Este protocolo cirúrgico utiliza um modelo de defeito segmentar externo consistente e reprodutível para avaliar os mecanismos de cicatrização do osso e o uso de potenciais terapias regenerativas. Simplificamos uma cirurgia desafiadora para a criação e estabilização de um modelo de defeito ósseo segmental que seja acessível e econômico, mantendo-se adequado para estudos de cura longitudinal. Esta técnica é particularmente traduzível para o tratamento de defeitos ósseos diafísicos traumáticos de tamanho crítico que podem se beneficiar da estabilização com fixação externa, embora o modelo exija um estudo mais aprofundado.
Para evitar uma fratura durante a perfuração dos pinos, use altas rotações por minuto e uma baixa pressão para perfurar o córtex lateral, em seguida, diminua as rotações por minuto para avançar. Depois de preparar o andaime de um kit de enxerto ósseo de tubo de proteína morfogenética óssea, de acordo com as instruções do fabricante, use uma tesoura estéril e uma régua estéril para aparar a esponja de colágeno para caber um defeito de cinco por três por três milímetros. Em seguida, use uma seringa para distribuir a solução de proteína morfogenética óssea-2 uniformemente sobre a superfície da esponja, até que todo o volume da solução seja absorvido.
Em seguida, raspe a área ao redor da perna traseira de um rato anestesiado usando a 13ª costela, pata traseira e linhas médias dorsais e ventrais como margens, seguidas por quatro esfoliantes alternados sequenciais da pele exposta com gaze estéril encharcada em 10% povidone-iodo e 70% etanol. Para induzir o defeito femoral, estenda a perna raspada através de uma cortina clara e pegajosa fenestrada e cubra o banco cirúrgico em toalhas estéreis para criar um campo estéril. Palpar o fêmur e usar uma lâmina número 15 para criar uma incisão anterolateral através da pele que se estende da patela até o maior trochanter no fêmur proximal.
Incisar cuidadosamente a fáscia lateral da perna ao longo do septo intermuscular para separar o vasto músculo lateral do quadríceps anteriormente dos tendões posteriormente até que o fêmur lateral seja exposto. Mantendo uma lâmina de bisturi número 15 paralelamente ao contorno da superfície óssea, corte suavemente o músculo do osso subjacente para realizar uma dissecção cuidadosa e circunferencial de tecido mole e iniciar na superfície lateral, exponha o fêmur em sua diafísica média. Use um elevador periosteal para levantar o músculo para longe do osso exposto à medida que é dissecado, e prossiga ao redor do eixo femoral até que sete a dez mililitros de diáfise central tenha sido limpo de tecido mole em todos os lados.
Em seguida, coloque um pino apenas no nível do epicôndyl lateral, seguido pela colocação de um gabarito no fêmur distal lateral, e insira um fio Kirschner de ponta de um milímetro. Em seguida, mantendo a posição do gabarito no osso, identifique onde o pino mais proximal entrará no osso com base nos orifícios do gabarito. Incisar cuidadosamente paralelamente às fibras do tendão glúteo, conforme necessário, para criar uma pequena lacuna no tecido para que o pino proximal passe, minimizando danos iatrogênicos no tendão.
Perfurar um fio k sem rosca de um milímetro na abertura e comparar a altura do pino perfurado com o pino solto para confirmar que o pino envolve ambos os cortices. Mantenha a posição do gabarito em contato com o osso e fure dois fios k-fio roscados de um milímetro, um em cada lado do local de defeito futuro, garantindo que os pinos engajem ambos os cortices, e coloque o nível externo da barra fixador um centímetro acima da pele. Parafuso firmemente, travando a barra no lugar e clipe os comprimentos do pino em excesso.
Coloque um pequeno retrátil curvo ao redor do fêmur anterior e posterior para proteger o tecido mole circundante, o músculo e o feixe neurovascular, e use uma lâmina de serra oscilante sagital de aproximadamente cinco milímetros, e luz, até mesmo pressão, para criar com muito cuidado um defeito segmental de cinco milímetros através da diáfise média. Lave a ferida com 10 mililitros de soro fisiológico 0,9% normal após a criação do defeito, e administre 0,1 mililitros de bupivacaína de 0,25% com epinefrina na ferida como analgésico e vasoconstritor. Insira o andaime de esponja embebido em proteína morfogenética ósseo-2 no defeito, e use uma sutura 4-0 absorvível no padrão simples interrompido para fechar o plano muscular.
Em seguida, feche a camada de pele usando uma sutura absorvível de 4-0 em um padrão subcuticular em execução, em seguida, cola da pele para fechar quaisquer lacunas ao redor dos pinos salientes, e obter uma imagem radiográfica anterior-posterior do fêmur imediatamente, e quatro e 12 semanas após a cirurgia. Defeitos de controle negativos contendo apenas uma esponja de colágeno não mostram evidência de ponte osteogênese entre as bordas ósseas proximal e distal. Uma pequena quantidade de remodelagem óssea nova pode ser vista diretamente adjacente à borda do fêmur cortado, enquanto o defeito em si mostra falta de material ósseo, presença de cartilagem e algum hematoma residual.
Defeitos contendo proteína morfogenética óssea-2 esponja encharcada demonstram cicatrização óssea significativa logo após quatro semanas após a cirurgia, como evidenciado pela ponte insensível radiopaque através do defeito. Em 12 semanas, uma nova deposição mineral significativa se formou em todo o defeito. Novos ossos periosteais significativos podem ser observados no insensível estendendo-se da borda do fêmur cortado e as espículas de osso tecido e lamelar desenvolveram-se ao longo do defeito.
Além disso, o depoimento da cartilagem não é visto. A imagem via Sistema de Imagem Vivo após a remoção do fixador externo permite a visualização das células transfecidas bioluminescentes dentro do defeito. Por exemplo, células na cavidade medular luminesce após transfecção com codificação de mRNA complexa para a luciferase gaussia, e poderiam ser usadas para medir mudanças biológicas na expressão de um gene ou proteína de interesse durante o processo de cura.
A colocação do pino é importante para garantir uma fixação externa estável e duradoura. Os pinos devem ser diretamente perpendiculares ao fêmur, e paralelos uns aos outros, para minimizar a quebra e infecção. Usando esse modelo, mecanismos biológicos, como expressões proteicas específicas, podem ser monitorados para entender melhor a cicatrização, e diferentes biomateriais ou terapias de andaimes também podem ser testados para eficácia terapêutica.
Esperamos que essa técnica permita que os futuros pesquisadores estudem de forma mais eficiente e eficaz a cura ortopédica com fixação externa para que seus achados possam ser traduzidos para melhores sucessos clínicos. Evite inalar gases anestésicos, use equipamentos de proteção individual adequados ao manusear formalina e EDTA, e tome cuidado ao manusear instrumentos cirúrgicos, particularmente a broca e a serra óssea oscilante.
