Dieses chirurgische Protokoll verwendet ein konsistentes und reproduzierbares extern fixiertes segmentales Defektmodell, um die Heilungsmechanismen von Knochen und den Einsatz potenzieller regenerativer Therapien zu bewerten. Wir haben eine anspruchsvolle Operation zur Erstellung und Stabilisierung eines segmentalen Knochendefektmodells gestrafft, das zugänglich und kostengünstig ist und gleichzeitig für Längsheilungsstudien geeignet bleibt. Diese Technik ist besonders für die Behandlung von traumatischen diaphysischen Knochendefekten in kritischer Größe übertragbar, die von der Stabilisierung mit externer Fixierung profitieren können, obwohl das Modell weiterer Untersuchungen bedarf.
Um eine Fraktur beim Bohren der Stifte zu verhindern, verwenden Sie hohe Drehungen pro Minute und einen niedrigen Druck, um den seitlichen Kortex zu durchstechen, und verringern Sie dann die Drehungen pro Minute, um voranzukommen. Nach der Vorbereitung des Gerüstes aus einem Knochen morphogenetischeprotein Rohr Knochen Transplantat-Kit, nach den Anweisungen des Herstellers, verwenden Sie sterile Schere und ein steriles Lineal, um den Kollagenschwamm zu trimmen, um einen fünf mal drei mal drei Millimeter Defekt zu passen. Verwenden Sie dann eine Spritze, um die knochenmorphogenetische Protein-2-Lösung gleichmäßig über die Oberfläche des Schwamms zu verteilen, bis das gesamte Volumen der Lösung absorbiert wird.
Als nächstes rasieren Sie den Bereich um das Hinterbein einer anästhesierten Ratte mit der 13. Rippe, Hinterpfote und dorsalen und ventralen Mittellinien als Ränder, gefolgt von vier sequenziellen abwechselnden Peelings der exponierten Haut mit steriler Gaze, die in 10% Povidon-Jod und 70% Ethanol eingeweicht sind. Um den Oberschenkeldefekt zu induzieren, verlängern Sie das rasierte Bein durch einen fenestrated klaren klebrigen Drap und bedecken Sie die chirurgische Bank in sterilen Handtüchern, um ein steriles Feld zu schaffen. Palpate den Oberschenkelknochen und verwenden Sie eine Reihe 15 Klinge, um einen anterolateralen Schnitt durch die Haut zu schaffen, der sich von der Patella bis zum größeren Trochanter am proximalen Oberschenkelknochen erstreckt.
Sorgfältig die seitliche Beinfaszie entlang des intermuskulären Septums einschneiden, um den Vastus lateralis Muskel der Quadrizeps nach hinten von den Sehnen zu trennen, bis der seitliche Oberschenkelknochen freigelegt ist. Halten Sie eine Skalpellklinge der Zahl 15 parallel zur Kontur der Knochenoberfläche, schneiden Sie den Muskel sanft vom darunter liegenden Knochen weg, um eine sorgfältige, atraumatische umlaufende Weichteilsektion durchzuführen, und beginnen Sie auf der seitlichen Oberfläche, setzen Sie den Oberschenkelknochen bei seiner mittleren Diaphyse aus. Verwenden Sie einen Periosteal-Aufzug, um den Muskel vom exponierten Knochen weg zu heben, während er seziert wird, und fahren Sie um den Oberschenkelschacht herum, bis sieben bis zehn Milliliter der zentralen Diaphyse von Weichgewebe auf allen Seiten gelöscht wurden.
Als nächstes legen Sie einen Stift nur auf der Ebene des seitlichen Epicondyl, gefolgt von der Platzierung eines Jig bündig auf den seitlichen distalen Oberschenkelknochen, und legen Sie eine ein Millimeter Gewindespitze Kirschner Draht. Als nächstes, die Beibehaltung der Position der Jig auf dem Knochen, identifizieren, wo der proximale Pin wird den Knochen auf der Grundlage der Jig-Löcher eingeben. Sorgfältig eisern Sie parallel zu den Fasern der Gesäßsehne, wenn dies erforderlich ist, um eine kleine Lücke im Gewebe zu schaffen, damit der proximale Stift durchgehen kann, wodurch iatrogene Schäden an der Sehne minimiert werden.
Bohren Sie einen ein Millimeter langen, nicht gefädelten k-Draht in den Spalt, und vergleichen Sie die Höhe des gebohrten Stifts mit dem losen Stift, um zu bestätigen, dass der Stift beide Kortiken eingreift. Halten Sie die Position des Jigs in Kontakt mit dem Knochen und bohren Sie zwei ein Millimeter Gewinde-K-Drähte, eine auf beiden Seiten der zukünftigen Defektstelle, um sicherzustellen, dass die Stifte beide Kortiken eingreifen, und legen Sie die externe Fixatorstange Ebene einen Zentimeter über der Haut. Schrauben Sie fest, verriegeln Sie die Leiste an Ort und Stelle, und klemmen Sie die überschüssigen Stiftlängen.
Legen Sie einen kleinen gekrümmten Retraktor um den vorderen und hinteren Oberschenkelknochen, um das umgebende Weichgewebe, den Muskel und das neurovaskuläre Bündel zu schützen, und verwenden Sie ein etwa fünf Millimeter sagittal oszillierendes Sägeblatt und Licht, sogar Druck, um sehr vorsichtig einen segmentalen Defekt von fünf Millimetern durch die Mitteldiaphyse zu erzeugen. Spülen Sie die Wunde mit 10 Millilitern von 0,9% normaler Kochchen nach der Entstehung des Defekts, und verabreichen Sie 0,1 Milliliter 0,25%bupivacaine mit Epinephrin auf die Wunde als analgetische und vasokonstriktor. Setzen Sie das knochenmorphogenetische Protein-2 getränkte Schwammgerüst in den Defekt, und verwenden Sie eine 4-0 resorbierbare Naht in der einfachen unterbrochenen Muster, um die Muskelebene zu schließen.
Schließen Sie dann die Hautschicht mit einer 4-0 resorbierbaren Naht in einem laufenden subcuticularen Muster, dann Hautkleber, um alle Lücken um die hervorstehenden Stifte zu schließen, und erhalten Sie ein anterior-posterior Radiobild des Oberschenkelknochens sofort, und vier und 12 Wochen nach der Operation. Negative Kontrolldefekte, die nur einen Kollagenschwamm enthalten, zeigen keine Hinweise auf eine Überbrückung der Osteogenese zwischen den proximalen und distalen Knochenrändern. Eine kleine Menge neuer Knochenumbauten kann direkt neben der geschnittenen Oberschenkelrand gesehen werden, während der Defekt selbst einen Mangel an knöchernem Material, das Vorhandensein von Knorpel und einige Resthämatome zeigt.
Defekte, die Knochen morphogenetische Protein-2 getränkten Schwamm zeigen eine signifikante Knochenheilung bereits vier Wochen nach der Operation, wie durch die radiopaque kalolösen Überbrückung über den Defekt belegt. Nach 12 Wochen hat sich während des gesamten Defekts eine signifikante neue Mineralablagerung gebildet. Signifikante neue Periostealknochen können in der kalkulierenden Ausdehnung von der geschnittenen Oberschenkelmurkante beobachtet werden und die Spitzen von gewebten und lamellaren Knochen haben sich während des defekten entwickelt.
Außerdem ist eine Knorpelablagerung nicht zu sehen. Die Bildgebung über das In Vivo Imaging System nach der Entfernung des externen Fixators ermöglicht die Visualisierung der biolumineszierenden transfizierten Zellen innerhalb des Defekts. Zum Beispiel, Zellen in der medullären Höhle leuchten nach der Transfektion mit komplexen mRNA-Codierung für Gaußsia luziferase, und könnte verwendet werden, um biologische Veränderungen in der Expression eines Gens oder Proteins von Interesse während des Heilungsprozesses zu messen.
Die Pinplatzierung ist wichtig, um eine stabile, dauerhafte externe Fixierung zu gewährleisten. Die Stifte sollten direkt senkrecht zum Oberschenkelknochen und parallel zueinander sein, um Bruch und Infektion zu minimieren. Mit diesem Modell können biologische Mechanismen, wie z. B. spezifische Proteinausdrücke, überwacht werden, um die Heilung besser zu verstehen, und verschiedene Gerüstbiomaterialien oder Therapien können auch auf therapeutische Wirksamkeit getestet werden.
Wir hoffen, dass diese Technik es zukünftigen Forschern ermöglichen wird, die orthopädische Heilung effizienter und effektiver mit externer Fixierung zu untersuchen, damit ihre Ergebnisse in verbesserte klinische Erfolge übersetzt werden können. Vermeiden Sie das Einatmen von Anästhetikum, tragen Sie die richtige persönliche Schutzausrüstung beim Umgang mit Formalin und EDTA und achten Sie beim Umgang mit chirurgischen Instrumenten, insbesondere der Bohr- und oszillierenden Knochensäge.
