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A articulação do complexo tornozelo-subtalar (JSCA) é o núcleo do pé e desempenha um papel fundamental no controle do equilíbrio nas atividades diárias. Lesões esportivas muitas vezes levam à instabilidade nessa articulação. Aqui, descrevemos um modelo murino de instabilidade induzida por transecção ligamentar da JSCA.
As entorses de tornozelo são talvez as lesões esportivas mais comuns na vida diária, muitas vezes resultando em instabilidade da articulação do complexo tornozelo-subtalar (ASCS), e podem eventualmente levar à osteoartrite pós-traumática (ATP) a longo prazo. No entanto, devido à complexidade do mecanismo de lesão e às manifestações clínicas, como equimose, hematoma ou sensibilidade na lateral do pé, não há consenso clínico sobre o diagnóstico e tratamento da instabilidade da ASJS. Uma vez que a estrutura musculoesquelética dos ossos e ligamentos do retropé de camundongo é comparável à dos seres humanos, um modelo animal de instabilidade da JSCA em camundongos foi estabelecido pela transecção dos ligamentos ao redor da JSCA. O modelo foi bem validado por meio de uma série de testes comportamentais e análises histológicas, incluindo um teste de feixe de equilíbrio, uma análise de pegadas (uma avaliação do nível de exercício e da capacidade de equilíbrio em camundongos), uma avaliação de nocicepção térmica (uma avaliação da função sensorial do pé em camundongos), microtomografia computadorizada (TC) e coloração de corte da cartilagem articular (uma avaliação de dano e degeneração da cartilagem articular em camundongos). O estabelecimento bem-sucedido de um modelo de instabilidade da ASCA em camundongos fornecerá uma referência valiosa para a pesquisa clínica sobre o mecanismo de lesão e resultará em melhores opções de tratamento para entorse de tornozelo.
A entorse de tornozelo é uma das lesões esportivas mais comuns em todo o mundo. Estima-se que 10.000 pessoas sejam feridas diariamente nos Estados Unidos1, das quais as lesões relacionadas ao esporte são responsáveis por 15%-45%2. Os custos médicos associados ao tratamento da entorse de tornozelo nos Estados Unidos são de US$ 4,2 bilhões anuais 3,4,5. A instabilidade crônica do pé é um problema comum após entorses de tornozelo e ocorre em aproximadamente 74% das entorses de tornozelo6, incluindo instabilidade do tornozelo ou subtalar. No entanto, devido aos sintomas e sinais clínicos semelhantes, é difícil para a equipe médica distinguir se a instabilidade crônica do tornozelo também é acompanhada por instabilidade articular subtalar crônica na clínica e, como resultado, a instabilidade subtalar crônica pode ser facilmente perdida. Portanto, a verdadeira incidência de instabilidade crônica da articulação tornozelo-subtalar (ASC) (um tipo específico de instabilidade crônica do pé que inclui tanto a instabilidade crônica do tornozelo quanto a instabilidade subtalar crônica) pode ser maior do que a relatada7,8,9. Se não tratada, a instabilidade articular crônica do complexo tornozelo-subtalar pode causar entorses repetidas do tornozelo, levando a um círculo vicioso de entorses de tornozelo e instabilidade crônica do complexo tornozelo-subtalar. A instabilidade crônica prolongada do complexo tornozelo-subtalar pode levar à degeneração da JSCA e osteoartrite pós-traumática, que pode afetar as articulações adjacentes em casos graves10. Para essas doenças, o tratamento clínico atual é principalmente conservador, além de métodos de tratamento cirúrgico como reparo ligamentar e reconstrução ligamentar11,12.
A JSCA é a estrutura central do pé e mantém o equilíbrio do corpo durante o movimento13. Extensas pesquisas têm sido realizadas sobre a estrutura da articulação do tornozelo e da articulação subtalar separadamente14,15,16,17. No entanto, pesquisas sobre toda a articulação tornozelo-subtalar são raras. Cerca de um quarto dos casos de lesão do tornozelo está associado à lesão da articulaçãosubtalar18. Devido ao complexo mecanismo de lesão da instabilidade da JSCA, não há consenso sobre seu diagnóstico e tratamento no cenário clínico. Considerando a situação atual das lesões do tornozelo na clínica, faz-se necessário um método mais científico para estudar o tornozelo e a articulação subtalar como um todo, proporcionando assim um novo entendimento para o estudo das doenças do pé.
Como a estrutura anatômica do retropé de camundongo em nível musculoesquelético é comparável à do pé humano 19, em vários estudos modelos de camundongos para pesquisa de pé/tornozelo já foram implementados10,19. Chang et al.19 desenvolveram com sucesso três modelos diferentes de osteoartrite de tornozelo em camundongos. Inspirados pelo estabelecimento bem-sucedido da instabilidade do tornozelo no modelo de camundongo, estabelecemos um modelo de instabilidade do complexo tornozelo-subtalar, hipotetizando que a transecção dos ligamentos parciais no retropé de camundongo resultaria em instabilidade mecânica da JSCA, o que levaria à osteoartrite pós-traumática (ATPI) da JSCA. O modelo animal de instabilidade da JSCA poderia ser utilizado tanto para o tratamento da instabilidade do tornozelo quanto da instabilidade subtalar, o que está mais de acordo com a situação clínica real do que o modelo de instabilidade simples do tornozelo atualmente utilizado7,8,9,19. Para testar essa hipótese, dois modelos murinos de instabilidade induzida por transecção ligamentar da JSCA foram projetados. Os resultados da função sensório-motora - teste do feixe de equilíbrio, análise das pegadas e avaliação da nocicepção térmica - foram usados para avaliar a viabilidade do modelo, e a microtomografia computadorizada (TC) e a coloração histológica foram usadas para avaliar o dano e a degeneração da cartilagem articular de camundongos. O estabelecimento bem-sucedido de um modelo de instabilidade da JSCA em camundongos não apenas fornece uma nova compreensão para o estudo das doenças do pé, mas também fornece uma referência valiosa para a pesquisa clínica sobre os mecanismos relacionados à lesão, fornece melhores opções de tratamento para entorses de tornozelo e é útil para estudos futuros sobre a doença.
Todos os estudos em animais foram realizados de acordo com as Diretrizes para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório e foram aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais da Universidade Soochow.
1. Procedimentos cirúrgicos
2. Ensaio do feixe de equilíbrio
3. Análise da pegada
4. Avaliação da nocicepção térmica
5. Micro-tomografia computadorizada
6. Coloração dos cortes da cartilagem articular
OBS: Todas as etapas de coloração são realizadas em um exaustor de fumaça, e uma máscara é usada durante o procedimento.
7. Coloração hematoxilina e eosina (H&E)
8. Coloração verde Safranin O-fast
9. Imuno-histoquímica
A análise estatística dos dados de correlação foi realizada por meio de ferramentas de análise estatística online. Os dados que atenderam aos dois testes de distribuição normal e homogeneidade de variância foram utilizados para posterior análise estatística por análise de variância one-way. Caso os dados não atendessem aos dois testes, o teste de Kruskal-Wallis era utilizado para a análise estatística. Os dados estão expressos como média ± desvio padrão (DP), sendo considerado estatisticamente sig...
Neste estudo, dois modelos murinos de instabilidade da JSCA foram construídos com sucesso por transecção CL + ATFL ou CL + DL. O tempo de passagem dos camundongos pelo feixe de equilíbrio aumentou significativamente em 8 semanas e 12 semanas após a cirurgia, o que é semelhante aos resultados obtidos pela equipe de Hubbard-Turner pelo corte do ligamento lateral da articulação do tornozelo23,24. No teste de deslizamento do pé direito, observamos que os tem...
Nenhum dos autores tem interesses conflitantes.
Este estudo foi apoiado pelo programa de bolsas de estudo do governo provincial de Jiangsu e pelo Programa Acadêmico Prioritário de Desenvolvimento das Instituições de Ensino Superior de Jiangsu (PAPD).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
5-0 Surgical Nylon Suture | Ningbo Medical Needle Co., Ltd. | 191104 | |
Acidic ethanol differentiation solution (1%) | Shanghai Yuanye Biotechnology Co., Ltd. | R20778 | |
Adhesive slides | Jiangsu Shitai Company | ||
Ammonia solution (1%) | Shanghai Yuanye Biotechnology Co., Ltd. | R20788 | |
Anhydrous ethanol | Shanghai Sinopharm Group Chemical Reagent Co., Ltd. | ||
Aqueous acetic acid (1%) | Shanghai Yuanye Biotechnology Co., Ltd. | R20773 | |
Black cube cassette | Shanghai Yizhe Instrument Co., Ltd. | ||
Centrifuge tube 15ml | Beijing Soleibo Technology Co., Ltd. | YA0476 | |
Centrifuge tube 50ml | Beijing Soleibo Technology Co., Ltd. | YA0472 | |
Cover glass | Jiangsu Shitai Company | ||
CTAn software | Blue scientific | micro-CT analysis software | |
Dataview software | AEMC instruments | commercial data analysing software | |
Disodium ethylenediaminetetraacetate (EDTA-2Na) | Beijing Soleibo Technology Co., Ltd. | E8490 | |
Electric incubator | Suzhou Huamei Equipment Factory | ||
Embedding paraffin | Leica, Germany | 39001006 | |
Eosin staining solution (alcohol soluble, 1%) | Shanghai Yuanye Biotechnology Co., Ltd. | R30117 | |
Fast green staining solution | Sigma-Aldrich, USA | F7275 | |
Gait paper | Baoding Huarong Paper Factory | ||
GraphPad Prism 8.0 | Graphpad software | online statistical analysis tools | |
Iodophor cotton balls | Qingdao Hainuo Bioengineering Co., Ltd. | ||
Leica 818 blade | Leica, Germany | ||
Micro-CT | Skyscan, Belgium | SkyScan 1176 | |
Micromanipulation microscope | Suzhou Omet Optoelectronics Co., Ltd. | ||
Mimics software | Materialise | 3D medical image processing software | |
Modified Harris Hematoxylin Stain | Shanghai Yuanye Biotechnology Co., Ltd. | R20566 | |
Mouse anti-mouse type II collagen | American Abcam Company | ||
NaOH | Shanghai Sinopharm Group Chemical Reagent Co., Ltd. | ||
N-butanol | Shanghai Sinopharm Group Chemical Reagent Co., Ltd. | ||
Neutral formalin fixative (10%) | Shanghai Yuanye Biotechnology Co., Ltd. | ||
Neutral resin | Sigma-Aldrich, USA | ||
Nrecon reconstrcution software | Micro Photonics Inc. | ||
Oaks hair clipper | Oaks Group Co., Ltd. | ||
Paraffin Embedding Machine | Leica, Germany | ||
PH meter | Shanghai Leitz Company | ||
Phosphate Buffered Saline (PBS) | American Biosharp | ||
Physiological saline (for mammals, sterile) | Shanghai Yuanye Biotechnology Co., Ltd. | R22172 | |
Safranin O-staining solution | Sigma-Aldrich, USA | HT90432 | |
Saline (0.9%) | Shanghai Baxter Medical Drug Co., Ltd. | 309107 | |
Shaker | Haimen Qilin Bell Instrument Manufacturing Co., Ltd. | 2008779 | |
SPSS 23 | IBM | online statistical analysis tools | |
Tablet machine | Leica, Germany | ||
Tissue slicer | Leica, Germany | ||
Ugo Basile | Ugo Basile Biological Research Company | ||
Upright fluorescence microscope | Zeiss Axiovert, Germany | ||
U-shaped plastic channel | Shanghai Yizhe Instrument Co., Ltd. | ||
Veterinary eye ointment | Pfizer | ||
Xylene | Shanghai Sinopharm Group Chemical Reagent Co., Ltd. | ||
YLS-10B Wheel Fatigue Tester | Jinan Yiyan Technology Development Co., Ltd. |
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