Eine Mini-invasive interne Fixierungstechnik zum Studium der Immobilisierung-induzierten Knieflexionskontraktur bei Ratten

Gemeinsame Kontrakturen sind definiert als eine Beschränkung im passiven Bewegungsbereich (ROM) eines Diaarthrodialgelenks^1,2. Die aktuellen Therapien zur Vorbeugung und Behandlung von Gelenkkontrakturen haben einige Erfolge erzielt^3,4. Der zugrunde liegende molekulare Mechanismus der erworbenen gemeinsamen Kontraktur bleibt jedoch weitgehend unbekannt⁵. Die Ätiologie der gemeinsamen Kontrakturen in verschiedenen sozialen Gemeinschaften ist sehr vielfältig und umfasst genetische Faktoren, posttraumatische Zustände, chronische Krankheiten und anhaltende Immobilität⁶. Es ist allgemein anerkannt, dass Immobilität ein kritisches Thema bei der Entwicklung der erworbenen gemeinsamen Verträge⁷ist. Menschen, die unter größeren gemeinsamen Verträgen leiden, können letztlich zu einer körperlichen Behinderung führen⁸. Daher ist ein stabiles und reproduzierbares Tiermodell notwendig, um die möglichen pathophysiologischen Mechanismen der erworbenen Gelenkkontraktur zu untersuchen.

Die derzeit aufgebauten Immobilisierungs-induzierten Kniegelenkkontrakturmodelle werden meist durch den Einsatz nicht-invasiver Gipsabgüsse, externer Fixierungen und interner Fixierungen erreicht. Watanabe et al. berichteten über die Möglichkeit der Verwendung von Gipsguss-Immobilisierung auf Rattenkniegelenke⁹. Durch das Tragen einer speziellen Jacke wird eine Seite des unteren Gelenks der Ratte durch einen Guss immobilisiert. Das Kniegelenk der Ratte kann ohne chirurgisches Trauma vollständig gebeugt bleiben^10,11. Jedoch, sowohl die Hüft- und Knöchelgelenkbewegungen sind auch von dieser Form der Immobilisierung betroffen, die den Grad der Muskelatrophie bei Quadrizeps femoris oder Gastrocnemius¹²erhöhen kann. Darüber hinaus müssen Ödeme und Staus der Hinterbeine vermieden werden, indem die Umwandlung zu festgelegten Zeitpunkten ersetzt wird, was die Kontinuität der Unbeweglichkeit beeinträchtigen kann. Eine weitere akzeptierte Methode zur Etablierung eines Kniegelenk-Kontrakturmodells ist die Verwendung externer chirurgischer Fixierung. Nagai et al. kombinierten Kirschnerdraht und Stahldraht zu einem externen Fixator, der das Kniegelenk auf ca. 140° Flexion¹³immobilisierte. Bei dieser Methode wird ein Harz verwendet, um die Oberfläche zu bedecken, um Hautkratzer zu verhindern. Obwohl die externe Fixierungsimmobilisierung robust und zuverlässig ist^14,15, perkutane Kirschner Drahtstiftspuren können das Infektionsrisiko erhöhen¹⁶. Nach unserer eigenen Erfahrung kann die Verwendung der externen Fixierungstechnik die tägliche Aktivität von Ratten aufgrund einer Zunahme des konditionierten Leckverhaltens reduzieren.

Alternativ beschrieben Trudel et al. ein gut akzeptiertes Modell der Gelenkkontraktur im Kniegelenk der Ratte auf der Grundlage einer chirurgischen inneren Fixierung¹⁷ (diese Methode wurde von der von Evans und Kollegen¹⁸verwendeten methode modifiziert). Diese Methode unterstreicht insbesondere die Bedeutung der Verwendung einer Mini-Inzisionstechnik, um die chirurgischen Wunden zu minimieren. Die effiziente Entwicklung der gemeinsamen Auftragsvergabewurde in diesem Modell 19 nachgewiesen. Das Protokoll, wie eine minimale Sezierung zum Belichten der Knochenoberfläche durchgeführt werden soll, ist jedoch noch unklar²⁰. Auch die genaue Position, an der die Schraube bohrt, ist nicht vollständig verstanden. Die Implantation der inneren Fixierung durch eine subkutane oder submuskuläre Weise ist noch umstritten²¹. Um diese Probleme zu lösen, haben wir diese Methode modifiziert, indem wir einen geeigneten Muskel-Lücken-Trennmodus einbeziehen, der eine mini-invasive Exposition der Knochenoberfläche und die Platzierung der Implantation durch einen submuskulären Kanal ermöglicht. Dieses Protokoll führte zu einer schnellen postoperativen Rehabilitation bei Ratten nach einer Operation. Die Tiere entwickelten nach der gelenken Immobilisierung einen begrenzten Gelenkbewegungsbereich, der mit morphologischen Veränderungen der kapselförmigen Adhäsion aus der histologischen Analyse übereinstimmte. Wir beschreiben auch eine genaue mögliche Position der gebohrten Schrauben, wie durch Röntgenanalyse oder Mikro-CT-Analyse bestätigt. So zielte diese Studie darauf ab, eine minimal-invasive Technik in einem Kniegelenkskontrakturmodell im Detail zu beschreiben, die durch einen Muskel-Lücken-Trennmodus in Kombination mit einer Mini-Inzisionsmethode etabliert wurde. Wir glauben, dass minimalinvasive Techniken sowohl Tiertraumata reduzieren als auch den pathologischen Prozess der gelenken Flexionskontraktur effektiv nachahmen können.