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簡要描述:骨缺損動物模型是研究骨組織再生、骨移植材料評估以及骨相關(guān)疾病治療策略的重要工具。目前常用于制作骨缺損模型的動物有小鼠,大鼠,兔,犬,豬,羊等。
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目前常用于制作骨缺損動物模型的動物有小鼠,大鼠,兔,犬,豬,羊等。
骨缺損動物模型理論上是選擇越大型的動物越好,比如犬,豬,羊等。
一則越大型的動物骨折愈合機(jī)制與人類越相似;再則越大型的動物制作過程中越易于操作。大型動物也有實(shí)驗(yàn)成本過高,樣本數(shù)量難以保證的現(xiàn)實(shí)缺點(diǎn)。
小鼠模型價格低廉,來源廣泛,小鼠自身具有較強(qiáng)的抗感染及耐受手術(shù)的能力,且圍手術(shù)期易于管理,因此小鼠模型具有一定優(yōu)勢。
一般小鼠選擇2到3個月的小鼠作為模型,雌兔選擇6到10個月的兔作為模型。
骨缺損模型構(gòu)建骨缺損部位選擇
骨缺損的部位可以劃分為負(fù)重部位骨缺損與不負(fù)重部位骨缺損兩類。
機(jī)械性骨損傷
機(jī)械性骨缺損可用于模擬創(chuàng)傷或手術(shù)導(dǎo)致部分骨受損或缺失的情況。
1.顱骨缺損模型
顱骨是研究原位骨愈合常用的手術(shù)部位之一,動物選小型嚙齒類動物,如小鼠、大鼠。
造模舉例:
通常選取成年雄性大鼠,鹽suan氯an酮(40mg/kg)與鹽酸甲苯噻嗪(8mg/kg)聯(lián)合麻醉,也有采用10%水he氯醛(4ml/kg)腹腔注射麻醉。大鼠頭顱備皮、消毒鋪巾后,從鼻骨開始,沿顱骨矢狀線取縱行手術(shù)切口,長約1.5~3cm,逐層分離軟組織,充分顯露矢狀縫、雙側(cè)頂骨及部分額骨和枕骨。
根據(jù)圓形缺損直徑大小的不同,在不同部位進(jìn)行鉆孔建模,直徑≤6mm一般在雙側(cè)頂骨處鉆孔;直徑>6mm一般以矢狀縫為中心進(jìn)行鉆孔。鉆孔前需將骨膜充分剝離,將不同直徑的空心鉆頭連接電鉆后,低速(≤1500rpm)鉆取,鉆取過程中助手用生理鹽水滴注(1滴/2s)降溫。鉆取時動作需輕柔(單純憑借電鉆的自然重力,盡量不附加外力),避免將骨組織全鉆穿,接近鉆穿時用剝離器沿著圓形缺損周邊進(jìn)行鈍性分離,從而避免硬腦膜及其下方的血管、腦組織的損傷。生理鹽水沖洗術(shù)野,探查無活動性出血后,用0號線逐層關(guān)閉皮下組織、皮膚切口。術(shù)后大鼠側(cè)臥于30℃恒溫臺進(jìn)行麻醉復(fù)蘇,全清醒后送回飼養(yǎng)籠繼續(xù)喂養(yǎng),于術(shù)后8~12h,20~24h,32~36h分別予以丁丙nuo啡(0.05mg/kg)腹腔注射鎮(zhèn)痛。
大鼠的種系一般選擇SpragueDawley(SD)大鼠和Wistar大鼠,這兩個品種的大鼠生長較快、繁殖能力強(qiáng),容易飼養(yǎng),對傳染病的抵抗力較強(qiáng)。
通常采用成年的雄性大鼠進(jìn)行動物實(shí)驗(yàn),SD大鼠一般>12周(體重300~350g)。
大鼠顱骨中常用的臨界骨缺損直徑為5~8mm。一般認(rèn)為,這種5mm骨缺損的優(yōu)點(diǎn)是每只動物能誘發(fā)兩個缺陷,避免跨越矢狀縫。
顱骨缺損模型在研究中應(yīng)用廣泛,是可用組織學(xué)和放射學(xué)分析的標(biāo)準(zhǔn)化骨缺損,可用于評估骨組織工程生物材料之間的差異,缺點(diǎn)是無法評估生物材料在生理力學(xué)載荷下的性能。
2.大鼠股骨髁臨界性骨缺損模型:
.選擇8周齡雄性SD大鼠作為實(shí)驗(yàn)對象,體重范圍為250-300克。
.使用1%wubabituona進(jìn)行麻醉,并通過膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)作一1 cm縱行切口,逐層分離組織以暴露股骨內(nèi)側(cè)髁。
.在內(nèi)側(cè)髁幾何中心處使用高速電鉆垂直于骨面制造骨缺損,直徑可根據(jù)研究需求設(shè)定在2-4 mm之間,深度通常為4 mm。
.術(shù)后進(jìn)行抗生素處理以防感染,并對骨缺損愈合情況進(jìn)行觀察和評估。
3.脛骨大段骨缺損模型:
.使用10周齡SD雄性大鼠,通過waikeshoushu在右脛骨中部制造4 mm的骨缺損。
.固定裝置可以采用定制的六孔不銹鋼板、1 mm直徑的Kirschner針或圓形外部固定器。
.記錄建模時間、出血量和肢體腫脹持續(xù)時間,以評估不同固定方式的效果。
4.小鼠骨缺損模型構(gòu)建:
.構(gòu)建可評價注射式再生支架修復(fù)效果的小鼠骨缺損模型,具體方法可能涉及在小鼠骨骼中制造標(biāo)準(zhǔn)化的骨缺損,并植入再生支架材料。
在構(gòu)建骨缺損模型時,應(yīng)嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)程和動物福利標(biāo)準(zhǔn)。模型的成功構(gòu)建通常需要通過X射線、CT掃描或肉眼觀察來確認(rèn)骨缺損的大小和形狀,以及固定裝置的穩(wěn)定性。此外,應(yīng)記錄所有手術(shù)過程中的關(guān)鍵參數(shù),如出血量、手術(shù)時間和術(shù)后并發(fā)癥,以確保模型的重復(fù)性和可比性。
請注意,上述信息是基于新的搜索結(jié)果,確保了時效性和相關(guān)性。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前,建議詳細(xì)閱讀相關(guān)的實(shí)驗(yàn)協(xié)議和新的科學(xué)文獻(xiàn)。
參考
[1]陳仁杰與于騰波, 大鼠股骨髁臨界性骨缺損模型制備及臨界值. 臨床醫(yī)學(xué)進(jìn)展, 2023. 13(4): 第5666-5671頁.
[2]王飛燕等, 可評價注射式再生支架修復(fù)效果的小鼠骨缺損模型的構(gòu)建研究. 中國實(shí)驗(yàn)動物學(xué)報, 2023. 31(08): 第985-992頁.
[3]申震等, 基于Masquelet誘導(dǎo)膜技術(shù)比較不同固定方式構(gòu)建的脛骨大段骨缺損模型. 中國實(shí)驗(yàn)動物學(xué)報, 2018. 26(06): 第673-680頁.
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