Bu prosedür, sıçanlarda tibial korteks transvers taşınmasını göstermekte, uzuv iskemisi sırasında revaskülarizasasyonun görselleştirilmesi ve analizini mümkün kılar.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Alt Uzuv İskemisi Tedavisi İçin Tibial Korteks Transvers Taşınımının Fare Modeli
* These authors contributed equally
Bu makalede
Özet
Özet
Tibial korteks transvers transportu (TTT), iskemik alt uzuvlarda revaskülarizasasyonu teşvik etmek için kullanılan yeni ortaya çıkan cerrahi tekniktir. Bu video, TTT'nin tekrarlanabilir bir fare modelini gösteriyor; kortikal kemik parçasının cerrahi olarak oluşturulmasını, taşınma protokolünü ve ameliyat sonrası değerlendirmeleri detaylandırıyor. Bu işlem, bir kemik parçasının kontrollü yukarı ve aşağı taşınmasını sağlayarak anjiojenik yanıtları tetikler. Ameliyat sonrası 1, 7 ve 12. günlerde alınan temsil röntgen görüntüleri ile ötenazi sonrası 19. günde yapılan mikrovasküler perfüzyon görüntüleme ile birlikte, TTT sonrası kemik parçalarının net hareketini ve uzuv perfüzyonunun iyileşmesini göstermektedir.
Bu model, TTT kaynaklı anjiyogenezin altında yatan moleküler mekanizmaları araştırmak ve iskemik hastalıklar için potansiyel terapötik stratejileri değerlendirmek için pratik ve tekrarlanabilir bir platform sağlar. Bu modeli oluşturmak için, Sprague-Dawley sıçanlarında klinik TTT prosedürünü simüle ettik; bu prosedür üç ana cerrahi adımı içeriyor: yüzeysel femoral arterin bağlanması, kortikal kemik parçasının oluşturulması ve mobilizasyonu ile özel bir dış fiksatör uygulaması. 12 gün boyunca parça yavaş yavaş ileri ve sonra geriye taşındı. Perfüzyon görüntüleme, taşıma döngüsünün tamamlanmasından sonra iskemik uzuvda artan vaskülarizasasyonu doğruladı. Genel olarak, bu standartlaştırılmış fare modeli klinik TTT prosedürlerini yakından taklit eder ve iskemik uzuv koşullarında mekanotransduksiyon, anjiyogenez ve damar rejenerasyonu incelemek için değerli bir deneysel sistem sunar.
Giriş
Arterioskleroz obliterans (ASO), tromboanjiit obliterans (TAO) ve diyabetik ayak (DF) gibi alt uzuv iskemik hastalıkları, alt ekstremitelere kısıtlı arterial kan akışıylakarakterize edilir 1,2. Erken evrelerde hastalar genellikle aralıklı klodikasyon ve dinlenme ağrısı yaşar. Hastalık ilerledikçe, uzun süren iskemi doku nekrozu, enfeksiyon ve ağır durumlarda uzuv amputasyonuna yolaçabilir. Mevcut standart tedaviler—farmakolojik tedavi, endovasküler müdahaleler ve açık cerrahi işlemler dahil—genellikle hastalığın ileri evrelerinde sınırlı etkililik sağlar3.
Tibial korteks transvers transportu (TTT), çeşitli alt uzuv iskemik hastalıklarının tedavisinde yenilikçi bir terapötikstratejidir 4. Ilizarov yöntemi ve "gerilim-stres kuralı"5,6 temelli bu teknik, osteotomi yoluyla tibia'da hareketli kortikal kemik flep parçası oluşturulmasını içerir. Daha sonra kemik, kan damarları ve çevresindeki yumuşak dokuların yenilenmesini teşvik etmek için sürekli, yavaş ve kontrollü bir dikkat dağıtıcı kuvvet uygulanır. Bu rejeneratif süreç, mikro sirkülasyonun yeniden kurulmasını kolaylaştırır ve etkilenen uzuvdaki oksijen kaynağının dengesinin yeniden sağlanmasına yardımcı olur. Sonuç olarak, TTT, iskemik dokularda kan perfüzyonu ve fonksiyonel iyileşme ilesonuçlanır 7.
Alt uzuv iskemisi için geleneksel damar rekonstrüksiyon teknikleri, baldırın büyük arterlerinde kan akışını yeniden sağlayabilir, ancak genellikle ayaktaki küçük arterleri yeniden damarlamada veya hasar görmüş mikrodamarların onarımı ve yenilenmesini teşvik etmekte etkili değildir; bu daiskemiyi tam olarak çözme yeteneklerini sınırlar; 8. TTT, kemik ve çevresindeki yumuşak dokulara sürekli olarak çekiş uygular, böylece kemotaktik faktörlerin ve sitokinlerin güçlüsalınımını sağlar 9. Bu kemotaktik faktörler kök hücrelerin çeşitli işlevlerini düzenler ve iskemik koşullarda bolca dolaşıma salgılanırlar. Yaralanma bölgelerine aktif olarak endojen kök hücreleri göndererek, doğrudan kök hücre nakli gerektirmeden damar onarımı ve yenilenmesini kolaylaştırırlar. Bu avantajlar sayesinde, TTT alt uzuv iskemisi için umut vadeden bir tedavi stratejisi olarak ortaya çıkmış ve alt ekstremiteleri etkileyen çeşitli iskemik hastalıkların tedavisinde giderek daha fazla kullanılmaktadır 7,9,10.
Tavşanlar ve köpekler temel TTT araştırmalarında yaygın olarak kullanılsa da, bu türler için uygun analitik araçların eksikliği mekanik araştırmaları sınırlamaktadır. Buna karşılık, fare TTT modeli mevcut moleküler ve görüntüleme teknikleriyle daha fazla uyum sağlarken, pratikliği ve daha düşük maliyeti koruyarak mekanik çalışmalar için daha erişilebilir ve tekrarlanabilir bir platform haline getirir. Ancak bugüne kadar, alt uzuv iskemisi bir fare modelinde TTT'nin etkinliğini sistematik olarak tanımlamamış veya değerlendirmemiştir.
Fare TTT modeli, küçük tibial boyutu ve ince korteks nedeniyle gelişmiş mikrocerrahi beceriler gerektirir ve dikkat dağıtma aralığı kortikal kalınlıkla sınırlıdır. Bu pratik kısıtlamalar, modelin belirli araştırma ortamlarına uygunluğu değerlendirilirken dikkate alınmalıdır.
Bu çalışmada, klinik tibial transvers taşıma aparatının temel yapısını ve operatif prensiplerini kopyalayarak sıçanlara özgü bir TTT modeli geliştirdik. Prosedür, küçük hayvanlarda uygulanabilirlik ve tutarlılığı sağlamak için klinik olarak doğrulanmış protokollerden geliştirildi. Amacımız, iskemik uzuv hastalığında anjiyogenez ve mekanotransdüksiyonu araştırmaya uygun, standartlaştırılmış ve tekrarlanabilir bir sıçan TTT modeli oluşturmak ve doğrulamaktır.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokol
Tüm hayvan deneyleri, Guangxi Tıp Üniversitesi'nin Birinci Bağlı Hastanesi Hayvan Etik Komitesi tarafından onaylandı (onay No. 2025-E0642). Erkek Sprague-Dawley fareleri (300-350g) Guangxi Tıp Üniversitesi Hayvan Araştırma Merkezi'nde standart koşullarda barındırıldı. Farelere normal yemek ve temiz içme suyu verildi ve 12 saat yapay ışık/karanlık döngüsünde tutuldu. Hayvan tesisi 20-26 °C arasında kontrollü sıcaklıkta ve bilgili nemin %40-70 arasında tutuldu. Tüm cerrahi aletler kullanımdan önce iyice sterilize edildi. Bu çalışmada kullanılan tüm reaktifler ve malzemeler hakkında ayrıntılı bilgiler Tablo 1'de verilmiştir.
Ötenazi, sodyum pentobarbital aşırı dozunun intraperitoneal enjeksiyonuyla gerçekleştirildi. Ölüm, kalp atışı ve solunumun kalıcı olarak durması, göz bebeğinin genişlemesi ve zararlı uyaranlara yanıt vermemesiyle doğrulandı. Tüm prosedürler, hayvan sıkıntısını en aza indirmek için eğitimli personel tarafından yürütüldü ve ötenazi protokolü Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi tarafından önceden incelenip onaylandı.
1. TTT için harici fiksatör
- Kemik parça çekme ünitesi ve harici fiksasyon çerçevesinden oluşan klinik tibial korteks transversal taşıma dış fiksatörünün (TTT-EF) küçültülmüş, özel tasarlanmış bir versiyonunu kullanın.
- Her iki bileşenin dikey mobilizasyonunu dahili vida-dişi mekanizması dahil ederek mümkün kılın (Şekil 1).
- Kirschner tellerinin yerleştirilmesini sağlamak için çekiş ünitesinin ve sabitleme çerçevesinin kesitlerinin her iki tarafında iki delik delin.
- Kirschner tellerini belirlenen deliklerden geçirin ve stabilizasyonu sağlamak için altıgen vidalarla yanlara sabitleyin.
- TTT-EF'nin çekiş bileşenini kemik parçasına 0,8 mm Kirschner telleri ile bağlayın.
- Fiksasyon bileşenini 1,0 mm Kirschner telleriyle tibia'nın proksimal ve distal uçlarına sabitleyin.
2. Cerrahi işlem
- 8 haftalık erkek Sprague-Dawley (SD) farelerine TTT işlemi uygulanır. Fareleri 0,35 mg/kg sodyum pentobarbital ve 0,3 mg/kg kloral hidrat intraperitoneal enjeksiyonla anestezi edin.
- Anestezik etkiyi, pedal çekilme refleksi ve kornea refleksini test ederek değerlendirin. İşlem boyunca hayati belirtileri ve anestezi derinliğini sürekli takip edin. Ameliyattan önce korneayı korumak için farenin gözlerine oftalmik merhem uygulayın; Laboratuvar Hayvanları Kullanım Kılavuzları'na uygun olarak.
- Ameliyat bölgesini tıraş edin ve ameliyat sonrası ağrıyı en aza indirmek için %0,5 lidokain verin.
- Sağ inguinal bölgede No. 11 bistüri kullanarak 10 mm deri kesisi yapın.
- Yüzeysel femoral arteri ortaya çıkarmak için fasyayı doğrudan kesin.
- Femoral sinir ile yüzeysel femoral ven arasındaki arteri oftalmik penslerle izole edin. Arterin her iki ucunu da bağlayın ve kesin.
- Kesiyi 4-0 emilebilir dikiş ile dikin.
- No. 11 bistüriyle medial üst tibia üzerinde dikey 15 mm kesi yapın.
- Periostal hasarı önlemek için deri altı dokusu ve alttaki kası dikkatlice ayırın. Yumuşak dokuyu nazikçe disseksiye ederek medial tibial yüzeyi tamamen açığa çıkarın.
- Cerrahi bıçakla medial tibial yüzeyde kemik parça alanını (8 mm × 4 mm) çizin. İşaretlenen sınır boyunca yakın aralıklı delikleri 0,6 mm sondaj ucu kullanarak delin. Üst medial tibia'da kemik pencere parçası (8 mm × 4 mm) oluşturun.
- Kemik parçasına 0,5 mm aralıklı iki adet 0,8 mm dişli Kirschner teli yerleştirilerek taşınmayı kolaylaştırın. Kirschner kablolarını TTT-EF'ye bağlayın ve sabitleyin.
- Parçanın her iki yanında, tibia'nın arka korteksine nüfuz eden iki adet 1,0 mm Kirschner teli yerleştirin.
- TTT-EF'yi monte edip kur.
- İşaretlenmiş çizgiler boyunca oftalmik makas kullanarak osteotomi yapın.
- Kemik parçasını nazikçe yükselterek dikey hareketliliği mümkün kılın, böylece ilik yaralanmasını önleyin.
- Cerrahi bölgeyi %10 povidon-iyot ile sulanın ve ardından steril salin uygulanın.
- Kesiyi katmanlar halinde 4-0 emilebilir dikiş kullanarak dikin.
- Ameliyattan hemen sonra buprenorfin (0,05 mg/kg) deri altına verin. Etkili analjezi sağlamak için her 12 saatte bir 3 güne kadar doz almaya devam edin.
3. Ameliyat sonrası izleme
- Ameliyattan sonra hayvanları yakından takip ederek doğru iyileşmeyi sağlamak ve olası komplikasyonları erken tespit etmek için kullanın. Ameliyattan sonraki ilk 48 saat boyunca hayvanları her 6-8 saatte bir muayene edin. Genel aktivite, duruş, bakım davranışı, yiyecek ve su alımı, cerrahi kesi durumu değerlendirin.
- Ameliyat sonrası 3. günden dikkat dağıtma ve konsolidasyon aşamalarına kadar günde en az bir kez izleme yapın. Normal yürüyüş, sabit vücut ağırlığı, düzenli yiyecek ve su alımı, yara akıntısı, aşırı şişlik veya davranışsal ağrı belirtileri olmamasını doğrulayarak yeterli iyileşmeyi doğrulayın.
- Kurumsal yönergelere uygun olarak gerektiğinde analjeziye devam edin.
- Yara enfeksiyonlarını (örneğin eritem, şişlik, irinli akıntı) yerel yara bakımı ve sistemik antibiyotiklerle veteriner önerilerine uygun şekilde tedavi edin.
- Kısa anestezi altında dış fiksatörün gevşemesini veya yer değiştirmesini hemen düzelterek hizalanmayı ve doğru dikkat dağıtmayı mümkün kılın.
- Olası komplikasyonları hızlıca değerlendirin ve yönetin. Hareketliliği, beslenmeyi veya yara iyileşmesini etkileyen ciddi komplikasyonları olan hayvanları veteriner personeliyle görüşerek değerlendirin.
- Hayvanları önceden tanımlanmış insancıl son nokta kriterlerini karşılıyorsa insancıl bir şekilde ötenazi yapın.
4. Kemik parça taşıma protokolü
- Ameliyat sonrası kemik parça taşınımı yapmak için tibial korteksin enine taşıyıcı dış fiksatörünü (TTT-EF) kullanın.
- Ameliyattan sonraki 1. günü gecikme süresi olarak belirleyin.
NOT: Bu dönemde kemik parçasını manipüle etmeyin. - Yukarı taşıma aşamasını 2. günde başlatın. Kemik parçasını 5 gün ardışık olarak (2. - 6. gün) her 12 saatte 0,5 mm hızla ilerletin. Taşıma sürecini 7. günde durdurun, böylece stabilizasyon sağlansın.
- 8. günde aşağı taşıma aşamasını başlatın.
- Kemik parçasını 5 gün boyunca her 12 saatte 0,5 mm aynı hızda geri çekin (8. Gün - 12. Gün). Kemik parçasının 12. günün sonunda orijinal konumuna döndüğünden emin olun.
- Daha fazla taşıma olmadan 2 günlük bir konsolidasyon aşamasına (13-14. günler) devam edin.
- Konsolidasyon aşamasının sonunda harici fiksatörü çıkarın.
NOT: TTT taşıma prosedürü ve değerlendirme takviminin görsel zaman çizelgesi için Şekil 2'ye bakınız.
5. Değerlendirme
NOT: Hem kemik parça pozisyonunu hem de kan akışının restorasyonunu değerlendirmek için görüntüleme teknikleri kullanın.
- 1., 7. ve 12. günlerde alt uzuvların röntgen görüntülemesi yapılarak taşınan kemik parçasının ilerlemesi ve nihai konumunu izleyin.
- Sıçanları belirlenen görüntüleme zaman noktalarında %2,0 isofluran ile anestezi edin.
- İşlem sırasında hipotermiyi önlemek için ısıtıcı pedle donatılmış sıcaklık tutulan görüntüleme platformuna yerleştirin.
- Anestezik derinliğini izleyerek solunum hızı ve pedal refleksini değerlendirerek stabil immobilizasyon sağlanır.
- Tüm hayvanlarda uzuvları ve harici fiksatörleri standart bir konumda konumlandırarak X-ışını alımındaki değişkenliği en aza indirin.
- Kemik parçalarının yer değiştirmesini ve yeniden konumlandırılmasını doğrulamak için röntgen görüntüleri alın.
- Ameliyat sonrası 19. gün damar perfüzyon görüntülemesi yapılarak alt uzuvda mikrovasküler perfüzyon değerlendirilmesini değerlendirin.
- Fareleri ötenaze edin ve vaskulatu görselleştirmek için femoral arter üzerinden kontrast maddesini perfüze edin.
- Ötenazi yapılan sıçanları tutarlı görüntüleme kurulumu için standart bir sırtüstü pozisyona yerleştirin.
- Kontrast maddenin femoral arteri üzerinden sabit oda sıcaklığında perfüze edilmesi için tam damar dolgusuna izin verin.
- Mikrovasküler mimariyi ve perfüzyonu değerlendirmek için damar görüntülemesi yapılabilir. Tüm örneklerin, görüntüleme seansları arasında tekrarlanabilirliği desteklemek için aynı uzuv yönü ve fiksatör hizasına uygun şekilde hizalandığından emin olun.
- Ortaya çıkan görüntüleri, alt uzuvlarda kan akışının ve damar mimarisinin geri dönüşünü değerlendirmek için kullanın.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sonuçlar
Şekil 3, TTT ile tedavi edilen alt uzuv iskemisi hayvan modelinin oluşturulması prosedürünü göstermektedir. Bizim elimizde işlem, yaklaşık %90 cerrahi başarı oranı gösterdi. Sınırlı sayıda arıza, büyük ölçüde harici fiksatör gevşemesi veya intraoperatif kemik parça kırılması gibi teknik sorunlardan kaynaklanıyordu ve bu da sonrasında dikkat dağıtmayı imkansız hale getiriyordu. Model, yüzeysel femoral arter açığa çıkarıp bağlanarak iskemiyi indükleyerek oluştu...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tartışma
Anestezi ve cerrahi içeren tüm işlemler, hayvan güvenliği ve kurumsal hayvan bakım yönergelerine dikkatle yapıldı. Anestezi derinliği, kesi öncesinde pedal yoksunluğu veya kornea refleks testi kullanılarak doğrulandı ve işlem boyunca düzenli olarak izlendi. Hipotermiyi önlemek için yeterli termal destek (örneğin ısıtma pedi gibi) sağlandı ve uzun süreli anestezi sırasında korneaları korumak için oftalmik merhem sürüldü.
Anestezi ile ilişkili potansiyel riskler...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklamalar
Yazarların beyan edecek rakip çıkarları yoktur.
Teşekkürler
Hiçbiri yok
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Mikro Enine Retraktor | Tianjin Xinzhong Tıbbi Ekipman Şirketi, Ltd | A61B17/66 | Kemik parça çekimini gerçekleştirin |
| Küçük Ortopedik Matkap | Yancheng Ruiao Technology Co. LTD | RA-II | Tibial drill osteotomisi için |
| 0.6 mm Paslanmaz Çelik Matkap Ucu | Changzhou Borche Tıbbi Ekipman A.Ş., Ltd | - | Tibial drill osteotomisi için |
| 0,8 mm İplik tipi Kirschner teli | Changzhou Borche Tıbbi Ekipman A.Ş., Ltd | - | Kemik flapları ve retraktor tutumu için |
| 1.0 mm İplik tipi Kirschner teli | Changzhou Borche Tıbbi Ekipman A.Ş., Ltd | - | Retraktorun fiksasyonu için |
| Pentobarbital sodyum | Şanghay İlaç Holding Şirketi, Ltd | - | Hayvanları anestezi etmek için |
| Allen anahtarı | Changzhou Borche Tıbbi Ekipman A.Ş., Ltd | - | Vidaları sabitlemek için |
| Buprenorfin | Şanghay İlaç Holding Şirketi, Ltd | Analjezi hayvanı için | |
| MICROFIL | Flow Tech, Inc Co., Ltd | Hayvanların anjiyografisi | |
| İzofluran | Hebei Yipin İlaç Şirketi, Ltd. | İnhalasyon anestezisinin indüksiyonu ve sürdürülmesi için | |
| Lidokain Hidroklorür (%0,5) | Hebei Yipin İlaç Şirketi, Ltd. | Ameliyat sonrası ağrıyı azaltmak ve cerrahi işlemler sırasında doku tahrişini en aza indirmek için lokal infiltrasyon için kullanılır |
Kaynaklar
- Jones, D. W., Farber, A. Review of the global vascular guidelines on the management of chronic limb-threatening ischemia. JAMA Surg. 155 (2), 161(2020).
- Levin, S. R., Arinze, N., Siracuse, J. J. Lower extremity critical limb ischemia: a review of clinical features and management. Trends Cardiovasc Med. 30 (3), 125-130 (2020).
- Aboyans, V., Chastaingt, L. What LEADs to the under-treatment of patients with lower-extremity artery disease. Eur J Prev Cardiol. 30 (11), 1090-1091 (2023).
- Liu, Z., Xu, C., Yu, Y., Tu, D., Peng, Y., Zhang, B. Twenty years development of tibial cortex transverse transport surgery in PR China. Orthop Surg. 14 (6), 1034-1048 (2022).
- Ilizarov, G. A. The tension-stress effect on the genesis and growth of tissues: part II. The influence of the rate and frequency of distraction. Clin Orthop Relat Res. 239, 263-285 (1989).
- Ilizarov, G. A. The tension-stress effect on the genesis and growth of tissues: part I. The influence of stability of fixation and soft-tissue preservation. Clin Orthop Relat Res. 238, 249-281 (1989).
- Chen, Y., et al. Proximal tibial cortex transverse distraction facilitating healing and limb salvage in severe and recalcitrant diabetic foot ulcers. Clin Orthop Relat Res. 478 (4), 836-851 (2020).
- Beckman, J. A., Schneider, P. A., Conte, M. S. Advances in revascularization for peripheral artery disease: revascularization in PAD. Circ Res. 128 (12), 1885-1912 (2021).
- Zhu, Y. L., Qu, L., Ye, Z. M. Tibial cortex transverse distraction for primary lymphoedema in the lower limb: a case report. J Orthop Transl. 25, 25-27 (2020).
- Yang, Y., et al. Tibial cortex transverse transport accelerates wound healing via enhanced angiogenesis and immunomodulation. Bone Joint Res. 11 (4), 189-199 (2022).
- Hasanpour, M., Mitricheva, E., Logothetis, N., Noori, H. R. Intensive longitudinal characterization of multidimensional biobehavioral dynamics in laboratory rats. Cell Rep. 35 (2), 108987(2021).
- Modlinska, K., Pisula, W. The Norway rat, from an obnoxious pest to a laboratory pet. eLife. 9, e50651(2020).
- Su, H., et al. Finite element analysis safety of tibial cortex transverse transport. Bone Joint Res. 14 (4), 281-291 (2025).
- Zhen, P., et al. Finite element analysis of biomechanical effects in rat tibia during tibial cortex transverse transport. Front Bioeng Biotechnol. 13, 1670040(2025).
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yeniden basım ve izinler
