מיני פולשנית שיטה פנימית ללמידה בברך שנגרמה כתוצאה מצמצום בחולדות
Summary
כאן, אנו מציגים פרוטוקול כדי לתאר טכניקה מינימלית פולשנית לקראת מפרק הברך במודל חולדה. פרוטוקול זה, המהווה מבסס על הפרדה בין השריר לבין מודוס ומיומנות החתך המיני, מתאים ללימוד המנגנון המולקולרי הבסיסי של החוזה המשותף שנרכש.
Abstract
חוזה משותף, הנובע מהשתק משותף ממושך, הוא סיבוך נפוץ באורטופדיה. כיום, ניצול הקיבעון הפנימי כדי להגביל ניידות משותפת בברך הוא מודל מקובל נרחב ליצור החוזה הניסיוני. עם זאת, היישום השתלת באופן בלתי נמנע יגרום טראומה כירורגית לבעלי חיים. במטרה לפתח גישה פולשנית פחות, אנו שילבו הפרדה הפער שרירים מודוס עם מיומנות מיני דיווחו בעבר במהלך ההליך כירורגי: שני חתכים מיני עור נעשו על הירך לרוחב והרגל, ואחריו ביצוע מרווח שרירים פירוד. כדי לחשוף את משטח העצם המפרק בברך עכברוש היה מאוסס בהדרגה על ידי קיבעון פנימי שנבנה מראש בקירוב בגובה 135 ° בברך מבלי להפריע העצבים החיוניים או כלי הדם. כצפוי, הטכניקה הפשוטה הזאת מאפשרת שיקום מהיר של הניתוח בבעלי חיים. המיקום הנכון של הקיבעון הפנימי אושר על ידי ניתוח רנטגן או סריקת מיקרו-CT. מגוון התנועה היה מוגבל באופן משמעותי במפרק הברך קיבוע מאשר שנצפתה במפרק הברך משותפת הממחיש את האפקטיביות של מודל זה. חוץ מזה, ניתוח היסטולוגית חשף את ההתפתחות של התצהיר הסיבי והדבקה של הקפסולה מפרק הברך האחורי העליון לאורך זמן. כך, זה מודל פולשני מיני עשוי להיות מתאים לחקות את הפיתוח של קיבוע חוזה משותף בברך.
Introduction
שיתופי פעולה מוגדרים כהגבלה בטווח פסיבי של תנועה (ROM) של מפרק דיארדייל1,2. הטיפולים הנוכחיים שמטרתה למנוע ולטפל בחוזה משותף השיגו כמה הצלחות3,4. עם זאת, המנגנון המולקולרי הבסיסי של החוזה המשותף שנותר ברובו אינו ידוע5. האטיולוגיה של משותף בקהילות חברתיות שונות מגוונת מאוד וכוללת גורמים גנטיים, מצבים פוסט-טראומטיים, מחלות כרוניות, וחוסר ניידות ממושך6. מקובל לעשות שהניידות היא סוגיה קריטית בפיתוח חוזה משותף נרכש7. אנשים הסובלים מחוזה משותף מרכזי עשוי בסופו של דבר לגרום נכות פיזית8. לפיכך, מודל בעלי חיים יציב ומלא הכרחי לחקירת מנגנוני הפתופסולוגית הפוטנציאליים של מנגנונים משותפים שנרכשו.
מודלים משותפים בעלי הברך בנויים המושרה כיום מושגת בעיקר על ידי ניצול הגבס לא פולשני, תיקונים חיצוניים, תיקונים פנימיים. וואטאנאבה ואח ‘ דיווחו על האפשרות לשימוש ביציקת גבס על מפרקים בברך חולדה9. על ידי לבישת ז’קט מיוחד, צד אחד של המפרק הגפיים התחתון של החולדה הוא מקיבוע על ידי גבס. מפרק הברך העכברוש יכול להישאר מלא. ללא טראומה כירורגית10,11 עם זאת, הן תנועות מפרקים הירך והקרסול מושפעים גם על ידי צורה זו של השתק, אשר עשוי להגביר את מידת ניוון שרירים בתוך המותניים הארבע- ארבע או הגקינממיוס 12. בנוסף, יש להימנע מהבצקת והגודש של הגפיים האחוריות על-ידי החלפת הגבס בנקודות זמן, העשויות להשפיע על המשכיות התנועה. שיטה מקובלת נוספת להקמת מודל חוזה משותף לברך משתמשת בקיבעון כירורגי חיצוני. נגאי et al. משולב תיל קירשner וחוטי פלדה לתוך fixator חיצוני, אשר מקיבוע מפרק הברך כדי כ 140 ° כיפוף של13. בשיטה זו, שרף משמש כדי לכסות את פני השטח כדי למנוע שריטות בעור. למרות קיבוע הקיבעון החיצוני הוא חזק ואמין14,15, לעורית החוט התיל המסילה מסלולים עשוי להגביר את הסיכון של זיהום16. בניסיון שלנו, באמצעות טכניקת הקיבעון החיצוני עשוי להפחית את הפעילות היומית של חולדות עקב עלייה בהתנהגות ללקק ממוזג.
לחילופין, Trudel et al תיאר מודל מקובל היטב של חוזה משותף המפרק בברך חולדה מבוסס על קיבוע פנימי כירורגי17 (שיטה זו שונתה מן האחד בשימוש על ידי אוונס ועמיתים18). בעיקר, שיטה זו מדגיש את החשיבות של ניצול טכניקה מיני החתך כדי למזער את הפצעים כירורגית. התפתחות יעילה של חוזה משותף הוכיחה במודל זה19. עם זאת, הפרוטוקול כיצד לבצע ניתוח מינימלי כדי לחשוף את משטח העצם עדיין לא ברור20. כמו כן, המיקום המדויק שבו הבורג הוא קידוח לא מובן במלואו. השרשה של הקיבעון הפנימי דרך דרך תת עורית או תת-שרירית הוא עדיין21שנוי במחלוקת. כדי לפתור בעיות אלה, שינו את השיטה הזאת על ידי כלילת הפרדה מתאימה של פער השריר, אשר מאפשר חשיפה מיני פולשנית של משטח העצם ומיקום ההשתלה דרך ערוץ תת שרירי. פרוטוקול זה הוביל לשיקום הפוסט-מהיר. בחולדות לאחר הניתוח בעלי חיים פיתחו מגוון משותף מוגבל של תנועה לאחר השתק, אשר היה עקבי עם שינויים מורפולוגיים של קופסית הדבקה שהתקבלו מהניתוח היסטולוגית. כמו כן, אנו מתארים מיקום אפשרי מדויק של בורגי הקדח כפי שאושר על ידי ניתוח רנטגן או ניתוח מיקרו-CT. כך, מחקר זה נועד לתאר בפרוטרוט טכניקה מינימלית פולשנית במודל הברך משותפת חוזה שהוקמה על ידי הפרדה השריר הפער מודוס בשילוב עם שיטת החתך מיני. אנו מאמינים כי טכניקות פולשני מינימלית יכול להפחית את הטראומה בעלי חיים ולחקות ביעילות את התהליך הפתולוגי של כיפוף משותף של החוזה.
Protocol
Representative Results
Discussion
מחקר זה נועד להבהיר צעד אחר צעד בברך משותפת שיטת השתק באמצעות טכניקה מיני פולשנית המאפשר שיקום מהיר של הניתוח בבעלי חיים לאחר הניתוחים. מקובל, שריר הפער הגישה ההפרדה נחשבת לטכניקה מינימלית פולשנית בכירורגיה אורתופדית. כצפוי, מצאנו כי חולדות יכול לחזור לתזונה נורמלית ופעילויות רק יום אחד ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו היתה נתמכת על ידי מענקים של הארגון הלאומי למדעי הטבע של סין (No. 81772368), קרן המדע הטבעי של פרובינצית גואנג-דונג (No. 2017A030313496), ו-גואנג-דונג מחוזי מדע תוכנית טכנולוגיה פרוייקט (No. 2016A020215225; No 2017B090912007). המחברים מודים לד ר פיי ג’אנג, md מהמחלקה לכירורגיה אורתופדיים, בית החולים המזוהה השמיני של אוניברסיטת סון יאט-סן על הסיוע הטכני שלו במהלך השינוי.
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 |
References
- Akeson, W. H., Amiel, D., Woo, S. L. Immobility effects on synovial joints the pathomechanics of joint contracture. Biorheology. 17 (1-2), 95-110 (1980).
- Trudel, G., Uhthoff, H. K., Brown, M. Extent and direction of joint motion limitation after prolonged immobility: an experimental study in the rat. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 80 (12), 1542-1547 (1999).
- Arsoy, D., et al. Joint contracture is reduced by intra-articular implantation of rosiglitazone-loaded hydrogels in a rabbit model of arthrofibrosis. Journal of Orthopaedic Research. , (2018).
- Glaeser, J. D., et al. Anti-Inflammatory Peptide Attenuates Edema and Promotes BMP-2-Induced Bone Formation in Spine Fusion. Tissue Engineering. Part A. , (2018).
- Fergusson, D., Hutton, B., Drodge, A. The epidemiology of major joint contractures: a systematic review of the literature. Clinical Orthopaedics and Related Research. 456, 22-29 (2007).
- Wong, K., Trudel, G., Laneuville, O. Noninflammatory Joint Contractures Arising from Immobility: Animal Models to Future Treatments. BioMed Research International. 2015, 848290 (2015).
- Clavet, H., Hebert, P. C., Fergusson, D., Doucette, S., Trudel, G. Joint contracture following prolonged stay in the intensive care unit. CMAJ : Canadian Medical Association Journal. 178 (6), 691-697 (2008).
- Dehail, P., et al. Joint contractures and acquired deforming hypertonia in older people: Which determinants?. Annals of Physical and Rehabilitation Medicine. , (2018).
- Watanabe, M., Kojima, S., Hoso, M. Effect of low-intensity pulsed ultrasound therapy on a rat knee joint contracture model. Journal of Physical Therapy Science. 29 (9), 1567-1572 (2017).
- Goto, K., et al. Development and progression of immobilization-induced skin fibrosis through overexpression of transforming growth factor-ss1 and hypoxic conditions in a rat knee joint contracture model. Connective Tissue Research. 58 (6), 586-596 (2017).
- Sasabe, R., et al. Effects of joint immobilization on changes in myofibroblasts and collagen in the rat knee contracture model. Journal of Orthopaedic Research. 35 (9), 1998-2006 (2017).
- Sakakima, H., Yoshida, Y., Sakae, K., Morimoto, N. Different frequency treadmill running in immobilization-induced muscle atrophy and ankle joint contracture of rats. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports. 14 (3), 186-192 (2004).
- Nagai, M., et al. Contributions of biarticular myogenic components to the limitation of the range of motion after immobilization of rat knee joint. BMC Musculoskeletal Disorders. 15, 224 (2014).
- Matsuzaki, T., Yoshida, S., Kojima, S., Watanabe, M., Hoso, M. Influence of ROM Exercise on the Joint Components during Immobilization. Journal of Physical Therapy Science. 25 (12), 1547-1551 (2013).
- Kaneguchi, A., Ozawa, J., Kawamata, S., Yamaoka, K. Development of arthrogenic joint contracture as a result of pathological changes in remobilized rat knees. Journal of Orthopaedic Research. 35 (7), 1414-1423 (2017).
- Hargreaves, D. G., Drew, S. J., Eckersley, R. Kirschner wire pin tract infection rates: a randomized controlled trial between percutaneous and buried wires. Journal of Hand Surgery. 29 (4), 374-376 (2004).
- Trudel, G. Differentiating the myogenic and arthrogenic components of joint contractures. An experimental study on the rat knee joint. International Journal of Rehabilitation Research. 20 (4), 397-404 (1997).
- Evans, E. B., Eggers, G. W. N., Butler, J. K., Blumel, J. Experimental Immobilization and Remobilization of Rat Knee Joints. Journal of Bone and Joint Surgery. 42 (5), 737-758 (1960).
- Hagiwara, Y., et al. Expression patterns of collagen types I and III in the capsule of a rat knee contracture model. Journal of Orthopaedic Research. 28 (3), 315-321 (2010).
- Trudel, G., Uhthoff, H. K. Contractures secondary to immobility: is the restriction articular or muscular? An experimental longitudinal study in the rat knee. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 81 (1), 6-13 (2000).
- Hagiwara, Y., et al. Increased elasticity of capsule after immobilization in a rat knee experimental model assessed by scanning acoustic microscopy. Upsala Journal of Medical Sciences. 111 (3), 303-313 (2006).
- Adelsperger, A. R., Bigiarelli-Nogas, K. J., Toore, I., Goergen, C. J. Use of a Low-flow Digital Anesthesia System for Mice and Rats. Journal of Visualized Experiments. (115), (2016).
- Trudel, G., O’Neill, P. A., Goudreau, L. A. A mechanical arthrometer to measure knee joint contracture in rats. IEEE Transactions On Rehabilitation Engineering. 8 (1), 149-155 (2000).
- Campbell, T. M., et al. Using a Knee Arthrometer to Evaluate Tissue-specific Contributions to Knee Flexion Contracture in the Rat. Journal of Visualized Experiments. (141), (2018).
- Moriyama, H., et al. Alteration of knee joint connective tissues during contracture formation in spastic rats after an experimentally induced spinal cord injury. Connective Tissue Research. 48 (4), 180-187 (2007).
- Onoda, Y., et al. Joint haemorrhage partly accelerated immobilization-induced synovial adhesions and capsular shortening in rats. Knee Surgery, Sports Traumatology, & Arthroscopy. 22 (11), 2874-2883 (2014).
- Trudel, G., Jabi, M., Uhthoff, H. K. Localized and adaptive synoviocyte proliferation characteristics in rat knee joint contractures secondary to immobility. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 84 (9), 1350-1356 (2003).
- Jiang, S., et al. Endoplasmic reticulum stress-dependent ROS production mediates synovial myofibroblastic differentiation in the immobilization-induced rat knee joint contracture model. Experimental Cell Research. 369 (2), 325-334 (2018).
- Pithioux, M., et al. An Efficient and Reproducible Protocol for Distraction Osteogenesis in a Rat Model Leading to a Functional Regenerated Femur. Journal of Visualized Experiments. (128), (2017).
