Descripci´on del experimento
5.1.
Introducci´on
En este cap´ıtulo se va a describir el experimento y todos los pasos que hay que realizar para llevarlo a cabo, utilizando los dispositivos descritos en los cap´ıtulos anteriores.
5.2.
Principales pasos del proceso
Para llevar a cabo el experimento de transporte ´oseo en el hueso metatarsiano de ovejas, es necesario seguir los siguientes pasos:
1. Selecci´on de los animales. Las ovejas seleccionadas para llevar a cabo los experimentos deben cumplir algunos requisitos. Se escoger´an hembras adultas de raza merina con edad entre 3 y 5 a˜nos, y un peso comprendido entre 50Kg y 80Kg. Es un requisito indispensable que el metatarso de la oveja tenga una longitud superior a 14 cm, esto permitir´a facilitar la instalaci´on del distractor, ya que la distancia m´axima entre pines del distractor en direcci´on longitudinal al hueso es 12cm. Deben ser animales bien desarrollados de forma que el di´ametro del hueso en la zona m´as delgada sea superior a 12 mm, de ah´ı la condici´on de peso m´ınimo. Si el hueso no tiene un di´ametro suficiente en comparaci´on con el di´ametro de los pines (4 mm), puede haber riesgo de fractura, como se ver´a en el apartado 5.3. En la figura 5.1 pueden verse algunas im´agenes del proceso de selecci´on. En cuanto a las condiciones de vida de los animales seleccionados durante los ensayos, estos experimentos cuentan con el respaldo del Comit´e ´Etico de Experimentaci´on (CE) de la Universidad de Sevilla, que trata de garantizar el respeto a la dignidad, integridad e identidad del ser humano, y asegurar el bienestar de los animales utilizados como modelos experimentales en investigaci´on o en pr´acticas docentes.
46 CAP´ITULO 5. DESCRIPCI ´ON DEL EXPERIMENTO
(a) (b)
Figura 5.1: Proceso de selecci´on de los animales. (a) Grupo de animales seleccionados. (b) Comprobaci´on de la longitud aproximada del metatarso.
2. Adiestramiento del animal. Durante aproximadamente una semana, previamente a la instalaci´on del dis-tractor, se hace caminar al animal con un peso en la pata a intervenir que simula al implante. Adem´as se hace pasar al animal por encima de la plataforma de fuerza, realizando los movimientos que despu´es de la inter-venci´on la oveja tiene que realizar para adquirir datos. El objetivo es conseguir que el animal se familiarice con el nuevo elemento externo y a los ejercicios que posteriormente tendr´a que realizar.
3. Cirug´ıa de instalaci´on del distractor. La cirug´ıa de instalaci´on del distractor es un proceso complicado. Adem´as de todas las complicaciones propias que conlleva una intervenci´on de estas caracter´ısticas, (e.g. he-morragias, riesgo de infecci´on, tromboembolismos), en este caso se a˜naden algunas complicaciones debidas a las particularidades de esta intervenci´on. Por ejemplo ha sido necesario que los traumat´ologos que han realizado las operaciones se familiarizaran con el ´util y su funcionamiento y se adaptaran a las particulari-dades del trabajo con animales. La cirug´ıa dura aproximadamente 4 horas. A continuaci´on se describen los principales pasos seguidos en la intervenci´on quir´urgica, ilustrados en la figura 5.2.
a) Sedaci´on y monitorizaci´on de las constantes del animal. Al mismo tiempo debe prepararse el campo
de operaci´on con todos los materiales, herramientas y dispositivos necesarios, que deben haber sido esterilizados previamente.
b) Se marca en la pata a intervenir el lugar que ocupar´a el distractor y se abre la herida desde la piel
hasta el periostio, que es una membrana de tejido conectivo concentrada de tejido vascular, fibrosa y resistente, que cubre al hueso por su superficie externa. Es muy importante conservar el periostio despu´es de realizar la osteotom´ıa ya que es una importante fuente de c´elulas madres que dar´an lugar al futuro tejido ´oseo que formar´a el callo de distracci´on.
c) Fijaci´on de la pata en el ´util DPA. Para fijar la pata en el DPA, despu´es de colocarla en la posici´on
correcta, primero se fija mediante las prensas en la pezu ˜na y a la altura de la parte proximal del me-tatarso. Luego, para asegurar que no habr´a movimientos, se coloca un pin en el segmento a extraer posteriormente, que se fija al DPA mediante un tornillo prisionero.
d) Taladro de pines y agujas. El siguiente paso es ir taladrando los pines y agujas uno a uno, posicionando
las gu´ıas en la posici´on adecuada y ayud´andose de las piezas portamanguitos y los manguitos. Se comienza por los pines distales, por su mayor complicaci´on al ser el di´ametro del metatarso menor en esta zona, y se contin ´ua de proximal a distal, dejando las agujas para el final.
e) Montaje del distractor sobre los pines y agujas taladrados. Una vez se han taladrado todos los pines y
agujas, se retira el DPA y se monta el resto del distractor sobre los pines, comenzando por los aros, y colocando posteriormente las barras. Debido a que las c´elulas de carga no soportan el proceso de esterilizaci´on, en este momento se colocan las barras sin c´elulas de carga. Una vez se concluya toda la cirug´ıa y se cosa la herida, las barras colocadas durante la cirug´ıa, se cambian por unas barras con c´elulas de carga.
f ) Realizaci´on de la osteotom´ıa. Una vez instalado el distractor completamente, se marca el hueso y se
realiza la osteotom´ıa a trav´es de la herida abierta al principio. Los cortes se realizan usando una sierra Gigli y unos instrumentos adecuados que protegen los tendones, vasos y otras estructuras alrededor del corte. Deben realizarse tres cortes en el hueso, de forma que se obtienen dos fragmentos. Uno de ellos, de 25mm queda fijado por las agujas, es el fragmento a transportar, el otro de 15mm queda suelto y se extrae, dando lugar al defecto que se rellena mediante la distracci´on (docking site).
g) Cierre de la herida. Una vez realizada la osteotom´ıa se cose la herida. h) Reanimaci´on del animal.
(a) (b)
48 CAP´ITULO 5. DESCRIPCI ´ON DEL EXPERIMENTO
(e) (f)
(g) (h)
Figura 5.2: Cirug´ıa de instalaci´on del distractor.
4. Latencia. Durante la semana de latencia, de 7 d´ıas de duraci´on, el animal permanecer´a en reposo, recibiendo la atenci´on m´edica requerida.
5. Distracci´on. Tras los siete d´ıas de latencia comienza la distracci´on. El protocolo de distracci´on a seguir ser´a el siguiente: se desplazar´a el segmento ´oseo a transportar, fijado por las agujas, la cantidad de 1mm al d´ıa, hasta rellenar el defecto provocado por la osteotom´ıa, de 15mm, por lo que la fase de distracci´on durar´a 15 d´ıas (ver figura 2.2). Durante esta fase, cada d´ıa se registran datos de fuerza est´aticos, durante la distracci´on, y din´amicos, durante la marcha de la oveja que se hace pasar por la plataforma de fuerza, como se explicar´a en el cap´ıtulo 6.
6. Consolidaci´on. Una vez rellenado el hueco del defecto, comienza la consolidaci´on. Durante esta etapa se continua con la toma de datos durante la marcha, aunque con menor frecuencia, hasta que el callo es lo suficientemente r´ıgido y se retira el distractor. A partir de este momento el animal sigue una condiciones de vida normales hasta su sacrificio.
7. Remodelaci´on. Una vez retirado el distractor, durante aproximadamente un a˜no, tiene lugar el proceso de remodelaci´on ´osea. Durante esta etapa el hueso inmaduro del callo da lugar a hueso maduro y la forma del callo va cambiando hasta que el metatarso adopta su forma normal.
No todos los animales completan todos los pasos del experimento a partir de la latencia, ya que est´a programado el sacrificio de cada uno de ellos (10 en total) en diferentes etapas del proceso con el objetivo de realizar ensayos
ex vivo en las diferentes etapas que den una idea de la evoluci´on. Se realizar´an tanto ensayos mec´anicos como
biol´ogicos, que est´an detallados en el cap´ıtulo 6. A continuaci´on, en la tabla 5.1, se detalla el momento del sacrificio de cada oveja:
Oveja Sacrificio Observaciones
1 100 d´ıas 12 semanas desde el inicio de la consolidaci´on 2 180 d´ıas 22 semanas desde el inicio de la consolidaci´on 3 360 d´ıas 48 semanas desde el inicio de la consolidaci´on 4 360 d´ıas 48 semanas desde el inicio de la consolidaci´on 5 70 d´ıas 6 semanas desde el inicio de la consolidaci´on 6 50 d´ıas 4 semanas desde el inicio de la consolidaci´on 7 40 d´ıas 2 semanas desde el inicio de la consolidaci´on 8 30 d´ıas 1 semana desde el inicio de la consolidaci´on 9 22 d´ıas Al final del periodo de distracci´on 10 14 d´ıas 1 semana desde el inicio de la distracci´on
Cuadro 5.1: Planning de los experimentos. Se indica el momento del sacrificio de cada oveja en d´ıas contados desde el d´ıa de la cirug´ıa de instalaci´on del distractor.
5.3.
Experiencia acumulada
Hasta el momento se ha realizado el experimento de la primera oveja del estudio, adem´as de otras intervencio-nes de prueba en ovejas o en patas de animales sacrificados previamente. Realizar estas intervenciointervencio-nes preliminares ha dado lugar a una serie de conocimientos a partir de problemas encontrados, que deben tenerse en cuenta en las siguientes intervenciones. Los m´as importantes se citan a continuaci´on:
El momento m´as cr´ıtico de la cirug´ıa de instalaci´on del distractor es la realizaci´on de la osteotom´ıa. Al realizar la osteotom´ıa deben usarse herramientas que permitan proteger los tejidos colindantes al frente de corte. Es muy importante proteger los tendones, en especial el tend ´on flexor digital profundo, ya que este permite al animal apoyar correctamente. Si se secciona este tend ´on, la oveja no puede andar correctamente y tambi´en se afecta la circulaci´on sangu´ınea, lo que dar´a lugar a que comiencen a necrosar los tejidos. Entonces no queda m´as remedio que sacrificar al animal.
Al colocar las vendas cohesivas sobre la herida despu´es de la intervenci´on quir´urgica no deben apretarse demasiado, ya que podr´ıan provocar inflamaci´on y congesti´on de las falanges.
El sentido de la distracci´on es indiferente. Pero si se distrae desde distal a proximal (manteniendo la posici´on inicial explicada del segmento a transportar y el defecto, habr´ıa que simplemente trasladar el segmento a transportar hacia distal al final de la cirug´ıa) hay una ventaja, que el acoplamiento en el docking site al final de la distracci´on se produce en la misma superficie de corte, lo que permite que la distancia entre la superficie transversal de los segmentos a unir sea uniforme. En la oveja 1 por errores en la trayectoria de los cortes (por ser cortes diferentes), no ocurre esto como se aprecia en las radiograf´ıas en el apartado 6, y es un problema para la formaci´on del callo en el docking site, que no se forma de manera uniforme, quedando sin formarse en la zona donde las superficies est´an m´as separadas.
50 CAP´ITULO 5. DESCRIPCI ´ON DEL EXPERIMENTO
Si es posible debe conservarse el periostio alrededor del hueco donde se pretende hacer la distracci´on, ya que es una importante fuente de c´elulas madres que dan lugar a la formaci´on del callo.
