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खरगोश में पोस्ट-ट्रॉमेटिक ऑस्टियोआर्थराइटिस उत्पन्न करने के लिए एक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य उपास्थि प्रभाव मॉडल

Published: November 21, 2023 doi: 10.3791/64450
Automatic Translation
*1,2,3, *3,4,6, 1, 1,3, 1,3, 2,3, 1,2,3, 5, 2,3,6, 1,3
1Department of Anatomy, Cell Biology and Physiology, Indiana University School of Medicine, 2Department of Orthopaedic Surgery, Indiana University School of Medicine, 3Indiana Center for Musculoskeletal Health, Indiana University School of Medicine, 4School of Mechanical Engineering, Purdue University, 5Large Animal Resource Center, Indiana University School of Medicine, 6Department of Mechanical and Energy Engineering, Indiana University-Purdue University Indianapolis
* These authors contributed equally

Summary

खरगोशों में ओपन मेडियल फेमोरल कोंडिल प्रभाव मॉडल पोस्ट-ट्रॉमेटिक ऑस्टियोआर्थराइटिस (पीटीओए) और पीटीओए प्रगति को कम करने के लिए नई चिकित्सीय रणनीतियों का अध्ययन करने के लिए विश्वसनीय है। यह प्रोटोकॉल एक इम्पैक्टर सिर के साथ गाड़ी-आधारित ड्रॉप टॉवर का उपयोग करके खरगोशों में पश्चवर्ती मेडियल फेमोरल कोंडिल का एक पृथक उपास्थि दोष उत्पन्न करता है।

Abstract

पोस्ट-ट्रॉमेटिक ऑस्टियोआर्थराइटिस (पीटीओए) संयुक्त राज्य अमेरिका में सभी पुराने ऑस्टियोआर्थराइटिस के मामलों के 12% के लिए जिम्मेदार है। पीटीओए को एक दर्दनाक घटना से शुरू किया जा सकता है, जैसे कि आर्टिकुलर कार्टिलेज पर काम करने वाला उच्च प्रभाव भार, या संयुक्त अस्थिरता द्वारा, जैसा कि पूर्ववर्ती क्रूसिएट लिगामेंट टूटने के साथ होता है। वर्तमान में पीटीओए को रोकने के लिए कोई प्रभावी चिकित्सीय नहीं हैं। पीटीओए का एक विश्वसनीय पशु मॉडल विकसित करना उन तंत्रों को बेहतर ढंग से समझने के लिए आवश्यक है जिनके द्वारा उपास्थि क्षति आगे बढ़ती है और पीटीओए की प्रगति को कम करने या रोकने के लिए नई उपचार रणनीतियों की जांच करने के लिए। यह प्रोटोकॉल उपास्थि क्षति को प्रेरित करने के लिए एक खुले, ड्रॉप टॉवर-आधारित खरगोश फेमोरल कोंडिल प्रभाव मॉडल का वर्णन करता है। इस मॉडल ने 579.1 ± 71.1 एन का पीक लोड दिया, और 2.4 ± 0.5 एमएस के समय-से-पीक लोड के साथ 81.9 ± 10.1 एमपीए का पीक तनाव दिया। प्रभावित औसत दर्जे के ऊरु कोंडिल्स (एमएफसी) से आर्टिकुलर कार्टिलेज में एपोप्टोटिक कोशिकाओं (पी = 0.0058) की उच्च दर थी और गैर-प्रभावित ओस्टियोआर्थराइटिस रिसर्च सोसाइटी इंटरनेशनल (ओएआरएसआई) स्कोर 3.38 ±± 1.43 था, और प्रभावित घुटने की अन्य उपास्थि सतहों (पी < 0.0001) की तुलना में था। गैर-प्रभावित आर्टिकुलर सतहों (पी > 0.05) के बीच ओएआरएसआई स्कोर में कोई अंतर नहीं पाया गया।

Introduction

पोस्ट-ट्रॉमेटिक ऑस्टियोआर्थराइटिस (पीटीओए) दुनिया भर में विकलांगता का एक प्रमुख कारण है, और रोगसूचक ऑस्टियोआर्थराइटिस (ओए) 1 के 12% -16% के लिए जिम्मेदार है। अंतिम चरण के ओए प्रबंधन के लिए वर्तमान स्वर्ण मानक कुल घुटने और कूल्हे आर्थ्रोप्लास्टी2 या आर्थ्रोडेसिस है, जैसा कि अंत-चरण टिबियोटालर या सबटलर गठिया के मामले में है। हालांकि काफी हद तक सफल, आर्थ्रोप्लास्टी में महंगी और रुग्णजटिलताएं हो सकती हैं। इसके अलावा, आर्थ्रोप्लास्टी 50 वर्ष से कम उम्र के रोगियों में कम वांछनीय है, 77% -83% 4,5 के कम संशोधन-मुक्त प्रत्यारोपण उत्तरजीविता को देखते हुए। वर्तमान में, पीटीओए की प्रगति को रोकने या कम करने के लिए कोई एफडीए-अनुमोदित उपचार नहीं हैं।

पीटीओए पूरे जोड़ को प्रभावित करता है, जिसमें श्लेष ऊतक, सबकॉन्ड्रल हड्डी और आर्टिकुलर कार्टिलेज शामिल हैं। यह आर्टिकुलर कार्टिलेज अपघटन, श्लेष सूजन, सबकॉन्ड्रल हड्डी रीमॉडेलिंग और ऑस्टियोफाइट गठन 6,7 की विशेषता है। पीटीओए का फेनोटाइप उपास्थि, सिनोवियम और सबकॉन्ड्रल हड्डी के बीच परस्पर क्रिया की एक जटिल प्रक्रिया के माध्यम से विकसित होता है। वर्तमान समझ यह है कि उपास्थि की चोट से अतिरिक्त सेलुलर मैट्रिक्स (ईसीएम) घटकों जैसे टाइप 2 कोलेजन (सीओएल 2) और एग्ग्रेकन (एसीएएन) की मुक्ति होती है। ये ईसीएम घटक टुकड़े प्रो-भड़काऊ हैं और आईएल -6, आईएल -1 और प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों के उत्पादन में वृद्धि का कारण बनते हैं। ये मध्यस्थ चोंड्रोसाइट्स पर कार्य करते हैं, जिससे एमएमपी -13 जैसे मैट्रिक्स मेटालोप्रोटीनेस (एमएमपी) का अपरेग्यूलेशन होता है, जो मैट्रिक्स संश्लेषण को कम करते हुए आर्टिकुलर कार्टिलेज को नीचा दिखाता है, जिससे आर्टिकुलर कार्टिलेज8 के लिए एक समग्र अपचय वातावरण होता है। इसके अलावा, प्राथमिक ऑस्टियोआर्थराइटिस और पीटीओए 9,10 में चोंड्रोसाइट्स एपोप्टोसिस में वृद्धि के सबूत हैं। माइटोकॉन्ड्रियल डिसफंक्शन कार्टिलेज 11,12,13,14 के सुपरफिजियोलॉजिकल लोडिंग के बाद होता है, जिससे चोंड्रोसाइट्स एपोप्टोसिस 12,15 में वृद्धि हो सकती है। बढ़े हुए चोंड्रोसाइट्स एपोप्टोसिस को प्रोटिओग्लाइकन की कमी और उपास्थि अपचय में वृद्धि के साथ जोड़ा गया है और उपास्थि और सबकॉन्ड्रल हड्डी रीमॉडेलिंग 16,17,18 में परिवर्तन से पहले दिखाया गया है।

अधिकांश मानव रोगों के साथ, रोग के पैथोफिज़ियोलॉजी को समझने और नवीन चिकित्सीय परीक्षण करने के लिए पीटीओए के विश्वसनीय और ट्रांसलेशनल मॉडल की आवश्यकता होती है। बड़े जानवरों जैसे सूअर और कैनाइन का उपयोग इंट्रा-आर्टिकुलर फ्रैक्चर और पीटीओए17,19 के प्रभाव मॉडल में किया गया है, लेकिन वे महंगे हैं। छोटे पशु मॉडल, जैसे चूहे, चूहे और खरगोश कम महंगे होते हैं और संयुक्त अस्थिरता के माध्यम से उत्पन्न पीटीओए का अध्ययन करने के लिए उपयोग किए जाते हैं, जिसमें आम तौर पर पूर्ववर्ती क्रूसिएट लिगामेंट (एसीएल) का सर्जिकल ट्रांससेक्शन और / या मेडियल मेनिस्कस20,21,22,23,24,25 का विघटन शामिल होता है। यद्यपि संयुक्त आघात से विभिन्न परिणाम हो सकते हैं, जिसमें स्नायुबंधनकी चोट 26 शामिल है, उपास्थि का यांत्रिक अधिभार लगभग सभी मामलों में होता है।

उभरते सबूत हैं कि स्नायुबंधन अस्थिरता (जैसा कि एसीएल ट्रांससेक्शन में) और तीव्र चोंड्रल चोट के बाद पीटीओए के विकास के पीछे विकृति अलग-अलग तंत्र27 के कारण है। इसलिए, उपास्थि को सीधी चोट के मॉडल विकसित करना महत्वपूर्ण है। वर्तमान में सीमित संख्या में प्रभाव मॉडल हैं जो चूहों और चूहों में ओस्टियोकॉन्ड्रल या चोंड्रल चोट पैदा करते हैं28,29. हालांकि, म्यूरिन कार्टिलेज पृथक चोंड्रल दोष उत्पन्न करने के लिए अच्छी तरह से अनुकूल नहीं है। ऐसा इसलिए है क्योंकि म्यूरिन आर्टिकुलर कार्टिलेज केवल 3-5 सेल परतें मोटी होती हैं और इसमें संगठित सतही, रेडियल और संक्रमणकालीन उपास्थि क्षेत्रों का अभाव होता है, साथ ही मनुष्यों और बड़े जानवरों में पाई जाने वाली मोटी कैल्सीफाइड उपास्थि परत भी होती है। मुराइन मॉडल आंशिक उपास्थि दोषों30,31 के सहज समाधान को भी प्रदर्शित करते हैं। इसलिए, हमने इस प्रभाव मॉडल के लिए खरगोश को चुना क्योंकि इसकी उपास्थि मोटाई और संगठन मनुष्यों के समान हैं, और यह सबसे छोटा पशु मॉडल है जो पीटीओए में होने वाले लगातार चोंड्रल प्रभाव के वितरण की अनुमति देगा। खरगोश में फेमोरल कोंडिल प्रभाव के पहले खुले सर्जिकल मॉडल ने एक पेंडुलम32, एक हाथ से पकड़े जाने वाले स्प्रिंग-लोडेड कार्टिलेज इम्पैक्टियन डिवाइस33 और एक ड्रॉप टॉवर को नियोजित किया है जिसने खरगोश-विशिष्ट इम्पैक्टर निर्माण34 की अनुमति दी है। हालांकि, इन अध्ययनों में विवो डेटा की कमी थी। दूसरों ने पेंडुलम-आधारित35, वायवीय 36, और स्प्रिंग-लोडेड37 प्रभाव उपकरणों10 के साथ विवो डेटा में रिपोर्ट की है, और ये अध्ययन विधियों के बीच चरम तनाव और लोडिंग दरों में परिवर्तनशीलता की उच्च दर दिखाते हैं। फिर भी, विवो में तीव्र उपास्थि आघात को मज़बूती से मॉडल करने के लिए क्षेत्र में एक सुसंगत दृष्टिकोण का अभाव है।

वर्तमान प्रोटोकॉल एक ड्रॉप-टॉवर-आधारित प्रणाली को नियोजित करता है ताकि खरगोश के घुटने के पीछे के उपचारात्मक कोंडिल पर लगातार प्रभाव डाला जा सके। घुटने के पीछे के दृष्टिकोण को पश्चवर्ती मध्यवर्ती ऊरु कोंडिल को उजागर करने के लिए नियोजित किया जाता है। एक स्टीनमैन पिन को तब संयुक्त सतह के अनुरूप औसत से पार्श्व तक ऊरु कोंडिल के पार रखा जाता है और मंच पर सुरक्षित किया जाता है। एक बार सुरक्षित होने के बाद, एक भार को पीछे के औसत दर्जे के ऊरु कोंडिल में पहुंचाया जाता है। यह विधि खरगोश डिस्टल फीमर की वजन-असर वाली सतह पर लगातार उपास्थि क्षति पहुंचाने की अनुमति देती है।

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Protocol

निम्नलिखित प्रक्रिया इंडियाना यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति (आईएसीयूसी) से अनुमोदन के साथ की गई थी। एनआईएच दिशानिर्देशों द्वारा उल्लिखित सभी जीवित रहने की सर्जरी बाँझ परिस्थितियों में की गई थी। सफल परिणामों को अनुकूलित करने के लिए उचित एनाल्जेसिक और एंटीबायोटिक दवाओं के साथ दर्द और संक्रमण के जोखिमों का प्रबंधन किया गया था। कंकाल रूप से परिपक्व नर न्यूजीलैंड सफेद खरगोश, जिनका वजन 3.0-4.0 किलोग्राम था, का उपयोग वर्तमान अध्ययन के लिए किया गया था।

1. ड्रॉप टॉवर निर्माण

  1. स्टाइनमैन पिन को सुरक्षित करने के लिए ड्रॉप टॉवर, बेस प्लेटफॉर्म और तंत्र के घटकों के लिए सीएडी चित्र उत्पन्न करें (पूरक आंकड़े 1-14)।
  2. व्यावसायिक रूप से उपलब्ध घटकों की खरीद ( सामग्री की तालिका देखें)।
  3. डिवाइस के मशीन भागों की खरीद करें या निर्माण के लिए एक मशीनिस्ट को सीएडी चित्र दें।
    नोट: 3 मिमी व्यास इम्पैक्टर टिप (पूरक चित्रा 1, भाग 20 और पूरक आंकड़े 13,14) को बनाने के लिए टूलमेकिंग क्षमता के साथ एक उच्च परिशुद्धता मशीनिस्ट की आवश्यकता होती है। इम्पैक्टर सिर के प्रभावित चेहरे में क्रमशः 7.14 मिमी और 5.56 मिमी की वक्रता थी, जो औसत दर्जे के खरगोश कोंडिल35 (पूरक आंकड़े 13,14) की वक्रता के अनुरूप थी।
  4. ऐसे भागों को इकट्ठा करें जैसे कि ड्रॉप टॉवर में निश्चित-संरेखण रैखिक बॉल बियरिंग के माध्यम से दो ऊर्ध्वाधर छड़ों पर यात्रा करने वाली एक गाड़ी होती है, और बेस प्लेटफॉर्म खरगोश का समर्थन करता है और स्टीनमैन पिन (चित्रा 1 और चित्रा 2) को सुरक्षित करता है।
    नोट: इस डिजाइन के कैरिज क्रॉसबीम में स्वीकार्य कंपन स्तर के साथ पिछले ड्रॉप टॉवर38 के बराबर झुकने वाली कठोरता है।

2. पशु तैयारी

  1. खरगोश का वजन करें और 2.5 मिलीग्राम / किलोग्राम अल्फैक्सलोन और 0.15 मिलीग्राम / किलोग्राम मिडाज़ोलम आईएम का उपयोग करके इसे एनेस्थेटाइज करें ( सामग्री की तालिका देखें)। इंडक्शन के बाद दोनों आंखों पर आई मरहम लगाएं। ~ 2% -3% आइसोफ्लुरेन का उपयोग करके संज्ञाहरण बनाए रखें। एनाल्जेसिया और पेरीओपरेटिव एनरोफ्लोक्सासिन (10 मिलीग्राम / किग्रा) एसक्यू के लिए ब्यूप्रेनोर्फिन एसआर (0.1 मिलीग्राम / किग्रा) एसक्यू दें। ब्यूप्रेनोर्फिन के स्थान पर, एनएसएआईडी जैसे कारप्रोफेन, 4 मिलीग्राम / किग्रा या मेलॉक्सिकैम, 0.2 - 0.3 मिलीग्राम / किग्रा या केटोप्रोफेन, 3 मिलीग्राम / किग्रा एसक्यू इंजेक्शन के रूप में दिया जा सकता है।
  2. खरगोश के पिछले अंग को टखने से पीछे की ओर शेव करें। चीरा के संदूषण को रोकने के लिए खरगोश के बालों को हटाने में अतिरिक्त सावधानी बरतने का आग्रह किया जाता है। समर्पित, तेज खरगोश हेयर क्लिपर के एक सेट का उपयोग करना महत्वपूर्ण है।
  3. स्टेनलेस स्टील फ्रंट लेग ब्लॉक (पूरक चित्रा 1, भाग संख्या 2, और पूरक चित्रा 4) को प्रभाव मंच के अंत के नीचे रखें और प्लेटफॉर्म को हीटिंग पैड के साथ कवर करें। खरगोश स्टर्नल (यानी, प्रवण) को हीटिंग पैड पर रखें। विपरीत कूल्हे के नीचे एक गद्देदार बंप रखें।
    1. सुनिश्चित करें कि ऑपरेटिव सिरा में घुटने केंद्रित हैं और पॉलीथीन ब्लॉक (चित्रा 2 ए 1) पर आराम कर रहे हैं। पूंछ को धीरे-धीरे बेहतर और ऑपरेटिव छोर तक मोड़ने के लिए रेशम टेप का उपयोग करें।
  4. क्लोरोहेक्सिडाइन और 70% अल्कोहल से लथपथ बाँझ धुंध के साथ सर्जिकल साइट को पोंछ दें। सर्जिकल साइट को स्क्रब करें, पीछे के घुटने से शुरू करते हुए, बाहर की ओर एक गोलाकार स्वीप के साथ। ताजा स्क्रब के साथ कम से कम 3 बार दोहराएं, 70% अल्कोहल के साथ समाप्त हों।
  5. ऑपरेटिव पैर के ऊपर टखने तक एक बाँझ दस्ताने रखें और इसे बाँझ एकजुट लपेट के साथ लपेटें।
  6. सर्जिकल साइट को तीन ड्रेप के साथ बाँझ रूप से लपेटें: एक सीधे ऑपरेटिव सिरा के नीचे और अन्य दो शरीर के बाकी हिस्सों को कवर करने के लिए। तौलिया क्लैंप के साथ ड्रेप को सुरक्षित करें।

3. सर्जिकल एक्सपोजर

नोट: सर्जरी और प्रभाव से पहले, वजन और बूंद की ऊंचाई जो सबकॉन्ड्रल हड्डी के फ्रैक्चर के बिना दिखाई देने वाली उपास्थि क्षति प्रदान करती है, खरगोश के विशिष्ट तनाव, आयु और लिंग के लिए अनुभवजन्य रूप से निर्धारित की जानी चाहिए।

  1. घुटने के जोड़ की स्थिति का अनुमान लगाने के लिए पेटेला की स्थिति को पूर्वकाल में घुमाएं, जो पेटेला से बाहर स्थित है। 15-ब्लेड का उपयोग करके, पेटेला के बेहतर ध्रुव के स्तर से विस्तारित घुटने के पीछे के पहलू के साथ 3-4 सेमी का चीरा लगाएं।
  2. अंतर्निहित सतही प्रावरणी के माध्यम से कुंद और तेज विच्छेदन करें। त्वचा और औसत दर्जे के गैस्ट्रोकेनेमस के बीच के अंतराल को पार्श्व रूप से विकसित करें। इस अंतराल में एक स्व-बनाए रखने वाला वीटलेनर रिकॉलर रखें ( सामग्री की तालिका देखें)।
    1. एक द्वितीयक प्रावरणी परत केवल सफेनोस धमनी और नस के ऊपर दिखाई देगी। सेफेनोस के पार्श्व में विच्छेदन करें और वास्कुलचर को मध्यम रूप से और पीछे के गैस्ट्रोसोलस कॉम्प्लेक्स को पार्श्व रूप से वापस ले लें।
      नोट: ध्यान रखें कि इस वाहिका को न काटें। यदि यह धमनी क्षतिग्रस्त हो जाती है, तो उचित बंधाव सुनिश्चित करें, क्योंकि पोस्ट-ऑपरेटिव रक्तस्रावी झटका हो सकता है।
  3. तब तक बाहर से विच्छेदन करें जब तक कि एक छोटे से मोबाइल फेबेला को पश्चवर्ती औसत दर्जे के ऊरु कोंडिल पर पहचाना न जाए। फैबेला सुपरोलेटरल को जुटाने के लिए एक आर्थ्रोटॉमी करें, जो अंतर्निहित मेडियल फेमोरल कोंडिल को उजागर करता है। मध्यम ऊरु कोंडिल के पीछे के पहलू को उजागर करने के लिए कुंद और तेज विच्छेदन द्वारा नरम ऊतक को धीरे से हटा दें। इस स्तर पर नरम ऊतकों को वापस लेने के लिए फ्रीर और क्रिकेट सेल्फ-रिटेनर ( सामग्री की तालिका देखें) का उपयोग करें।
  4. कोंडिल को उजागर रखते हुए, डिस्टल फीमर के पार 0.062 इंच स्टीनमैन पिन (सामग्री की तालिका देखें) को आगे बढ़ाएं, जो औसत दर्जे के ऊरु कोंडिल के बेहतर पहलू से शुरू होता है और मिडियल फेमोरल कोंडिल की पूर्ववर्ती-पीछे की दिशा में केंद्रित होता है, जो कि कोंडिल के पीछे के पहलू से लगभग 5 मिमी दूर होता है।
    1. बैटरी संचालित स्टीनमैन पिन ड्राइवर का उपयोग करके संयुक्त सतह के समानांतर हड्डी और पार्श्व त्वचा के माध्यम से तार को पार्श्व रूप से ड्राइव करें। पार्श्व एपिकॉन्डिल का झुकाव स्टीनमैन पिन के उपयुक्त प्रक्षेपवक्र को सुनिश्चित करेगा।
  5. रिट्रैक्टर्स को हटा दें और 3-0 पॉलीसोर्ब सीवन ( सामग्री की तालिका देखें) के साथ त्वचा को बंद कर दें। चीरे को बाँझ धुंध से ढक दें।

4. ऊरु कोंडिल का प्रभाव

  1. ऑपरेटिव अंग के नीचे ड्रेप को हटा दें और स्टीनमैन पिन को एक अनुकूलन योग्य और समायोज्य ऊंचाई प्रभाव मंच पर सुरक्षित करें। सबसे पहले, पिन के नीचे स्टीनमैन पिन सुरक्षित उपकरण के ऊंचाई-समायोज्य, निचले पहलू को रखें (चित्रा 2 ए 2)। सुनिश्चित करें कि तार आवश्यकतानुसार पेंच ऊंचाइयों को समायोजित करके इस प्लेटफ़ॉर्म पर जमीन के समानांतर है।
    1. यह सुनिश्चित करने के बाद कि स्टीनमैन पिन जमीन के समानांतर है, सुरक्षित प्लेटफ़ॉर्म (चित्रा 2 ए 3) के शीर्ष पेंच-आधारित पहलू को ऊंचाई-समायोज्य टुकड़े के निचले पेंच-आधारित पहलू पर रखें। सुनिश्चित करें कि स्टीनमैन पिन को पिन-होल्डिंग प्लेटफॉर्म (चित्रा 2 ए 2) के कम ऊंचाई समायोज्य भाग में शीर्ष बार को पेंच करके कसकर सुरक्षित किया गया है।
  2. एक बार जब स्टीनमैन पिन प्लेटफॉर्म पर सुरक्षित हो जाता है, तो सीवन को हटा दें, और चीरा को फिर से खोलें। सेल्फ-रिटेनिंग वीटलेनर और क्रिकेट रिट्रैक्टर्स के साथ मेडियल फेमोरल कोंडिल को उजागर करें। इम्पैक्टर टिप (चित्रा 2 बी) के मार्ग से अतिरिक्त नरम ऊतक को वापस लेने के लिए एक अतिरिक्त फ्रीर की आवश्यकता हो सकती है।
  3. ड्रॉप टॉवर को एक अनुमोदित कीटाणुनाशक के साथ पोंछ दें। बाँझ 3 मिमी इम्पैक्टर हेड (चित्रा 2 ए 4) को ड्रॉप टॉवर गाड़ी से जोड़ें। ड्रॉप टॉवर को ऑपरेटिव छोर पर लाएं और इसके आधार (चित्रा 2 ए 6) को प्रभावित करने वाले प्लेटफॉर्म (चित्रा 3 ए) के नीचे रखें।
  4. धीरे-धीरे इम्पैक्टर (पूरक चित्र 2, भाग 20, और पूरक चित्र 13) को पीछे के मध्यवर्ती ऊरु कोंडिल के केंद्र पर कम करें। सुनिश्चित करें कि कोई नरम ऊतक इम्पैक्टर के मार्ग में नहीं है।
    1. खरगोश या टॉवर को आवश्यकतानुसार स्थानांतरित करें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि इम्पैक्टर सिर पीछे के औसत दर्जे के ऊरु कोंडिल पर केंद्रित है (चित्रा 3 बी)। किसी भी समय खरगोश को स्थानांतरित या फिर से तैनात किया जाता है, उस सर्जिकल साइट को बाँझपन के किसी भी संभावित ब्रेक के लिए मूल्यांकन किया जाना चाहिए और यदि आवश्यक हो तो क्षेत्र को फिर से निष्फल किया जाना चाहिए।
  5. एक बार उचित प्रक्षेपवक्र सुनिश्चित हो जाने के बाद, टॉगल क्लैंप के साथ टॉवर को प्लेटफॉर्म पर दबाएं (चित्रा 2 ए 5,  सामग्री की तालिका देखें)।
  6. इनहेलेंट एनेस्थीसिया में वृद्धि किए बिना गहरे संज्ञाहरण के लिए प्रभाव से 5-10 मिनट पहले अंतःशिरा अल्फैक्सलोन (0.5-0.7 मिलीग्राम / किग्रा) की एक खुराक दें।
    नोट: पैल्पेब्रल रिफ्लेक्स, पेडल वापसी, और पिन्ना रिफ्लेक्स की कमी गहरे एनेस्थेटाइजेशन का सबूत देती है। यह गहरा संज्ञाहरण उपकरण में प्लेसमेंट के दौरान और प्रभाव के दौरान संभावित अंग प्रतिक्रियाओं को रोकने में मदद करता है।
    सावधानी: यदि बहुत जल्दी दिया जाता है, तो अल्फैक्सलोन खरगोशों में क्षणिक एपनिया और हाइपोक्सिया का कारण बन सकता है और इसे धीरे-धीरे 1-2 मिनट में दिया जाना चाहिए। यदि हाइपोक्सिया होता है, तो आगे बढ़ने से पहले पर्याप्त ऑक्सीकरण और महत्वपूर्ण तत्वों की बहाली सुनिश्चित करें।
  7. ड्रॉप टॉवर पर इम्पैक्टर को मेडियल फेमोरल कोंडिल के ऊपर वांछित ऊंचाई पर सेट करें। 1.41 किलोग्राम के द्रव्यमान के साथ बियरिंग सहित वर्तमान कैरिज असेंबली के लिए, यह 7 सेमी की ऊंचाई है।
    नोट: ड्रॉप टॉवर की ऊंचाई कैडेवर ऊतक पर पायलट अध्ययन से निर्धारित की गई थी। इस ऊंचाई ने दिखाई देने वाली उपास्थि क्षति उत्पन्न की, लेकिन इस अध्ययन में खरगोशों के लिए सबकॉन्ड्रल हड्डी फ्रैक्चर नहीं।
  8. गाड़ी को छोड़ने और इसे गुरुत्वाकर्षण बल के तहत गिरने की अनुमति देने के लिए स्पिंडल स्टॉप (पूरक चित्रा 2, आइटम नंबर 14) को मुक्त करने से ठीक पहले लैबव्यू डेटा अधिग्रहण सॉफ्टवेयर (पूरक कोडिंग फ़ाइल 1) पर स्टार्ट बटन पर क्लिक करें।
    नोट: डेटा अधिग्रहण सॉफ्टवेयर डेटा अधिग्रहण मॉड्यूल से जुड़े लैपटॉप का उपयोग करके 100 kHz पर प्रभाव के दौरान इम्पैक्टर और कैरिज और एक्सेलेरोमीटर (चित्रा 1, 7) के बीच स्थित लोड सेल (चित्रा 1, 6) से डेटा एकत्र करेगा।
  9. डेटा अधिग्रहण सॉफ़्टवेयर द्वारा उत्पन्न txt फ़ाइल को Matlab डेटा विश्लेषण कोड (पूरक कोडिंग फ़ाइल 2) के साथ उसी फ़ोल्डर में रखें और कच्चे डेटा को फ़िल्टर करने और प्रभाव मापदंडों की गणना करने के लिए डेटा विश्लेषण कोड चलाएं।
  10. सुनिश्चित करें कि अधिकतम लोड की पहचान की गई है। संबंधित समय बिंदु को अधिकतम विरूपण और शून्य वेग का समय माना जाता है।
    नोट: डेटा विश्लेषण कोड फ़ोल्डर में सभी txt फ़ाइलों का विश्लेषण करेगा और प्रत्येक फ़ाइल के लिए परिणामों की रिपोर्ट करेगा। कोड लोड-टाइम डेटा में परिवर्तन के आधार पर प्रभाव की शुरुआत और अंत निर्धारित करेगा। एक्सेलेरोमीटर से डेटा को वेग की गणना करने के लिए संख्यात्मक रूप से एकीकृत किया जाएगा और विस्थापन की गणना करने के लिए फिर से एकीकृत किया जाएगा। डेटा विश्लेषण कोड संख्यात्मक रूप से निम्नलिखित सूत्रों से आवेग, कार्य और गतिज ऊर्जा की गणना करेगा:
    Equation 1
    Equation 2
    Equation 3
    जहां F लोड सेंसर द्वारा मापा जाने वाला बल है, x 0 और t 0 प्रभाव की शुरुआत में विस्थापन और समय हैं, और x, और tf प्रभाव के अंत में विस्थापन और समय हैं। लोडिंग दर की गणना संख्यात्मक रूप से प्रभाव के लोडिंग चरण में d/dt के औसत के रूप में की जाएगी। पीक तनाव की गणना इम्पैक्टर हेड के संपर्क क्षेत्र से पीक लोड को विभाजित करके की जाएगी।
  11. यह निर्धारित करने के लिए उपास्थि की सतह का विज़ुअलाइज़ेशन करें कि क्या उचित उपास्थि क्षति हुई है (चित्रा 4 ए)।

5. सर्जिकल साइट बंद

  1. ऑपरेटिव छोर के ऊपर से ड्रॉप टॉवर को हटा दें। सभी उपयोग किए गए सर्जिकल उपकरणों को एक तरफ रखें और नए बाँझ दस्ताने में बदलें।
    नोट: यह देखते हुए कि ड्रॉप टॉवर बाँझ नहीं है, प्रभाव तक उपयोग किए जाने वाले सभी उपकरणों को अब दूषित माना जाना चाहिए।
  2. निचले छोर पर एक बाँझ ड्रेप को फिर से लागू करें और अप्रयुक्त बाँझ स्व-रिट्रैक्टर प्राप्त करें।
  3. औसत दर्जे के ऊरु कोंडिल को फिर से उजागर करें और 50-60 मिलीलीटर बाँझ खारा के साथ शल्य चिकित्सा स्थल को अच्छी तरह से सिंचित करें।
  4. पीछे के कैप्सूल को 5-0 पॉलीसोर्ब सीवन के साथ बंद करें, इसके बाद 4-0 मोनोसोर्ब सीवन के साथ त्वचा बंद करें ( सामग्री की तालिका देखें)।
  5. इंट्राडर्मल रूप से चीरा के चारों ओर स्थानीय एनाल्जेसिया के लिए 2 मिलीलीटर लिडोकेन / बुपिवैकेन इंजेक्ट करें।
  6. नरम ऊतक की चोट को कम करने के लिए ऑसिलेटिंग करके एक पावर ड्राइवर सेट ( सामग्री की तालिका देखें) के साथ स्टीनमैन पिन को हटा दें।
  7. घाव को एक गैर-चिपकने वाली ड्रेसिंग के साथ कपड़े पहनाएं, इसके बाद चिपकने वाला टेप लें। यह सुनिश्चित करने के लिए ऑपरेटिव छोर का एक्स-रे करें कि कोई फ्रैक्चर नहीं हुआ और उचित पिन प्लेसमेंट (चित्रा 4 बी)।

6. पोस्ट-ऑपरेटिव प्रबंधन

  1. खरगोश को उसके पिंजरे में वापस करें और गर्म कंबल पर इसकी निगरानी करें जब तक कि यह संज्ञाहरण (~ 25 मिनट) से ठीक न हो जाए।
  2. सर्जरी के बाद कई दिनों तक खरगोशों की बारीकी से निगरानी जारी रखें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि वे ठीक से ठीक हो जाएं और गतिशीलता हासिल कर सकें। संक्रमण प्रोफिलैक्सिस के लिए ऑपरेशन के बाद 2 दिनों के लिए एनरोफ्लोक्सासिन (10 मिलीग्राम / किग्रा) का उपयोग करें। सर्जरी के बाद और आवश्यकतानुसार हर 2-3 दिनों में ब्यूप्रेनोर्फिन एसआर एनाल्जेसिया (0.1 मिलीग्राम / किग्रा) को चमड़े के नीचे प्रशासित करें। बुप्रेनोर्फिन के स्थान पर, एनएसएआईडी जैसे कार्प्रोफेन, 4 मिलीग्राम / किग्रा वर्ग दैनिक, मेलॉक्सिकैम, 0.2 - 0.3 मिलीग्राम / किग्रा एसक्यू प्रतिदिन 3 दिनों तक या केटोप्रोफेन, 3 मिलीग्राम / किग्रा एसक्यू दैनिक सर्जरी के 3-5 दिन बाद और आवश्यकतानुसार प्रशासित किया जा सकता है।
    नोट: हम खरगोश के चाटने या चबाने के कारण पोस्टऑपरेटिव घाव की विकृति को रोकने में सफल रहे हैं, जिसमें पिछले अंगों पर मानव नवजात पैंट का प्लेसमेंट किया गयाहै। यदि खरगोश पैंट के माध्यम से चबाता है, तो चीरा चबाने से रोकने के लिए एक एलिजाबेथ कॉलर ( सामग्री की तालिका देखें) रखा जा सकता है।

7. हिस्टोलॉजिकल मूल्यांकन

  1. चोट लगने के 16 सप्ताह बाद, इच्छामृत्यु वाले खरगोशों से घुटनों की कटाई करें, उन्हें 48 घंटे के लिए 10% तटस्थ बफरफॉर्मिन में ठीक करें, इसके बाद पैराफिन एम्बेडिंग करें और 5 μm मोटी स्लाइस में विभाजित करें।
  2. डी-पैराफिनाइजेशन और पुनर्जलीकरण के बाद, मानक प्रोटोकॉल40,41 के अनुसार सैफ्रानिन ओ फास्ट ग्रीन के साथ अनुभागों को दाग दें।
  3. निर्माता के निर्देशों का पालन करते हुए ट्यूनल क्रोमोजेनिक एपोप्टोसिस डिटेक्शन किट का उपयोग करके अनुभागों पर टर्मिनल डीऑक्सीन्यूक्लिओटिडिल ट्रांसफेरेज ड्यूटीपी निक एंड लेबलिंग (ट्यूनल) परख करें, हेमटोक्सिलिन42 के साथ काउंटरसना हुआ ( सामग्री की तालिका देखें)।

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Representative Results

इस प्रक्रिया की सफलता की निगरानी सर्जन (चित्रा 4 ए) द्वारा कोंडिल के विज़ुअलाइज़ेशन द्वारा प्रभाव के तुरंत बाद और रेडियोग्राफी द्वारा यह सुनिश्चित करने के लिए की गई थी कि कोई फ्रैक्चर नहीं हुआ (चित्रा 4 बी)। प्रभाव विफलता का खतरा होता है जिससे कोंडिल का इंट्रा-ऑपरेटिव फ्रैक्चर होता है। यह आमतौर पर अनुचित स्टीनमैन पिन प्लेसमेंट (चित्रा 5) के कारण था। इस मॉडल का उपयोग करते हुए, 9.0% (67 सर्जरी में से 6) के इंट्रा-ऑपरेटिव फ्रैक्चर के लिए द्वितीयक फ्रैक्चर विफलता दर थी। औसत पीक प्रभाव तनाव 81.9 ± 10.1 एमपीए (सीवी = 12.3%) था, और औसत लोडिंग दर 36.6 ± 11.0 एमपीए / एमएस (सीवी = 30.1%) थी। अन्य पैरामीटर भी सुसंगत थे, जिसमें सीवी 5% -23.5% तक थे (तालिका 1)।

एन = 8 खरगोशों से घुटने के जोड़ों के सैफरानिन ओ-फास्ट हरे दाग वाले हिस्टोलॉजिकल वर्गों का मूल्यांकन ऑस्टियोआर्थराइटिस रिसर्च सोसाइटी इंटरनेशनल (ओएआरएसआई) स्कोरिंग सिस्टम43 का उपयोग करके उपास्थि क्षरण और पुराने ऑस्टियोआर्थराइटिस पैथोलॉजी के लिए किया गया था। उपास्थि क्षति को विपरीत अघायल ऊरु कोंडिल (चित्रा 6 ए) में नहीं देखा गया था और मुख्य रूप से प्रभाव की साइट (चित्रा 6 बी) के लिए स्थानीयकृत किया गया था। प्रभावित 16-सप्ताह के औसत दर्जे के फेमोरल कोंडिल्स (एमएफसी) में 0.56 ± 0.42 (पी < 0.0001) के ओएआरएसआई स्कोर के साथ विपरीत नियंत्रण एमएफसी की तुलना में 3.38 ± 1.43 का उच्च ओएआरएसआई स्कोर था (चित्रा 6 सी)। इसके अलावा, प्रभावित घुटने के एमएफसी ने एक ही घुटने के औसत दर्जे के टिबियल पठार (एमटीपी; 0.71 ± 0.59), पार्श्व टिबियल पठार (एलटीपी; 0.88 ± 0.64), और पार्श्व ऊरु कोंडिल (एलएफसी; 0.81 ± 1.00) की तुलना में उच्च ओएआरएसआई स्कोर प्रदर्शित किया (पी < 0.0001) (चित्रा 6 डी)। इसके विपरीत, गैर-प्रभावित घुटने (पी > 0.05) के एमएफसी (0.56 ± 0.42), एलटीपी (0.50 ± 0.46), एमटीपी (0.28 ± 0.45) और एलएफसी (0.25 ± 0.46) डिब्बों के बीच ओएआरएसआई स्कोर में कोई अंतर नहीं देखा गया (चित्रा 6 ई)। प्रभावित और गैर-प्रभावित एलएफसी, एमटीपी, और एलटीपी संयुक्त सतहों (पी >0.05) (चित्रा 6 एफ) के बीच कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं थे।

16 सप्ताह में काटे गए प्रभावित एमएफसी से आर्टिकुलर कार्टिलेज में ट्यूनल सकारात्मकता (69.1 ± 14.4%) का उच्च स्तर था, जो गैर-प्रभावित एमएफसी (53.4% ± 12.4%) (पी = 0.0058) (चित्रा 7) की तुलना में चोंड्रोसाइट्स एपोप्टोसिस वृद्धि का संकेत देता है।

Figure 1
चित्र 1: ड्रॉप-टॉवर उपकरण। (1) ऊर्ध्वाधर छड़ें। (2) एक एल्यूमीनियम प्लेटफॉर्म जिसमें छड़ें प्रेस-फिट होती हैं। (3) छड़ ों को और अधिक नियंत्रित करने के लिए एक प्लेट। (4) निश्चित संरेखण रैखिक बॉल बेयरिंग। (5) गाड़ी पर लगाया गया इम्पैक्टर हेड। (6) लोड सेल। (7) एक्सेलेरोमीटर। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्रा 2: सर्जिकल प्रक्रियाओं के दौरान उपयोग किए जाने वाले घटक और प्रभाव तंत्र पर खरगोश की नियुक्ति। (ए) उपास्थि की चोट और घटकों की पहचान के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरण: (1) पॉलीथीन प्रभाव मंच, (2) स्टीनमैन पिन होल्डिंग उपकरण का ऊंचाई-समायोज्य हिस्सा, (3) ऊंचाई-समायोज्य स्टीनमैन पिन होल्डिंग उपकरण का ऊपरी पहलू, (4) 3 मिमी व्यास बाँझ प्रभावक सिर, (5) ड्रॉप टॉवर उपकरण को प्रभाव मंच को पकड़ने के लिए टॉगल क्लैंप, और (6) प्रभाव मंच का आधार। (बी) पश्चवर्ती मध्यवर्ती ऊरु कोंडिल के प्रभाव से पहले मंच पर स्टीनमैन पिन (लाल तीर के साथ इंगित) के साथ खरगोश के पिछले अंग की स्थिति। प्रदर्शन उद्देश्यों के लिए आंकड़ों से ड्रेप्स को हटा दिया गया था। चित्रों को उत्पन्न करने के लिए एक शव का उपयोग किया गया था। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्रा 3: औसत दर्जे के ऊरु कोंडिल पर उचित प्रभावक प्लेसमेंट । (ए) खरगोश हिंदलिम्ब पर प्रभाव उपकरण जो मंच पर सुरक्षित है। (बी) प्रभाव से पहले औसत दर्जे के ऊरु कोंडिल पर इम्पैक्टर टिप का उचित स्थान। प्रदर्शन उद्देश्यों के लिए आंकड़ों से ड्रेप्स को हटा दिया गया था। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 4
चित्र 4: सफल उपास्थि दोष । (ए) इस मॉडल के साथ उत्पन्न उपास्थि की चोट की अपेक्षित सकल उपस्थिति। इनसेट प्रभावित उपास्थि की सतह का एक बढ़ा हुआ क्षेत्र है, जिसमें दोष एक धराशायी सर्कल के साथ रेखांकित होता है। (बी) डिस्टल फीमर में उपयुक्त स्टीनमैन पिन स्थिति, पीछे की उपास्थि सतह से कम से कम 5 मिमी की दूरी के साथ और संयुक्त सतह के कोण के करीब अनुमानित (ऊरु कोंडिल्स में रेडियोल्यूसेंट सर्कल)। स्केल बार = 5 मिमी। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 5
चित्र 5: असफल उपास्थि दोष। रेडियोग्राफ में औसत दर्जे के ऊरु कोंडिल में एक गलत पिन दिखाई देता है, जिसके परिणामस्वरूप प्रभाव पर ओस्टियोकॉन्ड्रल फ्रैक्चर होता है। लाल तीर स्टीनमैन पिन के गलत स्थान की ओर इशारा करता है। काला तीर टूटे हुए मेडियल फेमोरल कोंडिल को इंगित करता है। स्केल बार = 5 मिमी। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 6
चित्रा 6: प्रभावित औसत दर्जे के ऊरु कोंडिल में ऑस्टियोआर्थराइटिस की गंभीरता में वृद्धि। प्रतिनिधि (ए) और (बी) ने सैफ्रानिन-ओ (प्रोटीओग्लाइकन सामग्री का लाल दाग) और फास्ट ग्रीन (कम प्रोटीओग्लाइकन सामग्री के साथ संयोजी ऊतक का नीला-हरा दाग) से सना हुआ औसत दर्जे के ऊरु कोंडिल (एमएफसी) वर्गों को प्रभावित किया। आवर्धन: 400x; स्केल बार = 62.3 μm. (C) प्रभावित और नियंत्रण MFC का OARSI स्कोरिंग। (डी) प्रभावित घुटने के जोड़ से सभी संयुक्त डिब्बों के ओएआरएसआई स्कोर। (ई) गैर-प्रभावित घुटने के जोड़ से संयुक्त डिब्बों के ओएआरएसआई स्कोर। (च) प्रभावित और गैर-प्रभावित घुटनों से संयुक्त डिब्बों के ओएआरएसआई स्कोर। मेडियल फेमोरल कोंडिल (एमएफसी), मेडियल टिबियल पठार (एमटीपी), लेटरल टिबियल पठार (एलटीपी), और लेटरल फेमोरल कोंडिल (एलएफसी)। समूह तुलना छात्र के टी-टेस्ट या एनोवा का उपयोग करके की गई थी, इसके बाद टुकी के एचएसडी पोस्ट-हॉक टेस्ट का उपयोग किया गया था। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 7
चित्रा 7: प्रभावित एमएफसी में एपोप्टोटिक चोंड्रोसाइट्स में वृद्धि। (ए) के ट्यूनल-दाग वाले खंडों को दर्शाते हुए प्रतिनिधि चित्र 400 गुना आवर्धन पर 16 सप्ताह के बाद अघायल एमएफसी और (बी) घायल एमएफसी को दर्शाते हैं। स्केल बार = 62.3 μm. TUNEL सकारात्मकता भूरे रंग के नाभिक द्वारा इंगित की जाती है। (ग) प्रभावित और नियंत्रित एमएफसी में ट्यूनल-पॉजिटिव कोशिकाओं का परिमाणीकरण। समूहों की तुलना युग्मित छात्र के टी-टेस्ट द्वारा की गई थी। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

तालिका 1: अध्ययन के प्रभाव पैरामीटर। इसमें पीक स्ट्रेस (मेगापास्कल; एमपीए), पीक लोड (न्यूटन; एन), लोडिंग दर (मेगापास्कल प्रति मिलीसेकंड; एमपीए / एमएस), प्रभाव अवधि (मिलीसेकंड; एमएस), काम (जूल; जे), इम्पल्स (न्यूटन सेकंड; एन.एस.), गतिज ऊर्जा (जूल; जे), त्वरण (मीटर प्रति सेकंड वर्ग; एम /एस 2), और पीक लोड का समय (मिलीसेकंड; एमएस)। कृपया इस तालिका को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें।

तालिका 2: प्रभाव सर्जरी का समय। कृपया इस तालिका को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें।

तालिका 3: वर्तमान में वर्णित मॉडल के फायदे और नुकसान। कृपया इस तालिका को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें।

पूरक चित्र 1: आधार प्लेटफ़ॉर्म के विस्तृत भागों का विवरण और भागों की सूची। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

पूरक चित्र 2: ड्रॉप टॉवर के विस्तृत भागों का विवरण और भागों की सूची। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

पूरक चित्र 3: भाग 01-खरगोश धारक तालिका का ड्राइंग। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

पूरक चित्र 4: भाग 02-फ्रंट लेग का ड्राइंग। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

पूरक चित्र 5: भाग 03-मुख्य पैर का चित्रण। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

पूरक चित्र 6: भाग 04-के-वायर धारक आधार का चित्रण। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

पूरक चित्र 7: भाग 05-स्क्रू हेड के-वायर धारक का चित्रण। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

पूरक चित्र 8: भाग 06-पॉलीथीन प्लेट का चित्रण। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

पूरक चित्र 9: भाग 07-प्लेट का चित्रण। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

पूरक चित्र 10: भाग 11-शीर्ष धारक का ड्राइंग। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

पूरक चित्र 11: भाग 16-इम्पैक्टर प्लेट का चित्रण। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

पूरक चित्र 12: भाग 17-इम्पैक्टर बीम का ड्राइंग। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

पूरक चित्र 13: भाग 20-इम्पैक्टर टिप का चित्रण। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

पूरक चित्र 14: इम्पैक्टर टिप हेड की वक्रता का चित्रण। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

पूरक कोडिंग फ़ाइल 1: DropTestVIManual(1.vi) कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

पूरक कोडिंग फ़ाइल 2: प्रभाव विश्लेषण (1.m. कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

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Discussion

इस शल्य चिकित्सा प्रक्रिया का उद्देश्य पीटीओए के एक मॉडल में खरगोश के औसत दर्जे के ऊरु कोंडिल की वजन-असर वाली सतह पर लगातार उपास्थि क्षति उत्पन्न करना है। इस प्रक्रिया का एक लाभ यह है कि घुटने के पीछे का दृष्टिकोण पूर्ण पश्चवर्ती मध्यवर्ती ऊरु कोंडिल के प्रत्यक्ष दृश्य की अनुमति देता है, और इसे लगभग 37 मिनट (तालिका 2) में किया जा सकता है। यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह एक खुली चोट मॉडल है और सिनोवियम और संयुक्त कैप्सूल17,44 को संभावित नुकसान के कारण प्रभाव से परे तीव्र भड़काऊ परिवर्तन हो सकता है। मॉडल के फायदे और नुकसान तालिका 3 में संक्षेप ति हैं। संयुक्त स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए हानिकारक स्नायुबंधन और मासिक धर्म संरचनाओं से बचने के लिए देखभाल की गई थी। नतीजतन, प्रभाव के क्षेत्र के बाहर संयुक्त डिब्बों में विपरीत नियंत्रण अंगों और प्रभावित अंगों के बीच कोई अंतर नहीं पाया गया (औसत दर्जे का और पार्श्व टिबियल पठार और पार्श्व ऊरु मसाला)।

इस प्रोटोकॉल का सबसे महत्वपूर्ण पहलू ऊरु कोंडिल में एक पृथक उपास्थि घाव की पीढ़ी है। स्टीनमैन पिन प्रक्षेपवक्र इस पद्धति की सफलता को भारी प्रभावित करता है। यदि तार संयुक्त सतह के समानांतर नहीं है या यदि इसे औसत दर्जे के ऊरु कोंडिल के केंद्र के सापेक्ष बहुत पीछे रखा गया है, तो इससे ऊरु कोंडिल का ओस्टियोकॉन्ड्रल फ्रैक्चर हो सकता है (चित्रा 5)। पार्श्व एपिकॉन्डिल एक लगातार स्पष्ट मील का पत्थर है जिसका उपयोग उचित पिन प्रक्षेपवक्र के लिए किया जा सकता है।

सबकॉन्ड्रल हड्डी के फ्रैक्चर वाले जानवरों को अध्ययन से हटा दिया जाना चाहिए। वर्तमान अध्ययन पद्धति के लिए, हमारे पास 9.0% (67 सर्जरी में से 6) के इंट्रा-ऑपरेटिव फ्रैक्चर के लिए द्वितीयक विफलता दर है। यह फ्रैक्चर दर एमएफसी के हाल के खुले पेंडुलम-आधारित प्रभाव मॉडल से कम है, जिसमें फ्रैक्चर दर 28% 45 थी। हम इस विधि को कैडवेरिक नमूनों के साथ परीक्षण करने की सलाह देते हैं जब तक कि सर्जन और अध्ययन टीम दृष्टिकोण और परिणाम के साथ सहज महसूस न करें। विवो प्रयोग से पहले इस विधि का परीक्षण हिंद अंगों और पूरे न्यूजीलैंड सफेद खरगोशों के कैडवेरिक नमूनों में किया गया था।

यह विधि पूर्व प्रकाशित लैपिन तीव्र उपास्थि क्षति उत्पादन विधियों के बराबर है। 51.0 ± 16.0 एमपीए / एमएस के इस प्रभाव मॉडल की लोडिंग दर पेंडुलम (लगभग 0.5 से 6 एमपीए / एमएस) 35,46,47, या एक वायवीय सिलेंडर (~ 0.4 एमपीए / एमएस) 36 का उपयोग करके पिछले कार्यों की तुलना में अधिक थी और स्प्रिंग-लोडेड प्रभाव डिवाइस (~ 530 एमपीए / एमएस) 37 से कम थी। वर्तमान प्रभाव तकनीक पिछले मॉडलों की तुलना में एक मध्यम भार मॉडल करती है, जिसके परिणामस्वरूप 12.3% के सीवी के साथ 81.9 ± 10.1 एमपीए का पीक तनाव होता है जो पेंडुलम के पूर्व मॉडल, स्प्रिंग-लोडेड और वायवीय सिलेंडर-वितरित भार के अनुरूप होता है, जिसमें चार पूर्व मॉडल 10.1-169 एमपीए के तनाव प्रदान करते हैं, जिसमें सीवी 0.85-40.5% 36,37 तक होता है। 45,46.

इस मॉडल की एक सीमा यह है कि इसने ओस्टियोकॉन्ड्रल फ्रैक्चर उत्पन्न नहीं किया और इसलिए नैदानिक सेटिंग17 में देखे गए विशिष्ट इंट्रा-आर्टिकुलर फ्रैक्चर की पूरी तरह से नकल नहीं की। यह भी नोट किया गया था कि प्रभाव से पहले ड्रॉप टॉवर गाड़ी का औसत त्वरण 6.4 ± 0.4 मीटर / सेकंड 2 था, जो 9.8 मीटर / सेकंड2 के गुरुत्वाकर्षण मुक्त-गिरावट त्वरण से कम था, संभवतः बॉल बेयरिंग के घर्षण के कारण। फिर भी, विधि पीटीओए रोगजनन के प्रभावित उपास्थि-मध्यस्थता प्रभावों को अलग करने की अनुमति देती है, जो पूरी तरह से समझ में नहीं आते हैं।

यद्यपि कई वर्णित लैपिन मॉडल एक चोंड्रल चोट प्रदान करते हैं, ड्रॉप टॉवर मॉडल के साथ घुटने के पीछे के दृष्टिकोण का उपयोग पीटीओए उत्पन्न करने की एक सरल, कुशल और चिकित्सकीय रूप से प्रासंगिक विधि के रूप में खड़ा है, जिससे इसके रोगजनन का अध्ययन और नवीन चिकित्सीय परीक्षण सक्षम होता है। कुल मिलाकर, लैपिन ओपन पोस्टरोमेडियल फेमोरल कोंडिल इंजरी मॉडल पीटीओए से जुड़ी सेलुलर और आणविक घटनाओं का अध्ययन करने और उपास्थि की चोट को रोकने या कम करने के लिए नए चिकित्सीय लक्ष्यों48,49 की पहचान करने के लिए एक आशाजनक मंच है।

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Disclosures

रोमन नाटोली एओ ट्रॉमा नॉर्थ अमेरिका के लिए व्याख्यान देता है, वर्तमान ऑस्टियोपोरोसिस रिपोर्ट के लिए एक अनुभाग संपादक है, और मॉर्गन और क्लेपूल से पाठ्यपुस्तक रॉयल्टी प्राप्त करता है। टॉड मैककिनले को इनोमेड से रॉयल्टी मिलती है। शेष लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है।

Acknowledgments

इस अध्ययन को डीओडी पीयर रिव्यूड मेडिकल रिसर्च प्रोग्राम - यूएस आर्मी मेडिकल रिसर्च एक्विजिशन एक्टिविटी से इन्वेस्टिगेटर-इनिशिएटेड रिसर्च अवार्ड डब्ल्यू 81एक्सडब्ल्यूएच-20-1-0304, एनआईएच एनआईएएमएस R01AR076477 और एनआईएच (AR065971) से एक व्यापक मस्कुलोस्केलेटल टी 32 प्रशिक्षण कार्यक्रम और एनआईएच एनआईएएमएस ग्रांट आर 01 AR069657 द्वारा समर्थित किया गया था। लेखक इस परियोजना के लिए मशीनिंग और निर्माण में अपनी विशेषज्ञता प्रदान करने के लिए केविन कैर को धन्यवाद देना चाहते हैं, और ड्रू ब्राउन और इंडियाना सेंटर फॉर मस्कुलोस्केलेटल हेल्थ बोन हिस्टोलॉजी कोर हिस्टोलॉजी के साथ सहायता के लिए।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Flat head screw McMaster-Carr 92210A194 Stainless steel hex drive flat head screw, 8-32, 1/2"
#15 scalpel blades McKesson 1029066 Scalpel McKesson No. 15 Stainless Steel / Plastic Classic Grip Handle Sterile Disposable
1/2”-20 threaded rod McMaster-Carr 99065A120 1/2”-20 threaded rod
10 mL syringe McKesson 1031801 For irrigation; General Purpose Syringe McKesson 10 mL Blister Pack Luer Lock Tip Without Safety
3 mL syringe McKesson 1031804 For lidocaine/bupiviacaine injection; General Purpose Syringe McKesson 3 mL Blister Pack Luer Lock Tip Without Safety.
3-0 polysorb Ethicon J332H 3-0 Vircryl, CT-2, 1/2 circle, 26 mm, tapered
4-0 monosorb Ethicon Z397H 4-0 PDS 2, FS-2, 3/8 circle, 19mm, cutting edge
5-0 polysorb Med Vet International NC9335902 Med Vet International 5-0 ETHICON COATED VICRYL C-3
Accelerometer Kistler 8743A5 Accelerometer
Adson-Browns Forceps World precision tools 500177 Adson-Brown Forceps, 12 cm, Straight, TC Jaws, 7 x 7 Teeth
Alfaxalone Jurox 49480-002-01 Alfaxan Multidose by Jurox : 10 mg/mL
Buprenorphine Par Pharmaceuticals 42023-0179-05 Buprenorphine HCL injection: 0.3 mg/mL
Butorphanol  Zoetis 54771-2033 Butorphanol tartrate 10mg/ml by Zoetis
Chlorhexidine Hand Scrub BD 371073 BD E-Z Scrub 107 Surgical Scrub Brush/Sponge, 4% CHG, Red
Collet STRYKER 14023 Stryker 4100-62 wire Collet 0.28-0.71''
Cordless Driver handpiece STRYKER OR-S4300 Stryker 4300 CD3 Cordless Driver 3 handpiece
Cricket Retractors Novosurgical G3510 21 2x Heiss (Holzheimer) Cross Action Retractor
Dissector Scissors Jorvet labs J0662 Aesculap AG, Metzenbaum, Scissors, Straight 5 3/4″
Elizabethian Collar ElizaSoft 62054 ElizaSoft Elizabethan Recovery Collar
Enrofloxacin Custom Meds Enrofloxacin compounded by Custom Meds
Eye Ointment Pivetal  46066-753-55 Pivetal Articifical Tears- recently recalled
Face-mount shaft collar McMaster-Carr 5631T11 Face-mount shaft collar
Fast green Millipore Sigma F7258 Fast green
Freer Jorvet labs J0226Q Freer elevator
Head screw -1 McMaster-Carr 91251A197 Black-oxide alloy steel socket head screw, 8-32, 3/4"
Head screw -2 McMaster-Carr 92196A194 Stainless steel socket head screw, 8-32, 1/2"
Head screw -3 McMaster-Carr 92196A146 Stainless steel socket head screw, 8-32, 1/2"
Head screw -4 McMaster-Carr 92196A151 Stainless steel socket head screw, 6-32, 3/4"
Hematoxylin Solution, Gill No. 1 Millipore Sigma GHS132-1L Hematoxylin Solution, Gill No. 1
Hex nut McMaster-Carr 91841A007 Stainless steel hex nut, 6-32
Hold-down toggle clamp McMaster-Carr 5126A71 Hold-down toggle clamp
Impact device n/a n/a custom made
Impact platform n/a n/a custom made
K-wires Jorvet Labs J0250A JorVet Intramedullary Steinman Pins, Trocar-Trocar 1/16" x 7"
Lab View National Instruments n/a n/a
Load cell Kistler 9712B5000 Load cell
MATLAB The MathWorks Inc. n/a n/a
Microscope Leica DMi-8 Leica DMi8 microscope with LAS-X software
Midazolam Almaject 72611-749-10 Midazolam Hydrochloride injection: 5mg/ml by Almaject
milling machine depth stops McMaster-Carr 2949A71 Clamp-on milling machine depth stops
Mobile C-arm Philips 718095 BV Pulsera, Mobile C-arm
Mounted linear ball bearing McMaster-Carr 9338T7 Mounted linear ball bearing
Needle Driver A2Z Scilab A2ZTCIN39 TC Webster Needle Holder Smooth Jaws 5", Premium
Pentobarbital Vortech 0298-9373-68 Pentobarbital 390 mg/mL by Vortech
Safranin O Millipore Sigma HT90432 Safranin O
Small Battery pack STRYKER NS014036 6212 Small Battery pack- 9.6 V
Steel rod, 2’ McMaster-Carr 89535K25 Steel rod, 2’
Sterile Saline ICU Medical 6139-22 AquaLite Solution Pour Bottles, 250 mL
Stryker 6110-120 System 6 Battery Charger STRYKER OR-S6110-120
Surgical gloves McKesson 1044729 Surgical Glove McKesson Perry Size 6.5 Sterile Pair Latex Extended Cuff Length Smooth Brown Not Chemo Approved
Surgical gown McKesson 1104452 Non-Reinforced Surgical Gown with Towel McKesson Large Blue Sterile AAMI Level 3 Disposable
Suture scissors Jorvet Labs J0910SA Super Cut Scissors, Mayo, Straight, 5 1/2″
TUNEL staining kit ABP Bioscience A049 TUNEL Chromogenic Apoptosis Detection Kit
Weitlaner Retractors Fine Science Tools 17012-11 2x Weitlaner-Locktite Retractors

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References

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Dilley, J., Noori-Dokht, H.,… More

Dilley, J., Noori-Dokht, H., Seetharam, A., Bello, M., Nanavaty, A., Natoli, R. M., McKinley, T., Bault, Z., Wagner, D., Sankar, U. A Reproducible Cartilage Impact Model to Generate Post-Traumatic Osteoarthritis in the Rabbit. J. Vis. Exp. (201), e64450, doi:10.3791/64450 (2023).

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