Técnica de fixação interna mini-invasiva para estudo de contratura de flexão de joelho induzida por imobilização em ratos

Summary

Aqui, nós apresentamos um protocolo para descrever uma técnica minimamente invasora para a imobilização da junção de joelho em um modelo do rato. Este protocolo reprodutível, baseando-se no modus da separação da músculo-abertura e na habilidade da mini-incisão, é apropriado para estudar o mecanismo molecular subjacente da contratura comum adquirida.

Abstract

A contratura articular, resultante de uma imobilização articular prolongada, é uma complicação comum na ortopedia. Atualmente, a utilização de uma fixação interna para restringir a mobilidade articular do joelho é um modelo amplamente aceito para gerar contratura experimental. No entanto, a implantação da aplicação irá inevitavelmente causar trauma cirúrgico aos animais. Com o objetivo de desenvolver uma abordagem menos invasiva, combinamos um modus de separação músculo-Gap com uma habilidade de miniincisão previamente relatada durante o procedimento cirúrgico: duas mini incisões cutâneas foram feitas na coxa e perna laterais, seguidas pela realização de Gap muscular separação para expor a superfície óssea. A articulação do joelho do rato foi imobilizada gradualmente por uma fixação interna pré-construída na flexão de aproximadamente 135 ° joelho sem interferir nervos essenciais ou vasos sanguíneos. Como esperado, esta técnica simples permite a reabilitação postoperative rápida nos animais. A posição correta da fixação interna foi confirmada por um raio x ou por uma análise da varredura do Micro-CT. A amplitude de movimento foi significativamente restrita na articulação do joelho imobilizada do que a observada na articulação do joelho contralateral demonstrando a efetividade desse modelo. Adicionalmente, a análise histológica revelou o desenvolvimento do depósito e da adesão fibrosos na cápsula da junção do joelho do posterior-superior sobre o tempo. Assim, este modelo mini-invasor pode ser apropriado para imitar o desenvolvimento da contratura imobilizada da junção de joelho.

Introduction

As contraturas articulares são definidas como uma restrição no intervalo passivo de movimento (ADM) de uma articulação diartrodial^1,2. As terapias atuais visando prevenir e tratar a contratura articular alcançaram algum sucesso^3,4. Entretanto, o mecanismo molecular subjacente da contratura comum adquirida permanece em grande parte desconhecido⁵. A etiologia das contraturas articulares em diferentes comunidades sociais é altamente diversa e inclui fatores genéticos, Estados pós-traumáticos, doenças crônicas e imobilidade prolongada⁶. É amplamente aceito que a imobilidade é uma questão crítica no desenvolvimento da contratura conjunta adquirida⁷. Os povos que sofrem da contratura comum principal podem finalmente conduzir à inabilidade física⁸. Assim, um modelo animal estável e reprodutível é necessário para investigar os mecanismos patofisiológicos potenciais da contratura comum adquirida.

Os modelos de contratura de articulação de joelho induzida por imobilização atualmente construídos são alcançados principalmente utilizando moldes de gesso não invasivos, fixações externas e fixações internas. Watanabe et al. relataram a possibilidade do uso de imobilização gessada em articulações do joelho de ratos⁹. Usando um revestimento especial, um lado da junção do membro mais baixo do rato é imobilizado por um molde. A articulação do joelho do rato pode permanecer completamente flexiada sem nenhum traumatismo cirúrgico^10,11. No entanto, tanto os movimentos da articulação do quadril como do tornozelo também são afetados por esta forma de imobilização, o que pode aumentar o grau de atrofia muscular no quadríceps femoral ou gastrocnêmio¹². Além disso, o edema e o congestionamento dos membros posteriores devem ser evitados substituindo o elenco em pontos de tempo estabelecidos, o que pode afetar a continuidade da imobilidade. Outro método aceito para o estabelecimento de um modelo de contratura da articulação do joelho está usando a fixação cirúrgica externa. Nagai et al. fio de Kirschner combinado e fio de aço em um fixador externo, que imobilizou a articulação do joelho para aproximadamente 140 ° de flexão¹³. Neste método, uma resina é usada para cobrir a superfície para evitar arranhões na pele. Embora a imobilização da fixação externa seja robusta e confiável^14,15, as faixas percutâneas do pino do fio de Kirschner podem aumentar o risco de infecção¹⁶. Em nossa própria experiência, usar a técnica de fixação externa pode reduzir a atividade diária de ratos devido a um aumento no comportamento de lamber condicionado.

Alternativamente, Trudel et al. descreveram um modelo bem aceito de contratura articular na articulação do joelho de ratos com base em uma fixação cirúrgica interna¹⁷ (este método foi modificado a partir do usado por Evans e colegas¹⁸). Notavelmente, este método destaca a importância de se utilizar uma técnica de miniincisão para minimizar as feridas cirúrgicas. O desenvolvimento eficiente da contratura articular tem sido comprovado neste modelo¹⁹. Entretanto, o protocolo em como executar uma dissecção mínima para expor a superfície do osso é ainda obscuro²⁰. Também, a posição exata onde o parafuso está perfurando não é compreendida inteiramente. A implantação da fixação interna por via subcutânea ou submuscular ainda é controversa²¹. Para resolver estes problemas, nós modificamos este método incluindo um modus de separação apropriado do músculo-Gap, que permita uma exposição mini-invasora da superfície do osso e a colocação da implantação através de um canal submuscular. Este protocolo conduziu à reabilitação postoperative rápida nos ratos após a cirurgia. Os animais desenvolveram uma amplitude de movimento articular limitada após imobilização articular, o que foi consistente com alterações morfológicas da aderência capsular obtidas a partir da análise histológica. Nós igualmente descrevemos uma posição possível exata dos parafusos perfurados como confirmado pela análise do raio X ou pela análise do Micro-CT. Assim, este estudo objetivou descrever em detalhe uma técnica minimamente invasiva em um modelo de contratura de articulação do joelho que foi estabelecido por um modus de separação músculo-Gap combinado com um método de miniincisão. Nós acreditamos que as técnicas minimamente invasoras podem ambos reduzir o traumatismo animal e imitar eficazmente o processo patológico da contratura comum da flexão.

Protocol

Todos os procedimentos foram realizados de acordo com o guia para o cuidado e uso de animais de laboratório e foram aprovados pelo terceiro hospital afiliado da Sun Yat-Sen Universidade de cuidados de animais institucionais e Comitê de uso (número de permissão: 02-165-01). Todos os experimentos com animais foram realizados de acordo com as diretrizes da chegada. 1. preparação pré-operatória Nota: a Figura 1 mostra o delineamento d…

Representative Results

Nós observamos que os ratos receberam a cirurgia mìnima invasora podem retornar à dieta regular apenas um dia postoperatively. Em particular, a incisão cirúrgica tem cicatrizes sem exsudato (Figura 5a). O inchaço do tornozelo e as articulações metacarpofalangeanas no membro posterior operatório praticamente desapareceram dois dias após o pós-operatório (Figura 5b) quando comparados com o lado contralateral (<strong cl…

Discussion

Este estudo objetivou elucidar um método de imobilização da articulação do joelho passo a passo utilizando uma técnica mini-invasiva que permite a rápida reabilitação pós-operatória em animais após a cirurgia. Convencionalmente, a aproximação da separação do músculo-Gap é pensada para ser uma técnica minimamente invasora na cirurgia ortopédica. Como esperado, verificou-se que os ratos podem retornar a uma dieta normal e atividades apenas um dia no pós-operatório, o que foi consistente com o estudo a…

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