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软骨修复实验动物模型的建立:保留猪膝关节软骨的手术方法

2017年11月20日 浏览量: 评论(0) 来源:Journal of Experimental Orthopaedics December 2017, 4:11 | Cite as 作者:李晓菲译 责任编辑:admin
摘要:本研究比较了作为软骨修复模型使用的传统髌旁支持带松解关节切开术与一种保留的猪膝关节切开术。
摘要:本研究比较了作为软骨修复模型使用的传统髌旁支持带松解关节切开术与一种保留的猪膝关节切开术。
 
结果:对十头尤卡坦猪股骨滑车的手术暴露膝关节是使用传统的内侧髌旁入路与髌骨支持带切开脱位(N = 5)或微创(MIS)的方法使用髌骨支持带(N = 5)。传统和MIS方法提供了充足的靠近滑车方法,无困难地创造软骨缺损。每个滑车创建四个全厚4 mm的圆形全层软骨缺损。两种手术方法均未发生术中并发症。所有猪术后均立即负重,全方位活动。2周和3周之间处死。与MIS方法相比,传统的方法与软骨磨损增加有关。根据修改后的ICRS软骨损伤的分类,双盲评分者围绕缺陷的滑车软骨进行大体评价。传统方法软骨的评分比MIS组要差得多。
 
结论:MIS法对滑车软骨损伤最少,并能快速恢复负荷活动。作为猪模型关节的方法,MIS优于传统方法。
 
关键词:动物模型 膝关节  微创 迷你猪 软骨修复
 
背景:临床前评估软骨修复的动物模型对于推进软骨治疗的临床试验至关重要。大型动物被认为是适合人类疾病的替代模型,而猪膝关节是关节软骨修复的首选模型之一,关节力学、负重和软骨厚度与人类膝关节相似。无论是在股骨髁或滑车槽猪膝关节也能创造6–8 毫米直径的缺陷的研究。滑车是评估局灶性缺陷修复技术的新部位。此外,该部位具有很高的临床意义,与股骨髁部缺损相比,人类的髌骨股骨缺损有不利的临床结果。滑车沟的暴露是最常用的髌骨内侧入路。虽然这需要髌骨内侧支持带的切割,髌骨的重要稳定器,这种方法在人类的并发症率低,被认为是安全的。然而,在大型动物模型中,人们已经注意到,即使经过精心修复髌内侧支持带,轻微松动或支持带紧缩会导致在滑车软骨的髌骨错位。这种髌骨股骨关节软骨的压力改变可能会导致机械和局部炎症,软骨退化,危及软骨修复方法的结果。最近的一篇文章描述了一种微创切开术(MIS)的方法,有助于防止羊髌骨运动轨迹,然而,这种方法还没有在猪的模型上测试。本研究通过猪模型将传统髌旁支持带切开术同保留的支持MIS关节切开术相比。
 
方法:健康、骨骼发育成熟,尤卡坦猪,16到18 月之间(平均体重68.5 公斤)自由采食和饮水。
 
手术设计:所有猪使用氯胺酮,甲苯噻嗪联合麻醉,异氟烷维持麻醉。猪的股骨滑车的手术暴露膝关节是由同一外科医生使用传统的内侧髌旁入路与髌骨支持带切开脱位法。MIS法使用髌骨支持带。每个滑车创建四个全厚4 mm的圆形全层软骨缺损。所有猪术后均立即负重,全方位活动。1周和3周之间处死。手术前,将猪置于仰卧位,用电动剃须刀刮除膝关节上方的皮肤。手术的后肢被脚悬吊。未用无止血带,准备无菌四肢手术。蹄用无菌手套覆盖,用胶带密封,并用胶布固定肢体。在包裹过程中保持髋关节和膝关节伸展。避免手术过程中四肢松动。猪安乐死后,双盲评分者根据改良的ICRS软骨损伤的分类进行排除缺陷的滑车软骨大体评价。在这个分类中,0代表完整的软骨,4代表全厚度的磨损。
 
传统的手术方法:腿被允许在没有牵引力的情况下放置。在髌骨内侧缘内侧进行1厘米的 纵形皮肤切口。从髌骨上极到胫骨结节。选择内侧皮肤切口,以避免外部创伤对伤口造成损伤。粘液囊切除需要确定关节囊。关节囊被打开,从髌骨上极远端胫骨结节关节切开,切断髌外侧支持带。横向切开术是首选,因为猪髌骨内侧是更容易半脱位的。髌骨脱位的内侧,暴露滑车。如果有必要,切口伸入侧股使髌骨脱位。关闭进行缝合髌内侧支持带及关节囊。分别缝合皮下组织和皮肤。
 
MIS法:在进行切口之前,确定了解剖标志物,包括胫骨结节、髌骨和髌腱。髌腱内侧1厘米的直切口 ,从髌骨下极延伸到胫骨结节。划分皮下组织与皮肤切口髌前囊线切除需要确定髌腱的边缘。髌骨肌腱和关节囊充分暴露后在完全伸展的状态下,进行髌腱内侧关节切开术。,关节切开从胫骨结节水平到髌骨下极水平只为了保留髌骨支持带。脂肪垫进行鉴定和切割逐步直到滑车软骨是可视化的,注意不要损伤软骨。该脂肪垫部分切除术促进了滑车曝光。一个小霍曼拉钩定位髌骨肌腱与股骨髁外侧之间。进入滑车软骨是可能的没有必要进行髌骨脱臼。保持膝关节完全伸缩接头是保持髌骨滑车近端的关键,虽然小程度的弯曲是可能的如果必要暴露远端滑车。缝合髌内侧支持带及关节囊,分别缝合皮下组织和皮肤。
 
术后护理:所有动物在术后立即接受全负重和全方位的运动,并每天由外科和兽医团队监测疼痛、痛苦或外科并发症的症状。猪接受单剂量静脉注射(IV)长效非甾体抗炎药。另外按需使用四氢吗啡酮。
 
结果:传统和MIS的方法提供充足的接近滑车方法,无困难地创造软骨缺损。两种手术方法均未发生术中并发症。所有十头猪均正常髌骨追踪,术后无髌骨脱位或伤口并发症。五头猪进行了传统的方法,至少手术72 h后手术肢体表现出严重的跛行。两只猪需要增加四氢吗啡酮一天。从主观上看,这些猪在手术后的互动性较低。在五只进行了MIS手术的猪,在手术后第1天行走时跛行很小。没有一个MIS手术猪需要额外的术后疼痛管理,所有这些猪术后第三天都是完全互动的。传统方法软骨的评分比MIS组要差得多。这表明,MIS方法组有更完整的软骨。
 
讨论:猪膝关节软骨修复研究的常用模型,反映人的膝关节的功能很多,包括关节骨骼的相对大小,交叉韧带、半月板的存在,和股骨远端髁。小型滑车是一种常用的定位关节缺损模型,大面积允许每个关节多缺陷。这就减少了某一研究所需的动物数量。与其他大型动物(如马)相比,猪的优点是饲喂要求小,处理更简单,而且更便宜。这两个方法,操作简便,安全,并取得了良好的曝光滑车的方法。而,与传统方法相比,MIS方法创伤小,发病率降低。MIS的方法进一步的好处包括重要结构的保护,包括髌内侧支持带,斜股内侧肌,和髌骨的血液供应。传统的方法需要的支持带夹层,并且需要大量的术后疼痛管理。在成年猪,传统的方法产生了一定程度的软骨损伤除了手术造成软骨缺损。软骨磨损出现平行于髌骨沟纵向病变,提示损伤的原因是由于髌骨错位或超压。这种类型的术后软骨损伤与研究软骨修复方法变是不相容的,如使用组织工程生物材料来填补局部缺损,因为整个关节环境被改变。这项研究有一些潜在的局限性。首先,猪3周内处死。因此,我们不能肯定软骨磨损在术后较长时间点不会发生。第二,在传统组内安乐死的时间有相当大的变异性。与MIS组相比这将影响ICRS评分结果;然而,在早期和晚期我们观察到了类似的软骨侵蚀程度。
 
结论:MIS的方法对接触股骨滑车是容易的,安全的,能较好地暴露滑车。与传统方法相比,MIS法不损伤滑车软骨能更快的恢复到承载活动。在猪模型的关节切开术MIS法优于传统方法。
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