通过经腹入路诱导兔腰椎间盘退变

摘要

在这里，我们描述了一种使用针刺通过经腹入路确定兔腰椎间盘退化的手术方案。放射学检查和组织学分析用于确认腰椎间盘退化的成功建立。

摘要

下背部疼痛是全世界人群中极其常见的医学问题。导致腰痛的主要因素之一是椎间盘 （IVD） 变性。理想的 IVD 变性动物模型对于研究腰痛的病理生理学和研究潜在的治疗策略至关重要。兔子模型是可靠、经济且易于建立的动物模型。腹膜后入路已被广泛用于在兔模型中诱导 IVD 变性。然而，据报道，该技术存在并发症，例如节段动脉撕脱和神经根损伤。在本文中，我们旨在展示一种使用针刺通过经腹入路确定兔腰椎间盘退化的手术方案。因此，放射学检查和组织学分析表明，腰椎间盘变性在兔子中成功建立。该手术方案展示了靶椎间盘的精确位置和 IVD 变性模型的高可重复性，并发症较少。

引言

腰痛 （LBP） 是全球残疾的主要原因¹。椎间盘 （IVD） 变性 （IVDD） 是 LBP^{的主要原因之一 2,3,4}。IVDD 是一个复杂且不完全了解的多因素过程，不同的环境和生物因素会加速 ^5,6,7。IVDD 的病理变化以 IVD 结构杂乱无章、髓核含水量降低以及周围细胞外基质降解为特征 ^8,9。IVDD 动物模型对 IVD 相关研究很重要 ^9,10,11。

到目前为止，已经建立了各种 IVDD 动物模型来模拟人类 IVDD 的进展。大型动物，如牛、绵羊、山羊、犬和灵长类动物模型，在椎间盘大小和退化椎间盘的细胞组成（没有脊索细胞，如绵羊和山羊）方面与人类有一些相似之处¹²。然而，这些大型模型并不常用，因为成本高、实验周期长、可重复性差以及在这些模型中建立退化所需的技能更加复杂¹³。相比之下，大鼠、小鼠和兔子等小动物模型被广泛用于 IVD 相关研究，因为它们更易于作、成本效益高且可靠¹⁰。兔子的椎间盘大小比小鼠或大鼠大，因此，兔子有更多的椎间盘空间可供作。此外，兔子与人类 IVD 具有高度的同源性，因为脊柱解剖结构（小关节、椎旁肌肉和韧带）相似^14,15。因此，兔子比其他小动物更适合建立 IVDD 模型。

IVDD 动物模型包括机械模型（压缩、不稳定性）、结构模型（损伤、化学）和自发性变性动物模型¹⁶。兔 IVDD 模型通常是通过使用两种不同的手术方法诱导损伤来创建的 - 经腹入路¹⁷和腹膜后入路¹⁸。针刺穿目标 IVD 的腹膜后入路被广泛使用，但这种方法会导致许多并发症，例如节段动脉撕脱和神经根损伤^18,19。在这里，我们报道了一种通过经腹入路穿刺 IVD 诱导的兔 IVDD 模型，旨在为在兔子中建立 IVDD 提供一种简单且可重复的方法。

研究方案

实验方案经华北医健集团邢台总医院动物护理使用专业委员会批准（批准文号：ZCKT-2021-0009）。本研究使用了骨骼成熟的健康新西兰白兔（雌性，1 岁，3-5 公斤）。

1. 术前准备

1. 在全身麻醉前，让兔子禁食并剥夺水分 6-8 小时。
2. 称量兔子的体重。
3. 用纱布海绵用 70% 乙醇擦拭耳朵。
4. 在耳朵上涂抹局部麻醉霜。
5. 在耳根周围施加压力以扩张边缘耳静脉。
6. 通过注射到边缘耳静脉²⁰ 中使用咪达唑仑 （1-2 mg/kg） 镇静兔子。
7. 用面罩进行吸入麻醉。将氧气速率设置为 1 L/min，异氟醚浓度为 4%-5% 以诱导麻醉。
   注意：要判断麻醉深度，请将动物的后腿拉直，然后用拇指和食指用力捏住脚。在撤退反射减弱之前，不应对动物进行手术²¹.
8. 将异氟醚浓度维持在 2.5%-3.5%（取决于兔子的体重）。

2. 术中程序

1. 在进行外科手术之前，对手术工具（血管夹/镊子、组织剪刀、缝合剪刀、手术刀手柄、#22 手术刀刀片、双头手持式牵开器、无菌纱布、3-0 可吸收缝合线、4-0 不可吸收编织缝合线、持针器、花生纱布 [手工制作的球形纱布]、5 mL 注射器、1 mL 注射器、16 G 针头、26 G 针头、5 mm 深度的塞子）进行高压灭菌。
2. 用 75% 酒精对手术台进行消毒。
3. 使用电动剃须刀和脱毛膏，剃除兔子腹侧从最低肋骨到髂嵴水平的区域。
   注意： 避免损坏奶嘴。
4. 将兔子仰卧在手术台上并固定四肢。
5. 以两侧髂嵴线为中点，画上下 2 cm 的线作为手术切口部位的标志。用无菌笔标记这些地标。
6. 用聚维酮碘溶液对皮肤消毒两次。在手术部位放置无菌开孔方形窗帘，并在手术台上放置一个大的方形窗帘。在整个过程中保持严格的无菌环境。
7. 手术切口前皮下注射 2 mL 2% 利多卡因，以缓解术后疼痛。
8. 使用 #22 手术刀刀片沿着标志切开，并使用弯曲的镊子和组织剪刀钝地分离筋膜、肌肉和腹壁。
9. 进入腹膜腔，直到看到膀胱。使用双头手持式牵开器小心地将膀胱和其他肠腔器官向左拉。然后找到髂静脉的分叉处，并以此作为其下方 L5-6 椎间盘的标记点。
   注意：注意避免伤害任何腹部器官，尤其是肠道。
10. 用手指触摸脊柱右侧搏动的腹主动脉，并将血管和器官向左拉。
11. 作突出的椎间盘 （L5-6） 后，切开后腹膜，然后用花生纱布钝解剖椎前肌肉组织。
12. 为了确认目标椎间盘的正确水平和针的方向，请使用 26 G 针刺穿目标椎间盘旁边的椎骨，并在 C 臂的引导下进行检查。
13. 找到目标椎间盘后，将 16 G 针尖平行于上下软骨终板放置。然后，用针尖将 IVD 中心刺穿至 5 毫米深度（使用塞子），保持 30 秒。
    注意：拍摄腰椎前后位和侧位 X 光片，分别检查针尖位置是否在 IVD 的中心，以及针尖的方向是否平行于上下端板。
14. 对下一张 L6-7 光盘重复相同的步骤。
15. 使用温盐水冲洗腹腔并在闭合切口前检查出血情况。
16. 执行分层闭合。使用 3-0 合成可吸收缝合线连续闭合筋膜层。使用 4-0 不可吸收的编织缝合线缝合全层皮肤。
17. 关闭蒸发器并停止麻醉。将兔子放在代谢笼中不断观察，直到它可以正常移动。

3. 术后管理

1. 手术后立即肌肉注射头孢曲松钠 （25 mg/kg）。
2. 允许动物自由移动和进食。继续观察是否有任何神经系统并发症的迹象，例如腿部瘫痪、排尿和排便问题或消化系统并发症。

结果

经腹方法已在我们之前的研究中得到验证，以创建 IVDD 兔模型²²。术后第 4^、 12^{和 16} 周进行 X 线和磁共振成像 （MRI）。X 射线图像显示，在穿刺手术后 16 周内，IVD L5-6 和 L6-7 的身高逐渐下降（图 1A）。与手术前^{23 相比，}针刺组在术后第 4 、 12 和 16 周的 DHI 降低 （p <...

讨论

该协议中的关键步骤是保护腹部器官、识别目标椎间盘以及针的位置和方向。L5-6 IVD 位于髂静脉分叉处的正下方，而 L6-7 IVD 是根据平行于髂嵴的位置来识别的。这两个标志物能够精确定位椎间盘，提高手术的准确性和可重复性 - 这是经腹入路的主要优势之一。当针刺穿靶盘时，确保针尖位置在 IVD 中心，针尖方向与上下端板平行，以免损坏终板。

由?...

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
#22 scalpel blade	Huaiyin MEDICAL Instruments Co., Ltd.	AA6468	None
16-G needle, 26-G needle	Zhejiang Kangkang MEDICAL-DEVICES Co., Ltd.	305111	None
3-0 absorbable suture	Huaiyin MEDICAL Instruments Co., Ltd.	V500431	None
4-0 non-absorbable braided suture	Huaiyin MEDICAL Instruments Co., Ltd.	R413	None
5 mL syringe, 1 mL syringe	Zhejiang Kangkang MEDICAL-DEVICES Co., Ltd.	301942	None
Double-ended handheld retractor	Huaiyin MEDICAL Instruments Co., Ltd.	60002066	None
Midazolam	Yichang Humanwell Pharmaceutical Co., Ltd.	M-908CAS	None
Needle holder	Huaiyin MEDICAL Instruments Co., Ltd.	HC00505336	None
Peanut gauze	In-house	None	Hand-made ball-shaped gauze
Rabbit	Tonghui ulture Limited Liability Company	SCXK2016--002	None
Scalpel handle	Huaiyin MEDICAL Instruments Co., Ltd.	AM5100678	None
Stopper	In-house	None	Depth of 5 mm
Tissue scissors	Huaiyin MEDICAL Instruments Co., Ltd.	HC00505422	None
Vaporizer	Apollo Management L.P.	BW-AM503	None
Vessel clamp/forceps	Huaiyin MEDICAL Instruments Co., Ltd.	AM5102194	None