A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
מודל סיכת השבר הטיביאלי הוא מודל רלוונטי מבחינה קלינית של טראומה אורטופדית הכוללת שבר טיביאלי פתוח חד צדדי עם קיבוע פנימי של הציפורן התוך-מדולרית ופגיעה בו זמנית בשריר הקדמי של השוקה. ניתן למדוד רגישות תרמית בדגם זה באמצעות פרדיגמת פלטה חמה של 45 שניות.
מודל סיכת השבר הטיביאלי הוא מודל עכבר של טראומה אורטופדית וניתוח המסכם את הנזק המורכב לשרירים, לעצם, לעצבים ולרקמות החיבור המתבטא בסוג זה של פגיעה בבני אדם. מודל זה פותח מכיוון שמודלים קודמים של טראומה אורטופדית לא כללו פגיעה בו זמנית במספר סוגי רקמות (עצם, שרירים, עצבים) ולא ייצגו באמת טראומה אורטופדית מורכבת אנושית. לכן המחברים שינו מודלים קודמים של טראומה אורטופדית ופיתחו את מודל סיכת השבר הטיביאלי. מודל שבר מותאם זה מורכב משבר טיביאלי פתוח חד צדדי עם קיבוע פנימי של הציפורן התוך-מדולרית (IMN) ופגיעה בו-זמנית בשריר הטיביאליס הקדמי (TA), וכתוצאה מכך אלודיניה מכנית שנמשכת עד 5 שבועות לאחר הפציעה. סדרת פרוטוקולים זו מתארת את השלבים המפורטים לביצוע מודל סיכת שבר בשוק האורטופדי הרלוונטי מבחינה קלינית, ואחריו בדיקת פלטה חמה שונה לבחינת שינויים נוסיספטיביים לאחר פציעה אורטופדית. יחד, הפרוטוקולים המפורטים והניתנים לשחזור יאפשרו לחוקרי כאב להרחיב את ארגז הכלים שלהם לחקר כאב הנגרם מטראומה אורטופדית.
טראומה אורטופדית מהווה 25% מכלל הפציעות שנגרמו על ידי כמעט 500 מיליון אנשים מדי שנה ברחבי העולם 1,2,3. טראומה אורטופדית יכולה להיות קשורה לנזק מורכב לשרירים, עצמות, עצבים ורקמות חיבור, המחייב אשפוז וניתוח כדי להבטיח החלמה נאותה 3,4. כאב חריף וכרוני לאחר טראומה אורטופדית עלול לגרום לנטל פיזי, פסיכולוגי וכלכלי משמעותי המשפיע על איכות חייו של המטופל 1,4. בנוסף, ניתוח אורטופדי לייצוב ותיקון שברים קשור גם לכאבים חריפים וכרוניים חמורים לאחר ניתוח 5,6,7,8,9.
יש להבין טוב יותר את המנגנונים העומדים בבסיס כאב חריף וכרוני הקשור לטראומה כדי לפתח טיפולים טובים יותר. כדי להשיג זאת, נדרשים מודלים פרה-קליניים אמינים, ניתנים לשחזור ורלוונטיים מבחינה קלינית. מכיוון שרוב המודלים של בעלי חיים של טראומה אורטופדית לא כללו פגיעה בו-זמנית במספר סוגי רקמות (עצם, שרירים, עצבים), הם לא ייצגו באמת טראומה אורטופדית מורכבת אנושית, למשל, טראומה לאחר נפילות, תאונות דרכים או פציעות הקשורות למלחמה10,11. לכן, פיתחנו את מודל עכברי שבר השוק כדי לבחון את הביטויים העיקריים של פגיעה כזו, כולל נזק לרקמת העצם והשריר וכאבים חריפים וכרוניים11. מודל סיכת השבר הטיביאלי מורכב משבר טיביאלי פתוח חד צדדי עם קיבוע פנימי של IMN ופגיעה בו זמנית בשריר TA. חתכים היסטולוגיים של ה-TA מראים פגיעה בשריר שבו מתפתחת פיברוזיס צפוף עם אובדן נלווה של סיבי שריר גדולים ובוגרים כבר שבועיים לאחר הפציעה. יתר על כן, יבלת השבר ניכרת בטומוגרפיה של מיקרו-מחשב (microCT) 4 שבועות לאחר הפציעה וממשיכה לעבור שיפוץ11.
ניתן להשתמש במבחני התנהגות רפלקסיביים ולא רפלקסיביים שונים כדי להעריך את המרכיבים החושיים והרגשיים של כאב במודל סיכת השבר הטיביאלי. לדוגמה, אפשר להשתמש בחוטי פון פריי כדי להדגים רגישות יתר מכנית במודל זה. למעשה, עכברים מפתחים רגישות יתר מכנית ארוכת טווח בכפה האחורית המקבילה לאחר ניתוח סיכת שבר בשוק11. פרדיגמה התנהגותית שימושית במיוחד היא בדיקת הפלטה החמה, המודדת באופן מסורתי את ההשהיה לנסיגת כפות לגירוי תרמי. בעוד שבדיקה זו נמצאת בשימוש במשך עשרות שנים12, באמת תקן זהב במחקר כאב פרה-קליני, למדידת התנהגות רפלקסיבית בלבד יש מגבלות13. כתוצאה מכך, פיתחנו פרדיגמת פלטה חמה שונה שיכולה ללכוד אלמנטים של תגובות רפלקסיביות ולא רפלקסיביות כאחד במסגרת גירוי תרמי14.
בדיקת פלטה חמה שונה זו קובעת את חביון התגובה הראשוני כמו במבחן הפלטה החמה המקורית ותקופת תצפית ממושכת כדי לתעד התנהגויות נוציפנסיות נוספות. על ידי סיווג התנהגויות מורחבות אלה לקטגוריות נפרדות (רתיעה, ליקוק, שמירה, קפיצה), ניתן ללכוד את התגובה הלא-רפלקסיבית לגירוי התרמי. רתיעה היא הסרה מהירה של הכפה ו/או תנועת אצבעות, אך הגפה מוחזרת במהירות לפלטה החמה. ליקוק ונשיכה של הכפות האחוריות והקדמיות מוגדרים שניהם כליקוק לצורך ניתוח. שמירה היא המשך הרמת הגפה מעבר לזמן שבו מסתיים מידע נוסיספטיבי. לבסוף, קפיצה היא הסרה של כל ארבעת הגפיים ממשטח הפלטה החמה. ניתן לנתח התנהגויות אלה בנפרד ולקבץ אותן יחד בזהירות מיוחדת כדי עדיין לציין את חביון התגובה הראשוני.
כל השיטות ששימשו בעת ביצוע מחקר זה בוצעו בהתאם ובאישור הפאנל האדמיניסטרטיבי של אוניברסיטת סטנפורד לטיפול בחיות מעבדה (APLAC #33114) בהתאם להנחיות האגודה האמריקאית לרפואה וטרינרית והאגודה הבינלאומית לחקר הכאב. עכברים (C57BL/6J, בני 9-11 שבועות עם הגעתם, בני 11-12 שבועות בתחילת המחקר) שוכנו 2-5 בכל כלוב והוחזקו במחזור אור/חושך של 12 שעות בסביבה מבוקרת טמפרטורה עם גישה אד ליביטום למזון ומים. עכברים זכרים שקלו כ-25 גרם בתחילת המחקר. עיין בטבלת החומרים לפרטים לגבי כל החומרים המשמשים במחקר זה.
1. מדידות התנהגות בסיסיות
2. הרדמה/הכנה
3. ניתוח
4. לאחר הניתוח
5. בדיקת פלטה חמה
הערה: מדידות לאחר הפציעה יכולות להתחיל 7 ימים לאחר ניתוח סיכת שבר בשוק. כדי למנוע את השפעת הלמידה בפרדיגמה זו, בצע את המבחן פעם אחת לאחר הניתוח והשווה לבקרות שלא נפגעו.
מודל האורתוטראומה של סיכת שבר בשוק משחזר את ההתנהגויות דמויות העצם, השרירים והכאב הנראות בפגיעות אנושיות מורכבות. כפי שמוצג באיור 1C, השבר הטיביאלי נרפא עם הזמן, ויוצר יבלת באתר השבר שעדיין נראית 4 שבועות לאחר הפציעה. כתוצאה מהגישה הרוחבית עם מסור העצם שתו...
שלבים קריטיים בפרוטוקול
חיוני לשמור על תנאים סטריליים לאורך כל הניתוח. יתר על כן, טיפול נכון בבעלי חיים לפני, במהלך ואחרי הניתוח הוא בעל חשיבות עליונה לדור מוצלח של הדגם. כפי שהוזכר קודם לכן בפרוטוקול, בעת ביצוע הניתוח, יש לשבור את העצם מהצד הצדדי כדי להבטיח פגי...
למחברים אין ניגודי אינטרסים רלוונטיים לחשוף.
GM נתמכת על ידי מלגת NDSEG לבוגרי ומלגת כבוד של סטנפורד ביו-X. VLT נתמך על ידי #GM137906 המענקים של NIH NIGMS וקרן ריטה אלן.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
27 G needles | Medsitis | 305136 | https://medsitis.com/products/bd-precisionglide-27-g-x-1-1-4-hypodermic-needles-305136?variant=39724583299 |
5-0 suture | esuture | SN5668 | https://www.esutures.com/product/0-in-date/2-/132-/16552-medtronic-monosof-black-18-p-11-cutting-SN5668/ |
Alcohol swabs | Amazon | B00VS4F91W | https://www.amazon.com/Dynarex-Alcohol-Prep-Sterile-Medium/dp/B00VS4F91W |
Alternative drill bits | Rio Grande | 341602 | https://www.riogrande.com/product/BuschTungstenVanadiumRoundBur Set0314mm/341602 |
Bone saw drill attachment | Amazon | B07DSXR3NY | https://www.amazon.com/dp/B07DSXR3NY |
Buprenorphine | Fidelis Pharmaceuticals | https://ethiqaxr.com/ordering/ | |
Ceramic implant (alternative to pin) | RISystem | RIS.221.103 | https://risystem.com/platefixation/mousescrew |
Chux (Absorbent Underpad) | Fisher Scientific | NC0059881 | https://www.fishersci.com/shop/products/underpad-17x24-chux-300-cs/nc0059881#?keyword=true |
C57BL/6J mice | The Jackson Laboratory | Jax #00664 | https://www.jax.org/strain/000664 |
Cotton swabs | Uline | S-18991 | https://www.uline.com/Product/Detail/S-18991/First-Aid/Cotton-Tipped-Applicators-Industrial-6 |
Cutting pliers | Amazon | B076XYVS6Y | https://www.amazon.com/iExcell-Diagonal-Cutting-Nippers-Chrome-Vanadium/dp/B076XYVS6Y |
Drill | Chewy | 129044 | https://www.chewy.com/dremel-cordless-dog-cat-rotary-nail/dp/156127 |
Drill bits | Amazon | B00HVIGSX2 | https://www.amazon.com/Universal-Diamond-Dremel-Rotary-Tool/dp/B00HVIGSX2 |
Electric shaver | Kent Scientific | CL9990-KIT | https://www.kentscientific.com/products/trimmer-combo-kit/ |
Eye lube | Amazon | B07H2NLCX5 | https://www.amazon.com/OptixCare-Lube-Plus-Hyaluron-Horses/dp/B07H2NLCX5 |
Gauze pads 2" x 2" | Amazon | B07GHDTB53 | https://www.amazon.com/Covidien-Curity-Sterile-Peel-Back-Package/dp/B07GHDTB53 |
Gauze pads 4" x 4" | Amazon | B00KJ6YFTC | https://www.amazon.com/Covidien-6309-Curity-Gauze-Pads/dp/B00KJ6YFTC |
High definition video camera | The Imaging Source | DFK 22AUC03 | https://www.theimagingsource.com/products/industrial-cameras/usb-2.0-color/dfk22auc03/?adsdyn&gclid=Cj0KCQiA3-yQBhD3ARIsAHuHT64uIIlImBvh_ toh-3GFSgBcL_fRc1gQTDyXlqDEa Qu4n2_VbWEiRuIaAiueEALw_wcB |
Inhalational anesthesia system | Kent Scientific | https://www.kentscientific.com/products/vaporizer-with-vetflo-single-channel-anesthesia-stand/ | |
Iodine solution | Amazon | B005FR7XIK | https://www.amazon.com/Dynarex-Povidone-Iodine-Scrub-Solution/dp/B005FR7XIK |
Iodine swab sticks | Amazon | B001V9QKMG | https://www.amazon.com/POVIDONE-IODINE-SWAB-1202-25Box/dp/B001V9QKMG |
Isoflurane | California pet pharmacy | https://www.californiapetpharmacy.com/fluriso-isoflurane-250ml.html | |
NCH Prism Software | https://www.nchsoftware.com/prism/index.html | ||
Plastic Cylinder | Amazon | B08R5KM5B6 | https://www.amazon.com/FixtureDisplays-Acrylic-Diameter-Thickness-15140-8-NPF/dp/B08R5KM5B6 |
Saline | Fisher Scientific | NC9054335 | https://www.fishersci.com/shop/products/saline-injection-0-9-10ml/NC9054335 |
Scalpel | Fisher Scientific | 12-000-162 | https://www.fishersci.com/shop/products/high-precision-10-style-scalpel-blade/12000162#?keyword= |
Scalpel handle | Amazon | B0056ZX1R8 | https://www.amazon.com/Swann-Morton-Scalpel-Handle-blades/dp/B0056ZX1R8 |
Thermal place preference apparatus | BIOSEB | BIO-T2CT | https://www.bioseb.com/en/pain-thermal-allodynia-hyperalgesia/897-thermal-place-preference-2-temperatures-choice-nociception-test.html |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved