Yöntem makalesi

Transabdominal Yaklaşımla Tavşanlarda Lomber Disk Dejenerasyonunun İndüksiyonu

855 görüntüleme

⸱

DOI:

10.3791/65409

⸱

6 Ekim 2023

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Orthopedic Surgery, Xingtai General Hospital of North China Medical Health Group, 2Orthopaedic Research Institute of Xingtai, 3Medical School, Faculty of Medicine, The University of Queensland, 4School of Chemical Engineering, The University of Queensland, 5Department of Spine Surgery, The Third Hospital of Hebei Medical University

Bu makalede

Özet

Burada, transabdominal bir yaklaşımla tavşan lomber disk dejenerasyonunu oluşturmak için iğne ponksiyonu kullanan bir cerrahi protokolü tarif ediyoruz. Lomber disk dejenerasyonunun başarılı bir şekilde kurulduğunu doğrulamak için radyolojik kontroller ve histolojik analizler kullanıldı.

Özet

Bel ağrısı, dünya çapında popülasyonlarda son derece yaygın bir tıbbi sorundur. Bel ağrısına ana katkıda bulunanlardan biri intervertebral disk (IVD) dejenerasyonudur. Bel ağrısının patofizyolojisini incelemek ve potansiyel terapötik stratejileri araştırmak için ideal bir IVD dejenerasyonu hayvan modeli gereklidir. Tavşan modelleri güvenilir, ekonomik ve kolay kurulan hayvan modelleridir. Retroperitoneal yaklaşım, tavşan modellerinde IVD dejenerasyonunu indüklemek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, segmental arterlerin avülsiyonu ve sinir kökü yaralanması gibi bu teknikle ilişkili komplikasyonlar bildirilmiştir. Bu yazıda, transabdominal bir yaklaşımla tavşan lomber disk dejenerasyonunu belirlemek için iğne ponksiyonu kullanılarak yapılan bir cerrahi protokolü göstermeyi amaçladık. Sonuç olarak, radyolojik kontroller ve histolojik analizler, tavşanlarda lomber disk dejenerasyonunun başarılı bir şekilde tespit edildiğini gösterdi. Bu cerrahi protokol, hedef disklerin kesin konumunu ve IVD dejenerasyon modellerinin daha az komplikasyonla yüksek tekrarlanabilirliğini sunar.

Giriş

Bel ağrısı (LBP) dünya çapında engelliliğin önde gelen nedenidir1. İntervertebral disk (IVD) dejenerasyonu (IVDD), LBP 2,3,4'ün ana nedenlerinden biridir. IVDD, farklı çevresel ve biyolojik faktörler tarafından hızlandırılabilen karmaşık ve tam olarak anlaşılamayan çok faktörlü bir süreçtir 5,6,7. IVDD'nin patolojik değişiklikleri, düzensiz bir IVD yapısı, nükleus pulpozusta azalmış su içeriği ve çevredeki hücre dışı matrisinbozulması ile karakterizedir 8,9. IVDD hayvan modelleri, IVD ile ilgili çalışmalar için önemlidir 9,10,11.

Şimdiye kadar, insanlarda IVDD'nin ilerlemesini taklit etmek için çeşitli IVDD hayvan modelleri kurulmuştur. Sığır, koyun, keçi, köpek ve primat modelleri gibi büyük hayvanlar, disk boyutu ve dejenere diskin hücresel bileşimi (koyun ve keçi gibi notokordal hücrelerin yokluğu) açısından insanlarla bazı benzerlikler paylaşır12. Bununla birlikte, bu büyük modeller, yüksek maliyet, uzun deney süresi, zayıf tekrarlanabilirlik ve bu modellerde dejenerasyon oluşturmak için gereken daha karmaşık beceriler nedeniyle yaygın olarak kullanılmamaktadır13. Buna karşılık, sıçanlar, fareler ve tavşanlar gibi küçük hayvan modelleri, IVD ile ilgili çalışmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır, çünkü üzerinde çalışılması daha kolay, uygun maliyetli ve güvenilirdir10. Bir tavşandaki disk boyutu bir fare veya sıçandan daha büyüktür ve bu nedenle tavşanlarda manipülasyon için daha fazla disk alanı vardır. Ek olarak, tavşanlar, benzer omurga anatomik yapısı (faset eklemler, paravertebral kaslar ve bağlar) nedeniyle insan IVD'lerine yüksek derecede homolojiye sahiptir14,15. Bu nedenle, IVDD modellerinin kurulması için tavşanlar diğer küçük hayvanlardan daha uygundur.

IVDD hayvan modelleri, mekanik modelleri (kompresyon, kararsızlık), yapısal modelleri (yaralanma, kimyasal) ve spontan dejenerasyonun hayvan modellerini içerir16. Tavşan IVDD modelleri genellikle transabdominal yaklaşım17ve retroperitoneal yaklaşım18 olmak üzere iki farklı cerrahi yaklaşım kullanılarak yaralanmaya neden olarak oluşturulur. Hedef IVD'leri delen iğnenin retroperitoneal yaklaşımı yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak bu yaklaşım segmental arterlerin avülsiyonu ve sinir kökü yaralanması gibi birçok komplikasyona neden olabilir18,19. Burada, tavşanlarda IVDD oluşturmak için kolay ve tekrarlanabilir bir yöntem sağlamayı amaçlayan, transabdominal bir yaklaşımla iğne ile delinen IVD'lerin indüklediği bir tavşan IVDD modeli sunuyoruz.

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

Protokol

Deney protokolü, Kuzey Çin Tıbbi Sağlık Grubu Xingtai Genel Hastanesi Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi tarafından onaylandı (Onay numarası: ZCKT-2021-0009). Bu çalışmada sağlıklı iskelet halinde olgun Yeni Zelanda beyaz tavşanları (dişi, 1 yıl, 3-5 kg) kullanılmıştır.

1. Ameliyat öncesi hazırlık

  1. Tavşanları oruç tutun ve genel anesteziden önce 6-8 saat sudan mahrum bırakın.
  2. Tavşanı tartın.
  3. Bir gazlı bez süngeri kullanarak kulağı% 70 etanol ile temizleyin.
  4. Kulaklara lokal anestezik krem sürün.
  5. Marjinal kulak damarını şişirmek için kulak tabanının etrafına baskı uygulayın.
  6. Tavşanları midazolam (1-2 mg / kg) kullanarak marjinal kulak damarına20 enjekte ederek sakinleştirin.
  7. İnhalasyon anestezisini bir maske ile uygulayın. Anesteziyi indüklemek için oksijen oranını 1 L / dk'ya ve izofluran konsantrasyonunu% 4 -% 5'e ayarlayın.
    NOT: Anestezi derinliğini değerlendirmek için, hayvanın arka bacağını düz bir şekilde dışarı çekin ve başparmak ve işaret parmağını kullanarak ayağı sertçe sıkıştırın. Geri çekilme refleksi azalana kadar hayvanlar ameliyat edilmemelidir21.
  8. İzofluran konsantrasyonunu% 2.5 -% 3.5 arasında tutun (tavşanın ağırlığına bağlı olarak).

2. İntraoperatif prosedürler

  1. Cerrahi işleme devam etmeden önce cerrahi aletleri (damar klemp/forseps, doku makası, dikiş makası, neşter sapı, #22 neşter bıçağı, çift uçlu el ekartörü, steril gazlı bez, 3-0 emilebilir sütür, 4-0 emilmeyen örgülü sütür, iğne tutucu, fıstık gazlı bez [el yapımı top şeklinde gazlı bez], 5 mL şırınga, 1 mL şırınga, 16 G iğne, 26 G iğne, 5 mm derinlikte tıpa) otoklavlayın.
  2. Ameliyat masasını %75 alkol ile sterilize edin.
  3. Elektrikli bir tıraş bıçağı ve tüy dökücü macun kullanarak, tavşanın ventral tarafındaki en alt kaburgadan iliak tepe seviyesine kadar tanımlanan bölgeyi tıraş edin.
    NOT: Meme uçlarına zarar vermekten kaçının.
  4. Tavşanı ameliyat masasına sırtüstü yatırın ve uzuvları sabitleyin.
  5. Her iki taraftaki iliak kret çizgisini orta nokta olarak alın ve cerrahi insizyon bölgesi için yer işaretleri olarak çizgiyi 2 cm yukarı ve aşağı çizin. Bu yer işaretlerini steril bir kalemle işaretleyin.
  6. Cildi iki kez povidon-iyot çözeltisi ile dezenfekte edin. Ameliyat bölgesinin üzerine steril delikli kare bir örtü ve ameliyat masasını örtmek için büyük bir kare örtü yerleştirin. Tüm prosedür boyunca sıkı bir aseptik ortam sağlayın.
  7. Ameliyat sonrası ağrıyı hafifletmek için cerrahi insizyondan önce deri altına 2 mL %2 lidokain enjekte edin.
  8. # 22 neşter bıçağı kullanarak yer işaretleri boyunca kesi yapın ve kavisli forseps ve doku makası kullanarak fasya, kas ve karın duvarını kör bir şekilde ayırın.
  9. Mesane görünene kadar periton boşluğuna girin. Mesaneyi ve diğer bağırsak boşluğu organlarını dikkatlice sola çekmek için çift uçlu el tipi ekartörü kullanın. Daha sonra iliak venin çatallanmasını bulun ve bunu altındaki L5-6 diski için işaret noktası olarak alın.
    NOT: Başta bağırsaklar olmak üzere herhangi bir karın organına zarar vermemeye dikkat edin.
  10. Omurganın sağ tarafında titreşen abdominal aorta dokunmak için parmağınızı kullanın ve kan damarlarını ve organları sola doğru çekin.
  11. Çıkıntılı diski (L5-6) manipüle ettikten sonra, arka peritonu kesin ve ardından prevertebral kas dokusunu geniş bir şekilde incelemek için fıstık gazlı bezi kullanın.
  12. Hedef diskin doğru seviyesini ve iğnenin yönünü doğrulamak için, hedef diskin yanındaki omurları delmek için 26 G'lik bir iğne kullanın ve bunu C-kolunun rehberliğinde kontrol edin.
  13. Hedef diski bulduktan sonra, 16 G iğne ucunu hem üst hem de alt kıkırdak uç plakalarına paralel olarak yerleştirin. Ardından, IVD merkezini 5 mm derinliğe kadar (bir durdurucu kullanarak) delmek için iğne ucunu kullanın ve 30 saniye basılı tutun.
    NOT: İğne ucunun konumunun IVD'nin merkezinde olup olmadığını ve iğne ucunun yönünün sırasıyla üst ve alt uç plakalarına paralel olup olmadığını kontrol etmek için lomber anteroposterior ve lateral röntgen çekin.
  14. Aynı işlemi bir sonraki L6-7 diski için de tekrarlayın.
  15. Karın boşluğunu sulamak için ılık tuzlu su kullanın ve kesiyi kapatmadan önce kanamayı kontrol edin.
  16. Katmanlı kapatma gerçekleştirin. Fasyal tabakayı sürekli kapatmak için 3-0 sentetik emilebilir sütürler kullanın. 4-0 emilmeyen örgülü dikişler kullanarak tam kalınlıktaki cildi dikin.
  17. Buharlaştırıcıyı kapatın ve anesteziyi durdurun. Tavşanı normal hareket edene kadar metabolik bir kafeste sürekli gözlem altında tutun.

3. Ameliyat sonrası yönetim

  1. Ameliyattan hemen sonra kas içine seftriakson sodyum (25 mg / kg) enjekte edin.
  2. Hayvanların serbestçe hareket etmesine ve beslenmesine izin verin. Bacakların felci, idrara çıkma ve dışkılama sorunları veya sindirim sistemi komplikasyonları gibi herhangi bir nörolojik komplikasyon belirtisi olup olmadığını gözlemlemeye devam edin.

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

Sonuçlar

Transabdominal yaklaşım, IVDD tavşan modelleri oluşturmak için önceki çalışmamızda doğrulanmıştır22. Ameliyat sonrası 4., 12. ve 16. haftalarda röntgen ve manyetik rezonans görüntüleme (MRG) yapıldı. X-ışını görüntüleri, iğne delme ameliyatını takiben 16 hafta içinde IVD L5-6 ve L6-7'nin yüksekliğinin kademeli olarak azaldığını ortaya koydu (Şekil 1A). İğne ponksiyonu grubunun DHI'si ameliyat sonrası 4., 12. ve 16. haft...

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

Tartışma

Bu protokoldeki kritik adımlar, karın içi organların korunması, hedef disklerin tanımlanması ve iğnenin konumu ve yönüdür. L5-6 IVD, iliak venin çatallanmasının hemen altındadır ve L6-7 IVD, iliak kreste paralel pozisyona göre tanımlanır. Bu iki belirteç, intervertebral diskin hassas bir şekilde konumlandırılmasını sağlar ve transabdominal yaklaşımın en önemli avantajlarından biri olan cerrahinin doğruluğunu ve tekrarlanabilirliğini artırır. İğne hedef diskleri deldiğinde, uç plakalara z...

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

Açıklamalar

Yazarlar, herhangi bir çatışmaya yol açabilecek hiçbir rekabet çıkarı veya ilişkisi beyan etmezler.

Teşekkürler

Bu çalışma Hebei Eyaleti Doğa Bilimleri Vakfı (No. H2021108006) tarafından desteklenmiştir.

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

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
# 22 neşter bıçağıHuaiyin MEDİKAL Aletler Co., Ltd.AA6468Yok
16-G iğne, 26-G iğneZhejiang Kangkang TIBBİ CİHAZLAR Co., Ltd.305111Hiçbiri
3-0 emilebilir sütürHuaiyin MEDICAL Instruments Co., Ltd.V500431Hiçbiri
4-0 emilmeyen örgülü sütürHuaiyin MEDICAL Instruments Co., Ltd.R413Yok
5 mL şırınga, 1 mL şırıngaZhejiang Kangkang TIBBİ CİHAZLAR Co., Ltd.301942Yok
Çift uçlu el tipi ekartörHuaiyin MEDICAL Instruments Co., Ltd.60002066Hiçbiri
midazolam Yichang Humanwell İlaç Co., Ltd.M-908CASYok
İğne tutucuHuaiyin MEDICAL Instruments Co., Ltd.HC00505336Yok
Fıstık gazlı bezKurum İçiYokEl yapımı top şeklinde gazlı bez
TavşanTonghui ulture Limited Şirketi SCXK2016--002Yok
Neşter koluHuaiyin MEDICAL Instruments Co., Ltd.AM5100678
Yok StoperŞirket İçiYokDerinlik 5 mm 
Doku makasıHuaiyin MEDICAL Instruments Co., Ltd.HC00505422
Yok BuharlaştırıcıApollo Management LPBW-AM503Yok Gemi
kelepçesi / forsepsHuaiyin TIBBİ Aletler Co., Ltd.AM5102194Hiçbiri

Kaynaklar

  1. Hartvigsen, J., et al. What low back pain is and why we need to pay attention. The Lancet. 391 (10137), 2356-2367 (2018).
  2. Simon, J., McAuliffe, M., Shamim, F., Vuong, N., Tahaei, A. Discogenic low back pain. Physical Medicine and Rehabilitation Clinics of North America. 25 (2), 305-317 (2014).
  3. Livshits, G., et al. Lumbar disc degeneration and genetic factors are the main risk factors for low back pain in women: The UK twin spine study. Annals of the Rheumatic Diseases. 70 (10), 1740-1745 (2011).
  4. Yang, S., Zhang, F., Ma, J., Ding, W. Intervertebral disc ageing and degeneration: The antiapoptotic effect of oestrogen. Ageing Research Reviews. 57, 100978(2020).
  5. Daly, C., Ghosh, P., Jenkin, G., Oehme, D., Goldschlager, T. A review of animal models of intervertebral disc degeneration: Pathophysiology, regeneration, and translation to the clinic. BioMed Research International. 2016, 5952165(2016).
  6. Li, Z., Gao, X., Ding, W., Li, R., Yang, S. Asymmetric distribution of Modic changes in patients with lumbar disc herniation. European Spine Journal. 32 (5), 1741-1750 (2023).
  7. Huo, Y., et al. Incidence and risk factors of lumbar plexus injury in patients undergoing oblique lumbar interbody fusion surgery. European Spine Journal. 32 (1), 336-344 (2023).
  8. Urban, J. P., Roberts, S. Degeneration of the intervertebral disc. Arthritis Research & Therapy. 5 (3), 120-130 (2003).
  9. Adams, M. A., Roughley, P. J. What is intervertebral disc degeneration, and what causes it. Spine (Phila Pa 1976). 31 (18), 2151-2161 (2006).
  10. Singh, K., Masuda, K., An, H. S. Animal models for human disc degeneration. The Spine Journal. 5 (6 Suppl), 267s-279s (2005).
  11. Mern, D. S., Walsen, T., Beierfuß, A., Thomé, C. Animal models of regenerative medicine for biological treatment approaches of degenerative disc diseases. Experimental Biology and Medicine (Maywood, N. J.). 246 (4), 483-512 (2021).
  12. Alini, M., et al. Are animal models useful for studying human disc disorders/degeneration. European Spine Journal. 17 (1), 2-19 (2008).
  13. Qian, J., et al. Selection of the optimal puncture needle for induction of a rat intervertebral disc degeneration model. Pain Physician. 22 (4), 353-360 (2019).
  14. Kroeber, M. W., et al. New in vivo animal model to create intervertebral disc degeneration and to investigate the effects of therapeutic strategies to stimulate disc regeneration. Spine (Phila Pa 1976). 27 (23), 2684-2690 (2002).
  15. Wang, Y., et al. Puncture intervertebral disc degeneration model: A standard on rabbit. Journal of Hard Tissue Biology. 29 (4), 223-230 (2020).
  16. Lotz, J. C. Animal models of intervertebral disc degeneration: lessons learned. Spine (Phila Pa 1976). 29 (23), 2742-2750 (2004).
  17. Lei, T., et al. A novel approach for the annulus needle puncture model of intervertebral disc degeneration in rabbits. American Journal of Translational Research. 9 (3), 900-909 (2017).
  18. Moss, I. L., et al. Retroperitoneal approach to the intervertebral disc for the annular puncture model of intervertebral disc degeneration in the rabbit. The Spine Journal. 13 (3), 229-234 (2013).
  19. Zhang, Y., et al. Allogeneic articular chondrocyte transplantation downregulates interleukin 8 gene expression in the degenerating rabbit intervertebral disk in vivo. American Journal of Physical Medicine & Rehabilitation. 94 (7), 530-538 (2015).
  20. Inglis, S., Strunk, A. Rabbit anesthesia. Lab Animal (NY). 38 (3), 84-85 (2009).
  21. Greenfield, E. A. Administering anesthesia to rabbits. Cold Spring Harbor Protocols. 2018 (9), (2018).
  22. Yang, K., et al. Comparisons between needle puncture and chondroitinase ABC to induce intervertebral disc degeneration in rabbits. European Spine Journal. 31 (10), 2788-2800 (2022).
  23. Hoogendoorn, R. J., Wuisman, P. I., Smit, T. H., Everts, V. E., Helder, M. N. Experimental intervertebral disc degeneration induced by chondroitinase ABC in the goat. Spine (Phila Pa 1976). 32 (17), 1816-1825 (2007).
  24. Pfirrmann, C. W., Metzdorf, A., Zanetti, M., Hodler, J., Boos, N. Magnetic resonance classification of lumbar intervertebral disc degeneration. Spine (Phila Pa 1976). 26 (17), 1873-1878 (2001).
  25. Masuda, K., et al. A novel rabbit model of mild, reproducible disc degeneration by an anulus needle puncture: correlation between the degree of disc injury and radiological and histological appearances of disc degeneration. Spine. (Phila Pa 1976). 30 (1), 5-14 (2005).

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

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

ntervertebral Disk DejenerasyonuTav an Modeline PunksiyonuBel A r sHayvan ModeliHistolojik AnalizRadyolojik De erlendirmeCerrahi Protokol
Video yakında

İlgili makaleler