Способ дорсальной инструментальной фиксации поясничного отдела позвоночного столба крысы

УДК [569.323.4-071.3:616.711.6-001.5-089.227.84]-092.9

Краснов В.В., Кубрак Н.В. ФГБУ «Российский научный центр «Восстановительная травматология
и ортопедия» им. акад. Г.А. Илизарова» Минздрава России, г. Курган

Введение. Для получения новых знаний в области вертеб-рологии и нейрохирургии проводятся экспериментальные исследования на животных. Наиболее предпочтительными для этих целей являются лабораторные крысы из-за низкой стоимости их разведения, содержания и послеоперационного ухода [7].

В настоящее время известны различные способы стабилизации позвоночного столба крыс, основанные на фиксации дорсальных структур позвонков шовным материалом, проволокой, микропластинами и микровинтами [3, 4, 5, 6, 8]. Однако, все они используются исключительно при стабильных повреждениях позвоночника и не позволяют управлять положением позвонков в процессе эксперимента, что и определило цель работы.

Материал и методы исследований. Исследование проведено на 20-ти крысах линии Вистар обоего пола в возрасте 8-12-ти месяцев, массой тела от 270 до 320 г без патологии нервной системы и опорно-двигательного аппарата. Все манипуляции выполнялись в соответствии требованиями «Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей» (Страсбург, 1986) и были одобрены Комитетом по этике ФГБУ «РНЦ «ВТО» им. академика Г.А. Илизарова».

После анатомического препарирования поясничного отдела позвоночного столба определяли остеометрические показатели поясничных позвонков цифровым штангенциркулем DCA150B (Velleman Belgium). Полученные данные обрабатывали общепринятым методом с вычислением средней арифметической и стандартного отклонения (M±SD).

В качестве фиксаторов применяли зубные винтовые штифты в исполнении S1, М1 (ООО «Форма», Россия), в головках которых дополнительно просверливали отверстие диаметром 1 мм, перпендикулярно продольной оси штифта. Для установки штифтов использовали ключ KB-1,70 (ООО «Форма», Россия). В качестве штанг использовали спицы Киршнера диаметром 1 мм (ФГУП «Опытный завод РНЦ «ВТО» имени академика Г.А. Илизарова», Россия).

Оперативные вмешательства проводили под общим наркозом: ксилазин 2% (в/м, 4 мг/кг) и золетил 100 (в/м, 8 мг/кг).

Рентгенографию осевого скелета крыс осуществляли с помощью рентгеновского аппарата Premium Vet (Sedecal, Испания) в дор-совентральной и латеральной проекциях.

Результаты исследования. При анатомическом препарировании установлено, что у крыс наиболее пригодным и безопасным для выполнения дорсальной инструментальной фиксации является поясничный отдел позвоночного столба, состоящий из 6-ти позвонков [2]. Шестой поясничный позвонок расположен между крыльями подвздошных костей, которые препятствуют введению фиксаторов стержневого типа.

Результаты остеометрии (табл. 1) показали, что толщина ножки дужки варьирует от 0,48±0,157 до 0,99±0,071 мм и является недостаточной для выполнения транспедикулярной фиксации. Линейные размеры тел поясничных позвонков позволяют осуществить корпоральную фиксацию двумя винтовыми штифтами в исполнении S1 или М1, имеющими диаметр нарезной части 1,05 мм и длину 5 и 6,5 мм, соответственно (рисунок 1).

Таблица 2. Остеометрические параметры поясничных позвонков крыс (M±SD), мм

Параметр	Позвонки поясничного отдела
	L I	L II	L III	L IV	L V	L VI
Фронтальный размер ножки дужки	0,48±0,157	0,60±0,223	0,61±0,118	0,71±0,108	0,92±0,117	0,99±0,071
Кранио-каудальный размер тела	6,61±0,119	7,31±0,438	7,87±0,396	7,86±0,436	7,85±0,396	7,37±0,078
Дорсо-вентральный размер тела	4,01±0,211	4,07±0,348	4,19±0,306	4,61±0,340	4,60±0,397	4,72±0,367
Фронтальный размер тела	2,71±0,328	2,79±0,271	2,82±0,224	3,12±0,320	3,42±0,470	3,5±0,556

Во время операции крысу фиксировали в положении лежа на животе. После обработки операционного поля в проекции остистых отростков поясничных позвонков проводили разрез кожи, подкожножировой клетчатки и фасций. Скелетировали остистые и суставные отростки, дужки и основания поперечных отростков. Шилом перфорировали середину основания поперечного отростка. В образованное отверстие устанавливали хвостовик зубного штифта и с помощью ключа вкручивали его в тело позвонка в вентро-медиальном направлении в сегментальной плоскости под углом 20±5° к фронтальной. Аналогичным образом вводили фиксатор с противоположной стороны, предварительно сформировав для него отверстие по каудальному краю поперечного отростка. После фиксации позвонков отверстия головок штифтов выставляли соосно друг другу и вводили в них штанги поочередно с каждой стороны (рисунок 2). После выполнения экспериментальной задачи положение штифтов на штанге фиксировали путем опрессовки их головок с помощью обжимного инструмента.

Операционную рану ушивали послойно наглухо. Операцию завершали выполнением контрольной рентгенографии (рисунок 3).

Рис. 2. Вид установленных винтовых штифтов и штанг в операционной ране

Рис. 3. Контрольные рентгенограммы позвоночного столба крысы после операции: а - дорсо-вентральная, б - латеральная проекции

Для профилактики послеоперационных осложнений однократно подкожно вводили 5 мл 0,9%-го раствора хлорида натрия, гентамицин (в/м, 4 мг/кг, 2 раза/сут.) и этамзилат (в/м, 0,02 мл 2 раза/сут.). В течение первых суток осуществляли дополнительный обогрев животных [1]. Течение послеоперационного периода соответствовало объему и тяжести оперативного вмешательства. Максимальный срок эксперимента составлял 45 суток. Переломов тел позвонков и миграции фиксаторов не наблюдалось.

Заключение. Таким образом, применение разработанного способа дорсальной инструментальной фиксации поясничного отдела позвоночного столба крыс позволяет управлять положением позвонков в процессе операции и стабильно удерживать их в достигнутом положении на протяжении всего эксперимента. Предложенный способ может использоваться для проведения экспериментальных исследований в области вертебрологии и нейрохирургии.

Список литературы:

1. Кубрак Н.В., Краснов В.В. Осложнения после моделирования контузи-онной травмы спинного мозга у крыс. // Успехи современного естествознания. 2015. - №. 9-3. - С. 439-441.
2. Ноздрачев А.Д. Анатомия крысы / А. Д. Ноздрачев, Е. Л. Поляков - СПб.: Лань, 2001. - 464 с.
3. Complete spinal cord transection treatedby implantation of a reinforced synthetic hydrogel channel results in syringomyelia and caudal migration of the rostral stump / H. Nomura [et al.] // Neurosurgery. 2006. - Vol. 59. №. 1. - P 183192.
4. Degenerative changes following spinal fixation in a small animal model / G. D. Cramer [et al.] // Journal of manipulative and physiological therapeutics. 2004. - Vol. 27. №. 3. - P. 141-154.
5. Design and biomechanical evaluation of a rodent spinal fixation device / M. Shahrokni [et al.] // Spinal cord. 2012. - Vol. 50. №. 7. - P 543-547.
6. Rigid fixation of the spinal column improves scaffold alignment and prevents scoliosis in the transected rat spinal cord / G. E. Rooney [et al.] // Spine. 2008. - Vol. 33. №. 24.- P. E914-E919.
7. Schanaider A., Silva P.C. Uso de animais em cirurgia experimental // Acta Cir Bras. 2004. - Vol. 19. №. 4. - P 441-447.
8. Stem Cells Regenerative Properties on New Rat Spinal Fusion Model / K. Klfma [et al.] // Physiological Research. 2015. - Vol. 64. №. 1. - P. 119-128.

Резюме. В настоящее время известны различные способы стабилизации позвоночного столба крыс, основанные на фиксации дорсальных структур позвонков шовным материалом, проволокой, микропластинами и микровинтами. Однако, все они используются исключительно при стабильных повреждениях позвоночника и не позволяют управлять положением позвонков в процессе эксперимента. Авторами разработана и апробирована техника выполнения дорсальной инструментальной фиксации поясничного отдела позвоночного столба крысы. Объектом исследования служили 20 крыс линии Вистар. На основании данных остеометрии поясничных позвонков определяли оптимальные размеры винтовых штифтов для осуществления корпоральной фиксации. Выполняли рентгенографию анатомических препаратов и осевого скелета крыс. В результате проведенных исследований установлено, что толщина ножки дужки является недостаточной для выполнения транспедикулярной фиксации, а линейные размеры тел поясничных позвонков позволяют осуществить корпоральную фиксацию двумя винтовыми штифтами. Переломов тел позвонков и миграции фиксаторов в процессе и после опыта не наблюдалось. Предложенный авторами способ позволяет управлять положением позвонков в процессе операции и стабильно удерживать их в достигнутом положении на протяжении всего эксперимента и может использоваться для проведения экспериментальных исследований в области вертебрологии и нейрохирургии.

Ключевые слова: крыса, позвоночный столб, позвонок, поясничный отдел, остеометрия, дорсальная инструментальная фиксация, рентгенография, нейрохирургия, вертебрология.

Сведения об авторах:

Краснов Виталий Викторович, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник ФГБУ «Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. академика Г.А. Илизарова» Минздрава России; 640014, г. Курган, ул. М. Ульяновой, 6; тел.: 8-3522-415273; e-mail: v.v.krasnov@mail.ru.

Ответственный за переписку с редакцией: Кубрак Надежда Владимировна, младший научный сотрудник ФГБУ «Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. академика Г.А. Илизарова» Минздрава России; 640014, г. Курган, ул. М. Ульяновой, 6; тел.: 8-3522415273; e-mail: kubrak2@mail.ru.

	Полезные ссылки
Департамент ветеринарии Краснодарского края Ассоциация Практикующих Ветеринарных Врачей