Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

Tavşanda travma sonrası osteoartrit oluşturmak için tekrarlanabilir bir kıkırdak etki modeli

2.4K görüntüleme

⸱

DOI:

10.3791/64450

⸱

21 Kasım 2023

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
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

Bu makalede

Özet

Tavşanlarda açık medial femoral kondil etki modeli, travma sonrası osteoartrit (PTOA) ve PTOA ilerlemesini azaltmak için yeni terapötik stratejiler üzerinde çalışmak için güvenilirdir. Bu protokol, bir çarpma kafasına sahip taşıyıcı tabanlı bir düşme kulesi kullanılarak tavşanlarda posterior medial femoral kondilin izole bir kıkırdak defektini oluşturur.

Özet

Travma sonrası osteoartrit (PTOA), Amerika Birleşik Devletleri'ndeki tüm osteoartrit vakalarının %12'sinden sorumludur. PTOA, eklem kıkırdağına etki eden yüksek etkili bir yük gibi tek bir travmatik olayla veya ön çapraz bağ yırtılmasında olduğu gibi eklem instabilitesi ile başlatılabilir. Şu anda PTOA'yı önlemek için etkili bir terapötik yoktur. Kıkırdak hasarının ilerlediği mekanizmaları daha iyi anlamak ve PTOA'nın ilerlemesini hafifletmek veya önlemek için yeni tedavi stratejilerini araştırmak için güvenilir bir PTOA hayvan modeli geliştirmek gereklidir. Bu protokol, kıkırdak hasarını indüklemek için açık, düşme kulesi tabanlı bir tavşan femoral kondil etki modelini açıklar. Bu model, 579,1 ± 71,1 N'lik pik yükler ve 2,4 ± 0,5 ms'lik bir pik-yük süresiyle 81,9 ± 10,1 MPa'lık pik gerilimler sağladı. Etkilenmiş medial femoral kondillerden (MFC'ler) eklem kıkırdağı daha yüksek apoptotik hücre oranlarına sahipti (p = 0.0058) ve etkilenmemiş kontralateral MFC'lere (0.56 ± 0.42) ve gömülü dizin diğer kıkırdak yüzeylerine (p < 0.0001) kıyasla 3.38 ± 1.43 gibi daha yüksek Osteoarthritis Research Society (OARSI) skorlarına sahipti. Etkilenmeyen eklem yüzeyleri arasında OARSI skorlarında fark saptanmadı (p > 0.05).

Giriş

Travma sonrası osteoartrit (PTOA) dünya çapında önde gelen bir sakatlık nedenidir ve semptomatik osteoartritin (OA) %12-16'sını oluşturur1. Son dönem OA tedavisi için mevcut altın standart, son dönem tibiotalar veya subtalar artritte olduğu gibi total diz ve kalça artroplastisi2 veya artrodezdir. Büyük ölçüde başarılı olmasına rağmen, artroplastinin maliyetli ve morbid komplikasyonları olabilir3. Ek olarak, artroplasti, %77-83 gibi düşük revizyonsuz implant sağkalımı göz önüne alındığında, 50 yaşın altındaki hastalarda daha az arzu edilir4,5. Şu anda, PTOA'nın ilerlemesini önlemek veya hafifletmek için FDA onaylı bir tedavi yoktur.

PTOA, sinovyal doku, subkondral kemik ve eklem kıkırdağı dahil olmak üzere tüm eklemi etkiler. Eklem kıkırdağı dejenerasyonu, sinovyal inflamasyon, subkondral kemik yeniden şekillenmesi ve osteofit oluşumuile karakterizedir 6,7. PTOA'nın fenotipi, kıkırdak, sinovyum ve subkondral kemik arasındaki karmaşık bir etkileşim süreci ile gelişir. Mevcut anlayış, kıkırdak hasarının tip 2 kollajen (COL2) ve agrekan (ACAN) gibi hücre dışı matriks (ECM) bileşenlerinin serbest kalmasına yol açtığıdır. Bu ECM bileşen fragmanları proinflamatuardır ve IL-6, IL-1β ve reaktif oksijen türlerinin üretiminin artmasına neden olur. Bu aracılar kondrositler üzerinde etki ederek, eklem kıkırdağını bozan ve aynı zamanda matris sentezini azaltan MMP-13 gibi matris metaloproteinazların (MMP'ler) yukarı regülasyonuna neden olarak eklem kıkırdağı için genel bir katabolik ortama yol açar8. Ek olarak, primer osteoartritte artmış kondrosit apoptozu ve PTOA 9,10 kanıtı vardır. Mitokondriyal disfonksiyon, kıkırdak 11,12,13,14'ün suprafizyolojik yüklenmesinden sonra ortaya çıkar ve bu da kondrosit apoptozununartmasına neden olabilir 12,15. Gelişmiş kondrosit apoptozu, artmış proteoglikan tükenmesi ve kıkırdak katabolizması ile ilişkilendirilmiştir ve kıkırdak ve subkondral kemik yeniden şekillenmesindeki değişikliklerden önce geldiği gösterilmiştir16,17,18.

Çoğu insan hastalığında olduğu gibi, hastalığın patofizyolojisini daha iyi anlamak ve yeni terapötikleri test etmek için PTOA'nın güvenilir ve translasyonel modellerine ihtiyaç vardır. PTOA17,19'un eklem içi kırık ve çarpma modellerinde domuz ve köpek dişleri gibi büyük hayvanlar kullanılmıştır, ancak maliyetlidirler. Fareler, sıçanlar ve tavşanlar gibi daha küçük hayvan modelleri daha ucuzdur ve tipik olarak ön çapraz bağın (ACL) cerrahi transeksiyonunu ve/veya medial menisküsün bozulmasını içeren eklem destabilizasyonu yoluyla üretilen PTOA'yı incelemek için kullanılır 20,21,22,23,24,25. Eklem travması, bağ yaralanması26 dahil olmak üzere çeşitli sonuçlara yol açabilse de, hemen hemen tüm vakalarda kıkırdağın mekanik olarak aşırı yüklenmesi meydana gelir.

Ligamentöz instabilite (ÖÇB transeksiyonunda olduğu gibi) ve akut kondral yaralanma sonrası PTOA gelişiminin arkasındaki patolojinin farklı mekanizmalara bağlı olduğuna dair kanıtlar ortaya çıkmaktadır27. Bu nedenle, kıkırdağa doğrudan yaralanma modelleri geliştirmek önemlidir. Şu anda sıçanlarda ve farelerde osteokondral veya kondral yaralanma oluşturan sınırlı sayıda etki modeli bulunmaktadır28,29. Bununla birlikte, murin kıkırdağı, izole kondral defektler oluşturmak için uygun değildir. Bunun nedeni, murin eklem kıkırdağının sadece 3-5 hücre tabakası kalınlığında olması ve organize yüzeysel, radyal ve geçiş kıkırdak bölgelerinin yanı sıra insanlarda ve daha büyük hayvanlarda bulunan kalın kalsifiye kıkırdak tabakasından yoksun olmasıdır. Murin modelleri ayrıca kısmi kıkırdak defektlerinin spontan çözünürlüğünü gösterir30,31. Bu nedenle, kıkırdak kalınlığı ve organizasyonu insanlarınkine benzer olduğu için bu etki modeli için tavşanı seçtik ve PTOA ile sonuçlanan tutarlı bir kondral etkinin sağlanmasına izin verecek en küçük hayvan modelidir. Tavşanda femoral kondil etkisinin önceki açık cerrahi modellerinde bir sarkaç32, elde tutulan yaylı bir kıkırdak impaksiyonasyon cihazı 33 ve tavşana özgü çarpma tertibatı oluşturmaya izin veren bir düşme kulesi34 kullanılmıştır. Bununla birlikte, bu çalışmalar in vivo verilerden yoksundu. Diğerleri, sarkaç tabanlı35, pnömatik36 ve yaylı37 darbe cihazları10 ile in vivo veriler bildirmiştir ve bu çalışmalar, yöntemler arasında tepe gerilimi ve yükleme oranlarında yüksek oranda değişkenlik göstermektedir. Yine de, alan, akut kıkırdak travmasını in vivo güvenilir bir şekilde modellemek için tutarlı bir yaklaşımdan yoksundur.

Mevcut protokol, tavşan dizinin posterior medial kondiline tutarlı bir etki sağlamak için düşme kulesi tabanlı bir sistem kullanır. Posterior medial femoral kondili ortaya çıkarmak için dize posterior yaklaşım kullanılır. Daha sonra eklem yüzeyi ile aynı hizada medialden laterale femoral kondiller boyunca bir Steinman pimi yerleştirilir ve platforma sabitlenir. Sabitlendikten sonra, posterior medial femoral kondile bir yük verilir. Bu yöntem, tavşan distal femurunun ağırlık taşıyan yüzeyine tutarlı kıkırdak hasarının iletilmesine izin verir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

Aşağıdaki prosedür, Indiana Üniversitesi Tıp Fakültesi Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi'nin (IACUC) onayı ile gerçekleştirildi. Tüm sağkalım ameliyatları, NIH kılavuzlarında belirtildiği gibi steril koşullar altında gerçekleştirildi. Ağrı ve enfeksiyon riskleri, başarılı sonuçları optimize etmek için uygun analjezikler ve antibiyotiklerle yönetildi. Bu çalışma için 3.0-4.0 kg ağırlığındaki iskeletsel olarak olgun erkek Yeni Zelanda Beyaz tavşanları kullanıldı.

1. Düşme kulesi imalatı

  1. Steinman pimini sabitlemek için düşme kulesi, taban platformu ve mekanizmanın bileşenleri için CAD çizimleri oluşturun (Ek Şekil 1-14).
  2. Piyasada bulunan bileşenleri satın alın (Bkz. Malzeme Tablosu).
  3. Cihazın makine parçalarını tedarik edin veya CAD çizimlerini imalat için bir makiniste verin.
    NOT: 3 mm çaplı çarpma tertibatı ucunu imal etmek için alet yapma kabiliyetine sahip yüksek hassasiyetli bir makinist gereklidir (Ek Şekil 1, bölüm 20 ve Ek Şekil 13,14). Çarpma kafasının çarpma yüzü, medial tavşan kondili 35'in eğriliğine uymak için sagital ve koronal düzlemlerde sırasıyla7.14 mm ve 5.56 mm eğriliklere sahipti (Ek Şekil 13,14).
  4. Parçaları, düşme kulesi, sabit hizalamalı lineer bilyalı rulmanlar aracılığıyla iki dikey çubuk üzerinde hareket eden bir taşıyıcıdan oluşacak ve taban platformu tavşanı destekleyecek ve Steinman pimini sabitleyecek şekilde monte edin (Şekil 1 ve Şekil 2).
    NOT: Bu tasarımın taşıyıcı kirişi, kabul edilebilir bir titreşim seviyesine sahip önceki bir düşme kulesinin38'ine eşit bir bükülme sertliğine sahiptir.

2. Hayvan hazırlama

  1. Tavşanı tartın ve 2.5 mg / kg alfaxalone ve 0.15 mg / kg midazolam IM kullanarak uyuşturun (Malzeme Tablosuna bakınız). İndüksiyondan sonra her iki göze de göz merhemi sürün. ~% 2 -% 3 izofluran kullanarak anesteziyi sürdürün. Analjezi için buprenorfin SR (0.1 mg/kg) SQ ve perioperatif enrofloksasin (10 mg/kg) SQ verin. Buprenorfin yerine, Carprofen, 4mg/kg veya Meloksikam, 0.2 – 0.3mg/kg veya Ketoprofen, 3mg/kg gibi NSAID'ler SQ enjeksiyonları olarak verilebilir.
  2. Tavşanın arka ayağını ayak bileğinden arka kısma kadar tıraş edin. Kesinin kirlenmesini önlemek için tavşan epilasyonunda ekstra dikkatli olunması önerilir. Bir dizi özel, keskin tavşan saç kesme makinesi kullanmak önemlidir.
  3. Paslanmaz çelik ön ayak bloğunu (Ek Şekil 1, parça No. 2 ve Ek Şekil 4) darbe platformunun ucunun altına yerleştirin ve platformu bir ısıtma yastığı ile örtün. Tavşan sternalini (yani yüzüstü) ısıtma yastığına yerleştirin. Kontralateral kalçanın altına yastıklı bir yumru yerleştirin.
    1. Operatif ekstremitenin dizin ortalandığından ve polietilen blok üzerinde durduğundan emin olun (Şekil 2A1). Kuyruğu operatif ekstremiteye üstün ve kontralateral olarak nazikçe geri çekmek için ipek bant kullanın.
  4. Ameliyat bölgesini kloroheksidin ve% 70 alkole batırılmış steril gazlı bezle silin. Ameliyat bölgesini arka dizden başlayarak dışa doğru dairesel bir süpürme ile fırçalayın. % 70 alkolle biten taze fırçalarla en az 3 kez tekrarlayın.
  5. Ameliyat ayağının üzerine ayak bileğine kadar steril bir eldiven yerleştirin ve steril yapışkan bir sargı ile sarın.
  6. Cerrahi bölgeyi üç örtü ile steril bir şekilde örtün: biri doğrudan ameliyat ekstremitesinin altında, diğer ikisi ise vücudun geri kalanını örtmek için. Perdeleri havlu kelepçeleriyle sabitleyin.

3. Cerrahi maruziyet

NOT: Ameliyat ve darbeden önce, subkondral kemik kırığı olmadan görünür kıkırdak hasarı veren ağırlık ve düşme yüksekliği, tavşanın spesifik suşu, yaşı ve cinsiyeti için ampirik olarak belirlenmelidir.

  1. Patellanın distalinde bulunan diz ekleminin pozisyonunu tahmin etmek için patellanın pozisyonunu öne doğru palpe edin. 15 bıçaklı bir bıçak kullanarak, uzatılmış dizin arka yüzü boyunca patellanın üst kutbu seviyesinden distal olarak 3-4 cm'lik bir kesi yapın.
  2. Altta yatan yüzeysel fasya boyunca künt ve keskin diseksiyonlar yapın. Cildin medial ve medial gastroknemius arasındaki aralığı lateral olarak geliştirin. Bu aralığa kendi kendini tutan bir Weitlaner ekartörü yerleştirin (Malzeme Tablosuna bakın).
    1. Sekan arter ve venin hemen üzerinde ikincil bir fasyal tabaka görünür hale gelecektir. Safenin lateralini diseksiyon yapın ve vaskülatürü medial olarak ve posterior gastroksolus kompleksini lateral olarak geri çekin.
      NOT: Bu damar sistemini kesmemeye dikkat edin. Bu arter hasar görürse, ameliyat sonrası hemorajik şok meydana gelebileceğinden uygun ligasyonu sağlayın.
  3. Posterior medial femoral kondil üzerinde küçük bir hareketli fabella tanımlanana kadar distal diseksiyon. Fabella superolateral'ı harekete geçirmek için bir artrotomi yapın ve altta yatan medial femoral kondili açığa çıkarın. Medial femoral kondilin posterior yönünü ortaya çıkarmak için yumuşak dokuyu künt ve keskin diseksiyonla nazikçe çıkarın. Yumuşak dokuları bu seviyede geri çekmek için bir Freer ve Cricket kendinden tutucu kullanın ( Malzeme Tablosuna bakın).
  4. Kondili açıkta tutarken, medial femoral kondilin üst yönünden başlayarak ve medial femoral kondilin ön-arka yönünde, kondilin posterior yönünden kabaca 5 mm uzakta, distal femur boyunca 0.062 inçlik bir Steinman pimi (Malzeme Tablosuna bakınız) ilerletin.
    1. Pille çalışan bir Steinman pim sürücüsü kullanarak teli eklem yüzeyine paralel olarak kemik ve yan deriden yanal olarak sürün. Lateral epikondilin palpasyonu, Steinman piminin uygun yörüngesini sağlayacaktır.
  5. Ekartörleri çıkarın ve cildi 3-0 polisorb sütürle kapatın (bkz. Malzeme Tablosu). Kesiği steril gazlı bezle örtün.

4. Femoral kondilin etkisi

  1. Ameliyat uzvunun altındaki örtüyü çıkarın ve Steinman pimini özelleştirilebilir ve ayarlanabilir bir yükseklik darbe platformuna sabitleyin. İlk olarak, Steinman pim sabitleme aparatının yüksekliği ayarlanabilir, alt yönünü pimin altına yerleştirin (Şekil 2A2). Vida yüksekliklerini gerektiği gibi ayarlayarak telin bu platformda zemine paralel olduğundan emin olun.
    1. Steinman piminin yere paralel olduğundan emin olduktan sonra, güvenli platformun üst vida tabanlı yönünü (Şekil 2A3) yüksekliği ayarlanabilir parçanın alt vida tabanlı yönüne yerleştirin. Üst çubuğu pim tutma platformunun yüksekliği ayarlanabilir alt kısmına vidalayarak Steinman piminin sıkıca sabitlendiğinden emin olun (Şekil 2A2).
  2. Steinman pimi platforma sabitlendikten sonra dikişi çıkarın ve kesiği yeniden açın. Medial femoral kondili, kendi kendini tutan Weitlaner ve kriket ekartörleri ile ortaya çıkarın. İlave yumuşak dokuyu çarpma ucunun yolundan geri çekmek için ek bir Freer gerekebilir (Şekil 2B).
  3. Düşme kulesini onaylı bir dezenfektanla silin. Steril 3 mm çarpma kafasını (Şekil 2A4) düşme kulesi taşıyıcısına takın. Düşme kulesini operatif ekstremitenin üzerine getirin ve tabanını (Şekil 2A6) çarpan platformun altına yerleştirin (Şekil 3A).
  4. Çarpma tertibatını (Ek Şekil 2, bölüm 20 ve Ek Şekil 13) posterior medial femoral kondilin merkezine yavaşça indirin. Çarpma tertibatının yolunda yumuşak doku olmadığından emin olun.
    1. Çarpma tertibatı başının posterior medial femoral kondil üzerinde ortalandığından emin olmak için tavşanı veya kuleyi gerektiği gibi hareket ettirin (Şekil 3B). Tavşan her hareket ettirildiğinde veya yeniden konumlandırıldığında, bu cerrahi bölge sterilitede olası kırılmalar açısından değerlendirilmeli ve gerekirse alan yeniden sterilize edilmelidir.
  5. Uygun yörünge sağlandıktan sonra, kuleyi mafsallı kelepçelerle platforma kelepçeleyin (Şekil 2A5,  bkz. Malzeme Tablosu).
  6. İnhalan anesteziyi artırmadan daha derin anestezi için darbeden 5-10 dakika önce bir doz intravenöz alfaksalone (0.5-0.7 mg / kg) uygulayın.
    NOT: Palpebral refleks, pedal çekme ve kulak kepçesi refleksi eksikliği daha derin anesteziyi kanıtlar. Bu daha derin anestezi, aparata yerleştirme sırasında ve darbe sırasında olası uzuv reaksiyonlarını önlemeye yardımcı olur.
    DİKKAT: Çok hızlı verilirse, alfaxalone tavşanlarda geçici apne ve hipoksiye neden olabilir ve 1-2 dakika boyunca yavaşça verilmelidir. Hipoksi meydana gelirse, devam etmeden önce yeterli oksijenlenmeyi ve hayati değerlerin restorasyonunu sağlayın.
  7. Çarpma tertibatını düşme kulesine medial femoral kondilin üzerinde istenen yüksekliğe ayarlayın. 1.41 kg kütleli rulmanlar da dahil olmak üzere mevcut taşıma tertibatı için bu 7 cm'lik bir yüksekliktir.
    NOT: Düşme kulesi yüksekliği kadavra dokusu üzerinde yapılan pilot çalışmalardan belirlenmiştir. Bu yükseklik, bu çalışmada tavşanlar için görünür kıkırdak hasarı oluşturdu, ancak subkondral kemik kırığı oluşturmadı.
  8. Taşıyıcıyı serbest bırakmak ve yerçekimi kuvveti altında düşmesine izin vermek için iş mili durdurucusunu serbest bırakmadan hemen önce LabVIEW veri toplama yazılımındaki (Ek Kodlama Dosyası 14) Başlat düğmesine tıklayın (Ek Şekil 2, öğe No. 14).
    NOT: Veri toplama yazılımı, bir veri toplama modülüne bağlı bir dizüstü bilgisayar kullanarak 100 kHz'de çarpma sırasında çarpma tertibatı ile taşıyıcı ve bir ivmeölçer (Şekil 1, 7) arasına yerleştirilmiş bir yük hücresinden (Şekil 1, 6) verileri toplayacaktır.
  9. Veri toplama yazılımı tarafından oluşturulan txt dosyasını Matlab veri analiz kodu (Ek Kodlama Dosyası 2) ile aynı klasöre yerleştirin ve ham verileri filtrelemek ve etki parametrelerini hesaplamak için veri analiz kodunu çalıştırın.
  10. Maksimum yükün tanımlandığından emin olun. İlişkili zaman noktası, maksimum deformasyon ve sıfır hız zamanı olarak kabul edilir.
    NOT: Veri analiz kodu, klasördeki tüm txt dosyalarını analiz edecek ve her dosya için sonuçları raporlayacaktır. Kod, yükleme süresi verilerindeki değişikliklere bağlı olarak etkinin başlangıcını ve sonunu belirler. İvmeölçerden gelen veriler, hızı hesaplamak için sayısal olarak entegre edilecek ve yer değiştirmeyi hesaplamak için tekrar entegre edilecektir. Veri analizi kodu, aşağıdaki formüllerden darbe, iş ve kinetik enerjiyi sayısal olarak hesaplayacaktır:
    figure-protocol-1
    figure-protocol-2
    figure-protocol-3
    burada F, yük sensörü tarafından ölçülen kuvvettir, x 0 ve t 0, çarpmanın başlangıcındaki yer değiştirme ve zamandır ve x ve tf, çarpmanın sonundaki yer değiştirme ve zamandır. Yükleme hızı, çarpmanın yükleme aşamasında dσ/dt'nin ortalaması olarak sayısal olarak hesaplanacaktır. Tepe gerilimi, tepe yükünün çarpma tertibatı kafasının temas alanına bölünmesiyle hesaplanacaktır.
  11. Uygun kıkırdak hasarının oluşup oluşmadığını belirlemek için kıkırdak yüzeyinin görselleştirilmesini gerçekleştirin (Şekil 4A).

5. Cerrahi alanın kapatılması

  1. Düşme kulesini operatif ekstremitenin üzerinden çıkarın. Kullanılmış tüm cerrahi aletleri bir kenara koyun ve yeni steril eldivenlerle değiştirin.
    NOT: Düşme kulesinin steril olmadığı göz önüne alındığında, darbeye kadar kullanılan tüm aletler artık kontamine olarak kabul edilmelidir.
  2. Alt ekstremiteye tekrar steril bir örtü uygulayın ve kullanılmayan steril kendinden ekartörler elde edin.
  3. Medial femoral kondili tekrar açığa çıkarın ve cerrahi bölgeyi 50-60 mL steril salin ile iyice sulayın.
  4. Arka kapsül 5-0 polisorb sütür ile kapatılır, ardından cilt 4-0 monosorb sütür ile kapatılır (bkz.
  5. İnderiyal insizyon çevresinde lokal analjezi için 2 mL lidokain / bupivakain enjekte edin.
  6. Yumuşak doku yaralanmasını en aza indirmek için salınım yaparak Steinman pimini bir güç sürücü seti ile çıkarın (Malzeme Tablosuna bakın).
  7. Yarayı yapışkan olmayan bir pansumanla ve ardından yapışkan bantla sarın. Kırık olmadığından ve uygun pim yerleşiminden emin olmak için operatif ekstremitenin röntgenini çekin (Şekil 4B).

6. Ameliyat sonrası yönetim

  1. Tavşanı kafesine geri koyun ve anesteziden çıkana kadar (~25 dakika) ısıtılmış battaniyeler üzerinde izleyin.
  2. Düzgün bir şekilde iyileşmelerini ve hareket kabiliyetlerini yeniden kazanmalarını sağlamak için ameliyattan sonraki birkaç gün boyunca tavşanları yakından izlemeye devam edin. Enfeksiyon profilaksisi için ameliyat sonrası 2 gün boyunca enrofloksasin (10 mg / kg) uygulayın. Ameliyattan sonra her 2-3 günde bir ve gerektiğinde buprenorfin SR analjezisini (0.1 mg/kg) deri altından uygulayın. Buprenorfin yerine, Carprofen, günde 4 mg / kg SQ, Meloksikam, 3 güne kadar günde 0.2 - 0.3 mg / kg SQ veya Ketoprofen, günde 3 mg / kg SQ gibi NSAID'ler ameliyattan 3-5 gün sonra ve gerektiğinde uygulanabilir.
    NOT: İnsan yenidoğan pantolonunun arka ayakların üzerine yerleştirilmesiyle tavşan yalaması veya çiğneme nedeniyle ameliyat sonrası yara ayrılmasını önlemeyi başardık39. Tavşan pantolonu çiğnerse, kesiğin çiğnenmesini önlemek için bir Elizabeth yakası ( Malzeme Tablosuna bakınız) yerleştirilebilir.

7. Histolojik değerlendirme

  1. Yaralanmadan 16 hafta sonra, ötenazi tavşanlarından dizleri toplayın, 48 saat boyunca% 10 nötr tamponlu formalin içinde sabitleyin, ardından parafin gömün ve 5 μm kalınlığında dilimler halinde bölümlere ayırın.
  2. De-parafinizasyon ve rehidrasyondan sonra, bölümleri standart protokollere40,41 göre safranin O hızlı yeşil ile boyayın.
  3. Hematoksilen42 ile karşı boyanmış, üreticinin talimatlarını izleyerek TUNEL Kromojenik Apoptoz Tespit kitini kullanarak bölümlerde terminal deoksinükleotidil transferaz dUTP nick ucu etiketleme (TUNEL) testini gerçekleştirin (bkz. Malzeme Tablosu).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

Bu prosedürün başarısı, darbeden hemen sonra kondilin cerrah tarafından görüntülenmesi (Şekil 4A) ve kırık olmadığından emin olmak için radyografi (Şekil 4B) ile izlendi. Kondilin intraoperatif kırığına yol açan darbe yetmezliği riski vardır. Bu tipik olarak Steinman piminin yanlış yerleştirilmesinden kaynaklanıyordu (Şekil 5). Bu model kullanıldığında, intraoperatif kırığa sekonder kırık başarısızlığı oranı %9.0 idi (67 ameliyatın ...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Bu cerrahi prosedür, bir PTOA modelinde tavşan medial femoral kondilinin ağırlık taşıyan yüzeyinde tutarlı kıkırdak hasarı oluşturmayı amaçlamaktadır. Bu prosedürün bir avantajı, dize posterior yaklaşımın tüm posterior medial femoral kondilin doğrudan görüntülenmesine izin vermesi ve yaklaşık 37 dakikada gerçekleştirilebilmesidir (Tablo 2). Bunun açık bir yaralanma modeli olduğu ve sinovyum ve eklem kapsülündeki potansiyel hasara bağlı olarak sadece darbenin ötesinde akut inflamatuar değişikliklere yol a...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Roman Natoli, AO Trauma North America için dersler veriyor, Current Osteoporosis Reports için bölüm editörü ve Morgan ve Claypool'dan ders kitabı telif hakları aldı. Todd McKinley, Innomed'dan telif ücreti alıyor. Kalan yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yok.

Teşekkürler

Bu çalışma, ABD Ordusu Tıbbi Araştırma Satın Alma Faaliyeti'nden DoD Hakemli Tıbbi Araştırma Programı - Araştırmacı Tarafından Başlatılan Araştırma Ödülü W81XWH-20-1-0304, NIH NIAMS R01AR076477 ve NIH'den Kapsamlı Kas-İskelet Sistemi T32 Eğitim Programı (AR065971) ve NIH NIAMS Grant R01 AR069657. tarafından desteklenmiştir. Yazarlar, bu projeye işleme ve imalat konusundaki uzmanlığını sağladığı için Kevin Carr'a ve histolojiye yardımcı oldukları için Drew Brown ve Indiana Kas-İskelet Sağlığı Kemik Histolojisi Çekirdeği Merkezi'ne teşekkür eder.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Düz başlı vidaMcMaster-Carr92210A194Paslanmaz çelik altıgen tahrikli düz başlı vida, 8-32, 1/2 "
# 15 neşter bıçaklarıMcKesson1029066Neşter McKesson No. 15 Paslanmaz Çelik / Plastik Klasik Kavrama Kolu Steril Tek Kullanımlık
1/2"-20 dişli çubukMcMaster-Carr99065A1201/2"-20 dişli çubuk
10 mL şırıngaMcKesson1031801Sulama için; Genel Amaçlı Şırınga McKesson 10 mL Blister Paket Luer Kilit Ucu Güvenliksiz
3 mL şırıngaMcKesson1031804Lidokain / bupiviakain enjeksiyonu için; Genel Amaçlı Şırınga McKesson 3 mL Blister Ambalaj Luer Kilit Ucu Güvenliksiz.
3-0 polisorbEthiconJ332H3-0 Vircryl, CT-2, 1/2 daire, 26 mm, konik
4-0 monosorbEthiconZ397H4-0 PDS 2, FS-2, 3/8 daire, 19mm, kesici kenar
5-0 polisorbMed Vet InternationalNC9335902Med Vet International 5-0 ETHICON KAPLAMALI VICRYL C-3
İvmeölçerKistler8743A5İvmeölçer
Adson-Browns ForsepsWorld hassas aletler500177Adson-Brown Forseps, 12 cm, Düz, TC Çeneler, 7 x 7 Diş
AlfaxaloneJurox49480-002-01Jurox tarafından Alfaxan Multidose: 10 mg/mL
BuprenorfinPar İlaç42023-0179-05Buprenorfin HCL enjeksiyonu: 0.3 mg/mL
Butorphanol Zoetis54771-2033Butorphanol tartrat  10mg/ml by Zoetis
Klorheksidin El OvmaBD371073BD E-Z Scrub 107 Cerrahi Ovma Fırçası/Süngeri, %4 CHG, Kırmızı
PensSTRYKER14023Stryker 4100-62 tel Pens 0.28-0.71''
Akülü Sürücü piyasemenSTRYKEROR-S4300Stryker 4300 CD3 Akülü Sürücü 3 el aleti
Kriket EkartörleriNovosurgicalG3510 212x Heiss (Holzheimer) Çapraz Hareketli Ekartör
Dissektör MakasJorvet labsJ0662Aesculap AG, Metzenbaum, Makas, Düz 5 3/4 & Prime;
Elizabeth YakaElizaSoft62054ElizaSoft Elizabeth Kurtarma Yaka
EnrofloksasinÖzel İlaçlarEnrofloksasin Özel İlaçlar
Göz Merhemiile Bileşik Pirvetal ve nbsp;46066-753-55Pivetal Yapay Gözyaşları- yakın zamanda geri çağrıldı
Yüze monte şaft bileziğiMcMaster-Carr5631T11Yüze monte şaft bileziği
Hızlı yeşilMillipore SigmaF7258Hızlı yeşil
FreerJorvet labsJ0226QFreer asansör
Başlı vida -1McMaster-Carr91251A197Siyah oksit alaşımlı çelik soket başlı vida, 8-32, 3/4"
Başlı vida -2McMaster-Carr92196A194Paslanmaz çelik soket başlı vida, 8-32, 1/2"
Başlı vida -3McMaster-Carr92196A146Paslanmaz çelik soket başlı vida, 8-32, 1/2"
Başlı vida -4McMaster-Carr92196A151Paslanmaz çelik soket başlı vida, 6-32, 3/4"
Hematoksilen Çözeltisi, Solungaç No. 1Millipore SigmaGHS132-1LHematoksilen Çözeltisi, Solungaç No. 1
Altıgen somunMcMaster-Carr91841A007Paslanmaz çelik altıgen somun, 6-32
Tutma mafsallı kelepçeMcMaster-Carr5126A71Tutma mafsallı kelepçe
Darbe cihazın/an/aısmarlama
Darbe platformun/an/aısmarlama
K-telleriJorvet LabsJ0250AJorVet İntramedüller Steinman Pimleri, Trokar-Trokar 1/16" x 7"
Lab ViewUlusal Aletlern/an/a
Yük hücresiKistler9712B5000Yük hücresi
MATLABThe MathWorks Inc.n/an/a
MikroskopLeicaDMi-8LAS-X yazılımlı Leica DMi8 mikroskobu
MidazolamAlmaject72611-749-10Midazolam Hidroklorür enjeksiyonu: Almaject
freze makinesi derinlik durdurucularıMcMaster-Carr2949A71Kelepçeli freze makinesi derinlik durdurucuları
Mobil C-kolluPhilips718095BV  Pulsera, Mobil C-kollu
Lineer bilyalı rulmanMcMaster-Carr9338T7Monteli lineer bilyalı rulman
İğne SürücüsüA2Z ScilabA2ZTCIN39TC Webster İğne Tutucu Düz Çeneler 5", Premium
PentobarbitalVortech0298-9373-68Pentobarbital 390 mg / mL Vortech
Safranin OMillipore SigmaHT90432Safranin O
Küçük Pil paketiSTRYKERNS0140366212 Küçük Pil paketi - 9.6 V
Çelik çubuk, 2'McMaster-Carr89535K25Çelik çubuk, 2'
Steril Tuzlu YoğunBakım Ünitesi Tıbbi6139-22AquaLite Solüsyon Dökme Şişeleri, 250 mL
Stryker 6110-120 Sistem 6 Pil Şarj CihazıSTRYKEROR-S6110-120
Cerrahi eldivenlerMcKesson1044729Cerrahi Eldiven McKesson Perry Boyut 6.5 Steril Çift Lateks Uzatılmış Manşet Uzunluğu Pürüzsüz Kahverengi Kemo Onaylı Değil
Cerrahi önlükMcKesson1104452Havlulu Takviyesiz Cerrahi Önlük McKesson Büyük Mavi Steril AAMI Seviye 3 Tek Kullanımlık Sütür
makasıJorvet LabsJ0910SASüper Kesim Makas, Mayonez, Düz, 5 1/2″
TUNEL boyama kitiABP BioscienceA049TUNEL Kromojenik Apoptoz Tespit Kiti
Weitlaner EkartörleriGüzel Bilim Araçları17012-112x Weitlaner-Locktite Ekartörleri
ile 5mg/ml

Kaynaklar

  1. Thomas, A. C., Hubbard-Turner, T., Wikstrom, E. A., Palmieri-Smith, R. M. Epidemiology of posttraumatic osteoarthritis. Journal of Athletic Training. 52 (6), 491-496 (2017).
  2. Pasquale, M. K., et al. Healthcare Utilization and costs of knee or hip replacements versus pain-relief injections. American Health Drug Benefits. 8 (7), 384-394 (2015).
  3. Yao, J. J., et al. Direct Inpatient medical costs of operative treatment of periprosthetic hip and knee infections are twofold higher than those of aseptic revisions. Journal of Bone and Joint Surgery America. 103 (4), 312-318 (2021).
  4. Anatone, A. J., et al. Decreased implant survival is associated with younger patients undergoing total knee arthroplasty. HSS Journal. 18 (2), 290-296 (2022).
  5. Stone, B., Nugent, M., Young, S. W., Frampton, C., Hooper, G. J. The lifetime risk of revision following total knee arthroplasty : a New Zealand Joint Registry study. The Bone and Joint Journal. 104-B (2), 235-241 (2022).
  6. Chen, D., et al. Osteoarthritis: toward a comprehensive understanding of pathological mechanism. Bone Research. 5, 16044(2017).
  7. Robinson, W. H., et al. Low-grade inflammation as a key mediator of the pathogenesis of osteoarthritis. Nature Review Rheumatology. 12 (10), 580-592 (2016).
  8. Perez-Garcia, S., et al. Profile of matrix-remodeling proteinases in osteoarthritis: impact of fibronectin. Cells. 9 (1), 40(2019).
  9. Hashimoto, S., Ochs, R. L., Komiya, S., Lotz, M. Linkage of chondrocyte apoptosis and cartilage degradation in human osteoarthritis. Arthritis Rheumatology. 41 (9), 1632-1638 (1998).
  10. Natoli, R. M., Athanasiou, K. A. Traumatic loading of articular cartilage: Mechanical and biological responses and post-injury treatment. Biorheology. 46 (6), 451-485 (2009).
  11. Coleman, M. C., Brouillette, M. J., Andresen, N. S., Oberley-Deegan, R. E., Martin, J. M. Differential effects of superoxide dismutase mimetics after mechanical overload of articular cartilage. Antioxidants (Basel). 6 (4), 98(2017).
  12. Goodwin, W., et al. Rotenone prevents impact-induced chondrocyte death. Journal of Orthopaedic Research. 28 (8), 1057-1063 (2010).
  13. Wolff, K. J., et al. Mechanical stress and ATP synthesis are coupled by mitochondrial oxidants in articular cartilage. Journal of Orthopaedic Research. 31 (2), 191-196 (2013).
  14. Delco, M. L., Bonnevie, E. D., Bonassar, L. J., Fortier, L. A. Mitochondrial dysfunction is an acute response of articular chondrocytes to mechanical injury. Journal of Orthopaedic Research. 36 (2), 739-750 (2018).
  15. Coleman, M. C., Ramakrishnan, P. S., Brouillette, M. J., Martin, J. A. Injurious loading of articular cartilage compromises chondrocyte respiratory function. Arthritis Rheumatology. 68 (3), 662-671 (2016).
  16. Bobinac, D., Spanjol, J., Zoricic, S., Maric, I. Changes in articular cartilage and subchondral bone histomorphometry in osteoarthritic knee joints in humans. Bone. 32 (3), 284-290 (2003).
  17. Coleman, M. C., et al. Targeting mitochondrial responses to intra-articular fracture to prevent posttraumatic osteoarthritis. Science Translational Medicine. 10 (427), eaan5372(2018).
  18. Heraud, F., Heraud, A., Harmand, M. F. Apoptosis in normal and osteoarthritic human articular cartilage. Annals of Rheumatological Diseases. 59 (12), 959-965 (2000).
  19. Narez, G. E., Fischenich, K. M., Donahue, T. L. H. Experimental animal models of post-traumatic osteoarthritis of the knee. Orthopedic Reviews (Pavia). 12 (2), 8448(2020).
  20. Fischenich, K. M., et al. Chronic changes in the articular cartilage and meniscus following traumatic impact to the lapine knee. Journal of Biomechanics. 48 (2), 246-253 (2015).
  21. Isaac, D. I., Meyer, E. G., Kopke, K. S., Haut, R. C. Chronic changes in the rabbit tibial plateau following blunt trauma to the tibiofemoral joint. Journal of Biomechanics. 43 (9), 1682-1688 (2010).
  22. Wei, F., et al. Post-traumatic osteoarthritis in rabbits following traumatic injury and surgical reconstruction of the knee. Annals of Biomedical Engineering. 50 (2), 169-182 (2022).
  23. Terracciano, R., et al. Quantitative high-resolution 7T MRI to assess longitudinal changes in articular cartilage after anterior cruciate ligament injury in a rabbit model of post-traumatic osteoarthritis. Osteoarthritis and Cartilage Open. 4 (2), 100259(2022).
  24. Huang, K., Cai, H. L., Zhang, P. L., Wu, L. D. Comparison between two rabbit models of posttraumatic osteoarthritis: A longitudinal tear in the medial meniscus and anterior cruciate ligament transection. Journal of Orthopaedic Research. 38 (12), 2721-2730 (2020).
  25. Sun, Z. B., Peng, H. Experimental Study on the prevention of posttraumatic osteoarthritis in the rabbit knee using a hinged external fixator in combination with exercises. Journal of Investigative Surgery. 32 (6), 552-559 (2019).
  26. Gardner, M. J., et al. The incidence of soft tissue injury in operative tibial plateau fractures: a magnetic resonance imaging analysis of 103 patients. Journal of Orthopedic Trauma. 19 (2), 79-84 (2005).
  27. Dilley, J. E. B. M. A., Roman, N., McKinley, T. O., Sankar, U. Post-traumatic osteoarthritis: A review of pathogenic mechanisms and novel targets for mitigation. Bone Reports. 18, 101658(2023).
  28. Seol, D., et al. Effects of knockout of the receptor for advanced glycation end-products on bone mineral density and synovitis in mice with intra-articular fractures. Journal of Orthopedic Research. 36 (9), 2439-2449 (2018).
  29. Furman, B. D., et al. Joint degeneration following closed intraarticular fracture in the mouse knee: a model of posttraumatic arthritis. Journal of Orthopedic Research. 25 (5), 578-592 (2007).
  30. Glasson, S. S., Chambers, M. G., Van Den Berg, W. B., Little, C. B. The OARSI histopathology initiative - recommendations for histological assessments of osteoarthritis in the mouse. Osteoarthritis Cartilage. 18 Suppl 3, S17-S23 (2010).
  31. McCoy, A. M. Animal models of osteoarthritis: comparisons and key considerations. Veterinary Pathology. 52 (5), 803-818 (2015).
  32. Fening, S. D., Jones, M. H., Moutzouros, V., Downs, B., Miniaci, A. Method for Delivering a controlled impact to articular cartilage in the rabbit knee. Cartilage. 1 (3), 211-216 (2010).
  33. Leucht, F., et al. Development of a new biomechanically defined single impact rabbit cartilage trauma model for in vivo-studies. Journal of Investigative Surgery. 25 (4), 235-241 (2012).
  34. Vrahas, M. S., Smith, G. A., Rosler, D. M., Baratta, R. V. Method to impact in vivo rabbit femoral cartilage with blows of quantifiable stress. Journal of Orthopedic Research. 15 (2), 314-317 (1997).
  35. Borrelli, J. Jr, Burns, M. E., Ricci, W. M., Silva, M. J. A method for delivering variable impact stresses to the articular cartilage of rabbit knees. Journal of Orthopedic Trauma. 16 (3), 182-188 (2002).
  36. Milentijevic, D., Rubel, I. F., Liew, A. S., Helfet, D. L., Torzilli, P. A. An in vivo rabbit model for cartilage trauma: a preliminary study of the influence of impact stress magnitude on chondrocyte death and matrix damage. Journal of Orthopedic Trauma. 19 (7), 466-473 (2005).
  37. Alexander, P. G., et al. An In vivo lapine model for impact-induced injury and osteoarthritic degeneration of articular cartilage. Cartilage. 3 (4), 323-333 (2012).
  38. Bonitsky, C. M., et al. Genipin crosslinking decreases the mechanical wear and biochemical degradation of impacted cartilage in vitro. Journal of Orthopedic Research. 35 (3), 558-565 (2017).
  39. Bartley, K. A., Johnson, C. H. Human Infant pants for postoperative protection during social housing of new zealand white rabbits (Oryctolagus cuniculus). Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 58 (4), 510-516 (2019).
  40. Lillie, R. D., Fullmer, H. M. Histopathologic technic and practical histochemistry. , 4th edn, Blakiston Division, McGraw-Hill. (1976).
  41. Armed Forces Institute of Pathology: Laboratory Methods in Histotechnology. Washington DC: American Registry of Pathology. Prophet, E., Mills, B., Arrington, J. B., Sobin, L. H. , (1992).
  42. Dilley, J. E., et al. CAMKK2 is upregulated in primary human osteoarthritis and its inhibition protects against chondrocyte apoptosis. Osteoarthritis and Cartilage. 31 (7), 908-918 (2023).
  43. Pritzker, K. P., et al. Osteoarthritis cartilage histopathology: grading and staging. Osteoarthritis Cartilage. 14 (1), 13-29 (2006).
  44. Christiansen, B. A., et al. Non-invasive mouse models of post-traumatic osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 23 (10), 1627-1638 (2015).
  45. Borrelli, J., Zaegel, M. A., Martinez, M. D., Silva, M. J. Diminished cartilage creep properties and increased trabecular bone density following a single, sub-fracture impact of the rabbit femoral condyle. Journal of Orthopaedic Research. 28 (10), 1307-1314 (2010).
  46. Borrelli, J., Silva, M. J., Zaegel, M. A., Franz, C., Sandell, L. J. Single high-energy impact load causes posttraumatic OA in young rabbits via a decrease in cellular metabolism. Journal of Orthopedic Research. 27 (3), 347-352 (2009).
  47. Borrelli, J. Jr, Zhu, Y., Burns, M., Sandell, L., Silva, M. J. Cartilage tolerates single impact loads of as much as half the joint fracture threshold. Clinical Orthopedics and Related Research. 426, 266-273 (2004).
  48. Karnik, S., et al. Decreased SIRT1 activity is involved in the acute injury response of chondrocytes to ex vivo injurious mechanical overload. International Journal of Molecular Sciences. 24 (7), 6521(2023).
  49. Mevel, E., et al. Systemic inhibition or global deletion of CaMKK2 protects against post-traumatic osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 30 (1), 124-136 (2022).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Etiketler

Tav an Osteoartrit ModeliEklem K k rda HasarFemoral Kondil mpaktD rme Kulesi Tekni iKondrosit ApoptozuOARSI SkorlamasEklem Travma ModeliHayvan Cerrahi Protokol
Tavşanda travma sonrası osteoartrit oluşturmak için tekrarlanabilir bir kıkırdak etki modeli
Bize ulaşın
Kütüphaneye tavsiye et

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Telif hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.