Yanal Retroperitoneal Matkap Ucu Yaralanmasını Kullanan Koyun Lomber İntervertebral Disk Dejenerasyon Modeli

Özet

İntervertebral disk dejenerasyonu sırt ağrısı ve dünya genelinde engelli olmanın önde gelen bir nedenidir. İntervertebral disk dejenerasyonunun sayısız hayvan modeli mevcuttur. Bir matkap ucu kullanarak, disk arızası ve disk dejenerasyonunun tekrarlanabilir seviyesine erişen, intervertebral disk dejenerasyonunun bir koyun modelini gösteriyoruz.

Özet

İntervertebral disk dejenerasyonu, sırt ağrısının gelişimi ve dünya çapında engelliliğin önde gelen nedeninin önemli bir katkısıdır. İntervertebral disk dejenerasyonunda çok sayıda hayvan modeli geliştirilmiştir. İdeal hayvan modeli, insan intervertebral diskini, morfoloji, biyomekanik özellikler ve notokordal hücrelerin olmaması bakımından yakından taklit etmelidir. Koyun lumbar intervertebral disk modeli bu kriterleri yerine getirmektedir. Arka eksternal retroperitoneal yaklaşım ile matkap ucu yaralanması kullanarak intervertebral disk dejenerasyonunun bir koyun modelini sunuyoruz. Yanal yaklaşım, omurga omurgasına geleneksel anterior yaklaşım ile bağlantılı insizyonu ve potansiyel morbiditeyi önemli ölçüde azaltır. Bir matkap ucu yaralanma yönteminin kullanılması, birbirine tutarlı derecede intervertebral disk dejenerasyonu başlatan tutarlı ve tekrarlanabilir bir yaralanma üretebilmesine olanak tanır. Halka şeklindeki halkanın odak niteliğiVe çekirdek pulposus defekti, fokal intervertebral disk herniasyonunun klinik durumunu daha yakından taklit eder. Koyunlar bu prosedürü takiben hızla iyileşirler ve genellikle saatlerce hareketli ve yiyen koyunlardır. İntervertebral disk dejenerasyonu oluşur ve koyunlar sekiz haftadan sonraki periyotlarda otopsi ve müteakip analizlere tabi tutulur. İntervertebral disk dejenerasyonunun matkap ucu hasar modelinin daha geleneksel konvansiyonel yuvarlak hasar modellerine göre avantaj sunduğuna inanıyoruz.

Giriş

Sırt ağrısı, dünya genelinde engelliliğin önde gelen nedenidir ¹ . Lomber intervertebral disk dejeneresansı ile ilişkili discogenic ağrı, bel ağrısı ² için önemli bir katkı sağlayıcı olarak düşünülür. Dejeneratif sürecin anlaşılmasını genişletmek ve potansiyel terapilerin araştırılması için intervertebral disk hastalığının güvenilir hayvan modelleri için artan bir talep vardır.

İntervertebral disk dejenerasyonunun sayısız hayvan modeli mevcuttur ³ . Dejeneratif disk hastalığının araştırılmasında kullanılan hayvan modelleri, farelerden ⁴ , köpekler ⁵ , koyun ⁶ ve insan olmayan primatlar ⁷ gibi büyük memelilere kadar değişmektedir. İntervertebral disk dejenerasyonunu indüklemek için kullanılan yöntemler, mekanik kategorilere ( örn., Intervertebral disk kompresyonu N ⁸ veya cerrahi hasar ⁶ ), kimyasal ( örn. Kimyasal nükleoliz ⁵ ) veya daha seyrek spontan dejenerasyon ( örn . Kum sıçan ⁹ ).

İnsan intervertebral disk dejenerasyonunun karmaşıklığı göz önüne alındığında, mükemmel bir hayvan modeli mevcut değildir. Bununla birlikte, bu durumu taklit edecek uygun bir hayvan modelinin seçilmesinde önemli hususlar belirlenmiştir ³ . Bu gibi düşünceler arasında, insanlara, koyun, keçi ve kondrodistrofik köpeklerde yetişkin çekirdek pulposüsünde bulunmayan, ancak çoğu memelide mevcut olası progenitör hücre fonksiyonu olan ilkel hücrelerin yokluğu), insanlara göre hayvan ve intervertebral disk boyutundaki benzerlikler, Karşılaştırılabilir biyomekanik kuvvetler klinik duruma, mekanik ve etik değerlendirmelere ³ .

Jove_content "> İnsan olmayan primatlar yukarıdaki kriterlerden birçoğunu karşılamaktadır Spontan intervertebral disk dejenerasyonunun baboon ve macaque modelleri 11,12,13 olarak tanımlanmıştır Her iki tür de dik veya yarı dik duruşlarda çok zaman harcıyor - belirgin bir avantaj Ancak, etik ve pratik değerlendirme ( örneğin masraflar, konutlar, spontan dejenerasyonun gecikmesi) birçok kurumda kullanımını kısıtlar.

Omurga omurgasına hücresel, biyomekanik ve anatomik benzerlikler içeren avantajları olan ^{10 , 14 , 15} numaralı intervertebral disk dejenerasyonunun yerleşmiş bir modelidir. Koyunların dörtlü boylarına rağmen koyun lomber intervertebral disk insan diskine benzer streslere maruz kalırS = "xref"> 14. Yumurtacı model de etik olmayan bir bakış açısıyla insandan olmayan primat modellerinden daha yaygın olarak kabul görmüştür. Birçoğu intervertebral diske doğrudan erişim gerektiren dejeneratif işlemi başlatan çeşitli yöntemler tarif edilmiştir. Omurga sakral bölgede omuriliğin sona ermesi ve posterior longitudinal ligamentin oğul lumbar omurgasında ossifikasyonu nedeniyle, intervertebral diske posterior yaklaşımlar teknik olarak zorlanır ve koyun ^16'da daha az kullanılır. Koyun lomber omurgasına geleneksel giriş yolları, yani ön veya anterolateral yaklaşımlar yoluyla, büyük abdominal insizyonlara ihtiyaç duyulmaktadır; fıtık riski ve iç organ ve nevrovasküler yapılara hasar ¹⁶ . Bağımlı karın bölgelerinden nispeten küçük bir lateral insizyonun kullanılması bu tür riskleri azaltabilir ¹⁷ .

Bir koyun koyununu sunuyoruzDejeneratif lumbar intervertebral disk hastalığının minimal invaziv yanal yaklaşımla gerçekleştirilen matkap ucu hasarını kullanarak ve Zhang et. El ¹⁸ . Bu protokolün amacı kolayca yeniden üretilebilen, tutarlı bir yaralanma üreten ve güvenli ve iyi tolere edilmiş güvenilir bir bel desteğine sahip model sağlamaktır. Bu yaklaşım, intervertebral disk dejenerasyonunun veya rejeneratif terapilerin araştırılması için geleneksel cerrahi anulotomi (yayınlanmamış veriler) ile gözlenenden daha hafif bir lumbar intervertebral disk dejenerasyonu uyandırmak isteyen araştırmacılar için oldukça uygundur. Bu bulgular önümüzdeki bir yayında açıklanacaktır.

Protokol

Bu yazıda ayrıntılı protokol, Monash Üniversitesi Hayvan Etiği Etiketlerinin hayvan bakım rehberlerini izlemektedir. Bu protokol için hayvan etiğinin onayı Monash Üniversitesi Hayvan Etiği tarafından verilmiştir. Etik onay numarası: MMCA / 2014/55

1. Koyun Hazırlama

NOT: İki ila dört yaş arasındaki kuyruklar kullanılmıştır.

1. Anestezi öncesi 18 saat hızlı koyun. Ameliyattan 6-12 saat öncesine kadar hayvanlara su girmesini sağlayın ¹⁹ .
2. Meditomidin hidroklorid (0.015-0.020 mg / kg) intravenöz enjeksiyonu ile sakinleştirilen hayvanlar, ameliyathaneye aktarılmasını kolaylaştırmak için.
   NOT: Medetomidin hidroklorür, ameliyathaneye transfer için diğer hayvanlardan ayrılma ile ilişkili hayvan stresini ve ajitasyonunu azaltmaya yarar.
3. Ameliyathaneye vardıklarında anestezi indüksiyonu için tiyopentonu (10-13 mL / kg) enjekte edin.
4. Profilaktik intraoperitüde idare etTiopenton enjeksiyonunu takiben hemen venöz antibiyotikler (amoksisilin 1 g IV).
5. 7.5-9 mm (iç çap) endotrakeal tüpün boyutunu kullanarak entübasyon koyunu ²⁰ .
6. 2 L / dk'lık bir akış oranında% 100 oksijen içinde inhale izofluran (% 2-3) kullanarak anestezi uygulayın. Koyun kulağına bir nabız oksimetresi takın.
7. Koyunların vital bulgularını (nabız oksimetresi ve gözlem yoluyla kalp frekansı, solunum hızı ve oksijen satürasyonu) ve bilinç seviyesini yakından izleyin.
   NOT: Spontan çiğneme, aktif yetersizlik ve spontan hareketler gibi hafif anestezik göstergeleri anestezi seviyesinde artışa neden olmalı. Anestezinin acil aydınlatılmasını gösteren kırmızı bayrak işaretleri solunum zorluğu ve ağır bradikardi içerir. Gözün rotasyonu koyun ^19'da anestezi derinliğinin tutarlı bir göstergesi değildir.

2. Disk Seviyesi ve İnsizyonu

1. SBu prosedür için gerekli olan cerrahi aletler: veteriner makasları, 20 mL luer-lock şırınga, 21G IV İğne, # 4 neşter tutacağı, # 22 neşter bıçakları, Gillies doku forseps, Metzenbaum eğri diseksiyon makası, Deaver geri çekici, Hohmann geri çekici bıçak, 3.5 mm Brad Matkap ucu, matkap ucu, otoklavlanabilir veteriner matkap ucu, iğne tutucu, 2-0 emilebilir sentetik örgülü dikişler, 3-0 emilebilir sentetik örgülü dikiş ve Mayo sütür makası.
2. Çalışma takımını hazırlayın. Ameliyat masasını ve alet standını% 70 etanol ile temizleyin. Ameliyat öncesinde tüm cerrahi aletleri otoklavlayın. Preoperatif anestezi kontrolünü yapın.
3. Koyunları ameliyathaneye sağ yanal konuma getirin.
4. Elektronik kırpıcıları kullanarak alt kaburgalarla aşağıya doğru tanımlanan bölgeyi iliak kemikle, medialde karşı taraf lumbar transvers süreçlerle ve aynı taraf lomber transvers süreçlere yaklaşık 10 cm lateralde traşlayın.
5. Cerrahi insizyon bölgesi için yer işaretleri için iliyak krest, lomber transvers süreçler (L1-6) ve kosto vertebra açısı palpatize edin. Bu yer işaretlerini steril bir kalemle işaretleyin.
6. Yanal karın bölgesini klorheksidin ve alkol-iyodür antiseptik yıkamayla dezenfekte ederek hazırlayın.
7. Ameliyat boyunca standart cerrahi aseptik tekniklere uyun. Cerrahi ekip ameliyattan önce ovar. Ameliyat yerine steril fenestra kare bir örtüyü ve üst masada büyük steril bir kare örtüyü yerleştirin.
   1. Ameliyattan önce ameliyat yerine kullanılacak tüm maddeleri sterilize edin. Ameliyat boyunca cerrahi alanın sterilitesini izleyin ve koruyun. Steril alana giren tüm öğelerin steril olduğundan ve steril bir şekilde aktarıldığından emin olun.
8. Cerrahi prosedür sırasında görselleştirmeyi kolaylaştırmak için cerrahi büyütme büyütme ve bir far kullanın.
9. Boyuna bir kesi yapın# 4 neşter koluna tutturulmuş # 22 kürek bıçak ağzı paralel ve bir ila iki belde çapraz işlemler önüne ve altına, 1 cm öne ve altına, ilgili intervertebral disk seviyelerini kullanarak.
   NOT: Kesi planlamasıyla ilgili daha fazla bilgi, tartışma bölümünde bulunabilir.
10. Altta yatan deri altı dokuyu ve karın duvar kas sisteminin yanal yönünü bölmek için monopolar diaterermiyi kullanın; Diseksiyonu, intervertebral disklerin üstündeki ve altındaki lomber transvers süreçlerin ipuçlarına yönlendirin.
11. Torakolomber fascia boyuna olarak transvers proseslere yapıştıracak şekilde bölün.
12. Altta yatan quadratus lumborum , psoas kasları ve geçmekte olan nörovasküler demetleri görselleştirin ve koruyun.
13. Diyatermi kullanarak prosedür boyunca hemostazı muhafaza edin.
14. Parmakları, peritonun düzlemi ve posterior karın duvarının kasları arasındaki açıktaki intervertebral diSc seviyeleri ile dijital künt diseksiyon gerçekleştirilir.
15. İntervertebral diskleri daha da açığa çıkarmak için quadratus lumborum ve psoas kaslarını bir Deaver retraktörü kullanarak posterolateral olarak geri çekin.
16. İçbükey intervertebral cisimler ve dışbükey intervertebral diskler için palpatograf.
17. Retraktörleri hemen disklerin üzerine yerleştirin ve bel omurlarının zarar görmemesine özen gösterin.
18. Bir far ile cerrahi büyütme büyütme özelliğini kullanarak, alttaki uç plakaya yaklaşık 1 cm kaudal olan bel omurlarını tanımlayın.
19. Disk seviyesini doğrulamak için intraoperatif yanal röntgen çektirin. ²¹
    Not: Radyograf ayarları: 47kV; 4 mA ²¹
20. Arzu edilen disk seviyelerine bağlı olarak, intervertebral diski çevresindeki yapıları ve ekleri aşağıdaki şekilde ayırarak maruz bırakın.
    1. L3 / 4 ve üstü seviyelerde, kas ataçmanlarını diSc ile dijital künt diseksiyonlar kullanarak.
    2. L4 / 5 ve altı seviyeleri için, bipolar diaterermi ve makas kullanarak kalın tendinöz kas ataçmanlarını disk üzerinde keskin bir şekilde bölün.
       NOT: L6 / S1 disk, iliyak krestin tıkanması nedeniyle erişilmesi zor olabilir. Erişim lateral yaklaşımla başarılamazsa ön yaklaşım kullanılabilir.

3. Matkap Ucu Yaralanması

NOT: Preoperatif planlama, yaralanma / tedavi seviyeleri ve kontrol seviyelerinin dağılımını içerir. Seviye tahsisi ile ilgili daha fazla bilgi, tartışmada bulunabilir.

1. Matkap ucu giriş noktasını, intervertebral diskin sol yanal ve ön ekstremitelerine bakarak tanımlayın.
   NOT: Giriş noktası, bu sol anterolateral kadranın orta noktasında bulunur (diskin ön ve yan ekstremiteleri tarafından tanımlanır). Matkap ucu, bu giriş noktasına hedeflenmiş bir yörünge ile yerleştirilirIntervertebral disklerin merkezine doğru ve hafif kafatasına dik doğrultuda yönlendirildi.
2. Elektrikli matkap içine bir Brad-point matkap ucu takın. Matkap ucu çapının, intervertebral disk yüksekliğinden biraz daha az olduğundan emin olun, yani 60-70 kg koyunda lomber intervertebral disk için ~ 3.5 mm olmalıdır.
   1. 60-70 kg koyundaki bel omurları için ~ 12 mm lomber intervertebral diskin çapının yaklaşık yarısı kadar korunmasız bir matkap ucu uzunluğu sağlamak için matkap ucu durdurun.
3. Matkap ucunu giriş noktasına uygulayın ve intervertebral diskin merkezinin biraz kafa kısmındaki bir yörüngede yönlendirin. Hafif kranyal angülasyon, uç plakası yaralanması riskini en aza indirgemektir.
4. Matkap ucu, 1 saniye boyunca düşük güçte matkap ile intervertebral disk içine yavaş yavaş ilerletin. Aşırı dirençle karşılaşırsanız, yörüngeyi hafif bir kranyal veya kaudal şekilde ayarlayın.
   NOT: BöyleAşırı direnç muhtemelen uç plakasıyla temas ettiğini gösterir.

4. Kapatma

1. Hemostaza ulaşıldıktan sonra, yarayı Ringers'in solüsyonuyla sulayın.
2. Tercihen yanal karın duvarı dokularına 2-0 emilebilir sentetik örgülü sütürler ve deriye sürekli 3-0 boyalı emici sentetik örgülü subcutiküler dikiş kullanılarak katmanlı kapatma gerçekleştirin.

5. Post-operatif Yönetim

1. Cerrahi sonrası analjezide 3 gün boyunca inguinal bölgede bir fentanil transdermal yama (75 μg / saat) yerleştirin.
2. Ayrıca, gerekirse ek sonda analjezi için intravenöz buprenorfin (0.005-0.01 mg / kg) kullanın.
3. İnhalasyon anestezisini durdurun. Spontan solunum olduğunda, endotrakeal tübü çıkarın.
4. Hayvan sürekli gözlem altında tutma kafes içinde kurtarmak için izin verin.
   NOT: Hayvan, yeterli konsiyozu kazanana kadar gözetimsiz bırakılmamalıdır.Sternal dinlenme tutmak için usability.
5. Hayvanlar tamamen tetikte ve ayakta tutulduktan sonra, yiyecek ve suyu yeniden tanıtın. Tamamen kurtarıldıktan sonra, hayvanı, diğer hayvanlarla kalem tutarak kendi operatif tesisine geri gönderin.
6. 24 saat boyunca yakından izleyin ve bir hafta boyunca gözlemlemeye devam edin. Cerrahi sonrası ağrı ya da sıkıntı belgesi için izleyin.
   NOT: Üç günlük uygulanan ameliyat sonrası transdermal fentanil yaması yeterli analjezi sağlamalıdır. Ek analjezik gereklilikler hayvan incelemesine neden olmalı.
7. Koyunları normal olarak besleyin ve koyunların kısıtlama olmaksızın normal faaliyetlerini gerçekleştirmesine izin verin. Topaklanma gibi nörolojik açığın herhangi bir kanıtı için koyun gözlemleyin.
   NOT: matkap ucu hasar yöntemi ile üretilen intervertebral disk defekti diskin anterolateral yöndedir ve yaralanma derinliği matkap ucu durdurucusu ile orta çekirdeğe sınırlıdır. Sinirsel elemanlar intervertebral diske posterior / posterolateral olarak yerleştirildiğinde,Semptomatik çekirdek pulposusuna bağlı olarak sinirsel uzlaşma riski uzaktır. Modelin bu anatomik özelliği, nukleps pulpus fýtýklaþmasý olan veya bulunmayan intervertebral disk dejenerasyonunu nörolojik muayene yönteminin kullanýmýný engellemektedir.
8. Deney bitiminde ötenazi ve otopsiyi beklemek için koyunları üniversite çiftliğine geri getirin.

6. Ötenazi

1. Matkap ucu intervertebral disk hasarını takiben koyun ötenazisini uygun bir zaman aralığında uygulayın.
2. Ötanazi için intravenöz pentobarbiton sodyum (> 100 mg / kg) enjekte edin.

Sonuçlar

Ameliyat öncesi, koyunlara, altta yatan intervertebral disk morfolojisi ve dejenerasyonunun değerlendirilmesi için başlangıçtaki 3T manyetik rezonans görüntüleme (MRI) uygulandı. Koyunlara intervertebral disk seviyesinin doğrulanması ve disk yükseklik indeksinin hesaplanması için ek intraoperatif lateral radyografi yapıldı. Şekil 1'de , 3T MR ve operasyon içi bir radyograftan preoperatif sagital plan dilimi gösterilmiştir.

Tartışmalar

Bu minimal invaziv lateral erişim yaklaşımı post-operatif fıtığı, karın yara açması veya enfeksiyonu olmayan bu seride etkin ve güvenlidir. Derinlik duruşlu matkap ucu intervertebral disk hasar modelinin kullanılması, bilinen boyutta tutarlı bir intervertebral disk hasarı ( yani , bu çalışmada 3.5 mm çap x 12 mm derinlik yaralanması) indüklemek için tekrarlanabilir bir yöntem sağlar. Deneyimlerimize göre, bu yöntem geleneksel olarak tarif edilen kuzu omurga bıçağı lumbar interver...

Malzemeler

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