Summary

Une méthode d'anesthésie, de chirurgie et de récolte pour l'évaluation des vis transpediculaires en utilisant un<em> In vivo</em> Modèle de la colonne lombaire porcine

Published: May 31, 2017
doi:

Summary

Ici, nous introduisons une méthode pour évaluer les vis transpediculaires en utilisant un modèle de colonne lombaire porcine in vivo .

Abstract

La fixation par vis pédiculaire est l'étalon-or pour le traitement des maladies de la colonne vertébrale. Cependant, de nombreuses études ont rapporté la question du desserrage des vis pédiculaires après une chirurgie de la colonne vertébrale, ce qui est une préoccupation sérieuse. Pour résoudre ce problème, divers types de vis pédiculaires ont été examinés pour identifier ceux qui ont une bonne résistance à la fixation et une ostéointégration dans l'os de la colonne vertébrale. La colonne vertébrale porcine est une bonne alternative pour la colonne vertébrale humaine dans l'évaluation des vis pédiculaires en raison de la taille anatomique, des caractéristiques mécaniques et des coûts. Bien que plusieurs études aient indiqué que les vis pédiculaires sont efficaces dans le modèle porc, aucune étude n'a décrit les protocoles détaillés pour l'évaluation d'une vis pédiculaire à l'aide du modèle porcin. Ici, nous décrivons une méthode détaillée pour évaluer les vis transpediculaires en utilisant un modèle de colonne lombaire porcine in vivo . Les détails techniques pour l'anesthésie, la chirurgie de la colonne vertébrale et les récoltes fournies ici faciliteront l'évaluation de la tModèle de fixation à vis ranspedic.

Introduction

Transpedicular screw fixation is a gold-standard treatment for degenerative lumbar spine and bursting fracture because it involves three columns of the spine and achieves stabilization1,2. However, most patients who undergo such surgery also have osteoporosis3,4. Many studies have evaluated the fixation strength and the osseointegration status of transpedicular screws, because the loosening of pedicle screws currently in use has been reported in patients with osteoporosis5,6.

The porcine spine is similar to the human spine in terms of size. It is less expensive compared to a primate model7. Furthermore, an in vivo mechanical study has demonstrated that the quadruped porcine spine is essentially loaded in the same way as that of the human spine8, which is why many researchers use porcine spines for studies on the prevention of pedicle screw loosening. However, it takes several months to study pedicle screws in the porcine spine because identifying the long-term stability of pedicle screws takes times. In order to compare different types of screws in the vertebral body, it is necessary to insert the screws in similar positions. Therefore, researchers should be well-acquainted with proper anesthesia techniques, standardized surgical protocols, and harvest procedures before performing any experiments. Here, we describe a detailed method for anesthesia, surgery, and harvest for the evaluation of pedicle screw fixation using a porcine spine model, including ex vivo imaging, histology, and strength testing.

Protocol

Le comité institutionnel pour les soins et l'utilisation des animaux de l'Université nationale de Chonbuk a approuvé cette étude. Le traitement, l'utilisation et la manipulation des animaux ont suivi toutes les directives et les politiques. Maintenir la salle d'opération à 24 ° C. 1. Anesthésie Acclimater les porcs miniatures, âgés de 12 mois, dans l'unité expérimentale pendant au moins une semaine. Effectuer un examen clinique mesurant la fréquenc…

Representative Results

Un protocole détaillé pour l'anesthésie, la chirurgie et la récolte pour l'évaluation des vis transpediculaires utilisant un modèle de colonne lombaire porcine in vivo est décrit ici. Ce protocole est adapté à un certain nombre d'analyses en aval, y compris les essais mécaniques ( Figure 1 ), l'évaluation quantitative par micro-CT ( Figure 2 ) et l'histologie ( Figure 3 ). Les essais mécaniques re…

Discussion

L'évaluation des vis transpediculaires dans la colonne vertébrale nécessite beaucoup de temps et d'effort. Tout d'abord, le cochon miniature est un gros animal. Pour les soins aux animaux et l'anesthésie, le chercheur a besoin d'un protocole spécialisé. Deuxièmement, la chirurgie devrait maintenir un environnement similaire à celui de la chirurgie humaine. Le but de l'évaluation des vis du pédicule dans la colonne vertébrale du porc est de développer une vis efficace qui peut être ap…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Cette étude a été soutenue par une subvention (CNUH-BRI-2012-02-005) financée par l'Institut de recherche biomédicale de l'hôpital universitaire national de Chonbuk (CNUH-BRI), République de Corée.

Materials

Miniature pig OrientBio
Atropine Jeil pharmaceutical A04900241 Anesthesia
Over-the needle plastic catheter BD REF382412 Maintenance of IV line
Ketamine Yuhan A04502441 Anesthesia
Xylazine Bayer Korea A00800071 Anesthesia
Laryngoscope Karl storz Intubation
Endotracheal tube Covidien Intubation
Isoflurane JW pharmaceutical Co A02104781 Anesthesia
Eye ointment Hanlim pharma A37851721 Protection of pig's eye
Cefazolin Donga pharma A01503951 Antibiotics
Saline JW pharmaceutical Co A02151392 Maintenance of fluid homeostasis
Fentanyl Hana pharm C03200032 Pain control
Enrofloxacin Bayer 93106-60-6  Antibiotics
Morphine Myungmoon pharma C03700091 Pain control
Meloxicam Boehringer Ingelheim A07600711 Antibiotics
Povidone-iodine Hyundai pharma Wound dressing
Scalpel blade size 15 Braun  I1 BB515 Skin incision
Cobb elevator Codman 65-2546 Dissection of muscle
Burr Medtronic Making of starting point of screw
Rongeur Aesculap FO515R Making of starting point of screw
Guide pin (K-wire) CE 01067803 Guidance of screw trajectory
C-arm GE OEC 9800 plus Guidance of screw trajectory
Portable X-ray Siemens Mobile XP hybrid Guidance of screw trajectory
Pedicle probe OtisBiotech SPI-02-01 Guidance of screw trajectory
Pedicle sounding device OtisBiotech SPI-03-01 Guidance of screw trajectory
Pedicle screw OtisBiotech MS-40025
Posterior fixator systems OtisBiotech
Rod  OtisBiotech ROD-60140 Rigid fixation between screws
Universal handle OtisBiotech SPI-08-01 To fix the screws to the rod
Straight socket wrench OtisBiotech SPI-06-01 To fix the screws to the rod
counter torque wrench OtisBiotech SPI-07-01 To fix the screws to the rod
Bulb irrigation syringe Hyupsug medical HS-IR-140 Irrigation
Silicone drain Sewon medical 2205-006 To drain the fluid at the surgical site
3.0 metric absorbable suture Ethicon BA1673H Muscle suture
2.0 metric nonabsorbable nylon suture Ethicon W1626T Skin suture
Gauze Kingphar Korea KP120-06
Pentobarbital Hanlim pharma 645301221 Euthanasia
Oscillating saw Zimmer Harvest spine
Tower forceps Aesculap BF461R Harvest spine

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Cite This Article
Moon, Y. J., Kim, J., Oh, H., Kang, J., Park, G., Lee, K. An Anesthesia, Surgery, and Harvest Method for the Evaluation of Transpedicular Screws Using an In Vivo Porcine Lumbar Spine Model. J. Vis. Exp. (123), e55225, doi:10.3791/55225 (2017).

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