诱导膜技术中使用骨水泥有或没有头孢唑啉鸡节段半径缺陷

介绍

策略管理骨损伤和感染,导致大的节段性骨缺损,不断改善人类患者(1,2)。一些治疗策略也被应用于兽医的病人,包括鸟类、报告的成骨的分心,骨头运输,或者使用软化骨基质(3- - - - - -5)。治疗禽流感的选择应该遵循手术的复杂性等因素和学习曲线,骨头,稳定的方法,成本,和预后回归函数,等等。

Masquelet诱导膜技术引入了在人类治疗骨缺损是一个不那么复杂的选择相比,运输和血管骨移植骨(6- - - - - -8)。这个过程是在两个步骤进行。在第一步中,受损区域执行清创,聚methacrylate-based骨水泥放在骨缺陷作为间隔和膜诱导物(6,9- - - - - -11)。在第二步中,将删除间隔6 - 8周后,缺陷是装满了自体移植(7,8,10)。诱导膜被认为协助血管再生,防止贪污吸收和提高皮质形成(6,9,11)。在鸟类,诱导膜的特点是评估在鸡15日21日和30天的永恒的骨水泥(12)。

诱导膜的发展和特点可能受添加剂的影响,如硫酸钡(7)和抗生素(13)。然而,有争议关于抗生素的使用与否的有效性- - - - - -加载骨水泥发展的人类诱导膜(6,7,14)。最好的作者的知识,使用antibiotic-loaded骨水泥诱导膜技术尚未评估在鸟类。鸟类的骨头有许多不同的哺乳动物,包括钙含量较高,造成薄的外壳和脆性性质,快速骨愈合率,和气动骨头的存在(15,16),这可能会影响结果。

因此,本研究旨在评估通过影像学和组织学检查诱导膜技术使用骨水泥,有或没有头孢唑啉,节段性缺损在左半径鸡。

材料和方法

主题

三十岁健康女性鸡(背带家)购买商业繁殖,平均年龄为18个月,体重从1到1.8公斤(平均数±标准差:1.4±0.3公斤)。只鸡养在一个区域(4.0米宽x 12.0米长3.0米高)与自然通风,并得到了一个商业饮食和水随意。小鸡被随机分为两组:组1 -骨缺损填充骨水泥;第二组骨缺损充满头孢唑啉powder-loaded骨水泥。

麻醉和手术

后6小时禁食,每个鸡得到盐酸曲马多(8毫克/公斤),咪达唑仑(1毫克/公斤)和盐酸氯胺酮(5毫克/公斤),胸肌肌内。全身麻醉诱导的面罩和5%异氟烷和维护管理通过non-cuffed气管导管(2.5%异氟烷在1.5 - l氧气)。血压、心率、呼吸率、end-tidal二氧化碳,和脉搏血氧仪都是被监控的。

又把羽毛从左前臂,鸡在加热垫放在背躺着。皮肤无菌准备,手术进行中描述的鸡(12)。短暂,纵向皮肤切口半径的腹侧方面,和伸肌metacarpi旋前肌肌肉被确定和收回,让骨头露出来。振荡看到被用来创建一个1.5厘米的节段性缺陷半径骨干。在组1,骨缺损填充骨水泥(C-VET;CIMTECH,力拓克拉洛雪茄烟,巴西圣保罗)在一个圆柱形状还在面团的阶段。的肌肉和筋膜不是用一个简单的连续使用5尼龙模式。一个简单的中断模式是用于关闭皮肤用尼龙单丝3:0缝合切口。在第二组,骨缺损充满了头孢唑啉powder-loaded骨水泥(0.104 g的头孢唑啉/ 0.54 g的骨水泥)(Cefazolina sodica;ABL,国际都市、SP、巴西)圆柱形状还在面团的阶段。为此,水泥粉和头孢唑林粉混合后在无菌混合碗中,液体单体添加。 The combination was hand mixed using a spatula. The liquid component of the orthopedic cement contained Monomethyl Methacrylate, NN Dimethyl-p–toluidine, and Hydroquinone, while the powder contained Polymethyl Methacrylate, Barium Sulfate, and Benzoit Peroxide. According to the manufacturer instructions, the bone cement was sterilized with ethylene oxide.

单剂头孢唑啉(15毫克/公斤IM)是管理所有鸡在手术之前。Meloxicam管理(0.5毫克/公斤问24小时IM) 6天。伤口清洗每日2%洗必泰,生理盐水和包扎。皮肤缝合手术后被7到10天。

射线探伤和组织学分析

影像学检查的左前臂被中间外侧的身高和体重的看法后立即手术,7点15,术后21天。水泥的定位垫片到骨缺损(正确定位;略、轻度或中度位移)和骨质增生(存在与否)进行评估。

组织学分析,每组5只鸡被安乐死7点15,手术后21天。因此,与盐酸氯胺酮镇静后(30毫克/公斤IM),甲苯噻嗪盐酸盐(4毫克/公斤),和曲马多(8毫克/公斤IM),鸡深感与异氟烷麻醉,紧随其后的是静脉注射氯化钾,直到心脏骤停。然后,纵向切口是在原手术区域皮肤,肌肉和仔细暴露诱导膜中删除。膜与谨慎,减少纵向和骨水泥了。依从性之间的骨水泥和诱导膜没有被观察到。然后,总诱导膜neutral-buffered收集并固定在10%福尔马林。随后,石蜡包埋膜切成2 - 3μm部分- - - - - -厚和Hematoxylin-Eosin染色。此外,断裂的骨头也收集结束,在10% EDTA溶液脱钙,紧随其后的是脱水和二甲苯在酒精和澄清。然后,骨头被嵌入在一个石蜡块结束,切成5μm-thick片,并与Hematoxylin-Eosin染色。

诱导膜的炎症反应的类型和扩展,纤维组织增生,多病灶的软骨定性评估领域存在盲目的方式。骨折骨,骨基质的扩散也定性评估。这些微小的发现被分配一定的强度:没有(-),轻微的(+),中等(+ +),强调(+ + +)。包括诱导膜厚度的定量评估(μm)和血管密度。数字图像(1600 x 1200像素;32位/像素;RGB)的组织学幻灯片使用光学显微镜捕捉到一个(蔡司Axio A1范围;德国)。诱导膜的厚度测量在三个不同的位置(2.5 x放大图1一个)。共有9个测量/膜/鸡都是7点15,手术后21天。评估血管密度,数字图像捕获使用20 x客观和重叠网格(50 x 50μm) (图1 b)。人工计数的血管。入选标准包括结构由一至三层,由血管内皮,有或没有红细胞。所有与QuPath图像分析软件(0.3.2版)。

统计分析

Kolmogorov-Smirnov执行测试来确定数据是正态分布。与正态分布的变量(诱导膜的厚度,和血管密度),一个学生t -执行测试比较两组在每个时间点(7、15和21天后手术),和方差分析(方差分析)进行了评估在每个组在每个时间点。诱导膜评估和骨折骨显微结构变化(炎症反应,纤维组织增生,多病灶的软骨诱导膜、骨折和骨基质结束),鸡与每个年级的比例确定,然后分析了集团和时间点。的气- - - - - -广场(χ2)测试是用来比较百分比。被认为具有统计显著性差异在我< 0.05。统计分析是使用软件进行生物抑制剂5.0和3.5 SigmaStat。

结果

临床和影像学评估

没有手术后并发症。伤口愈合太平无事地。

放射学(图2),骨水泥被认定为不透射线的结构占据时间点两组骨缺损。轻度至中度骨水泥的位移检测到57.22%的共有30只鸡评估。温和的新骨形成在至少一个的四肢骨折骨缺损被认为只有手术后21天在97%的鸡。

组织学评价诱导膜

在两组,术后7天,由梭形细胞组成的维管组织的组织有明确的原子核(解释为成纤维细胞),以及多边形细胞充足的细胞质和一个清晰的和略圆核(解释为组织细胞)观察。此外,还有多个领域分散嗜酸性物质(坏死肌肉纤维)(图3一,4)。在每一组中,诱导膜并不确定在一个鸡。

在术后15天,纤维组织组成的多边形梭状细胞被认为在两组。组织混乱,松散,中等至高血管(图3 b,4 b)。在组1中,黏液样化生的核心地带,和软骨也验证了多焦点的领域(图3 b)。在2组,还有一个单核为主的炎性浸润周围,除了堕落的肌肉纤维。

在手术后21天,纤维组织组成的多边形纺锤状细胞紊乱和高度血管化,被发现在两组(图3 c,4摄氏度)。然而,两种截然不同的层(密度和松散)观察在每组只有一个鸡。两组也有单核炎症浸润主要由组织细胞(图5)。

多核细胞只有定性评估(现在或缺席)。统计分析的多病灶的多核细胞组织学研究结果显示,存在不同群体之间在7 (G1 > G2)和21 (G2 > G1)天后手术(p< 0.001)。每组有差异(p< 0.001),与膜的最低比例多病灶的多核细胞组1天21日和组术后2天7。单核炎症浸润显示在每组(没有区别p= 1.00),但不同(p= 0.046)组间只有21天(G1 > G2)。膜的比例与纤维组织增生组(没有差异p= 1.00)或集团内部的评估时间点(p= 0.239)。膜的比例多病灶的地区之间的软骨不同组(p< 0.001)在所有时间点(G1 > G2)。在每组,组2没有现在多病灶的软骨在15和21天手术后,在第1组有更高的多焦点的软骨相比7天15和21天手术后(p< 0.001)。

在两组中,诱导膜厚度的均值较低,术后7天(p< 0.05)相比,15和21术后几天,没有不同于对方。厚度在两组之间没有差别(p> 0.05)。在组1,血管密度在诱导膜降低术后7天(p15 - 21 = 0.016)相比,术后几天,没有不同于对方。在第2组中,没有时间点之间的差异(p= 0.296)。团体之间,有较低的血管密度相比,组2组1只在术后21天(p= 0.041)。

表1显示的统计比较组织学研究结果之间的组织。

组织学评价骨骨折

骨基质扩散发生在断裂的骨头结束,主要来自骨膜。这个骨基质被认为是混乱和不成熟的15 - 21天。有轻度至中度骨内膜的反应断裂附近站点在21天。动物的骨基质的比例近端骨折骨结束每组内不同(p< 0.001),组间在15天(G2 > G1)和手术后21天(G1 > G2) (p= 0.0098)(图6)。7天骨基质没有观察到两组。显著差异也观察到骨折远端结束在两组之间在7 (G1 > G2) (p< 0.0001),手术后21天(G2 > G1) (p= 0.0016)。在每一组中,只在21天组2显示更高的骨基质相比,手术后7和15天(p< 0.001)(图6 b)。

讨论

本研究评估的发展使用骨水泥有或没有头孢唑啉诱导膜,与主要组织学差异中找到组织。利用antibiotic-loaded水泥垫片,用在当前的研究中,一直是一个有争议的话题在人类患者,不能被视为一个补充不足外科清创术(7)。方法已经被用于人类临床感染病例没有工会,效果很好(6,14)。然而,Masquelet不建议由于抗生素耐药性的风险;一些抗生素可能会影响诱导膜的结构方面;使用水泥没有抗生素无感染复发是有利的进化说明(7)。

在最近的研究中,所使用的抗生素头孢唑啉,第一代头孢菌素(15)。许多抗生素可以热不稳定或促进水泥(有害的影响17),需要考虑选择抗生素时纳入聚甲基丙烯酸甲酯。研究头孢唑啉聚甲基丙烯酸甲酯的洗脱珠子或块已经表明,在最初的版本中,浓度降低,同时保持的最小抑制浓度(18- - - - - -20.)。总剂量的头孢唑林水泥中包含在本研究100毫克。系统性剂量的头孢唑啉被报道为25 - 75毫克/公斤问8 - 12 h对大多数鸟类物种(15)。因为药代动力学数据关于准备antibiotic-impregnated骨水泥在兽医的患者被认为是有限的,应该考虑同时注射用药物的剂量(21)。

没有观察到两组术后并发症。反过来,一个诱导膜的研究不添加抗生素骨水泥的观察迹象炎症水肿和浆液排出两个鸡(12)。在两组,温和的新骨形成的至少一个四肢骨折骨缺损的射线照片上看到只在术后21天。这些发现符合组织学分析自骨基质骨骨折之间没有一个统一的模式和组结束,最高的值在骨基质手术后15 - 21天。

在当前的研究中使用的骨水泥粉硫酸钡的组件。硫酸钡和二氧化锆是最常见的骨水泥(radiopacifiers22,23),并允许骨水泥在射线照片可见性(24)作为验证两组。骨水泥的位移观测到的射线照片也在研究中发现鸡(12和兔子25),可能发生当配对的骨头被用来维持稳定无骨固定方法。因此,骨板和螺丝应该应用于避免水泥位移。

组织学检查没有组之间的差异就意味着诱导膜的厚度,这表明抗生素不干扰此参数。反过来,老鼠的一项研究发现,水泥补充与庆大霉素和克林霉素引起降低膜厚度比其他组(13),显示抗生素的选择的重要性。两组的均值诱导膜厚度降低术后相比,7点15和术后21天。相反,在一个没有抗生素的研究与骨水泥在鸡1岁,15天的感应膜厚被认为低于21岁和30天术后使用宏观评价(12)。之间的年龄差异研究必须被认为因为在当前的研究中使用的鸡的平均年龄18个月。

多病灶的多核细胞的存在不同群体之间在两届点,价值最低的组1 21天,表明炎症过程的持久性在组2中,可能与抗生素的使用。组间差异观察对于单核炎症浸润只有21天(G1 > G2)。它的存在是合理的自诱导膜是一个异物膜发达的免疫系统对骨水泥(8)。越少许多单核炎症组2可能与持久性相关的炎症,如前所述。此外,部分诱导膜接触水泥间隔被描述为like-synovium上皮,和外层纤维层由成纤维细胞、myofibroblasts,胶原束高度对齐纤维(1,8- - - - - -10,26)。在最近的研究中,纤维组织的增生组没有差异或同一组内评价,表明抗生素并没有改变这个变量。

另一个膜的结构特征是血管丰富(1,7,26)。诱导膜的血管密度降低术后7天相比15和21天组1。此外,组2显示较低的血管密度相比,组1手术后21天,表明抗生素的负面影响血管赘生物。well-vascularized膜是必要的第二阶段Masquelet技术保护和血管化骨移植(8,9)。此外,膜分泌生长因子,提高移植骨的愈合(7,10)。

的组织学分化诱导膜层被发现在一个每组鸡只在术后21天。然而,多病灶的地区的软骨观察时间点在组1和7组术后2天。这些发现与研究不同与鸡的诱导膜层被确定手术后15天,在这一刻被认为是最适合的第二阶段骨重建以来软骨和骨骼化生的地区发现了诱导膜手术后21天(天12)。鸡的年龄的差异可能是导致结果必须考虑和选择的时间第二阶段的技术。

本研究的局限之一就是缺乏免疫组织化学分析,可以提供额外的信息诱导膜,包括那些与细胞增殖和分化成熟和不成熟之间的血管。因此,进一步的研究需要包含这个分析。

结论

头孢唑啉和骨水泥并不影响诱导膜的厚度,但提出一些组织学方面的负面影响,如血管较少,那么多病灶的软骨、炎症和持久性。

数据可用性声明

最初的贡献提出了研究中都包含在本文/辅料,可以针对相应的作者进一步询问。

道德声明

综述了动物研究和伦理委员会批准使用动物兽医、动物科学学院Unesp校园Botucatu SP-Brazil (CEUA-No。0108/2020)。

作者的贡献

LC和SR导致了概念和设计的研究。AO负责麻醉。女士进行组织学分析和准备组织数据。LC、SR和JS写了初稿的手稿。所有作者导致修订手稿、阅读和批准提交的版本。

确认

作者感谢斗篷(协调改善高等教育的人员),格兰特/奖号码:001;CNPQ(国家科学和技术发展委员会),PQ没有。:301585/2017-2;和FINEP (Financiadora de Estudos e Projetos;格兰特:01.12.0530.00)。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

出版商的注意

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