ここでは、ラットモデルにおける膝関節固定化のための最小限に侵襲的な技術を説明するプロトコルを提示する。この再現可能なプロトコルは、筋肉ギャップ分離様式およびミニ切開スキルに基づいて、獲得された関節収縮の基礎となる分子機構の研究に適している。
関節収縮は、長期の関節固定化に起因し、整形外科における一般的な合併症である。現在、膝関節の可動性を制限する内部固定を利用することは、実験的な拘縮を生成するために広く受け入れられているモデルである。しかし、移植アプリケーションは必然的に動物に外科的外傷を引き起こす。より侵襲性の低いアプローチを開発することを目指して、我々は、外科的処置の間に以前に報告されたミニ切開のスキルと筋肉ギャップ分離のモダスを組み合わせた:2つのミニ皮膚切開は、横腿と脚に行われ、続いて筋肉ギャップを行った骨表面を露出させる分離。ラット膝関節は、本質的な神経や血管を妨害することなく、約135°膝屈曲で事前に構築された内部固定によって徐々に固定化された。予想通り、この簡単な技術は動物の急速な術後のリハビリテーションを可能にする。内部固定の正しい位置はX線かマイクロCTスキャン分析によって確認された。運動の範囲は、このモデルの有効性を実証する反対膝関節で観察されるものよりも固定化された膝関節で有意に制限された。また、組織学的分析は、時間の経過とともに後部優れた膝関節カプセルにおける線維性沈着および付着の発達を明らかにした。したがって、この小型侵襲的モデルは、固定化された膝関節収縮の発達を模倣するのに適してもよい。
関節収縮は、直径関節1、2のパッシブ範囲の運動(ROM)の制限として定義される。関節収縮を予防し、治療することを目指す現在の治療法は、いくつかの成功を達成しています3,4.しかし、獲得した関節拘縮の基礎となる分子機構は、ほとんど不明5.異なる社会共同体における関節収縮の病因は非常に多様であり、遺伝的要因、外傷後状態、慢性疾患、および長期の不動6を含む。取得した共同契約7の開発において、不動性が重要な問題であると広く受け入れられている。主要な関節収縮に苦しむ人々は、最終的に身体障害8をもたらす可能性があります。したがって、獲得した関節拘縮の潜在的な病態生理学的メカニズムを調べるための安定で再現可能な動物モデルが必要である。
現在造られた固定化誘発膝関節収縮モデルは非侵襲的な石膏鋳造物、外的な固定および内部固定を利用することによって主に達成される。渡辺らは、ラット膝関節に石膏キャスト固定化の可能性を報告した9.特別なジャケットを着用することにより、ラットの下肢関節の片側が鋳造物によって固定される。ラット膝関節は、外科的外傷10、11なしで完全に屈曲したままにしておくことができます。しかし、股関節と足首の関節の動きもこの形態の固定化の影響を受け、四頭筋大腿骨または胃炎12における筋萎縮の程度を増加させる可能性がある。さらに、後肢の上血腫および輻輳は、不動の連続性に影響を与える可能性のある設定された時点でキャストを置き換えることによって避けなければならない。膝関節拘縮モデルの確立のためのもう一つの受け入れられた方法は、外部外科的固定を使用しています。Nagaiらはキルシュナーワイヤーとスチールワイヤーを外部固定器に組み合わせ、膝関節を約140°の屈曲13に固定した。この方法では、樹脂を使用して表面を覆い、皮膚の傷を防ぎます。外部固定固定固定は堅牢で信頼性が高い14、15、経皮的キルシュナーワイヤピントラックは感染のリスクを高める可能性があります16.私たち自身の経験では、外部固定技術を使用すると、条件付きなめる行動の増加に起因するラットの毎日の活動を減少させる可能性があります。
あるいは、Trudel et al.は、外科的内部固定17に基づくラット膝関節における関節収縮のよく受け入れられたモデルを説明した(この方法は、Evansおよび同僚18によって使用されるものから改変された)。特に、この方法は、外科的創傷を最小限に抑えるためにミニ切開技術を利用することの重要性を強調する。共同拘縮の効率的な開発は、このモデル19で証明されています。しかし、骨表面を露出させる最小限の解剖を行う方法に関するプロトコルは、依然として不明である20.また、ネジが掘削される正確な位置は十分に理解されていません。皮下または筋肉下の方法を介した内部固定の移植は、依然として論争の的である21.これらの問題を解決するために、骨表面の小侵襲的な露出と筋肉チャネルを介した移植の配置を可能にする適切な筋肉ギャップ分離モダスを含めることによって、この方法を修正しました。このプロトコルは、手術後のラットの迅速な術後リハビリテーションにつながった。動物は、関節固定後の運動の限られた関節範囲を開発しました, これは、組織学的分析から得られたカプセル接着の形態的変化と一致しました.また、X線解析またはマイクロCT解析で確認した掘削ねじの正確な位置についても説明します。そこで本研究は、筋ギャップ分離法とミニ切開法を組み合わせた筋ギャップ分離法によって確立された膝関節収縮モデルにおける最小限侵襲的手法を詳細に説明することを目的とした。我々は、最小限に侵略的な技術は、動物の外傷を減らし、関節屈曲収縮の病理学的プロセスを効果的に模倣することができると信じています。
本研究は、手術後の動物の迅速な術後リハビリテーションを可能にする小型侵襲的手法を用いて、段階的な膝関節固定化法の解明を目指した。従来、筋ギャップ分離アプローチは整形外科において最小限に侵襲的な技術であると考えられている。予想通り、ラットは手術後1日で通常の食事と活動に戻ることができることがわかった。さらに、手術後に動脈や神経損傷は起こらず、筋ギャップ…
The authors have nothing to disclose.
この研究は、中国国家自然科学財団(No.81772368)、広東省自然科学財団(No.2017A030313496)、広東省科学技術計画プロジェクト(No.2016A0202152225)の助成金によって支援されました。No. 2017B090912007)。著者らは、修正中の彼の技術支援のために、整形外科、Sun Yatsen大学の第8付属病院の整形外科のフェイ・ザン博士に感謝します。
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 |