Вентральний хірургічний доступ для моделі дегенерації та регенерації міжхребцевого диска в шийному відділі хребта вівці: анатомічний технічний опис, переваги та обмеження

Моріц К. Демль¹ Лорін М. Беннекер¹ Таня Шмід² Дайсуке Сакай³ Крістоф Е. Альберс¹ Свен Хоппе¹ Штефан Цайтер²

Адреса для листування: Moritz C. Deml, MD, кафедра ортопедії та травматологічної хірургії (Department for Orthopaedics and Trauma Surgery), Inselspital Bern, Бернський університет (University Bern), Freiburgstrasse 8, 3010 Bern, Швейцарія (електронна пошта: moritz.deml@insel.ch).

Vet Comp Orthop Traumatol 2019;32:389–393.

Анотація Мета Вівці використовуються як модель великих тварин для досліджень міжхребцевого диска. Однак для вентрального хірургічного доступу до шийного диска у овець існує обмежена кількість описів. Тому ми надаємо детальний анатомічний опис цього доступу in vivo у овець для використання в моделях регенерації та дегенерації міжхребцевого диска з метою підвищення відтворюваності таких втручань.

Матеріали та методи. Використано вісімнадцять самок швейцарських білих альпійських овець віком від 2 до 4 років. Виконано вентральний хірургічний доступ для створення визначеного пункційного дефекту міжхребцевого диска (intervertebral disc) на рівнях шийного відділу від C3/4 до C5/6. Рівні шийного відділу C2/3 та C6/7 використано як негативні контролі. Інтраопераційні знахідки, рентгенографічні контролі та післяопераційне клінічне спостереження було задокументовано й зібрано для цього клінічного звіту.

Результати. Усі вівці швидко відновилися після хірургічного втручання. У двох овець розвинулася серома рани (wound seroma), яка розсмокталася спонтанно. Ще у двох овець спостерігалося розходження країв рани (wound dehiscence) протягом 3 днів після операції, що потребувало повторного втручання. Клінічних інфекцій рани не виникало, усі вівці загоїлися добре і не виявляли жодних побічних ефектів, пов'язаних із хірургічною процедурою.

Висновок. Вентральний хірургічний доступ до шийного відділу хребта овець є безпечною та надійною процедурою. Перевагою шийного міжхребцевого диска (cervical intervertebral disc) є легший хірургічний доступ та збільшена висота диска порівняно з поперековим відділом хребта овець. Оскільки шийний міжхребцевий диск овець демонструє високий ступінь подібності (наприклад, молекулярні характеристики) порівняно з людськими дисками, він є перспективною моделлю дегенерації та регенерації для захворювань дисків.

Ключові слова

• ► шийний відділ хребта (cervical spine)
• ► дегенерація міжхребцевого диска (intervertebral disc degeneration)
• ► вівця (sheep)
• ► овечий (ovine)
• ► модель на тваринах (animal model)

Вступ

Вівці широко використовуються як експериментальні моделі в ортопедичних дослідженнях. Вибір відповідної тварини-моделі та методів аналізу скелета є життєво важливими складовими експериментального дизайну та аналізу в дослідженнях дегенерації та регенерації міжхребцевого диска.1–³ Зокрема, описано різні типи овечих моделей поперекового та шийного відділів хребта для заміни диска з подальшим спондилодезом і моделей дегенерації міжхребцевого диска, а також моделей вертебропластики.2–⁸

¹Кафедра ортопедії та травматології, Inselspital Bern, Бернський університет, Берн, Швейцарія

² Науково-дослідний інститут AO в Давосі, Давос, Швейцарія

³Кафедра ортопедичної хірургії, хірургічні науки, Медична школа Університету Токай, Ісехара, Канаґава, Японія

Передній хірургічний доступ до шийного відділу хребта в людей уперше описано Smith і Robinson у 1958 році.⁹ Сьогодні передній хірургічний доступ до шийного відділу хребта в людей і вентральний доступ до цієї ділянки в собак є стандартними хірургічними процедурами.¹⁰ Завдяки схожості анатомії шийного відділу хребта овець і людей його також можна використовувати на овечих зразках.11–¹³

Існують поодинокі описи вентральних хірургічних доступів до шийного відділу хребта овець, як описано Allen та колегами.¹⁴ Однак, наскільки нам відомо, дотепер немає детального опису вентрального відкритого доступу до шийного відділу хребта у моделі вівці для аналізу дегенерації та регенерації міжхребцевих дисків.¹⁴ Наразі відтворюваність доклінічних досліджень є предметом обговорення, і детальний, стандартизований опис хірургічних моделей підвищить строгість майбутніх досліджень.² Тому ми надаємо детальний опис анатомічних орієнтирів для вентрального хірургічного доступу до шийного відділу хребта вівці, щоб нанести заздалегідь визначений вентральний дефект диска для провокування дегенерації міжхребцевого диска та для тестування різних регенеративних агентів. Ми також надаємо детальну інформацію про ветеринарний догляд до та після операції, необхідний для належного відновлення тварини.

Матеріали та методи

Тварини

Для дослідження використано 18 молодих дорослих самок швейцарської білої альпійської вівці віком від 2 до 4 років із середньою (стандартним відхиленням) масою тіла 72,8 (11,7) кг. Тварини, залучені до дослідження, були здоровими та вільними від ортопедичних захворювань (на підставі передопераційного клінічного огляду ветеринаром, підрахунку лейкоцитів, загального білка, рентгенограм та комп'ютерної томографії ділянки операції). Тварин утримували в стайнях Дослідницького інституту AO у Давосі (Давос, Швейцарія). Тварини проходили акліматизацію щонайменше 2 тижні та отримували корм двічі на день у вигляді силосу, сіна та соломи з постійним вільним доступом до води. Установа акредитована AAALAC, а також сертифікована за GLP та ISO 9001:2008. Дослідження виконано відповідно до Закону Швейцарії про захист тварин за ліцензією № 40_2014 та 21E_2015 від кантональних органів влади Граубюндена, Швейцарія.

Хірургічний доступ

З дня перед операцією їжу не давали, але вівці мали необмежений доступ до води. Їх седатували 0,5 мг/кг детомідину внутрішньом'язово (в/м) у стайні, анестезію індукували 0,2 мг/кг діазепаму в суміші з 3–4 мг/кг кетаміну внутрішньовенно та підтримували севофлураном (1,2–2,2% об/об у 0,6–1 л кисню). Передопераційно внутрішньовенно вводили 2,2 мг цефтіофуру та 1,4 мг/кг карпрофену. Вівці були розміщені в дорсальному положенні (dorsal recumbency), шию виголили. Для підтримання шийного лордозу (cervical lordosis) ми використовували підкладку під шиєю для досягнення розширення шийних міжхребцевих просторів (cervical disc spaces). Шкіру асептично підготували до операції шляхом втирання мила з хлоргексидином протягом щонайменше 2 хвилин з подальшим обмиванням спиртом.

Рис. 1 Вигляд хірургічного поля на вентральній поверхні шиї вівці після вистригання, асептичної підготовки та обкладання.

(►Fig. 1). Після хірургічного обкладання стерильною білизною виконано шкірний розріз довжиною від 15 до 20 см поздовжньо до шиї по вентральному краю грудинно-ключично-соскоподібного м'яза (musculus sternocleidomastoideus) (►Fig. 2). Виконано препарування шляхом тупого розділення між трахеєю та стравоходом (медіально) і каротидним піхвою (латерально), з використанням електрокоагуляції для гемостазу за потреби (►Fig. 3). Оголено вентральну поверхню шийного відділу хребта від C2 до C7, яка майже повністю вкрита V-подібними довгими м'язами шиї (longus colli), які є більш вираженими, ніж у людей, і беруть початок із середини вентральної частини хребців (►Figs. 4 and 5). Латеральну та фронтальну візуалізацію виконано з використанням стандартної C-дуги. Обрані диски оголено шляхом дуже обережного та тупого розділення для запобігання пошкодженню замикальних пластинок та інших структур (►Fig. 6). У всіх овець оголено рівні C3/4 до C5/6 та нанесено дефект пуансоном. Після оголення вентральної частини обраного міжхребцевого диска та розсічення початку довгого м'яза шиї (longus colli) краніально до міжхребцевого диска введено 1-мм дріт Кіршнера в диск для підтвердження правильного положення та напрямку для створення дефекту знову за допомогою радіологічної візуалізації у двох площинах. Це гарантує відсутність пошкодження замикальних пластинок сусідніх хребців та розташування дефекту диска в однаковому положенні в усіх міжхребцевих дисках (►Fig. 7). Потім ми створили дефект діаметром 2 мм та

Рис. 2 Анатомічний ситус (situs) після поздовжнього розрізу шкіри.

Рис. 3 Анатомічний situs (situs) після глибшого тупого препарування.

Рис. 6. Підготовлений вентральний аспект міжхребцевого диска (intervertebral disc) між суміжними хребцями та сухожилками довгих м'язів шиї (longus colli muscles).

Рис. 4 Анатомічне розташування (situs) з характерною V-подібною формою довгих м'язів шиї (longus colli muscles).

Рис. 7 Маркування міжхребцевого диска (intervertebral disc) 1-мм шпицею Кіршнера (Kirschner wire pin) з контролем за допомогою електронно-оптичного перетворювача (image intensifier).

Рис. 5. Характерна V-подібна форма довгих м'язів шиї (longus colli muscles) вентрально від міжхребцевого диска (intervertebral disc), які є більш вираженими, ніж у людей, і беруть початок безпосередньо посередині хребців на кожному рівні.

Рис. 8 Створення дефекту міжхребцевого диска (intervertebral disc) пуансоном 2 4 мм.

Дефект круглої форми глибиною 4 мм за допомогою попередньо визначеного пробійника відповідного розміру (►Fig. 8). Дефект виконували посередині вентральної сторони фіброзного кільця (annulus fibrosus), щоб не пошкодити кісткові замикальні пластинки (bone endplates) суміжних хребців (►Fig. 9). Після створення дефекту можна застосувати метод відновлення або залишити його порожнім як негативний контроль. Глибину дефекту контролювали шляхом вимірювання довжини вилученого матеріалу диска з пробійника. Вона становила від 3,8 до 4,2 мм у всіх випадках. Закриття рани виконували у три шари: фасція, підшкірна тканина та внутрішньошкірний шов шкіри, використовуючи безперервний адаптувальний взірець (continuous adapting pattern) та розсмоктувальний шовний матеріал (Monocryl metric 2, Ethicon). Було накладено стент і шийну пов'язку з м'яким обгортанням, які зняли через 3 дні. Дренаж не застосовували.