Ce protocole chirurgical utilise un modèle de défaut segmentaire fixe externement cohérent et reproductible pour évaluer les mécanismes curatifs de l’os et l’utilisation de thérapies régénératives potentielles. Nous avons rationalisé une chirurgie provocante pour la création et la stabilisation d’un modèle segmentaire de défaut d’os qui est accessible et rentable tout en restant approprié pour des études longitudinales de guérison. Cette technique est particulièrement traduisible au traitement des défauts diaphysiaux traumatiques de taille critique qui peuvent bénéficier de la stabilisation avec la fixation externe, bien que le modèle exige davantage d’étude.
Pour éviter une fracture lors du perçage des broches, utilisez des rotations élevées par minute et une basse pression pour percer le cortex latéral, puis diminuez les rotations par minute pour avancer. Après avoir préparé l’échafaudage à partir d’un kit de greffe d’os de tube de protéine morphogenétique d’os, selon les instructions du fabricant, utilisez des ciseaux stériles et une règle stérile pour couper l’éponge de collagène pour adapter un défaut de cinq par trois par trois millimètres. Ensuite, utilisez une seringue pour distribuer la solution de protéine morphogenétique osseuse-2 uniformément sur la surface de l’éponge, jusqu’à ce que tout le volume de solution soit absorbé.
Ensuite, rasez la zone autour de la patte arrière d’un rat anesthésié à l’aide de la 13e côte, patte arrière, et les lignes médianes dorsales et ventrales comme marges, suivie de quatre gommages séquentiels alternés de la peau exposée avec gaze stérile trempée dans 10% povidone-iode et 70% éthanol. Pour induire le défaut fémoral, étendre la jambe rasée à travers un drapé collant clair fenestrated, et couvrir le banc chirurgical dans des serviettes stériles pour créer un champ stérile. Palpez le fémur et utilisez une lame numéro 15 pour créer une incision antéroglatérale à travers la peau s’étendant de la rotule au trochanter plus grand au fémur proximal.
Incisez soigneusement le fascia latéral de jambe le long du septum intermusculaire pour séparer le muscle lateralis vastus du quadriceps antérieurement des ischio-jambiers postérieurement jusqu’à ce que le fémur latéral soit exposé. En gardant une lame de scalpel numéro 15 parallèle au contour de la surface osseuse, coupez doucement le muscle de l’os sous-jacent pour effectuer une dissection soigneuse et atraumatique des tissus mous circonférentiels, et commencez sur la surface latérale, exposez le fémur à sa diaphyse moyenne. Utilisez un ascenseur périostéral pour soulever le muscle loin de l’os exposé comme il est disséqué, et procéder autour de l’arbre fémoral jusqu’à ce que sept à 10 millilitres de diaphyse centrale a été effacé des tissus mous de tous les côtés.
Ensuite, placez une épingle juste au niveau de l’épicondyle latéral, suivie du placement d’une chasse d’eau de gabarit au fémur distal latéral, et insérez un fil kirschner fileté d’un millimètre. Ensuite, en maintenant la position du gabarit sur l’os, identifier où la broche la plus proximale entrera dans l’os en fonction des trous de gabarit. Incise soigneusement parallèlement aux fibres du tendon fessier au besoin pour créer un petit espace dans le tissu pour la broche proximale à passer à travers, minimisant les dommages iatrogènes au tendon.
Percer un fil k non fileté d’un millimètre dans l’espace et comparer la hauteur de la goupille forée avec la goupille lâche pour confirmer que la goupille engage les deux cortices. Maintenez la position du gabarit en contact avec l’os et percez deux fils k filetés d’un millimètre, un de chaque côté du futur site de défaut, en veillant à ce que les broches engagent les deux cortices, et placent le niveau externe de barre de fixateur un centimètre au-dessus de la peau. Vissez bien, verrouillez la barre en place et coupez les longueurs excessives de la goupille.
Placez un petit rétracteur incurvé autour du fémur antérieur et postérieur pour protéger le faisceau mou, musculaire et neurovasculaire environnant, et utilisez une lame de scie oscillante sagittale d’environ cinq millimètres, et de la lumière, voire de la pression, pour créer très soigneusement un défaut segmentaire de cinq millimètres à travers la diaphyse médiane. Rincer la plaie avec 10 millilitres de saline normale de 0,9% après avoir créé le défaut, et administrer 0,1 millilitres de 0,25% bupivacaine avec de l’épinéphrine à la plaie comme analgésique et vasoconstricteur. Insérez l’échafaudage éponge morphogénétique protéine-2 trempé dans le défaut, et utilisez une suture absorbable 4-0 dans le modèle simple interrompu pour fermer le plan musculaire.
Ensuite, fermez la couche de peau à l’aide d’une suture absorbable 4-0 dans un modèle sous-cuticulaire en cours d’exécution, puis collez la peau pour combler les lacunes autour des broches saillantes, et obtenir une image radiographique antérieure-postérieure du fémur immédiatement, et quatre et 12 semaines après la chirurgie. Les défauts négatifs de commande contenant seulement une éponge de collagène ne montrent aucune évidence de l’ostéogenèse de pont entre les bords proximaux et distal d’os. Une petite quantité de nouveau remodelage d’os peut être vue directement à côté du bord coupé de fémur, alors que le défaut lui-même montre un manque de matériel osseux, la présence du cartilage, et un certain hématome résiduel.
Les défauts contenant l’éponge trempée de protéine morphogenetic d’os-2 démontrent la guérison significative d’os dès quatre semaines après chirurgie, comme démontré par le pont indique radiopaque à travers le défaut. En 12 semaines, de nouveaux dépôts minéraux importants se sont formés tout au long du défaut. De nouveaux os périostés significatifs peuvent être observés dans l’extension calleuse du bord coupé de fémur et les spicules de l’os tissé et lamellar se sont développés tout au long du défaut.
En outre, le dépôt de cartilage n’est pas vu. L’imagerie par l’intermédiaire du système d’imagerie In Vivo après l’enlèvement du fixateur externe permet la visualisation des cellules transfectées bioluminescentes à l’intérieur du défaut. Par exemple, les cellules de la cavité médullaire luminesce après transfection avec encodage complexe de l’ARNm pour gaussia luciferase, et pourraient être utilisées pour mesurer les changements biologiques dans l’expression d’un gène ou d’une protéine d’intérêt pendant le processus de guérison.
Le placement des broches est important pour assurer une fixation externe stable et durable. Les broches doivent être directement perpendiculaires au fémur, et parallèles les unes aux autres, afin de minimiser la rupture et l’infection. À l’aide de ce modèle, des mécanismes biologiques, tels que des expressions protéiques spécifiques, peuvent être surveillés pour mieux comprendre la guérison, et différents biomatériaux ou thérapies d’échafaudage peuvent également être testés pour l’efficacité thérapeutique.
Nous espérons que cette technique permettra aux futurs chercheurs d’étudier plus efficacement et plus efficacement la guérison orthopédique avec fixation externe afin que leurs résultats puissent se traduire par de meilleurs succès cliniques. Évitez d’inhaler des gaz anesthésiques, portez l’équipement de protection individuelle approprié lors de la manipulation de formaline et d’EDTA, et prenez soin lors de la manipulation d’instruments chirurgicaux, en particulier la perceuse et la scie oscillante.
