Rats Immobilizasyon kaynaklı diz fleksiyon kontraktürü eğitim için mini-Invaziv Iç Fikmasyon tekniği

Özet

Burada, bir sıçan modelinde diz eklem immobilizasyonu için minimal invazif bir tekniği tarif etmek için bir protokol sunuyoruz. Bu tekrarlanabilir protokol, kas-Gap ayırma Modus ve mini-kesi beceri üzerine dayandırarak, elde edilen eklem kontraktürü altta yatan moleküler mekanizması incelemek için uygundur.

Özet

Uzun süreli eklem immobilizasyonu ile sonuçlanan eklem kontraktürü, ortopedik olarak yaygın bir komplikasyondur. Şu anda, diz eklem mobilitesini kısıtlamak için iç fikrasyon kullanarak deneysel kontraktürü oluşturmak için yaygın olarak kabul edilen bir modeldir. Ancak, implantasyon uygulama kaçınılmaz hayvanlara cerrahi travma neden olacaktır. Daha az invaziv bir yaklaşım geliştirmeyi amaçlayan, biz cerrahi prosedür sırasında daha önce bildirilen mini kesi beceri ile bir kas boşluğu ayırma Modus kombine: Iki mini cilt kesikler lateral uyluk ve bacak üzerine yapılmıştır, kas-Gap performans izledi kemik yüzeyini açığa çıkarmak için ayırma. Sıçan diz eklemi, temel sinirlere veya kan damarlarına müdahale etmeden yaklaşık 135 ° diz fleksiyon ile önceden oluşturulmuş bir iç fikrezyon ile kademeli olarak immobilize edilmiştir. Beklendiği gibi, bu basit tekniği hayvanlarda hızlı postoperatif rehabilitasyona izin verir. İç fikreme doğru konumu, bir x-ray veya Micro-CT tarama analizi ile onaylandı. Hareket aralığı önemli ölçüde bu modelin etkinliğini gösteren kontralateral diz eklem gözlenen daha immobilize diz eklem kısıtlanmıştır. Ayrıca, histolojik analiz, zamanla posterior-üstün diz eklem kapsülü fibröz biriktirme ve yapışma gelişimini ortaya koydu. Böylece, bu mini-invaziv model immobilize diz eklem kontraktürü gelişimini taklit etmek için uygun olabilir.

Giriş

Eklem kontraktürleri, ishal edilen bir eklem^1,2' nin pasif hareket aralığında (ROM) bir kısıtlama olarak tanımlanır. Eklem kontraktürü önlemek ve tedavi amaçlayan mevcut tedaviler bazı başarı elde ettik^3,4. Ancak, elde edilen eklem kontraktür temel moleküler mekanizması büyük ölçüde bilinmeyen kalır⁵. Farklı sosyal topluluklardaki eklem kontrakmetinin etiyolojisi çok çeşitlidir ve genetik faktörler, travma sonrası Devletler, kronik hastalıklar ve uzun süreli hareketsizlik⁶' dan içerir. Elde edilen eklem kontraktürü⁷' nin gelişiminde hareketliliğin kritik bir sorun olduğu yaygın olarak kabul edilmektedir. Büyük eklem kontraktürü muzdarip insanlar sonuçta fiziksel özürlülük neden olabilir⁸. Böylece, elde edilen eklem kontraktürü potansiyel patofizyolojik mekanizmaları araştırmak için istikrarlı ve tekrarlanabilir bir hayvan modeli gereklidir.

Şu anda yapılı immobilizasyon kaynaklı diz eklem kontraktürü modelleri çoğunlukla non-invaziv alçı döküm, dış fikpasyonlar ve iç Fikretler kullanılarak elde edilir. Watanabe ve ark. sıçan diz eklemleri üzerinde sıva döküm immobilizasyon kullanımı olasılığı bildirdi⁹. Özel bir ceket giyerek, sıçan alt ekstremite ekleminin bir tarafı bir döküm tarafından immobilize edilir. Sıçan diz eklem herhangi bir cerrahi travma olmadan tamamen esnenmiş kalabilir^10,11. Ancak, hem kalça ve ayak bileği eklem hareketleri de immobilizasyon bu formu etkilenir, hangi kuadriseps femoris veya gastroknemius¹²kas atrofisi derecesini artırabilir. Buna ek olarak, arka ekstremitelerin ödem ve tıkanıklığı, ayarlanabilir zaman noktalarında döküm değiştirilmesi ile kaçınılmalıdır, bu da hareketsizlik sürekliliğini etkileyebilir. Bir diz eklem kontraktür modeli kurulması için bir başka kabul yöntemi dış cerrahi fikrasyon kullanıyor. Nagai ve al. kombine Kirschner tel ve çelik tel harici bir fiksatör içine, yaklaşık 140 ° fleksiyon¹³diz eklem immobilize. Bu yöntemle, cilt Çizikleri önlemek için yüzeyi kapsayacak şekilde bir reçine kullanılır. Dış fiktasyon immobilizasyonu sağlam ve güvenilir olmasına rağmen^14,15, perkütan Kirschner tel pin parçaları enfeksiyon riskini artırabilir¹⁶. Kendi deneyimimizde, dış fiktasyon tekniğinin kullanılması, şartların yalamak davranışında artış nedeniyle fareler günlük aktivitesini azaltabilir.

Alternatif olarak, Trudel et al. bir cerrahi iç fiksasyon dayalı sıçan diz ekleminde ortak kontraktürü iyi kabul modeli nitelendirdi¹⁷ (Bu yöntem Evans ve meslektaşları tarafından kullanılan bir değiştirildi¹⁸). Özellikle, bu yöntem cerrahi yaralar en aza indirmek için bir mini-kesi tekniği kullanarak önemini vurgular. Bu modelde eklem kontraktürü verimli gelişimi kanıtlanmıştır¹⁹. Ancak, kemik yüzeyini açığa çıkarmak için en az diseksiyon gerçekleştirme Protokolü hala belirsiz²⁰. Ayrıca, vida delme olduğu kesin pozisyon tam olarak anlaşılır değildir. İç fiktasyonun subkutan veya subkaslı bir şekilde implantasyon hala tartışmalı²¹. Bu sorunları çözmek için, bu yöntemi, kemik yüzeyinin mini-invaziv bir maruz kalması ve implantasyon subkaslı bir kanal aracılığıyla yerleştirilmesi sağlayan uygun bir kas boşluğu ayırma Modus dahil ederek değiştirdik. Bu protokol ameliyat sonrası farelerde hızlı postoperatif rehabilitasyona yol açtı. Hayvanlar, histolojik analizden elde edilen kapsül yapışma morfolojik değişikliklerle tutarlı olan eklem immobilizasyonu sonrasında sınırlı bir ortak hareket yelpazesi geliştirdi. Ayrıca, X-Ray analizi veya Micro-CT analizi ile doğrulanarak delinmiş vidaların tam olarak olası bir konumunu tarif ediyoruz. Böylece, bu çalışmada bir mini-kesi yöntemi ile kombine bir kas-boşluğu ayırma Modus tarafından kurulan bir diz eklem kontraktürü modelinde minimal-invaziv bir teknik ayrıntılı olarak açıklamak amacıyla. Minimal invazif tekniklerin hem hayvan travmasını azaltabilir hem de eklem fleksiyon kontraktürü patolojik sürecini etkili bir şekilde taklit etmelerine inanıyoruz.

Protokol

Tüm prosedürler bakım ve laboratuar hayvanları kullanımı için kılavuz uyarınca yürütülmüştür ve Sun Yat-sen Üniversitesi Kurumsal hayvan bakımı ve kullanım Komitesi üçüncü bağlı Hastanesi tarafından onaylanmış (izin numarası: 02-165-01). Tüm hayvan deneyleri gelmesı yönergelerine göre yapılmıştır.

1. ameliyat öncesi hazırlık

Not: Şekil 1 , cerrahi prosedürün tasarımını gösterir.

1. Diz eklemi plastik bir plaka ve yaklaşık 135 ° fleksiyon ile iki metal vida ile sabitleştirin.
   Not: cerrahi Proksimal femur ve distal Tibia ortak bileşeni ihlal etmeden gerçekleştirin.
2. İç fikreme için malzeme ve aletler hazırlayın.
   1. 5 mL şırıngayı (Şekil 2a), aşağıdaki boyutlara uyacak şekilde cerrahi bir makas kullanarak tıbbi dereceli Polipropilen plastik plakalar oluşturun: uzunluk, 25 mm; Genişlik, 10 mm; kalınlığı, 1 mm (Şekil 2B). Dikey bir neşter ile plaka çevre pürüzsüz. Enkaz üç kez yıkamak için steril serum ile plaka durulayın.
      1. Sterilize 75% etanol 4 h için ultraviyole ışık ile radyasyon takip 3 saat.
   2. Plastik plakanın ön delme delikleri: yaklaşık 0-4000 rpm hızında el ile tutulan düşük hızlı bir elektrikli matkap hazırlayın (Şekil 2C). Plaka her iki ucunda iki delik matkap, çaplar 1 mm ve 0,9 mm, sırasıyla (Şekil 2D). Sırasıyla M 1,4 mm x 8 mm ve M 1,2 mm x 6 mm çelik vidalar ile plakanın her iki ucu ile eşleşir (Şekil 2e).
      1. 75% etanol ile silin ve kullanmadan önce 3 saat boyunca UV lambası ile sterilize edin.
3. Cerrahi aletler hazırlayın: 1 düz sivrisinek tipi hemostatik kelepçe, 1 pürüzsüz kavisli forseps, 2 göz kapağı retraktörler, 1 iğne tutucu, 1 doku Forceps, 1 sütür makas, 1 mikro doku makas ve 1 neşter (Şekil 2F). 121,3 °C ' de 20 dk ve kurutma için otoklavlama yaparak cerrahi enstrümanları sterilize edin.
4. Deneysel hayvanlar
   1. Deneyin özel patojen ücretsiz (SPF) sınıf iskeleti olgun erkek Sprague-Dawley (veya Wistar) fareler, 250 arasında tartım-350 g deney.
      Not: deney için kadın veya erkek fareler seçin.
   2. Fareler kafesleri yerleştirin ve 12 saat ışık/12 saat karanlık döngü kontrollü laboratuvar odasında tutun. Yeterli yiyecek ve su sağlayın.

2. cerrahi

1. Sıcaklığı ayarlayın. Termostatik ameliyathaneye bir cerrahi platformda bir ısınma Pad yerleştirin.
2. Anestezi ve cilt preparat
   1. Bir elektronik ölçek ve rekor ile sıçan tartmak.
   2. Sıçan restrain ve sodyum pentobarbital bir intraperitoneal enjeksiyon gerçekleştirmek (30 mg/kg) indüklenmiş anestezi. Hayvan yeterince ayak tutam²²kullanarak anestezize olduğunu değerlendirmek. Ameliyat sırasında kornea kurutmayı korumak için yağlayıcı gözleri yönetin.
   3. İki arka ekstremite bir elektrik kesici ve iki kez Povidon İyot bir tentürü ile dezenfekte ve% 75 etanol üç kez ile dahil sıçan alt gövdesi tıraş.
   4. Sıçan yanal yerleştirin ve bir yan arka bacak ve kalça açığa cerrahi asmak ile kapak.
   5. Cerrahi bölgeyi tekrar Povidon İyot ile dezenfekte edin.
3. Mini-invaziv bir tekniği kullanarak diz eklemi iç fikreme ile immobilize etme.
   Not: işlem sırasında kesi düzgün steril tuz ile nemli tutun. Ameliyat genellikle iki cerrah gerektirir.
   1. Cilt kesi yönünü işaretleyin. Femur daha büyük trocanter distal ucunda, vastus kasılmasına ve pazı femoris arasında kas boşluğu vücut yüzeyi projeksiyon boyunca bir çizgi çizin (Şekil 3A). Yaklaşık 1,5 cm (Şekil 3B) çizim hattı boyunca epidermis cilt incise.
   2. Femoral şaft yaklaşık 1 cm uzunluğunda (Şekil 3c) maruz kalıncaya kadar bir doku forseps ile vastus kasılmasına ve pazı femoris arasındaki kas boşluğu bluntly incelemek. Kas boşluğu sürekli ayrılması kolaylaştırmak için Retraktörü kullanın.
   3. Distal alt ekstremite üzerinde tibialis anterior ve fibularis longus arasında kas boşluğu vücut yüzeyi projeksiyon boyunca epidermis cilt yaklaşık 1 cm incise (şekil 3D). Tibia yaklaşık 1 cm uzunluğunda (Şekil 3e) maruz olana kadar kas boşluğu bluntly incelemek.
   4. Yumuşak dokulara Retraktörü ve pürüzsüz forseps ile ayırın, dik tutun ve bir 1,0 mm çapında bir elektrik matkap kullanarak 1.500 rpm hızında femoral şaft içine delik matkap (Şekil 3F). Uygun sondaj pozisyonu, büyük trochanter 'ın alt kenarından yaklaşık 8 mm. Kanaması durdurmak için hızlı bir şekilde yaraya basın.
      Not: uygun sondaj çapı intraoperatif kırıklar önleyebilirsiniz.
   5. Tibiofibular füzyon kenarından yaklaşık 4 mm (Şekil 4A) bir 0,9 mm çapında Tibia içine delik matkap. Kaslar veya tendonlar kırma önlemek için dikkatle sondaj gerçekleştirin.
   6. Femur delik Tibia delikten bir subkas ders oluşturmak için düz sivrisinek tipi hemostatik kelepçe kullanın. Subkas tünel, femur ucunda pazı femoris altında, Tibia ucunda ve gluteus mediusyukarıda gastroknemius altında geçer.
   7. Proksimal femur (Şekil 4b) içinde plastik plakanın (1,0 mm çapında delik) bir ucunu korumak Için bir M 1,4 mm x 8 mm çelik vida kullanın. Distal tibia (Şekil 4c) plastik plaka (0,9 mm çapında delik ile) bir ucunu korumak Için bir M 1,2 mm x 6 mm çelik vida kullanın. Varus deformitesi olmadan diz eklemi emin olun.
4. Yarayı kapatın: 4-0 emilebilen dikişleri kullanarak myofascia, Deep fasciae ve subkutan dokusunu sütür (Şekil 4d). Poliamid sütürler ile cildi kapatın (Şekil 4F).

3. postoperatif yönetimi

1. Postoperatif analjeziye Buprenorfik subkutan enjeksiyon yoluyla uygulayın (0,03 mg/mL) 0,05 mg/kg. Cerrahiden 5 gün sonra 5 mg/mL Neomycin içme suyuna ekleyin.
2. Analjezi karışımı (Buprenorfik ve Carprofen) sırasıyla 0.05 mg/kg ve 5 mg/kg subkutan günde iki kez, en az 72 saat çalışma sonrası enjekte edilir.
3. Damar yaralanması durumunda arka ekstremite aşırı ödem olup olmadığını kontrol edin. Ameliyat sırasında sinir yaralanması durumunda fareler normal şekilde yürüyebilir.

4. postoperatif muayene

1. Cerrahi kesi iyileşmesi gözlemlemek ve fiziksel olarak her gün postoperatif enfeksiyon erken belirtileri değerlendirmek için diz eklemi incelemek. Sürekli ödem durumunda ayak bileği ve metakarpophalgeal eklem şişmesi derecesini kontrol edin.
   Not: erken postoperatif enfeksiyon yara eksisine, bacak şişmesine ve gecikmiş yara iyileşme neden olabilir.
2. İlk postoperatif gün içinde vidaları doğru yerleştirildiğinden emin olmak için, arka ekstremite X-ışını görüntüleme gerçekleştirin.
   Not: mikro-CT tarama analizi, uygun konumu ve çelik vidaların yönünü görüntülemek için başka bir alternatiftir.
3. Kontraktür gelişimini değerlendirmek için pasif hareket aralığını (ROM) ölçün. Daha önce²⁰açıklandığı gibi postoperatif farklı zaman Kohortlar bir diz eklem ROM ölçümü alın.
   1. Kısacası, fareler ve deri arka ekstremite ötenize. Immobilizer çıkarın ve iki tork (667 veya 1.060 g/cm)²³mekanik bir artrometre kullanarak diz eklem açısını ölçmek.
   2. Toplam kontraktürü, miyojenik kontraktürü ve araştırma hedefleri²⁴dayalı olarak Artrojenik kontratsiyon sonucunda ROM hesaplayın.
      Not: araştırma hedeflerine göre farklı zaman kohorts (i.e., 1, 2, 4, 8, 16 ve 32 hafta) ayarlayın. Kontralateral diz eklem (non-operatif veya Sham-çalışan) bir kontrol olarak hizmet verebilir².
4. Posterior diz eklem kapsüllerin histolojik analizi.
   1. Eklem dokularına hazırlanın. Diz eklem dokusu incelemek ve% 4 paraformaldehyde ile düzeltin. Decalcify ve daha önce bildirilen olarak parafin içinde embed²⁵. Sagittal düzlemde medial midkondylar seviyesinde bölümleri (5 μm) keser.
      Not: o, aldehit-Fuchsin-Masson Goldner (AFMG), elastica-Masson ya da çalışma hedeflerinize dayalı eklem kapsülü histolojik çalışma için Immünhistokimya boyama gibi farklı değerlendirme boyama gerçekleştirmek için seçin^{15, 26}' ya kadar.
   2. Posterior diz eklem kapsüllerinde histomorfometrik değişikliklere uyun. Diz ekleminin posterior bölgesini fotoğraflamak. Dififiz-sinovyum kavşak ve menisküs⁶arasındaki fibröz biriktirme ve yapışma değişimlerine uyun.
      Not: eklem kapsülü patolojik değişiklikler diz eklem kontraktürü için patojenik bir faktör olarak kabul edilir. Ölçüm uzunluğu, kalınlığı, ve arka kapsül kapsülü alanları daha önce araştırma içeriğine göre açıklanan²⁷.

Sonuçlar

Biz farelerin minimal invaziv cerrahi alınan gözlenen düzenli diyet postoperatif sadece bir gün geri dönebilirsiniz. Özellikle, cerrahi kesi Ekjon olmaksızın skarlanır (Şekil 5A). Operatif başekstremitede ayak bileği ve metakarpophalgeal eklemlerin şişmesi neredeyse tamamen iki gün postoperatif olarak kayboldu (Şekil 5B) kontralateral tarafı ile karşılaştırıldığında (şekil5c). Farelerde erken enfeksi...

Tartışma

Bu çalışmada, ameliyattan sonra hayvanların hızlı postoperatif rehabilitasyonuna izin veren mini-invazif bir tekniği kullanarak adım adım diz eklem immobilizasyonu yöntemi ile aydınlatmak edilmesi amaçlanmıştır. Geleneksel olarak, kas-boşluk ayrımı yaklaşımının ortopedik cerrahide minimal invaziv bir teknik olduğu düşünülmektedir. Beklendiği gibi, Biz fareler normal bir diyet ve faaliyetler sadece bir gün postoperatif, önceki çalışma ile tutarlı geri dönebilirsiniz bulundu. Dahası, ameliyattan sonra herhangi bir arter ve...

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi

Ad	Şirket	Katalog numarası	Yorumlar
Anerdian	Şangay Likang Ltd	310173	antibakteriyel
Buprenorfin ve nbsp;	Şangay Shyndec İlaç Ltd.	/	analjezi
Carprofen	MCE	HY-B1227	analjezi
Çapraz tornavida	STANLEY	PH0 * 125mm	vidaları sıkın
Elektrikli matkap	WEGO	185	matkap deliği (0,9 mm paslanmaz çelik matkap ile; 1.0mm)
Mikrocerrahi aletler	RWD	/	Hayvanlar için ortopedik cerrahi aletler
Neomisin	Sigma	N6386	antibakteriyel
Sodyum pentobarbital	Sigma	P3761	ve nbsp; anestezi
Paslanmaz Çelik vidalar	WEGO	m1.4 * 8; m1.2 * 6	vida (iç fiksasyonun bir parçası)
Şırınga	WEGO	3151474	plastik plaka için kullanılır (iç fiksasyonun bir parçası)
μ-CT	ALOKA	Latheta LCT-200	in vivo BT taraması