Este protocolo quirúrgico utiliza un modelo consistente y reproducible de defectos segmentarios fijos externamente para evaluar los mecanismos de curación del hueso y el uso de posibles terapias regenerativas. Hemos simplificado una cirugía desafiante para la creación y estabilización de un modelo de defecto óseo segmentario que es accesible y rentable sin dejar de ser apropiado para estudios de curación longitudinal. Esta técnica es particularmente traducible al tratamiento de defectos óseos diafisarios traumáticos de tamaño crítico que pueden beneficiarse de la estabilización con fijación externa, aunque el modelo requiere un estudio adicional.
Para evitar una fractura durante la perforación de los pasadores, utilice altas rotaciones por minuto y una baja presión para perforar la corteza lateral, luego disminuya las rotaciones por minuto para avanzar. Después de preparar el andamio de un kit de injerto óseo de tubo de proteína morfogenética ósea, de acuerdo con las instrucciones del fabricante, utilice tijeras estériles y una regla estéril para recortar la esponja de colágeno para adaptarse a un defecto de cinco por tres por tres milímetros. A continuación, utilice una jeringa para distribuir la solución de proteína morfogenética ósea-2 uniformemente sobre la superficie de la esponja, hasta que se absorba todo el volumen de solución.
A continuación, afeite el área alrededor de la pata trasera de una rata anestesiada usando la costilla 13, la pata trasera y las líneas medias dorsales y ventrales como márgenes, seguido de cuatro exfoliantes alternos alternativos secuenciales de la piel expuesta con gasa estéril empapada en 10%povidona-yodo y 70%etanol. Para inducir el defecto femoral, extienda la pierna afeitada a través de una cortina pegajosa transparente fenestrada, y cubra el banco quirúrgico en toallas estériles para crear un campo estéril. Palpa el fémur y usa una hoja número 15 para crear una incisión anterolateral a través de la piel que se extiende desde la rótula hasta el trocánter mayor en el fémur proximal.
Incise cuidadosamente la fascia lateral de la pierna a lo largo del tabique intermuscular para separar el músculo vastus lateralis del cuádriceps antes de los isquiotibiales posteriormente hasta que el fémur lateral esté expuesto. Manteniendo una hoja de bisturí número 15 paralela contra el contorno de la superficie ósea, cortar suavemente el músculo lejos del hueso subyacente para realizar una disección de tejido blando circunferencial cuidadoso y astraumático, y comenzar en la superficie lateral, exponer el fémur en su mid-diaphysis. Utilice un elevador periosteal para levantar el músculo lejos del hueso expuesto a medida que se disecciona, y proceda alrededor del eje femoral hasta que se hayan limpiado de siete a 10 mililitros de diáfisis central de tejido blando en todos los lados.
A continuación, coloque un pasador justo al nivel del epicondil lateral, seguido de la colocación de una plantilla al ras del fémur distal lateral, e inserte un cable Kirschner de punta roscada de un milímetro. A continuación, manteniendo la posición de la plantilla en el hueso, identifique dónde entrará el pasador más proximal en el hueso en función de los orificios de la plantilla. Incise en paralelo a las fibras del tendón glúteo según sea necesario para crear una pequeña brecha en el tejido para que el pin proximal pase a través, minimizando el daño iatrogénico al tendón.
Taladre un k-wire no roscado de un milímetro en el hueco y compare la altura del pasador perforado con el pasador suelto para confirmar que el pasador engancha ambos cortices. Mantenga la posición de la plantilla en contacto con el hueso y taladre dos cables k roscados de un milímetro, uno a cada lado del sitio del defecto futuro, asegurando que los pines enganche ambos cortices, y coloque el nivel de la barra fijadora externa un centímetro por encima de la piel. Atornilla firmemente, bloqueando la barra en su lugar, y recorta las longitudes de pasador sobrantes.
Coloque un pequeño retractor curvo alrededor del fémur anterior y posterior para proteger el tejido blando, el músculo y el haz neurovascular circundante, y utilice una hoja de sierra oscilante sagital de aproximadamente cinco milímetros, y luz, incluso presión, para crear con mucho cuidado un defecto segmentatorio de cinco milímetros a través de la mid-diaphysis. Enjuague la herida con 10 mililitros de 0,9% de solución salina normal después de crear el defecto, y administre 0,1 mililitros de 0,25% de bupivacaína con epinefrina a la herida como analgésico y vasoconstrictor. Inserte el andamio de esponja empapado de proteína morfogenética ósea-2 en el defecto, y utilice una sutura absorbible 4-0 en el patrón interrumpido simple para cerrar el plano muscular.
Luego cierre la capa de la piel usando una sutura absorbible 4-0 en un patrón subcuticular, luego pegue la piel para cerrar cualquier hueco alrededor de los pines salientes, y obtenga una imagen radiográfica anterior-posterior del fémur inmediatamente, y cuatro y 12 semanas después de la cirugía. Los defectos de control negativos que contienen sólo una esponja de colágeno no muestran evidencia de puentear la osteogénesis entre los bordes óseos proximal y distal. Una pequeña cantidad de nueva remodelación ósea se puede ver directamente adyacente al borde del fémur cortado, mientras que el defecto en sí muestra una falta de material óseo, la presencia de cartílago, y algún hematoma residual.
Los defectos que contienen la esponja empapada de proteína morfogenética ósea-2 demuestran una cicatrización ósea significativa tan pronto como cuatro semanas después de la cirugía, como lo demuestra el puente insensible radiopaco a través del defecto. A las 12 semanas, se ha formado una nueva deposición mineral significativa a lo largo del defecto. Se puede observar un nuevo hueso periosteal significativo en la extensión insensible desde el borde del fémur cortado y las espículas del hueso tejido y lamelar se han desarrollado a lo largo del defecto.
Además, no se ve la deposición del cartílago. La imagen a través de In Vivo Imaging System después de la eliminación del fijador externo permite visualizar las células trans infectadas bioluminiscentes dentro del defecto. Por ejemplo, las células de la luminisca de la cavidad medular después de la transfección con codificación de ARNm compleja para la Gaussia luciferasa, y podrían utilizarse para medir los cambios biológicos en la expresión de un gen o proteína de interés durante el proceso de curación.
La colocación de los pines es importante para garantizar una fijación externa estable y duradera. Los pasadores deben ser directamente perpendiculares al fémur, y paralelos entre sí, para minimizar la rotura y la infección. Usando este modelo, los mecanismos biológicos, tales como expresiones de proteínas específicas, pueden ser monitoreados para entender mejor la curación, y diferentes biomateriales de andamios o terapias también pueden ser probados para la eficacia terapéutica.
Esperamos que esta técnica permita a los futuros investigadores estudiar de manera más eficiente y eficaz la curación ortopédica con fijación externa para que sus hallazgos puedan traducirse en éxitos clínicos mejorados. Evite inhalar gases anestésicos, use el equipo de protección personal adecuado al manipular formalina y EDTA, y tenga cuidado al manipular instrumentos quirúrgicos, particularmente la perforación y la sierra ósea oscilante.
