Une technique de fixation interne mini-invasive pour étudier la contracture de flexion du genou induite par l'immobilisation chez les rats

Summary

Ici, nous présentons un protocole pour décrire une technique mini-invasive pour l’immobilisation d’articulation de genou dans un modèle de rat. Ce protocole reproductible, basant sur le modus de séparation de muscle-écart et la compétence de mini-incision, est approprié pour étudier le mécanisme moléculaire sous-jacent de la contracture commune acquise.

Abstract

La contracture articulaire, résultant d’une immobilisation articulaire prolongée, est une complication commune dans l’orthopédie. Actuellement, l’utilisation d’une fixation interne pour restreindre la mobilité des articulations du genou est un modèle largement accepté pour générer une contracture expérimentale. Cependant, l’application d’implantation causera inévitablement le trauma chirurgical aux animaux. Visant à développer une approche moins invasive, nous avons combiné un modus de séparation de muscle-écart avec une compétence précédemment rapportée de mini-incision pendant l’intervention chirurgicale : deux mini incisions de peau ont été faites sur la cuisse et la jambe latérales, suivies en exécutant l’exécution de muscle-écart séparation pour exposer la surface osseuse. L’articulation du genou du rat a été progressivement immobilisée par une fixation interne préconstruite à environ 135 degrés de flexion du genou sans interférer entre les nerfs essentiels ou les vaisseaux sanguins. Comme prévu, cette technique simple permet une réadaptation postopératoire rapide chez les animaux. La position correcte de la fixation interne a été confirmée par une analyse de radiographie ou de micro-CT. L’ordre de mouvement a été sensiblement restreint dans l’articulation immobilisée de genou que celle observée dans l’articulation contralatérale de genou démontrant l’efficacité de ce modèle. En outre, l’analyse histologique a indiqué le développement du dépôt fibreux et de l’adhérence dans la capsule postérieure-supérieure d’articulation de genou au fil du temps. Ainsi, ce modèle mini-invasif peut être approprié pour imiter le développement de la contracture immobilisée d’articulation de genou.

Introduction

Les contractures conjointes sont définies comme une restriction dans l’aire de répartition passive du mouvement (ROM) d’une articulation diarthrodiadiale^1,2. Les thérapies actuelles visant à prévenir et à traiter la contracture articulaire ont obtenu un certain succès^3,4. Cependant, le mécanisme moléculaire sous-jacent de la contracture articulaire acquise reste largement inconnu⁵. L’étiologie des contractures articulaires dans différentes communautés sociales est très diversifiée et comprend des facteurs génétiques, des états post-traumatiques, des maladies chroniques et une immobilité prolongée⁶. Il est largement admis que l’immobilité est une question cruciale dans le développement de la contracture conjointe acquise⁷. Les personnes qui souffrent d’une contracture articulaire importante peuvent en fin de compte entraîner une incapacité physique⁸. Ainsi, un modèle animal stable et reproductible est nécessaire pour étudier les mécanismes pathophysiologiques potentiels de la contracture articulaire acquise.

Les modèles de contracture articulaire du genou actuellement construits induits par l’immobilisation sont principalement réalisés en utilisant des moulages en plâtre non invasifs, des fixations externes et des fixations internes. Watanabe et coll. ont signalé la possibilité d’utiliser l’immobilisation de plâtre sur les articulations du genou de rat⁹. En portant une veste spéciale, un côté de l’articulation du membre inférieur du rat est immobilisé par un plâtre. L’articulation du genou rat peut rester entièrement fléchis sans aucun traumatisme chirurgical^10,11. Cependant, les mouvements articulaires de hanche et de cheville sont également affectés par cette forme d’immobilisation, qui peut augmenter le degré d’atrophie de muscle dans le femoris de quadriceps ou le gastrocnemius^12. En outre, l’œdème et la congestion des membres postérieurs doivent être évités en remplaçant la fonte aux points fixes, ce qui peut affecter la continuité de l’immobilité. Une autre méthode acceptée pour l’établissement d’un modèle de contracture articulaire du genou est l’utilisation de fixation chirurgicale externe. Nagai et coll. ont combiné le fil kirschner et le fil d’acier dans un fixateur externe, ce qui a immobilisé l’articulation du genou à environ 140 degrés de flexion¹³. Dans cette méthode, une résine est utilisée pour couvrir la surface pour prévenir les égratignures cutanées. Bien que l’immobilisation de fixation externe soit robuste et fiable^14,15, percutané Kirschner pistes broches de fil peut augmenter le risque d’infection¹⁶. Dans notre propre expérience, l’utilisation de la technique de fixation externe peut réduire l’activité quotidienne des rats en raison d’une augmentation du comportement de lécher conditionné.

Par ailleurs, Trudel et coll. ont décrit un modèle bien accepté de contracture articulaire dans l’articulation du genou du rat à partir d’une fixation interne chirurgicale¹⁷ (cette méthode a été modifiée par rapport à celle utilisée par Evans et ses collègues¹⁸). Notamment, cette méthode souligne l’importance d’utiliser une technique de mini-incision pour minimiser les plaies chirurgicales. Le développement efficace de la contracture conjointe a été prouvé dans ce modèle¹⁹. Cependant, le protocole sur la façon d’effectuer une dissection minimale pour exposer la surface osseuse n’est pas encore clair²⁰. En outre, la position précise où la vis est de forage n’est pas entièrement comprise. L’implantation de la fixation interne par une voie sous-cutanée ou submusculaire est encore controversée²¹. Pour résoudre ces problèmes, nous avons modifié cette méthode en incluant un modus approprié de séparation de muscle-écart, qui permet une exposition mini-invasive de la surface d’os et le placement de l’implantation par un canal submusculaire. Ce protocole a mené à la réadaptation postopératoire rapide chez les rats après chirurgie. Les animaux ont développé une gamme limitée de mouvement commun après immobilisation commune, qui était compatible aux changements morphologiques de l’adhérence capsulaire obtenues de l’analyse histologique. Nous décrivons également un emplacement exact possible des vis forées comme confirmé par l’analyse de rayon X ou l’analyse de micro-CT. Ainsi, cette étude visait à décrire en détail une technique mini-invasive dans un modèle de contracture articulaire du genou qui a été établi par un modus de séparation de muscle-écart combiné avec une méthode de mini-incision. Nous croyons que les techniques mini-invasives peuvent à la fois réduire les traumatismes animaux et imiter efficacement le processus pathologique de la contracture de flexion articulaire.

Protocol

Toutes les procédures ont été effectuées conformément au Guide pour l’entretien et l’utilisation des animaux de laboratoire et ont été approuvées par le troisième hôpital affilié de l’Université Sun Yat-sen comité institutionnel de soins et d’utilisation des animaux (numéro d’autorisation : 02-165-01). Toutes les expériences animales ont été réalisées selon les directives de l’ARRIVE. 1. Préparation préopératoire REMARQUE : L…

Representative Results

Nous avons observé que les rats ont reçu la chirurgie mini-invasive peut retourner au régime régulier juste un jour postopératoirement. En particulier, l’incision chirurgicale a marqué sans exsudation (Figure 5a). L’enflure de la cheville et des articulations métacarpophalangeales dans le membre postérieur opératoire a presque entièrement disparu deux jours après l’opération (Figure 5b) par rapport au côté contralat…

Discussion

Cette étude visait à élucider une méthode d’immobilisation articulaire du genou étape par étape à l’aide d’une technique mini-invasive qui permet une réadaptation postopératoire rapide chez les animaux après la chirurgie. Conventionnellement, l’approche de séparation de muscle-écart est pensée pour être une technique mini-invasive dans la chirurgie orthopédique. Comme prévu, nous avons constaté que les rats peuvent revenir à un régime alimentaire normal et les activités juste un jour postopératoireme…

Materials

Anerdian	Shanghai Likang Ltd.	310173	antibacterial
Buprenorphine	Shanghai Shyndec Pharmaceutical Ltd.	/	analgesia
Carprofen	MCE	HY-B1227	analgesia
Cross screwdriver	STANLEY	PH0*125mm	tighten the screws
Electric drill	WEGO	185	drill hole(with stainless steel drill 0.9mm;1.0mm)
Microsurgical instruments	RWD	/	Orthopaedic surgical instruments for animals
Neomycin	Sigma	N6386	antibacterial
Sodium pentobarbital	Sigma	P3761	anaesthetize
Stainless Steel screws	WEGO	m1.4*8; m1.2*6	screw(part of internal fixation)
Syringe	WEGO	3151474	use for plastic plate(part of internal fixation)
μ-CT	ALOKA	Latheta LCT-200	in vivo CT scan