Il modello di frattura del femore diafisario mostrato qui è un modello murino semplice e a basso costo, adatto per studi di base e preclinici sulla guarigione delle fratture delle ossa lunghe. La tecnica di chirurgia a cielo aperto non richiede strumenti chirurgici complessi e dispositivi di fissaggio. Permette l'ispezione visiva della frattura che si sta producendo.
Questo modello può essere utilizzato per il trapianto locale e la sperimentazione in vivo di componenti terapeutici, tra cui cellule staminali, farmaci e biomateriali che non possono essere somministrati mediante iniezione percutanea o sistemica. Il protocollo chirurgico richiede una certa conoscenza delle tecniche chirurgiche di base e dell'anatomia del topo per eseguire i passaggi critici. La dimostrazione visiva in questo lavoro può essere d'aiuto anche per chi non ha esperienza con la chirurgia animale.
A dimostrare la procedura saranno Leonardo Muller e Bianca Frade, entrambi studenti del Master del Laboratorio di Cellule Staminali e Riparazione Ossea. Dopo aver trasferito l'animale anestetizzato sul tavolo operatorio, disinfettare l'area da incidere strofinando la pelle con una spugna di iodio povidone al 10%. Quindi asciugare l'area strofinata con garze sterili, lavare con etanolo al 70% e asciugare nuovamente con una garza sterile.
Quindi, posiziona il mouse nella posizione di decubito laterale destra e drappeggia il topo, rendendo visibile solo la regione dell'incisione. Prima dell'intervento chirurgico, posizionare un collirio negli occhi del topo per evitare la secchezza e controllare costantemente la respirazione del topo durante la procedura chirurgica. Praticare un'incisione pararotulea laterale cutanea di un centimetro con una lama di bisturi numero 11, iniziando a livello della tuberosità tibiale ed estendendosi fino al livello della rotula, e poi per una distanza uguale verso il femore distale.
Con le forbici con estremità smussata, sezionare la fascia sottocutanea attorno alla linea di incisione per esporre la fascia lata, il vasto laterale e i muscoli bicipiti femorali. Con la lama del bisturi numero 11, praticare un'altra incisione nella fascia lata, simile a quella praticata nella pelle, iniziando a livello della tuberosità tibiale e percorrendo l'aponeurosi del bicipite femorale fino al livello del femore distale per aprire la capsula articolare e accedere all'articolazione del ginocchio. Eseguire una lussazione mediale della rotula posizionando la punta di una pinzetta di precisione a punta seghettata dritta sotto di essa e spingendola di lato insieme ai legamenti rotuleo e quadricipite, esponendo così i condili del femore.
Tenendo il femore con una pinzetta a punta seghettata, flettere il ginocchio a 90 gradi e perforare manualmente il canale intramidollare del femore attraverso la fossa intercondilare con un ago ipodermico calibro 26. Mantenendo il ginocchio flesso a 90 gradi, inserire un segmento di 1,0 centimetri, un filo di acciaio inossidabile da 0,016 pollici attraverso l'apertura nel canale midollare del femore verso il grande trocantere. Regolare l'estremità distale del filo con una pinzetta a punta seghettata diritta per fissarlo saldamente nel condilo laterale.
Successivamente, separare i muscoli del vasto laterale e del bicipite femorale attraverso la dissezione dell'estremità smussata con una pinzetta a punta seghettata per accedere alla diafisi distale del femore. Inserire una forbice da dissezione attorno alla diafisi del femore con un angolo di circa 90 gradi ed eseguire delicatamente un'osteotomia corticale completa. Riposizionare i muscoli e la rotula spingendo la punta di una pinzetta di precisione dritta e seghettata sopra la regione del condilo.
Chiudere la fascia muscolare con una sutura riassorbibile 6-0, e poi la pelle con una sutura di nylon 6-0, entrambe in modo semplice interrotto. Le radiografie dei modelli di frattura accettabili mostrano fratture diafisarie trasversali in cui le linee di frattura sono ad un angolo di 90 gradi rispetto all'asse dell'osso, fratture oblique corte in cui la linea di frattura è inferiore a 30 gradi rispetto all'asse dell'osso, fratture frammentarie riducibili, in cui si vedono alcuni piccoli frammenti di osso, ma l'allineamento anatomico dell'osso rimane. Le radiografie rappresentative di fili posizionati in modo errato sono mostrate qui dove il filo non è all'interno del canale midollare del frammento prossimale del femore, con conseguente fissazione errata dell'osso fratturato e un caso in cui il filo non è passato attraverso alcun frammento osseo e l'osso fratturato è completamente disallineato.
Il callo visibile nel sito della frattura il giorno 14 e il giorno 21 dopo l'intervento chirurgico indica il processo rigenerativo del modello. L'analisi istologica mostra la valutazione del callo nel sito di frattura. Il callo, inizialmente il settimo giorno, presenta ampie aree di cartilagine highline intorno alla linea di frattura.
Il giorno 14, si osservano fronti di ossificazione intorno all'area della cartilagine, formando osso trabecolare e cavità piene di midollo osseo ricostituito. Infine, il giorno 21, le aree cartilaginee sono quasi completamente sostituite dall'osso trabecolare, indicando il successo del ponte osseo. Il successo del modello dipende dal corretto inserimento del filo.
Pertanto, è fondamentale mantenere il ginocchio flesso con un angolo di 90 gradi durante questa fase. Inoltre, la demografia micro-computerizzata può essere utilizzata per valutare l'evoluzione della cellula e le caratteristiche dell'osso che si sta formando su una scala tridimensionale e quantitativa.
