] स्थिर घुटने के संयुक्त के लिए, नियंत्रण में है कि काफी अधिक (4.8 - 2.8 डिग्री, पीऔर lt; 0.05). रोम में आर्थ्रोजेनिक घाटे एक समय पर निर्भर तरीके से स्थिरीकरण के दौरान वृद्धि हुई, 40.7 के औसत आर्थ्रोजेनिक घाटे द्वारा प्रदर्शन किया [ 4.3] स्थिर घुटने के संयुक्त के लिए, काफी अधिक है कि नियंत्रण में से अधिक, 11.2 [ 3.8] के 56 दिनों पर अचलन (च एवं 0ण्05) (चित्र 7)

Elastica-Masson-Staining का उपयोग करते हुए, हम तीन समय अंक पर पीछे-सुपर घुटने संयुक्त कैप्सूल का विश्लेषण किया. एक दिन स्थिरीकरण, कोई आसंजन postero-superior संयुक्त कैप्सूल और स्थिर या contralateral पक्ष घुटने संयुक्त में femur के बीच संयुक्त अंतरिक्ष में मनाया गया था (चित्र 8a, डी) . तथापि, हमने देखा कि फाइब्रो-एपोज ऊतक जमा हुआ था और आसंजन 28 दिनों के स्थिरीकरण के बाद संयुक्त स्थान में विकसित हुआ था (चित्र 8म)। रेशेदार ऊतकों ने भी इस निक्षेप को 56 दिनों के स्थिरीकरण के बाद आंशिक रूप से बदल दिया है (चित्र 8थ्) जबकि इस प्रकार का आसंजन अलग-अलग समय बिंदुओं पर प्रतिपक्षीय पक्ष में नहीं देखा गया था (चित्र 8 ए, बी, सी) ।

Figure 1
चित्र 1: घुटने के जोड़ के एक पार्श्व दृश्य का ग्राफिकल चित्रण फ्लेक्सियन के 135 डिग्री पर एक आंतरिक निर्धारण के साथ स्थिर. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्र 2: एक आंतरिक निर्धारण में polypropylene प्लास्टिक प्लेट डिजाइन. (ए-बी) एक पॉलीप्रोपीलीन प्लास्टिक प्लेट सिरिंज से कटी हुई थी। डॉटेड रेखाएँ सन्निकट प्लेट श्रेणी का प्रतिनिधित्व करती हैं. प्लेट में निम्नलिखित आयाम हैं: लंबाई, 25 मिमी; चौड़ाई, 10 मिमी; मोटाई, 1 मिमी.  (ग) हाथ से आयोजित इलेक्ट्रिक ड्रिल की तस्वीर। (घ) प्लेट के प्रत्येक छोर पर 0ण्9 मिमी तथा 1.0 मिमी व्यास के साथ अभ्यास करता है। पेंच के विनिर्देश क्रमशः 1.4 x 8 मिमी और 1.2 x 6 मिमी है। (ई) एक पूर्व निर्मित आंतरिक निर्धारण का अंतिम रूप। (च) शल्य चिकित्सा उपकरण। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्रा 3: शल्य जोखिम के Macrographs मध्य femur और distal tibia मिनी इनवेसिव तकनीक का उपयोग कर. (क) एक काली रेखा वास्तु पार्श्व (ऊपरी चिह्नित क्षेत्र) और बाइसेप्स फीमोरिस (कम चिह्नित क्षेत्र) के बीच त्वचा चीरा इंगित करती है। डॉटेड रेखाएँ सन्निकट मांसपेशी श्रेणी का प्रतिनिधित्व करती हैं. (ख) मांसपेशियों के बीच शल् यक्रिया चीरा सचित्र है। चीरा शकिती तंत्रिकासे दूर होता है . काली रेखा शकिती तंत्रिका के अभिविन्यास का प्रतिनिधित्व करती है. (ग) मांसपेशियों के अंतराल के अंतर से ऊरु मिडशाफ्ट का प्रदर्शन वास्तु पार्श्वियों और कैपपुट कशेरुकियों के साथ इंगित किया गया है। (घ-ई) टिबिया का प्रदर्शन फिबुलेरिस लांगसके संबंध में दिखाया गया है . (च) ऊरु शाफ्ट में ड्रिल होल को वास्तु पार्श्वियों और कैपपुट कशेरुकियों के साथ चित्रित किया गया है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 4
चित्र 4: आंतरिक निर्धारण का रोपण। (अ) टिबिया में बनाया गया छिद्र फाइबुलरिस लांगस से सचित्र होता है और फ्लेक्सर डिजिक्डोरम प्रोफंडिस दर्शाया जाता है। (ख-ग) ड्रिल होल में खराब प्लास्टिक की प्लेट को कैपुट कशेरुकी (ख) और फिबुलरिस लांगस (ग) के संबंध में सचित्र किया गया है . (घ-ई) वाइक्रिल सीवन का उपयोग करके घाव बंद करना। डॉटेड रेखा (ई) सन्निकट प्लास्टिक प्लेट श्रेणी का प्रतिनिधित्व करती है। (च) मिनी चीरा के समग्र दृष्टिकोण पोस्टऑपरेटिव. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 5
चित्र 5: शल्य चीरा चिकित्सा का अवलोकन. (क) शल्य चीरा दो दिन पश्चात क्षत-विक्षत हो गया है। (ख-ग) पोस्टसर्जिकल अंग (ख) में टखने और मेटाकार्पोहालेंगियल जोड़ों की सूजन लगभग दो दिन बाद पूरी तरह से गायब हो गई है। ऐरोहेड टखने के जोड़ों को इंगित करते हैं। (घ) चूहा सामान्य रूप से खड़ा हो सकता है। (ई-च) घाव पूरी तरह से बारह दिन पश्चात चंगा कर दिया है. काले तीर शल्य चिकित्सा चीरा से संकेत मिलता है. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 6
चित्र 6: घुटने के संयुक्त स्थिरीकरण का मूल्यांकन। (ं) स्थूल प्रतिबिंब चार सप्ताह के स्थिर होने के बाद बाएँ घुटने के जोड़ के संकुचन को दर्शाता है। (ख) समग्र एक्स-रे छवि शिकंजा की नियुक्ति को दर्शाती है। (ग) स्थिर घुटने के जोड़ का माइक्रोकम्प्यूटेड टोमोग्राफी विश्लेषण। सफेद तीर निश्चित शिकंजा का प्रतिनिधित्व करते हैं। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 7
चित्र 7: गति के संयुक्त विस्तार रेंज में आर्थ्रोजेनिक घाटे का विश्लेषण (ROM). डेटा माध्य के रूप में प्रस्तुत किए जाते हैं - SEM (द र् 6 प्रति समूह)। स्थिर घुटने के जोड़ों के विस्तार रोम में आर्थ्रोजेनिक घाटे contralateral, nonoperative पक्ष (एक नियंत्रण समूह के रूप में सेवा) की तुलना में काफी अधिक हैं। रोम में सीमा एक ठेठ घुटने फ्लेक्सियन अनुबंध प्रेरित संयुक्त स्थिरीकरण का प्रतिनिधित्व करता है। सांख्यिकीय विश्लेषण: Variances की समानता Levene परीक्षण का उपयोग कर प्रदर्शन किया गया था, contralateral और स्थिर समूहों के बीच ROM मतभेद दो समय बिंदु (28 और 56 दिन) पर दो पूंछ छात्र टी परीक्षण द्वारा तुलना की गई. महत्व अंतर नियंत्रण से *पी और 0.05 द्वारा निर्धारित किया गया था। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 8
चित्र 8: पीछे-सुपर घुटने संयुक्त कैप्सूल में हिस्टोलॉजिकल परिवर्तन अलग-अलग समय बिंदुओं पर लोचिका-मैसन-स्टेनिंग द्वारा विश्लेषण किया गया। प्रतिपक्षीय घुटने संयुक्त (गैर ऑपरेटिव, ऊपरी पैनलों) में पीछे की बेहतर संयुक्त कैप्सूल के प्रतिनिधि छवियों, और स्थिर घुटने संयुक्त (ऑपरेटिव, निचले पैनलों) दिन 1, 28, और 56 पर संयुक्त स्थिरीकरण के दौरान. अचलीकरण के एक दिन के बाद, synovium मोटी थी, और कोई आसंजन postero-वरिष्ठ संयुक्त कैप्सूल और फीमर के बीच संयुक्त अंतरिक्ष में मनाया गया था (एक बाईं पंक्ति में तारांकन द्वारा संकेत दिया). अचलीकरण के 28 दिनों के बाद, वहाँ फाइब्रो-एडिपोस ऊतक संयुक्त अंतरिक्ष में जमा किया गया था और आसंजन postero-superior संयुक्त कैप्सूल और फीमर के बीच विकसित किया था (एरोहेड द्वारा इंगित). दिन 56 स्थिरीकरण के, जमा अभी भी अस्तित्व में है, और रेशेदार ऊतक तेजी से दिखाई दिया था ( तीर द्वारा संकेत दिया). नीचे बाएँ कोने में काले सीमा postero-वरिष्ठ संयुक्त कैप्सूल और femur के बीच संयुक्त अंतरिक्ष की बढ़ाया छवि का प्रतिनिधित्व करता है. एफ: फीमर; टी: टिबिया; एम: मेनिस्कस, पीछे सींग; जे एस: संयुक्त अंतरिक्ष. स्केल बार $ 50 डिग्री मी. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

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Discussion

इस अध्ययन के लिए एक कदम दर कदम घुटने संयुक्त स्थिरीकरण विधि एक मिनी इनवेसिव तकनीक है कि सर्जरी के बाद जानवरों में तेजी से पश्चात पुनर्वास की अनुमति का उपयोग कर स्पष्ट करने के उद्देश्य से. परंपरागत रूप से, मांसपेशी अंतराल जुदाई दृष्टिकोण आर्थोपेडिक सर्जरी में एक न्यूनतम इनवेसिव तकनीक माना जाता है. जैसा कि उम्मीद थी, हमने पाया कि चूहों एक सामान्य आहार और गतिविधियों के लिए वापस कर सकते हैं सिर्फ एक दिन पश्चात, जो पिछले अध्ययन के साथ संगत था. इसके अलावा, कोई धमनी या तंत्रिका चोट सर्जरी के बाद हुई, सबूत है कि मांसपेशियों अंतराल जुदाई मोडस एक पर्याप्त और सुरक्षित हड्डी जोखिम विधि सुनिश्चित किया. हालांकि इनवेसिव सर्जिकल प्रभाव प्लास्टर कास्ट का उपयोग करके कम किया जा सकता है, पिछले अंगों में एडीमा घटना की संभावना गतिहीनता की निरंतरता को प्रभावित कर सकती है। इस अध्ययन में, शल्य चिकित्सा प्रक्रियाओं के कारण टखने या अंगूठे की सूजन पश्चात दो दिनों के बाद पूरी तरह से गायब हो गई। ये परिणाम तेजी से वसूली के सिद्धांत के साथ गठबंधन एक मिनी इनवेसिव तकनीक द्वारा बनाई गई एक विश्वसनीय और स्थिर संयुक्त स्थिर ीकरण मॉडल पर प्रकाश डाला. चिकित्सकीय, flexion अनुबंध है कि अचलीकरण के कारण होता है एक गैर भड़काऊ पाठ्यक्रम6के करीब है. एडेमा भड़काऊ मध्यस्थों की रिहाई के लिए नेतृत्व कर सकतेहैं 4. इसलिए, प्रेरित संयुक्त अनुबंध करने के लिए प्लास्टर डाले का उपयोग करना वास्तव में हानिरहित नहीं हो सकता है। वर्तमान अध्ययन में, दो अलग-अलग छोटे चीरे क्रमशः ऊरु और टिबियल पक्षों पर किए गए। चीरा लंबाई के लिए आवश्यक है कि चीरा के आकार के समान थे तार ड्रिलिंग. इसलिए, इस विधि का मिनी इनवेसिव प्रभाव बाहरी निर्धारण के लिए आघात को कम करने के लिए अधिक अनुकूल है। इसके अलावा, एक पिछले यादृच्छिक नियंत्रित परीक्षण बाहरी निर्धारण के आवेदन के बीच एक संभावित संबंध का प्रदर्शन (percutaneously) और अंग16में संक्रमण का खतरा बढ़ . वहाँ कोई चूहों अनुसंधान में एक प्रारंभिक संक्रमण हस्ताक्षर किया था ध्यान में रखते हुए, हम मान लिया है कि मांसपेशियों के अंतर जुदाई तकनीक इस मॉडल के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि यह खून बह रहा है और अनावश्यक काटने को कम कर सकते हैं. इसके अलावा, आंतरिक फिक्सेटर सिरिंज से नीचे छंटनी की गई थी, यह कम लागत और सबसे महत्वपूर्ण बात है, जानवरों के लिए गैर विषैले है. हालांकि दोनों पार्श्व और मध्यस्थ शल्य चिकित्सा दृष्टिकोण घुटने flexion contracture के एक प्रभावी चूहे मॉडल स्थापित कर सकते हैं28, इस छोटे से इनवेसिव तकनीक, तथापि, केवल पार्श्व दृष्टिकोण का उपयोग करने के बजाय मध्यस्थ का उपयोग कर लागू किया जा सकता है दृष्टिकोण.

हमारी सबसे अच्छी जानकारी के लिए, समीपस्थ फीमर या डिस्टल टिबिया में सटीक पेंच ड्रिलिंग की स्थिति पूरी तरह से समझ में नहीं आ रही है। टिबिया के मध्य भाग में एक छेद ड्रिल करने के लिए चुनना टिबिया में रक्त की आपूर्ति को प्रभावित कर सकता है। माइक्रो-सीटी विश्लेषण से प्राप्त परिणामों ने संकेत दिया कि उचित ड्रिलिंग स्थिति अधिक से अधिक ट्रोकनेटर के निचले किनारे से 8 मिमी नीचे लगभग 8 मिमी है और tibiofibular संलयन के किनारे के नीचे लगभग 4 मिमी है। उचित ड्रिलिंग स्थिति संयुक्त घटक या रक्त की आपूर्ति पर प्रभाव से बचने में मदद कर सकते हैं. हालांकि, एक subcutaneous या submuscular रास्ते के माध्यम से आंतरिक निर्धारण के प्रत्यारोपण अभी भी विवादास्पद है. दिलचस्प है, मांसपेशियों अंतराल जुदाई तकनीक प्रदर्शन एक निश्चित सीमा तक एक submuscular चैनल के माध्यम से प्रत्यारोपण रखने के लिए सुविधाजनक है.

संयुक्त कोण माप से परिणाम हिस्टोलॉजिकल विश्लेषण के अनुरूप थे, यह प्रदर्शित करता है कि घुटने के संयुक्त अनुबंध को स्थिर हिंदलिम्ब में सफलतापूर्वक प्रेरित किया गया था। विस्तार रोम में औसत आर्थ्रोजेनिक घाटा 29.4 था - 3.3 डिग्री, 40.7 ] 4.3 ] 28 दिनों के अंत में स्थिर घुटने के जोड़ पर 4.3 डिग्री और स्थिरीकरण के 56 दिन, जो नियंत्रण में से काफी अधिक थे (पी एंड टी; 0.05)। हमने यह भी पाया कि ठेठ आसंजन के बीच पोस्टरो-सुपर संयुक्त कैप्सूल और immobilized पक्ष घुटने संयुक्त में femur के बीच विकसित किया था (चित्र 8e, एफ), जो इंगित करता है कि मिनी इनवेसिव तकनीक का उपयोग कर जाएगा संयुक्त अनुबंध की घटना के साथ हस्तक्षेप नहीं. एक साथ लिया, अनुसंधान इंगित करता है कि इस मिनी इनवेसिव मॉडल स्थिर परिणाम पैदा करता है और प्राप्त संयुक्त flexion अनुबंध inducing में प्रभावी है.

इस मिनी इनवेसिव मॉडल अभी भी कुछ सीमाएं हैं. सबसे पहले, टिबिया पक्ष पेंच अनिवार्य रूप से पास के tendons जलन पैदा करेगा, fibularis longusसहित. दूसरा, cortical हड्डी में ड्रिलिंग भंग का कारण हो सकता है. तीसरा, वहाँ अभी भी निर्धारण विफलता का एक मौका है. हमें विश्वास है कि 3 डी निर्मित individualized splints का उपयोग भविष्य में एक गैर इनवेसिव घुटने संयुक्त अनुबंध मॉडल के निर्माण के लिए एक संभव विकल्प है29.

अंत में, वर्तमान अध्ययन एक मिनी इनवेसिव घुटने संयुक्त अनुबंध मॉडल है कि मांसपेशियों के अंतर जुदाई मोडस और मिनी चीरा विधि का एक संयोजन पर आधारित है का वर्णन करता है. यह देखते हुए कि आंतरिक शल्य निर्धारण संयुक्त अनुबंध के एक अच्छी तरह से स्वीकार किए गए मॉडल का उत्पादन कर सकते हैं, इस मिनी इनवेसिव तकनीक स्थिरीकरण प्रेरित घुटने फ्लेक्सियन अनुबंध के अध्ययन में उपयोगी हो सकता है.

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Disclosures

लेखकों को खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है.

Acknowledgments

यह काम चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (सं. 81772368), गुआंग्डोंग प्रांत के प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (नहीं 2017A030313496), और गुआंग्डोंग प्रांतीय विज्ञान और प्रौद्योगिकी योजना परियोजना (नहीं 2016A020215225) से अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था; नहीं, 2017B090912007). लेखकों संशोधन के दौरान अपनी तकनीकी सहायता के लिए सूर्य यात-सेन विश्वविद्यालय के आठवें संबद्ध अस्पताल, विकलांग सर्जरी विभाग से डॉ फी झांग, एमडी धन्यवाद।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Anerdian Shanghai Likang Ltd. 310173 antibacterial
Buprenorphine  Shanghai Shyndec Pharmaceutical Ltd. / analgesia 
Carprofen MCE HY-B1227 analgesia 
Cross screwdriver STANLEY PH0*125mm tighten the screws
Electric drill WEGO 185 drill hole(with stainless steel drill 0.9mm;1.0mm)
Microsurgical instruments RWD / Orthopaedic surgical instruments for animals
Neomycin Sigma N6386 antibacterial
Sodium pentobarbital Sigma P3761  anaesthetize
Stainless Steel screws WEGO m1.4*8; m1.2*6 screw(part of internal fixation) 
Syringe  WEGO 3151474 use for plastic plate(part of internal fixation) 
μ-CT  ALOKA Latheta LCT-200 in vivo CT scan

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References

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विकासात्मक जीव विज्ञान अंक 147 संयुक्त अनुबंध घुटने संयुक्त गतिहीनता चूहा मॉडल मिनी इनवेसिव आंतरिक निर्धारण
चूहों में Immobilization-प्रेरित घुटने फ्लेक्सियन अनुबंध के अध्ययन के लिए एक मिनी इनवेसिव आंतरिक निर्धारण तकनीक
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