Model zwyrodnienia krążka międzykręgowego odcinka lędźwiowego owiec z wykorzystaniem bocznego urazu wiertła zaotrzewnowego
25 maja 2017
Zwyrodnienie krążka międzykręgowego jest znaczącym czynnikiem przyczyniającym się do bólu pleców i główną przyczyną niepełnosprawności na całym świecie. Istnieje wiele zwierzęcych modeli zwyrodnienia krążka międzykręgowego. Demonstrujemy owczy model zwyrodnienia krążka międzykręgowego, wykorzystując wiertło, które osiąga stały uraz dysku i powtarzalny poziom zwyrodnienia dysku.
Ogólnym celem tej metody uszkodzenia krążka międzykręgowego za pomocą wiertła przy zastosowaniu bocznego dostępu do przestrzeni zaotrzewnowej jest stworzenie bezpiecznego, spójnego i powtarzalnego owczego modelu degeneracji krążków międzykręgowych. Ten owczy model degeneracji krążka międzykręgowego w odcinku lędźwiowym może pomóc w odpowiedzi na kluczowe pytania w dziedzinie translacyjnych badań nad kręgosłupem, dostarczając kolejnej metody badania patologii lub fizjologii degeneracji krążka oraz umożliwiając potencjalne badanie terapii regeneracyjnych. Główną zaletą tego podejścia jest to, że pozwala ono na spójne wywołanie urazu chirurgicznego poprzez bezpieczny dostęp operacyjny w odpowiednim modelu zwierzęcym.
Po znieczuleniu i intubacji owcy oraz przygotowaniu sali operacyjnej zgodnie z protokołem tekstowym, umieść zwierzę na stole operacyjnym w pozycji bocznej prawej. Za pomocą elektronicznej maszynki do strzyżenia ogol obszar ograniczony górnie przez dolne żebra, dolnie przez kość biodrową, przyśrodkowo przez przeciwstronne wyrostki poprzeczne kręgów lędźwiowych i około 10 centymetrów bocznie od jednostronnych wyrostków poprzecznych kręgów lędźwiowych. Palpuj grzebień kości biodrowej, wyrostki poprzeczne kręgów lędźwiowych oraz kąt żebrowy, aby wyznaczyć punkty orientacyjne dla miejsca tego nacięcia chirurgicznego.
Następnie należy zaznaczyć te punkty orientacyjne za pomocą sterylnego pisaka. Kolejno, przy użyciu chlorheksydyny oraz jodowego antyseptyka alkoholowego, odkaź lędźwiowy obszar brzucha. Następnie rozłóż sterylną okienkowaną draperię kwadratową nad polem operacyjnym, a na stole nad głową rozłóż dużą sterylną draperię kwadratową, na której należy umieścić sterylne instrumenty.
Pod powiększeniem lup chirurgicznych i przy użyciu lampy czołowej wstrzyknij znieczulenie miejscowe, a następnie użyj ostrza skalpela nr 22 zamocowanego do rączki skalpela nr 4, aby wykonać nacięcie wzdłużne równolegle do wyrostków poprzecznych kręgów lędźwiowych, jeden centymetr przed nimi, obejmując jeden do dwóch wyrostków powyżej i poniżej poziomów krążków międzykręgowych będących przedmiotem zainteresowania. Za pomocą diatermii monopolarnej rozdziel leżącą poniżej tkankę podskórną oraz boczną część mięśni ściany brzucha. Kieruj preparację w stronę wierzchołków wyrostków poprzecznych kręgów lędźwiowych, powyżej i poniżej badanych krążków międzykręgowych.
Następnie należy rozdzielić powięź piersiowo-lędźwiową wzdłużnie w miejscu jej przyczepu do wyrostków poprzecznych. Należy zlokalizować i oszczędzić leżący poniżej mięsień czworoboczny lędźwi, mięśnie płaszczowate oraz przechodzące pakiety naczyniowo-nerwowe. Podczas całego zabiegu należy utrzymywać hemostazę przy użyciu diatermii.
Przesuwaj palcami w przestrzeni między płaszczyzną otrzewnej a mięśniami tylnej ściany brzucha na poziomie odsłoniętych krążków międzykręgowych, aby przeprowadzić cyfrową dyssekcję tępej. Następnie, używając retraktora diva, odsuń mięsień czworoboczny lędźwi oraz mięsień płaszczowaty tylno-bocznie, aby dodatkowo odsłonić krążki międzykręgowe. Następnie zbadaj palcem wklęsłe trzony kręgów oraz wypukłe krążki międzykręgowe.
Umieść retraktory bezpośrednio nad krążkami międzykręgowymi, dbając o to, aby nie uszkodzić naczyń lędźwiowych. Następnie, korzystając z powiększenia za pomocą lup chirurgicznych i oświetlenia czołowego, zidentyfikuj naczynia lędźwiowe, które znajdują się około jednego centymetra w kierunku ogonowym od dolnej płytki granicznej. Po wykonaniu śródoperacyjnego zdjęcia rentgenowskiego w projekcji bocznej w celu potwierdzenia poziomu krążka, odsłoń krążki międzykręgowe poprzez odsuniecie okolicznych struktur, zależnie od pożądanych poziomów krążków.
W przypadku poziomów L3, L4 i wyższych, należy zastosować cyfrową preparację tępą, aby odsunąć przyczepy mięśniowe nad krążkami międzykręgowymi. W przypadku poziomów L4, L5 i niższych, należy użyć nożyczek bipolarnych do ostrego przecięcia grubszych, ścięgnistych przyczepów mięśniowych nad krążkiem. Punkt wejścia wiertła należy wyznaczyć, obserwując lewe krawędzie boczne i wewnętrzne krążka międzykręgowego.
Poziom krążka międzykręgowego należy potwierdzić za pomocą zdjęcia rentgenowskiego w projekcji bocznej przed wprowadzeniem wiertła. Do wiertarki elektrycznej należy włożyć wiertło z ostrzem centrującym. Należy upewnić się, że średnica wiertła jest nieco mniejsza od wysokości krążka międzykręgowego.
Na przykład 3,5 mm dla krążków międzykręgowych odcinka lędźwiowego u owiec o masie od 60 do 70 kg. Zastosuj ogranicznik wiertła, aby zapewnić nieosłoniętą długość wiertła wynoszącą około połowę średnicy krążka międzykręgowego odcinka lędźwiowego. Na przykład 12 mm dla krążków międzykręgowych odcinka lędźwiowego u owiec o masie od 60 do 70 kg.
Następnie przykładamy wiertło do punktu wejścia i kierujemy je po trajektorii lekko w stronę głowową względem centrum krążka międzykręgowego, co zminimalizuje ryzyko uszkodzenia płyty granicznej. Przy niskiej mocy wiertarki powoli wprowadzamy wiertło w krążek międzykręgowy na jedną sekundę. W przypadku napotkania nadmiernego oporu, należy skorygować trajektorię, kierując ją lekko w stronę głowową lub ogonową.
Po uzyskaniu hemostazy należy wypłukać ranę roztworem Ringera. Następnie należy przeprowadzić warstwowe zamknięcie, najlepiej używając plecionych syntetycznych nici wchłanialnych 2-0 do tkanek bocznej ściany brzusznej oraz ciągłego szwu podskórnego z niebarwionej syntetycznej nici wchłanialnej 3-0 do skóry. Przedstawiony tutaj przedoperacyjny przekrój w płaszczyźnie strzałkowej z MRI 3T owczego kręgu lędźwiowego L1 do krążka międzykręgowego lędźwiowo-krzyżowego nie wykazuje istotnych cech przedoperacyjnej degeneracji krążka międzykręgowego.
Ta śródoperacyjna radiografia boczna potwierdza poziom krążka międzykręgowego i umożliwia obliczenie indeksu wysokości krążka. Przedstawiony tutaj ogólny wygląd morfologiczny ukazuje tor uszkodzenia wiertłem, który przenika przez pierścień włóknisty i rozciąga się do jądra miażdżystego. Uszkodzenie jest również widoczne na tym obrazie MRI 9,4T.
Podczas stosowania tej metody ważne jest, aby kierować wiertło w stronę głowową i posuwać je powoli, aby zminimalizować ryzyko uszkodzenia płyty granicznej. Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo mieć dobrą wiedzę na temat tego, jak wywołać uszkodzenie wiertłem w modelu owczym z wykorzystaniem bocznego dostępu zaotrzewnowego. Proszę pamiętać, że praca ze skalpelami i kauteryzatorem może być niebezpieczna.
Należy przez cały czas stosować osobistą ochronę i przestrzegać odpowiednich zasad bezpieczeństwa. Ważne jest zachowanie sterylności chirurgicznej.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejsze badanie przedstawia nowy owczy model degeneracji krążka międzykręgowego z wykorzystaniem techniki wiercenia. Model ten ma na celu ułatwienie badań nad patofizjologią degeneracji krążka oraz potencjalnymi terapiami regeneracyjnymi.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Badania nad rdzeniem kręgowym
- Medycyna regeneracyjna
Wstęp
- Degeneracja dysku międzykręgowego jest główną przyczyną bólów pleców i niepełnosprawności.
- Istniejące modele zwierzęce różnią się pod względem spójności i powtarzalności.
- Model owczy oferuje nowe podejście do badania degeneracji dysku.
- Zrozumienie degeneracji dysku może prowadzić do lepszych strategii terapeutycznych.
Cel badania
- W celu stworzenia bezpiecznego i powtarzalnego modelu degeneracji dysku międzykręgowego.
- W celu zbadania patofizjologii degeneracji dysku.
- W celu zbadania potencjalnych terapii regeneracyjnych w przypadku uszkodzeń dysku.
Zastosowane metody
- Wykorzystanie bocznego dostępu zaotrzewnowego do przeprowadzenia operacji.
- Technika z użyciem wiertła w celu wywołania powtarzalnego uszkodzenia krążka międzykręgowego.
- Przygotowanie modelu owczego poprzez znieczulenie i ułożenie chirurgiczne.
- Szczegółowy protokół chirurgiczny w celu zapewnienia bezpieczeństwa i odtwarzalności.
Główne wyniki
- Model ten pozwolił na pomyślne i spójne wywołanie degeneracji krążka międzykręgowego.
- Wykazano możliwość zastosowania tego modelu w badaniach translacyjnych.
- Przedstawiono informacje na temat podejścia chirurgicznego oraz jego zalet.
- Umożliwiono prowadzenie dalszych badań nad terapiami regeneracyjnymi.
Wnioski
- Model owczy stanowi cenne narzędzie do badania degeneracji krążka międzykręgowego.
- Umożliwia on powtarzalne wywoływanie urazów oraz badanie opcji terapeutycznych.
- Podejście to może przyczynić się do lepszego zrozumienia schorzeń kręgosłupa.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Ustanowienie wiarygodnych modeli przedklinicznych jest kluczowe dla minimalizacji ryzyka w procesie walidacji celów terapeutycznych w leczeniu schorzeń układu mięśniowo-szkieletowego. Przedstawiony model degeneracji krążka międzykręgowego u owiec zapewnia odtwarzalny system do oceny mechanizmów patofizjologicznych i interwencji terapeutycznych. Jego wartość translacyjna wspiera wczesne etapy testowania hipotez oraz priorytetyzację portfolio w badaniach i rozwoju (R&D) w obszarze kręgosłupa.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Wartość naukowa: Umożliwia badanie szlaków degeneracyjnych w klinicznie istotnym modelu na dużych zwierzętach.
- Wartość operacyjna: Zapewnia powtarzalny uraz pierścienia włóknistego i jądra miażdżystego do standaryzowanych badań nad oddziaływaniem z celem terapeutycznym.
- Wartość prognostyczna: Wspiera ograniczanie ryzyka mechanistycznego poprzez naśladowanie patologii ogniskowej przepukliny krążka międzykręgowego.
Przesiew i opracowywanie testu
- Wartość naukowa: Dostarcza mierzalnych punktów końcowych w badaniach histologicznych i obrazowych do przesiewania związków.
- Wartość operacyjna: Ułatwia standaryzację testu dzięki precyzyjnym, powtarzalnym wymiarom uszkodzeń.
- Skalowalność: Umożliwia monitorowanie podłużne w wielu punktach czasowych w celu oceny zależności dawka-odpowiedź.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Wartość naukowa: Łączy etap odkrycia z walidacją przedkliniczną poprzez analizę biomechaniki i morfologii krążka międzykręgowego owiec.
- Wartość operacyjna: Umożliwia podłużną ocenę postępu degeneracji od ósmego tygodnia wzwyż.
- Ciągłość translacyjna: Jest zgodna z ludzkimi modelami ogniskowego uszkodzenia krążka międzykręgowego, co zwiększa pewność prognostyczną.
Integracja rurociągu i przepływu pracy
Model ten integruje się z procesami badawczymi, dostarczając zwalidowany system biologiczny do oceny celów terapeutycznych w oparciu o hipotezy oraz do przesiewu mechanistycznego.
- Biologia odkrywcza: Wspiera wyjaśnianie szlaków sygnałowych i walidację celów poprzez powtarzalne uszkodzenie tarczy międzykręgowej.
- Przesiewanie: Umożliwia ilościowe odczyty za pomocą MRI i analizy histologicznej w celu oceny efektów działania związków.
- Analityka: Generuje mierzalne wskaźniki degeneracji do porównania warunków eksperymentalnych i kontrolnych.
- Badania translacyjne: Łączy wczesne spostrzeżenia mechanistyczne z przedklinicznymi testami skuteczności u gatunku istotnego klinicznie.
- Zastosowania przedsiębiorstw: Służy jako platforma wielokrotnego użytku do iteracyjnej walidacji celów i kampanii optymalizacji związków wiodących.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zmniejsza niejednoznaczność mechanistyczną w szlakach degeneracji krążka międzykręgowego poprzez zastosowanie kontrolowanych modeli urazów.
- Wartość operacyjna: Zapewnia powtarzalność i standaryzację procedur chirurgicznych oraz analitycznych.
- Wartość strategiczna: Usprawnia podejmowanie decyzji o kontynuacji lub przerwaniu badań (go/no-go) poprzez zwiększenie pewności co do patofizjologii celu.
- Wpływ na portfolio: Umożliwia priorytetyzację kandydatów ukierunkowanych na kręgosłup z uwzględnieniem ryzyka, w oparciu o wierność mechanistyczną.
Kwestie implementacyjne
- Wymaga doświadczenia w przeprowadzaniu operacji kręgosłupa u dużych zwierząt oraz w opiece pooperacyjnej.
- Wymaga dostępu do metod obrazowania (MRI, RTG) w celu potwierdzenia urazu i monitorowania degeneracji.
- Wymaga standaryzacji protokołów w celu zapewnienia spójności zabiegów chirurgicznych pomiędzy różnymi operatorami i ośrodkami.
- Wiąże się z koniecznością dostosowania parametrów urazu przy przenoszeniu ich na inne poziomy krążków międzykręgowych lub inne modele.
- Wiąże się z ograniczeniami praktycznymi dotyczącymi utrzymania owiec, rekonwalescencji pooperacyjnej oraz długoterminowej opieki.
