Techniques de ponction de la moelle osseuse et de biopsie chez les primates non humains : focus sur l'application d'aiguilles de biopsie

Les primates non humains (PNH) sont des animaux expérimentaux essentiels pour la recherche préclinique en hématologie, le développement de médicaments à base de cellules souches, l'exploration des mécanismes immunitaires et les études de médecine translationnelle. Des échantillons de moelle osseuse de haute-qualité, à faible-contamination et complets sont la prémisse et le fondement de données expérimentales fiables. La ponction de la moelle osseuse et la biopsie au trocart sont les techniques d'échantillonnage de moelle osseuse in vivo les plus courantes chez les primates non humains. Différent du prélèvement de sang veineux ordinaire, cette technologie repose sur des aiguilles de biopsie creuses et dures professionnelles pour pénétrer dans l'os cortical des os longs et des os plats et obtenir un liquide médullaire qualifié et des tissus médullaires intacts de la cavité médullaire. L’ensemble de l’opération dépend fortement des spécifications de performances, de la correspondance des modèles et de l’application standardisée des aiguilles de biopsie de moelle osseuse. Combiné avec des protocoles d'expérimentation animale matures et une expérience de la littérature, cet article élabore systématiquement les spécifications complètes du processus de ponction et de biopsie de la moelle osseuse NHP, en se concentrant sur les caractéristiques de sélection, les avantages d'application et les principes essentiels du fonctionnement standardisé des aiguilles de biopsie dédiées, afin de fournir des conseils techniques standardisés aux chercheurs expérimentaux.

Le principe technique de base de la ponction et de la biopsie de la moelle osseuse chez les primates non-humains est cohérent avec le système classique d'échantillonnage de moelle osseuse canine (Crow et al., 2009). La logique de base consiste à utiliser des aiguilles de biopsie creuses et rigides pour percer la barrière osseuse corticale dure, localiser avec précision la cavité médullaire et obtenir des échantillons de liquide de moelle osseuse et de noyau solide par aspiration à pression négative et insertion de coupe rotative. Selon les caractéristiques anatomiques des PSN, les sites d’échantillonnage courants sont divisés en zones des membres antérieurs et postérieurs. Les sites d'échantillonnage prioritaires des membres postérieurs comprennent la crête iliaque et la fosse trochantérienne fémorale (Wolf & White, 2012), qui conviennent à la plupart des modèles de primates de taille moyenne et grande - ; le site alternatif du membre antérieur est le grand tubercule huméral, avec une position anatomique peu profonde et un fonctionnement pratique, adapté à un échantillonnage supplémentaire et à des expériences d'échantillonnage répétées. Différents sites d'échantillonnage présentent des différences en termes d'épaisseur osseuse, de diamètre de cavité médullaire et de couverture des tissus mous, qui doivent être adaptés aux spécifications correspondantes des aiguilles de biopsie de moelle osseuse pour garantir l'efficacité de l'échantillonnage et la qualité des échantillons.

En tant qu'opération osseuse invasive, la ponction et la biopsie de la moelle osseuse du NHP provoqueront une stimulation tissulaire et une réponse douloureuse précises. Pour garantir le bien-être des animaux et un fonctionnement expérimental stable, toutes les opérations d’échantillonnage doivent être effectuées sous anesthésie standardisée. Les chercheurs peuvent sélectionner une anesthésie générale ou une anesthésie locale ciblée en fonction du cycle expérimental, de la fréquence d'échantillonnage et de l'état individuel de l'animal, afin d'obtenir une analgésie peropératoire et postopératoire suffisante. De plus, l'ensemble du processus doit strictement respecter les spécifications expérimentales stériles, y compris le rasage préopératoire et la préparation de la peau de la zone d'échantillonnage, la désinfection multi-standard avec de la povidone-iodée et de l'alcool, la pose de serviettes stériles et le port de gants stériles et d'instruments chirurgicaux, pour éviter efficacement les infections locales, l'inflammation des plaies et d'autres complications postopératoires qui affectent les expériences répétées ultérieures.

Avantages de classification, de sélection et de performances des aiguilles spéciales pour biopsie de moelle osseuse

L'aiguille de biopsie de moelle osseuse est l'instrument de précision de base du prélèvement de moelle osseuse NHP, qui détermine le taux de réussite d'une ponction unique-, l'intégrité de l'échantillon et le degré de contamination du sang périphérique. À l’heure actuelle, il existe plusieurs modèles commerciaux matures d’aiguilles spéciales de prélèvement de moelle osseuse pour les animaux de laboratoire, notamment l’aiguille sternale/iliaque de Rosenthal, Klima, Illinois et l’aiguille Jamshidi. Chaque modèle a une conception différenciée en termes de longueur d'aiguille, de diamètre de jauge, de structure de noyau interne et de poignée portative, s'adaptant aux différents types de corps d'animaux, aux caractéristiques anatomiques des os et aux fins d'échantillonnage expérimental.

Parmi tous les types d'aiguilles, laAiguille de biopsie de moelle osseuse 14G Jamshidiest la référence en matière de biopsie de moelle osseuse NHP, qui est la spécification la plus recommandée pour les opérations expérimentales. Ce type d'aiguille de biopsie adopte une structure creuse rigide optimisée, avec un stylet central solide assorti. Le corps de l'aiguille a une dureté et une ténacité modérées, qui peuvent pénétrer efficacement dans l'os cortical des primates sans se plier ni glisser. Le bord tranchant en spirale au niveau de la pointe de l'aiguille peut intégrer et intercepter de manière stable des tissus complets du noyau de la moelle osseuse, évitant ainsi la fragmentation des échantillons et les dommages causés par l'extrusion des tissus causés par des types d'aiguilles non professionnels. Par rapport aux aiguilles d'aspiration de calibre fin-, l'aiguille de biopsie Jamshidi 14G a un diamètre de cavité interne plus grand, ce qui permet d'obtenir un volume suffisant d'échantillons de carottes - tout en garantissant la sécurité, répondant aux besoins de détection morphologique, de coupe de tissus et d'analyse d'index expérimental de la biopsie par carotte. Comparé aux aiguilles épaisses et surdimensionnées, il peut réduire efficacement les traumatismes osseux excessifs et les saignements peropératoires, équilibrant ainsi la qualité des échantillons et l'utilisation reproductible des animaux.

Toutes les aiguilles spéciales pour biopsie de moelle osseuse sont conçues avec un stylet central correspondant, ce qui constitue une caractéristique structurelle clé différente des aiguilles d'injection ordinaires. Le stylet peut bloquer complètement la cavité creuse du corps de l'aiguille pendant la perforation, empêcher les tissus mous de la peau et les débris osseux de pénétrer dans la cavité de l'aiguille pour bloquer le pipeline, et assurer le bon déroulement de l'aspiration ultérieure à pression négative et de la coupe des tissus centraux. Lors d'expériences d'échantillonnage répétées, les chercheurs doivent sélectionner les spécifications des aiguilles en fonction du poids corporel de l'animal et de la taille des os : des aiguilles de biopsie de calibre court et fin-pour les petits primates (poids corporel inférieur à 5 kg) et des aiguilles Jamshidi conventionnelles 14G de longueur moyenne-pour les individus de taille moyenne et grande, réalisant ainsi une correspondance précise de l'équipement et des objets expérimentaux.

Principales précautions préopératoires pour le prélèvement d’aiguilles de biopsie

Pour éviter la coagulation, l'hémolyse et la contamination des échantillons et améliorer le taux de qualification des échantillons expérimentaux, des spécifications standardisées de prétraitement et de fonctionnement pour les aiguilles de biopsie doivent être mises en œuvre avant l'échantillonnage. D'abord,prétraitement anticoagulant à l'héparine des aiguilles et des seringuesest obligatoire. Avant utilisation, extrayez une petite quantité de solution d'héparine pour rincer la paroi interne de l'aiguille à biopsie et de la seringue correspondante, et évacuez complètement le liquide résiduel, formant un revêtement anticoagulant d'héparine uniforme sur la paroi interne de la cavité de l'aiguille. Cette opération peut empêcher efficacement la coagulation rapide du liquide de moelle osseuse après l'échantillonnage, éviter l'échec de la préparation des frottis et de la détection des cellules provoqué par la coagulation de l'échantillon, et constitue l'étape clé de prétraitement pour une acquisition de liquide de moelle osseuse de haute -qualité.

Deuxièmement, pour les expériences sur des animaux à long terme-avec échantillonnage répété,sélection rotative des sites de ponctiondoit être adoptée pour éviter des perforations répétées sur un seul site, ce qui pourrait entraîner une hyperplasie des os corticaux, une adhésion tissulaire locale et une résistance accrue à la perforation, entraînant un échec d'échantillonnage et un traumatisme accru chez l'animal. En termes de schéma d'analgésie, l'injection analgésique locale dans la peau et les tissus mous profonds du site de ponction est supérieure à une simple anesthésie générale, qui peut soulager efficacement la douleur et l'inconfort postopératoires de la plaie, réduire la réponse au stress de l'animal et faciliter la récupération postopératoire et les expériences répétées ultérieures.

En termes de contrôle du volume d'échantillonnage, limité par la capacité de la cavité de l'aiguille à biopsie et le volume sanguin physiologique des animaux de laboratoire, le volume d'échantillonnage d'un seul site de ponction ne doit pas dépasser 2 ml. Une extraction excessive entraînera une grave dilution du sang périphérique, réduira la proportion de cellules nucléées et de tissus actifs de la moelle osseuse dans l'échantillon, interférera avec les résultats de détection expérimentale et affectera la précision de l'analyse de l'indice hématologique et de l'observation morphologique des tissus.

Procédure opératoire standard pour la ponction de la crête iliaque (opération avec une aiguille à biopsie)

La crête iliaque est le site d'échantillonnage le plus conventionnel et préféré pour la biopsie de la moelle osseuse des primates non humains, avec un os cortical épais, un tissu hématopoïétique de cavité médullaire riche et quelques organes importants adjacents, offrant une sécurité élevée et un taux de réussite d'échantillonnage élevé. Une fois l’animal complètement anesthésié, placez-le en position couchée, pliez les deux membres inférieurs sous l’abdomen pour soulever l’os de la hanche et exposer complètement la zone d’échantillonnage de la crête iliaque. La plupart des primates non humains - ont des poils clairsemés dans la zone de la crête iliaque, qui ne nécessitent qu'un simple rasage et une préparation de la peau. La peau est désinfectée alternativement avec de la povidone - iodée et de l'alcool, et une serviette stérile est posée pour isoler la zone chirurgicale et garantir une opération stérile.

Après avoir confirmé la limite de la crête iliaque par palpation, pratiquer une petite incision cutanée avec une lame chirurgicale stérile sur la face antérieure de la crête iliaque afin de réduire la résistance au frottement de l'aiguille à biopsie lors de la pénétration. Alignez l’aiguille de biopsie Jamshidi 14G avec l’incision, avancez lentement jusqu’au bord dorsal antérieur de la crête iliaque, maintenez le corps de l’aiguille perpendiculaire au plan de la crête iliaque tout le temps et appliquez une pression continue et stable vers le bas tout en faisant tourner le corps de l’aiguille dans le sens des aiguilles d’une montre. La posture d'insertion verticale de l'aiguille est la clé d'une biopsie réussie, qui peut garantir que la pointe de l'aiguille pénètre avec précision dans la cavité médullaire, éviter une pénétration oblique conduisant à une division de l'os cortical et à des lésions des tissus adjacents, et maximiser les performances de coupe et d'échantillonnage de la pointe de l'aiguille de biopsie.

Lorsque le corps de l'aiguille pénètre dans l'os cortical, l'opérateur ressentira évidemment la réduction soudaine de la résistance à la pénétration, et l'aiguille de biopsie peut être fixée de manière stable dans le tissu osseux sans trembler, indiquant que la pointe de l'aiguille a réussi à pénétrer dans la cavité médullaire. À ce stade, retirez complètement le stylet central, connectez une seringue stérile de 10 ml à la queue de l'aiguille de biopsie et appliquez une pression négative stable en tirant sur le piston. La moelle osseuse fraîche des primates est rouge foncé et mousseuse, avec une viscosité plus élevée que le sang périphérique et contient de minuscules tissus osseux trabéculaires de couleur claire, qui sont un échantillon de moelle osseuse qualifié.

Si aucun liquide médullaire n’est extrait, ne retirez pas aveuglément le corps de l’aiguille. Faites pivoter l'aiguille de biopsie de 90 à 180 degrés pour ajuster la plage de coupe et d'échantillonnage de la pointe de l'aiguille ; s'il n'est toujours pas valide, réinsérez le stylet, ajustez légèrement la profondeur du corps de l'aiguille vers l'avant ou vers l'arrière et appliquez à nouveau une pression négative. Pour les échantillons expérimentaux de diagnostic, le volume d'échantillonnage d'un seul site est contrôlé à moins de 1 ml pour garantir la pureté de l'échantillon ; si un grand volume d'échantillons de moelle osseuse est requis pour les expériences, plusieurs sites de ponction doivent être sélectionnés pour l'échantillonnage au lieu d'une extraction excessive sur un seul site. Après le prélèvement, retirez rapidement l'aiguille de biopsie, appliquez une hémostase par compression directe sur le site de ponction pendant une longue période et suturez la peau avec une suture simple brin en cas de saignement persistant.

Opération de ponction et de biopsie de la fosse trochantérienne fémorale et de l'extrémité proximale humérale

La fosse trochantérienne fémorale est un site d'échantillonnage supplémentaire idéal pour les petits primates non humains (poids corporel<5kg). The local bone structure is shallow, and the medullary cavity is concentrated, which is convenient for the positioning and penetration of fine-gauge biopsy needles. However, the proximal thigh muscle layer of large primates is thick, resulting in large puncture resistance and difficult operation. The core operation principle is consistent with iliac crest biopsy: place the animal in lateral position, hold the proximal thigh with the palm, locate the trochanteric fossa at the inner and distal side of the femoral greater trochanter by thumb palpation, insert the biopsy needle toward the femoral shaft to penetrate into the medullary cavity, and complete negative pressure aspiration and specimen collection according to the standard needle operation procedure.

L'humérus proximal est un autre site d'échantillonnage alternatif efficace. Le diamètre de l'os long huméral est plus grand et la cavité médullaire est plus large et moins profonde, ce qui rend le positionnement de l'aiguille à biopsie plus précis et l'opération plus simple. Placer l'animal en position latérale, tenir le membre antérieur proximal, palper le sillon intertuberculaire entre les tubercules huméraux grands et petits, insérer l'aiguille de biopsie vers la diaphyse humérale pour pénétrer dans la cavité médullaire. Ce site a de faibles exigences en matière de précision du corps de l'aiguille, un faible taux d'échec de perforation et convient à l'échantillonnage rapide et aux expériences sur animaux par lots.

Méthode de perfusion d'os longs et aiguille de biopsie-application approfondie

Différente de la ponction conventionnelle à une seule aiguille-, la méthode de perfusion des os longs (Kushida et al., 2000) est une technologie d'échantillonnage de moelle osseuse de haute-pureté adaptée aux expériences de haute-précision, qui nécessite l'utilisation coopérative de deux aiguilles de biopsie de moelle osseuse. L'opération nécessite d'insérer des aiguilles de biopsie appariées dans la cavité médullaire aux deux extrémités de la tige osseuse longue respectivement, d'injecter lentement une solution saline normale stérile à travers une aiguille de biopsie et de collecter la moelle osseuse - contenant le perfusat dans un récipient stérile fermé à travers le tube d'extension connecté à l'autre aiguille. Ce mode d'échantillonnage coopératif à double aiguille évite efficacement la contamination du sang périphérique lors d'une ponction conventionnelle, et les échantillons de moelle osseuse obtenus ont une pureté plus élevée, ce qui convient à la séparation des cellules souches, à la culture in vitro et aux expériences de détection omics de haute précision.

Fonctionnement différencié de l'aspiration de moelle osseuse et de la biopsie basée sur des aiguilles à biopsie

L'aspiration de moelle osseuse et la biopsie par carotte partagent le même site d'échantillonnage et le même équipement d'aiguille de biopsie, mais la logique de fonctionnement de l'aiguille postopératoire est complètement différente, ce qui détermine les deux types d'échantillons expérimentaux : le liquide médullaire liquide et le tissu médullaire solide. Dansaspiration de moelle osseuse, une fois l'aiguille de biopsie fixée dans la cavité médullaire, retirez le stylet et connectez une seringue pour appliquer une pression négative afin d'extraire le liquide liquide de la moelle osseuse, qui est utilisé pour la numération cellulaire, la morphologie des frottis et la détection par cytométrie en flux.

Dansbiopsie de moelle osseuseen se concentrant sur les échantillons de tissus, après avoir retiré le stylet, l'aiguille de biopsie Jamshidi est avancée de 1 à 2 cm dans la cavité médullaire grâce à une pression stable et une rotation lente. Le bord tranchant en spirale à la pointe de l'aiguille peut envelopper complètement le tissu du noyau de la moelle osseuse. Desserrez ensuite le corps de l’aiguille en le tournant et en le balançant, rétractez-le légèrement et réinsérez-le pour séparer le fond du tissu central de la travée osseuse. Après avoir confirmé que le tissu est complètement séparé, retirez intégralement l’aiguille de biopsie par traction rotative. Enfin, poussez l’échantillon de moelle osseuse solide intact hors de la cavité de l’aiguille avec un poussoir linéaire et fixez-le avec du formol à 10 % pour la section de tissu et l’analyse pathologique.

Conclusion

L'application standardisée des aiguilles de biopsie de moelle osseuse est la clé du succès des expériences de ponction et de biopsie de moelle osseuse de primates non humains. L'aiguille de biopsie Jamshidi 14G, avec sa conception structurelle optimisée et ses performances d'échantillonnage stables, est l'équipement préféré pour la biopsie par noyau NHP. Les chercheurs doivent sélectionner les spécifications des aiguilles en fonction du type de corps de l'animal et des objectifs expérimentaux, mettre strictement en œuvre les protocoles de prétraitement à l'héparine, d'opération stérile et de rotation de site, et maîtriser les techniques opératoires différenciées d'aspiration et de biopsie au trocart. La sélection et le fonctionnement standardisés des aiguilles peuvent améliorer efficacement la pureté et l'intégrité des échantillons, réduire les traumatismes animaux et les erreurs expérimentales, et fournir un support technique solide pour la recherche préclinique en hématologie et en médecine translationnelle basée sur des modèles de primates non humains.