Opracowanie modelu przewlekłego uszkodzenia stożka rotatorów u królika do badania zwłóknienia i zwyrodnienia mięśniowego
31 marca 2023
To badanie szczegółowo opisuje procedury ustalania przewlekłego uszkodzenia stożka rotatorów u królika (RC). W szczególności uraz powstaje w jednostce mięśniowo-ścięgnistej / mięśniowo-ścięgnistej podłopatkowej (SSC), aby naśladować ludzką anatomię i patofizjologię RC, w tym ciężkie zwyrodnienie tłuszczowe mięśni (FD). Protokół ten może być stosowany do badania urazów RC i oceny terapii regeneracyjnych.
Protokół ten demonstruje złożoną technikę chirurgiczną wywoływania przewlekłego uszkodzenia stożka rotatorów u królików i jest przydatny w badaniu patogenezy stożka rotatorów i opracowywaniu terapii regeneracyjnych. Króliki to średnie i duże modele zwierzęce, które są łatwe do utrzymania logistycznie, manipulują chirurgicznie i wykazują wysoki poziom zwyrodnienia tłuszczowego mięśni stożka rotatorów po zranieniu, podobnie jak ludzie. Przedstawiony tutaj model urazu podłopatkowego jest anatomicznie analogiczny do kompleksu mięśni ścięgna kości nadgrzebieniowej, jednego z najczęściej uszkadzanych zespołów stożka rotatorów.
Na początek przygotuj okno chirurgiczne, goląc zamierzone miejsce nacięcia znieczulonego królika. Za pomocą bawełnianych wacików oczyść obszar trzema naprzemiennymi aplikacjami Betadine i 70% alkoholu okrężnymi ruchami. Podawać domięśniowo 20 miligramów na kilogram cefaleksyny jako profilaktyczny środek przeciwinfekcyjny.
Wykonaj trzy- lub czterocentymetrowe nacięcie skóry poniżej obojczyka, podziel interwał naramienny za pomocą nożyczek i cofnij się, aby uzyskać dostęp do ramienia. Aby zlokalizować jednostkę ścięgna mięśnia podłopatkowego, najpierw zidentyfikuj mięsień kruczo-łopatkowy. Następnie zidentyfikuj ścięgno podłopatkowe i włóż zacisk pod kątem prostym, aby odsłonić całe ścięgno w momencie jego przyczepu na mniejszej guzowatości kości ramiennej.
Odizoluj ścięgno mięśnia podłopatkowego. Po podaniu przedoperacyjnego środka przeciwbólowego miejscowo w pobliżu miejsca przecięcia, owiń jednostkę ścięgna mięśnia podłopatkowego rurką penrose'a na bazie silikonu, aby zapobiec niepożądanemu przyczepieniu się do otaczających tkanek i ułatwić późniejsze pobieranie tkanek. Aby wywołać uraz, wykonaj transsekcję pełnej grubości w połączeniu ścięgien mięśniowych za pomocą skalpela chirurgicznego numer 11.
W razie potrzeby zatamuj krwawienie, uciskając kawałkiem gazy i w razie potrzeby użyj soli fizjologicznej do przepłukania rany. Aby zamknąć ranę, użyj szwu 4-0 z kwasu poliglikolowego, aby ponownie zbliżyć tkankę mięśniową naramienną i szwu 4-0 z nylonu lub jedwabiu, aby zamknąć ranę skóry, a następnie oczyścić ranę. Podawać podskórnie 0,03 miligrama buprenorfiny jako środek przeciwbólowy raz bezpośrednio po zabiegu i dwa razy dziennie przez następne 48 godzin.
Analiza histologiczna modelu przewlekłego uszkodzenia stożka rotatorów po czterech tygodniach jest pokazana na tym rysunku. Barwienie H&E potwierdziło utratę komórkowości i organizacji mięśni, która została zastąpiona dużą liczbą adipocytów w uszkodzonych mięśniach podłopatkowych w stosunku do grupy kontrolnej. Kwantyfikacja procentowego nagromadzenia uszkodzonej tkanki tłuszczowej w mięśniach jest przedstawiona na tym rysunku.
Barwienie trichromem Massona potwierdziło również atrofię mięśni i zdezorganizowane ułożenie włókien kolagenowych w uszkodzonych mięśniach podłopatkowych w porównaniu z grupą kontrolną. Kwantyfikacja proporcji tkanki mięśniowej i zwłóknieniowej jest pokazana na tym rysunku. Ocena wykazała zmniejszenie komórkowości mięśni uszkodzonych mięśni podłopatkowych w porównaniu z grupą kontrolną.
Wysoki stopień zwłóknienia zaobserwowano również w uszkodzonych mięśniach podłopatkowych. Identyfikacja ścięgna podłopatkowego i owinięcie jednostki ścięgna mięśnia podłopatkowego rurkami penrose'a to najważniejsze kroki tej procedury. Po tej procedurze można zastosować interwencję terapeutyczną.
W takim przypadku opisane tutaj analizy, wraz z dodatkową miografią lub analizą chodu, mogą być wykorzystane do oceny wyniku interwencji. Technika ta ma kluczowe znaczenie dla pomocy naukowcom w badaniu patofizjologii stożka rotatorów, a także ułatwia opracowywanie nowych terapii naprawy i regeneracji ścięgien mięśniowych.
Przegląd
Niniejsze badanie przedstawia złożoną technikę chirurgiczną indukcji chronicznego urazu stożka rotatorów u królików, stanowiącą istotny model do badania patogenezy urazów stożka rotatorów oraz opracowywania terapii regeneracyjnych. W celu odtworzenia ludzkich urazów stożka rotatorów, obejmujących wyraźną tłuszczową degenerację mięśni, celem zabiegu jest jednostka mięsień-ścięgno mięśnia podłopatkowego.
Kluczowe elementy badania
Obszar badawczy
- Modelowanie urazów stożka rotatorów
- Mechanizmy degeneracji i regeneracji mięśni
- Weterynaryjne techniki chirurgiczne
Wprowadzenie
- Króliki służą jako model średnio- i dużych zwierząt o budowie anatomicznej zbliżonej do ludzkich stożków rotatorów.
- Badanie koncentruje się na odtworzeniu ciężkiego tłuszczowego zwyrodnienia mięśni obserwowanego w przypadku urazów u ludzi.
- Urazy mięśnia podłopatkowego są porównywalne z często uszkadzawanym ścięgnem mięśnia nadgrzebieniowego.
Zastosowane metody
- Chirurgiczne wywołanie urazu stożka rotatorów poprzez pełnowarstwowe przerwanie
- Wykorzystanie królika jako modelu biologicznego
- Analiza histologiczna oraz ilościowe oznaczenie akumulacji tłuszczu i włóknienia
Główne wyniki
- Potwierdzono utratę komórkowości mięśni, zastąpioną przez adipocyty w grupie z uszkodzeniem.
- Barwienie histologiczne ujawniło zanik mięśni oraz nieprawidłową organizację kolagenu.
- Oceny ilościowe wykazały istotne różnice między grupą z uszkodzeniem a grupą kontrolną.
Wnioski
- Procedura ta ustanawia funkcjonalny model do dalszych badań nad patofizjologią stożka rotatorów.
- Wyniki te mają istotne znaczenie dla opracowania nowych strategii terapeutycznych w zakresie naprawy i regeneracji ścięgien mięśniowych.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Ustanowienie modelu przewlekłego urazu stożka rotatorów u królika umożliwia translacyjne badanie włóknienia mięśni oraz degeneracji tłuszczowej, które stanowią kluczowe bariery w regeneracyjnej medycynie mięśniowo-szkieletowej. Model ten zapewnia kontrolowaną platformę do analizy mechanizmów choroby oraz oceny interwencji terapeutycznych istotnych dla patologii stożka rotatorów u ludzi. Jego wierność anatomiczna i patofizjologiczna pozwala na zwiększenie pewności prognostycznej w wczesnym etapie walidacji celów terapeutycznych oraz w badaniach przedklinicznych.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Umożliwia mechanistyczną redukcję ryzyka w badaniach nad szlakami włóknienia i degeneracji tłuszczowej w chorobach układu mięśniowo-szkieletowego.
- Wspiera funkcjonalną walidację celów terapeutycznych poprzez odtworzenie klinicznie istotnej degeneracji mięśni i ścięgien.
- Ułatwia weryfikację hipotez dotyczących strategii regeneracyjnych i przeciwzwłóknieniowych.
Przesiewanie i opracowywanie testów
- Zapewnia zwalidowany system in vivo do ilościowych odczytów histologicznych i funkcjonalnych.
- Umożliwia powtarzalną ocenę skuteczności interwencji z wykorzystaniem standaryzowanych protokołów wywoływania urazu i analizy.
- Wspiera opracowywanie testów do ilościowego określania zaniku mięśni, gromadzenia tłuszczu i włóknienia.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Jest zgodny z istotnymi dla choroby punktami końcowymi obserwowanymi w patologii stożka rotatorów u ludzi.
- Umożliwia ciągłość procesu od etapu odkrywania po przedkliniczną walidację kandydatów do terapii regeneracyjnych.
- Wspiera dostosowane do ryzyka wdrażanie terapii ukierunkowanych na naprawę złącza mięśniowo-ścięgnistego.
Integracja potoku i przepływu pracy
Ten model króliczy integruje się z kontinuum od etapu odkryć do badań przedklinicznych w programach medycyny mięśniowo-szkieletowej i regeneracyjnej.
- Biologia odkrywcza: Umożliwia weryfikację hipotez dotyczących mechanizmów włóknienia i degeneracji tłuszczowej w kontrolowanym kontekście in vivo.
- Przesiew: Zapewnia zestandaryzowane, powtarzalne uszkodzenie oraz ilościowe określenie zmian histologicznych w celu oceny interwencji.
- Analityka: Umożliwia ilościowy pomiar zawartości tłuszczu i włóknienia w mięśniach do analizy porównawczej.
- Badania translacyjne: Łączy wstępne odkrycia z walidacją przedkliniczną w systemie odpowiadającym danej jednostce chorobowej.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Służy jako platforma do iteracyjnej oceny różnych modalities terapeutycznych.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorstwowy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną w walidacji celu oraz w ograniczaniu ryzyka mechanistycznego w patologiach mięśni i ścięgien.
- Wartość operacyjna: Standaryzuje modelowanie in vivo oraz analizę histologiczną w celu zapewnienia powtarzalności i skalowalności.
- Wartość strategiczna: Dostarcza informacji niezbędnych do podejmowania decyzji go/no-go dla kandydatów o działaniu regeneracyjnym i antyfibrotycznym, redukując biologiczne ryzyko na późnych etapach.
- Wpływ na portfolio: Umożliwia priorytetyzację programów terapeutycznych ukierunkowanych na przewlekłą degenerację mięśni i ścięgien z uwzględnieniem korekty o ryzyko.
Uwagi dotyczące wdrożenia
- Wymaga doświadczenia chirurgicznego w pracy z modelami zwierzęcymi oraz znajomości protokołów opieki pooperacyjnej.
- Wymaga dostępu do infrastruktury służącej do barwienia histologicznego i ilościowej analizy obrazu.
- Wymaga standaryzacji indukcji urazu i pomiaru wyników pomiędzy zespołami.
- Adaptacja do innych gatunków lub miejsc urazu może wymagać optymalizacji protokołu.
- Ograniczenia modelu obejmują odpowiedzi specyficzne dla gatunku oraz konieczność walidacji podłużnej.
