양측 Retroperitoneal 드릴 비트 손상을 활용하여 양의 요추 추간판 퇴화 모델

요약

척추 디스크 퇴행은 전 세계적으로 허리 통증과 주요 장애 원인의 중요한 원인입니다. 추간 판 변성의 수많은 동물 모델이 존재합니다. 우리는 일관된 디스크 손상과 재현 할 수있는 수준의 디스크 퇴행을 달성 할 수있는 드릴 비트를 사용하여 추간판 퇴행의 양 모델을 시연합니다.

초록

추간판 변성은 전 세계적으로 허리 통증과 주요 장애 원인의 발전에 중요한 기여를합니다. 척추 디스크 퇴행의 수많은 동물 모델이 개발되었습니다. 이상적인 동물 모델은 형태학, 생체 역학적 특성 및 척색 세포의 부재와 관련하여 인간 추간 원판을 가깝게 모방해야합니다. 양의 요추 추간판 모델은 이러한 기준을 충족시킵니다. 우리는 측면 후 복막 접근법을 통해 드릴 비트 손상을 이용한 양성 추간판 퇴행 모델을 제시합니다. 측방 접근법은 양측 척추에 대한 전통적인 전방 접근법과 관련된 절개 및 잠재적 이환율을 크게 감소시킵니다. drill-bit 손상 방법을 사용하면 일정한 정도의 추간 원판 퇴행을 일으키는 일관되고 재현성있는 정확한 치수의 상해를 일으킬 수 있습니다. 환형의 초점 성질그리고 핵 터널의 추간판 탈출증의 임상 적 상태를보다 밀접하게 흉내 낸다. 양은이 절차에 따라 신속하게 회복되며 일반적으로 이동식이며 1 시간 이내에 먹습니다. 추간판 변성이 일어나고 양은 8 주부터 부검 및 후속 분석을받습니다. 우리는 추간 판 변성의 drill bit injury 모델이 더 일반적인 고리 모양 손상 모델보다 이점을 제공한다고 믿는다.

서문

허리 통증은 전 세계적으로 장애를 일으키는 주요 원인입니다 ¹ . 요추 추간판 퇴행과 관련된 원 발성 통증은 요통의 중요한 원인으로 생각됩니다 ² . 퇴행성 과정의 이해를 넓히고 잠재적 인 치료법을 연구하기위한 추간 원판 질환의 신뢰할 수있는 동물 모델에 대한 요구가 증가하고 있습니다.

추간 판 변성의 동물 모델이 많이 존재합니다 ³ . 퇴행성 디스크 질환의 연구에 사용 된 동물 모델은 마우스 ⁴ 에서 개 ⁵ , 양 ⁶ 및 비인간 영장류 ⁷ 과 같은 더 큰 포유 동물까지 크기가 다양합니다. 추간판 퇴행을 유도하는 데 사용되는 방법은 크게 기계적 ( 예 : 추간판 압박 n ⁸ 또는 외과 적 부상 ⁶ ), 화학적 ( 예 : 화학적 핵 분해 ⁵ ) 또는 덜 일반적으로 자발적인 퇴행 ( 예 : 모래 쥐 ⁹ ).

인간의 추간판 퇴행의 복잡성을 감안할 때 완벽한 동물 모델은 존재하지 않습니다. 그러나이 조건을 모방하기 위해 적절한 동물 모델을 선택할 때 중요한 고려 사항이 확인되었습니다 ³ . 그러한 고려 사항은 인간에 대한 동물 및 추간 원판 크기의 유사성, 척수 세포 크기 (인간, 양, 염소 및 연골 영양이 된 개는 있지만 대부분의 포유 동물에서 존재하는 가능한 선조 세포 기능 ^10을 갖는 원시 세포) 임상 상태, 기계 및 윤리적 고려 사항에 필적하는 생체 역학적 힘 ³ .

jove_content "> 비인간 영장류는 위의 많은 기준을 충족합니다. 자연 경추 추간판 변성의 비 출대 및 원숭이 모델은 ^{11 , 12 , 13에 기술되어} 있습니다. 두 종 모두 직립 자세 또는 반 직립 자세로 많은 시간을 소비합니다. 그러나 윤리적이고 실질적인 고려 사항 ( 예 : 비용, 주거, ​​자발적인 퇴행의 발병 지연)은 많은 기관에서의 사용을 제한합니다.

양측 척추는 인간 척추 ^{10 , 14 , 15} 에 대한 세포, 생체 역학 및 해부학 적 유사성을 포함하는 이점이있는 추간 판 변성의 확립 된 모델입니다. 양 사지의 체장에도 불구하고 양의 요추 추간판은 인간의 디스크에 유사한 스트레스에 노출되어 있습니다s = "xref"> 14. 양의 모델은 인간이 아닌 영장류 모델보다 윤리적 관점에서 더 널리 받아 들여지고있다. 퇴행성 과정을 시작하기 위해 다양한 방법이 설명되었으며, 그 중 많은 방법이 추간 판에 직접 접근해야합니다. 성대 영역에서 척수가 종결되고 양측 인대가 뒤쪽 인대로 골화되기 때문에 추간 판으로의 후방 접근은 기술적으로 어렵고 양 ¹⁶ 에서는 덜 일반적으로 사용됩니다. 양측 요추에 대한 전통적인 접근 경로, 즉 전방 또는 외측 접근을 통해 큰 복부 절개가 필요하고 탈장의 위험이 따르며 내부 내장 및 신경 혈관 구조물의 손상이 발생합니다 ¹⁶ . 종속 복부 영역에서 상대적으로 작은 측면 절개를 사용하면 이러한 위험이 감소 할 수 있습니다.

우리는 양의 모를 선물한다.최소 침습성 외측 접근법을 통해 수행 된 드릴 비트 손상을 이용한 퇴행성 요추 추간판 질환의 위험을 평가하고 Zhang 등 의 연구에서 영감을 얻었다 . al . 이 프로토콜의 목적은 쉽게 재현 가능하고, 일관된 부상을 일으키며, 안전하고 잘 견디는 신뢰할 수있는 요추 디스크 손상 모델을 가능하게하는 것입니다. 이 접근법은 척추 디스크 퇴행이나 재생 치료법을 연구하기 위해 전통적 외과 적 절개술 (미공개 자료)에서 관찰 된 것보다 경미한 요추 추간판 퇴행을 유도하고자하는 조사자에게 매우 적합합니다. 이 발견은 다음 호에 발표 될 것이다.

프로토콜

이 원고에 상세히 기술 된 프로토콜은 Monash University Animal Ethics의 동물 관리 가이드 라인을 따른다. 이 프로토콜에 대한 동물 윤리 승인은 Monash University Animal Ethics에 의해 승인되었습니다. 윤리 승인 번호 : MMCA / 2014 / 55

1. 양 준비

참고 : 2 ~ 4 세의 Ewes가 사용되었습니다.

1. 마취 전 18 시간 동안 빠른 양. 수술 전 6-12 시간까지 동물에게 물을 줄 것.
2. 운영 체제로의 전송을 용이하게하기 위해 염산 메 데트 미딘 (0.015-0.020 mg / kg)을 정맥 주사하여 동물을 진정시킵니다.
   참고 : 메테 토미 딘 하이드로 클로라이드는 다른 동물과의 분리와 관련된 동물의 스트레스와 동요감을 줄여 수술실로 옮길 수 있습니다.
3. 수술실 도착시 마취 유도를 위해 thiopentone (10-13 mL / kg)을 주입하십시오.
4. 예방 인트라를 관리한다.정맥 항생제 (amoxicillin 1 g IV).
5. 길이 7.5-9 밀리미터 (내경)의 기관 내 튜브 ^20을 사용하는 삽관 양.
6. 2 L / min의 유속으로 100 % 산소에서 흡입 된 isoflurane (2-3 %)을 사용하여 마취 유지. 양의 귀에 맥박 산소 농도계를 연결하십시오.
7. 양의 생체 신호 (맥박 산소 농도계 및 관찰을 통한 심박수, 호흡 수 및 산소 포화도) 및 의식 수준을 철저히 모니터링합니다.
   참고 : 자발적인 씹기, 활동적인 역류 및 자발적인 운동과 같은 가벼운 마취의 지표는 마취 수준을 증가시킵니다. 마취의 긴급한 번개를 나타내는 붉은 깃발 표지판은 호흡기 손상과 심한 서맥을 포함합니다. 눈의 회전은 양 ¹⁹ 의 마취 깊이에 대한 일관된 지표는 아닙니다.

2. 디스크 수준 및 절개

1. s를 모으십시오.수의사, 20 mL 루어 락 주사기, 21G IV 니들, # 4 메스 핸들, 22 메스 블레이드, Gillies 조직 집게, Metzenbaum 곡선 해부 가위, Deaver 견인기, Hohmann 견인기 칼날, 3.5 mm Brad 드릴 비트 스톱, 드릴, 오토 클레이브 가능한 수의학 훈련 백, 바늘 홀더, 2-0 흡수성 합성 꼰 봉합, 3-0 흡수성 합성 꼰 실링 및 Mayo 봉합사가 포함됩니다.
2. 운영 스위트를 준비하십시오. 수술 테이블과기구 스탠드를 70 % 에탄올로 청소하십시오. 수술 전에 모든 수술기구를 오토 클레이브하십시오. 수술 전 마취 검사를 시행하십시오.
3. 양 옆을 오른쪽 옆 위치에 놓습니다.
4. 전자 면도기를 사용하여 하부 늑골에 의해 상저부로 정의 된 부위를 장골 뼈에 의해 아래쪽으로 면도하고, 반대쪽 요추 가로 공정에 의해 내측으로, 그리고 동측 요추 가로 공정에 대해 약 10cm 면도를 면도하십시오.
5. 외과 절개 부위의 표식에 대해 장골 도가 머리, 허리 횡단면 (L1-6) 및 척추 경골 각을 촉진합니다. 이러한 랜드 마크를 멸균 펜으로 표시하십시오.
6. chlorhexidine과 알콜 성 요오드 소독제로 소독하여 측면 복부를 준비하십시오.
7. 수술 전반에 걸쳐 표준 무균 기술을 관찰하십시오. 수술 팀은 수술 전에 수술합니다. 수술 부위 위에 살균 된 fenestrated square drape를 놓고 오버 헤드 테이블에는 커다란 멸균 된 사각형 drape를 놓습니다.
   1. 수술 전에 수술 부위 내에서 사용할 모든 품목을 소독하십시오. 수술 중 수술 부위의 무균 상태를 모니터하고 유지합니다. 살균 장에 도입 된 모든 품목이 살균되고 무균 방식으로 옮겨 졌는지 확인하십시오.
8. 수술시 루페 배율과 헤드 라이트를 사용하여 수술 중에 시각화를 용이하게하십시오.
9. 세로 절개를한다.# 4 메스에 부착 된 # 22 메스 블레이드를 사용하여 척추 디스크의 높이와 위 및 아래에서 1 ~ 2 개의 요추 가로 프로세스와 평행하게 핸들링합니다.
   참고 : 절개 계획과 관련된 자세한 내용은 토론에서 확인할 수 있습니다.
10. monopolar diathermy를 사용하여 밑에있는 피하 조직과 복벽 근육의 측면을 나눕니다. 관심있는 척추 디스크의 위 아래에 요추 가로 프로세스의 팁을 향해 해부를 지시하십시오.
11. 가로 프로세스에 부착 할 때 흉 요추 근막을 세로로 나누십시오.
12. 기본 quadratus lumborum , psoas 근육 및 통과 neurovascular 번들을 시각화하고 보존합니다.
13. 투열 요법을 통한 시술로 지혈을 유지하십시오.
14. 노출 된 추간 di에서 복막 평면과 후 복벽 근육 사이의 손가락을 쓸어 넘기십시오.sc 레벨을 사용하여 디지털 무딘 절개를 수행합니다.
15. 추간판을 추가로 노출시키기 위해 Deaver 견인기를 사용하여 사후 추간판의 lumborum 과 psoas 근육을 후퇴시킨다.
16. 오목한 추간 관절과 볼록 추간판에 대한 촉진제.
17. 견인기를 디스크 위에 즉시 놓고 요추 혈관이 손상되지 않도록주의하십시오.
18. 헤드 라이트와 함께 수술 확대경 배율을 사용하여 하등 끝판에 약 1cm 꼬리에 위치한 요추 혈관을 식별합니다.
19. 수술 중 측면 X 선을 시행하여 디스크 수준을 확인하십시오. ²¹
    참고 : 방사선 사진 설정 : 47kV; 4 mAs ²¹
20. 원하는 디스크 레벨에 따라 다음과 같이 주변 구조물과 부착물을 분리하여 추간 판을 노출 시키십시오.
    1. L3 / 4 레벨 이상에서는 di 위에 근육 부착물을 제쳐 놓고sc 디지털 무딘 절개를 사용합니다.
    2. L4 / 5 이하의 레벨에서는 양극성의 투열 요법과 가위를 사용하여 디스크 위에 두꺼운 힘줄의 근육 부속물을 급격히 나눕니다.
       참고 : L6 / S1 디스크는 장골 볏의 방해로 인해 접근하기 어려울 수 있습니다. 횡 방향 접근법을 통해 접근이 가능하지 않은 경우, 전방 접근법을 이용할 수 있습니다.

3. 비트 부상 치료

참고 : 수술 전 계획에는 부상 / 치료 수준 및 통제 수준 할당이 포함됩니다. 레벨 할당에 관한 자세한 정보는 토론에서 찾을 수 있습니다.

1. 추간 판의 왼쪽 및 전방 말단을 관찰하여 드릴 비트 진입 점을 정의하십시오.
   참고 : 진입 점은이 왼쪽 앞쪽 사분면의 중간 점 (디스크의 앞쪽과 옆쪽 끝에 정의 됨)에 있습니다. 드릴 비트는 목표 지점으로이 진입 점에 삽입됩니다.추간판의 중심을 향하여 약간 두개골에서 수직으로 향한다.
2. 브래드 포인트 드릴 비트를 파워 드릴에 맞 춥니 다. 드릴 비트의 직경이 60-70 kg 양의 요추 추간판의 경우 ~ 3.5 mm 인 추간 원반 높이보다 약간 작아야합니다.
   1. 드릴 비트 스톱을 적용하여 60-70kg 양의 요추 추간 판에 대해 ~ 12mm 정도의 요추 추간 디스크의 직경의 약 절반에 해당하는 보호되지 않은 드릴 비트 길이를 제공하십시오.
3. 진입 점에 드릴 비트를 적용하고 추간 판의 중심에 약간 머리가있는 궤적으로 유도하십시오. 약간의 두개골 각 형성은 끝판 손상의 위험을 최소화하는 것입니다.
4. 1 초 동안 저전력으로 드릴로 추간 디스크로 천천히 드릴 비트를 전진시킵니다. 과도한 저항이 발생하면 약간의 두개골 또는 꼬리 형태로 궤도를 조정하십시오.
   참고 :과도한 저항은 엔드 플레이트와의 접촉을 나타냅니다.

4. 폐쇄

1. 지혈이 완료되면 링거 용액으로 상처를 관개하십시오.
2. 바람직하게는 측면 복부 벽 조직에 2-0 흡수성 합성 꼰 봉합을 사용하고 피부에 연속 3-0 undyed 흡수성 합성 꼰 subcuticular 봉합을 사용하여 계층화 된 폐쇄를 수행합니다.

5. 수술후 관리

1. 사타구니 부위에 펜타닐 경피 패치 (75 μg / h)를 3 일간 수술 후 진통제로 넣습니다.
2. 또한 필요한 경우 정맥 내 부 프레 노르 핀인 (0.005-0.01 mg / kg)을 사용하십시오.
3. 흡입 마취를 중지하십시오. 자연 호흡이 발생하면 기관 내 튜브를 제거하십시오.
4. 일정한 관찰하에 동물이 홀드 케이지에서 회복되도록하십시오.
   참고 : 동물은 충분한 conscio를 회복 할 때까지 방치하지 않아야합니다.흉골 정복을 지키는 유능함.
5. 동물이 완전히 경계하고 서 있으면 식량과 물을 다시 섭취하십시오. 완전히 회복되면 다른 동물과 함께 펜을 들고 수술 시설로 동물을 돌려 보내십시오.
6. 24 시간 동안 면밀히 모니터하고 일주일 동안 관찰을 계속하십시오. 수술 후 통증이나 고통의 증거를 모니터하십시오.
   참고 : 수술 후 경피 펜타 닐 패치를 3 일 동안 투여하면 충분한 진통제가 제공되어야합니다. 추가 진통제 요구 사항은 동물 검토를 촉구해야합니다.
7. 정상적으로 양을 먹이고 양이 아무런 제한없이 정상적인 활동을하도록 허용하십시오. 파행과 같은 신경 학적 결손의 증거가 없는지 양들을 관찰하십시오.
   참고 : 드릴 비트 부상 방법에 의해 생성 된 추간판 결함은 디스크의 외측면에 있으며 부상 깊이는 드릴 비트 스톱과 중간 핵까지로 제한됩니다. 신경 요소가 추간 판의 후 / 후 외측에 위치하므로,증상이있는 핵의 허상에 이차적 인 신경 타협의 위험이 있습니다. 모델의 이러한 해부학 적 특성은 신경 pulsingus herniation의 유무에 관계없이 추간판 변성을 구별하는 신경 학적 검사의 사용을 배제한다.
8. 실험 기간이 끝날 때 안락사와 부검을 기다리기 위해 양을 대학 농장으로 돌려 보내십시오.

6. 안락사

1. 드릴 비트 추간판 손상 후 적절한 시간 간격으로 양 안락사를하십시오.
2. 안락사를 위해 정맥 내 pentobarbitone sodium (> 100 mg / kg)을 투여하십시오.

결과

수술 전, 양은 기본 추간판 형태와 퇴행성 평가를 위해 기준 3T 자기 공명 영상 (MRI)을 받았다. Sheep은 추간판 높이 확인 및 디스크 높이 지수 계산을 위해 수술 중 측면 방사선 사진을 추가로 받았다. 그림 1 은 3T MRI의 수술 전 시상면 슬라이스와 수술실 내 방사선 사진을 보여줍니다.

토론

이 최소 침습적 접근 접근법은 수술 후 탈장, 복부 상처 열개 또는 감염이없는이 시리즈에서 효과적이고 안전합니다. 심박 정지를 가진 drill bit 추간 원판 손상 모형의 사용은 알려진 치수의 일관된 추간 원판 손상 ( 즉 , 본 연구에서는 3.5mm 직경 x 12mm 깊이 손상)을 유발하는 재현 가능한 방법을 제공한다. 우리의 경험에서,이 방법은 기존에 기술 된 양의 메스 블레이드 요추 추간판 해부학 ?...

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
Medetomidine Hydrochloride (10 mL Injection)	Therapon/Zoetis	PFIDOM10	Multiple suppliers: Zoetis/Ilium
Thiopentone	Troy	Triothiopentone	Multiple suppliers: Neon Laboratories, Jagsonphal Pharmaceuticals
Isoflurane (2 - 3 % in oxygen)	Baxter	AHN3636	Multiple suppliers: Baxter/VetOne
Amoxicillin parenteral	GlaxoSmithKline	JO1CA04	Multiple suppliers: GlaxoSmithKline/Merck
Bupivacaine (0.5% Injection 20 mL)	Pfizer	005BUP001	Multiple suppliers: Pfizer/AstraZeneca
PVD Iodine Solution	Jurox	61330	Multiple suppliers: Jurox/Orion
Chlorhexidine 5%w/v	Jurox	Chlorhex C 5L (SCRUB)	Multiple suppliers: Jurox/Pfizer
Transdermal Fental Patch (75 μg/h)	Janssen-Cilag	S8-Dur7.5	Multiple suppliers: Sandoz
Buprenorphine iv	Jurox	504410	Multiple suppliers: LGM Pharma
Atipamezole (Antisedan 0.06 mg/kg - 0.08 mg/kg)	Zoetis	PFIANT10	Multiple suppliers: Ilium
Oster Golden A5 2-Speed Clippers	Oster	078005-140-003	Oster
20 mL luer lock syringe	Terumo	6SS+20L	Multiple suppliers: Medshop Australia/Terumo
21 G IV needle	Terumo	SG3-1225	Multiple suppliers:Medshop Australia/Terumo
#4 scalpel handle	Austvet	AD010/04	Multiple suppliers: Austvet/SurgicalInstruments
#22 scalpel baldes	Austvet
Gillies tissue forceps	Austvet	AB430/15	Multiple suppliers: Austvet/SurgicalInstruments
Metzenbaum curved dissecting scissors	Austvet	AC101/14	Multiple suppliers: Austvet/SurgicalInstruments
Deaver retractor	Surgical Instruments	23.75.03	Multiple suppliers: Surgical Instrument/Austvet
Hohmann retractor	Austvet	KA173/35	Multiple suppliers: Austvet/SurgicalInstruments
Mayo suture scissors	Austvet	AC911/14	Multiple suppliers: Austvet/SurgicalInstruments
Needleholder 14 cm	EliteMedical	18-1030	Multiple suppliers: EliteMedical/Austvet
CMT 3.5 mm Brad-Point Drill	Carbatec	516-035-51	Multiple suppliers: Southeast Tool/Carbatec
Drill Bit Stop 4 mm	Drill Warehouse	20121600	Multiple suppliers: Amazon
Bosch 10.8 V Cordless Angle Drill	Get Tools Direct	GWB10.8V-LIBB	Multiple suppliers:Bunnings/Get Tools Direct
Autoclavable veterinary drill bag	AustVet	DRA043-AV	AustVet
2-0 absorbable synthetic braided sutures	Ethicon	VCP335H	Ethicon
3-0 absorbable synthetic braided sutures	Ethicon	VCP232H	Ethicon
Siemens 3 Tesla Skyra Widebore MRI	Siemens	N/A	Siemens
9.4 Tesla Agilent (Varian) MRI	Agilent Technologies	N/A	Agilent Technologies
Atomscope HF 200 A Radiogaph	Radlink	330003A	Multiple Suppliers: Radlink/DLC Australia
Veterinary Pulse Oximiter	DLC	192500A	Multiple suppliers: DLC Australi Pty Ltd/AustVet