大鼠脊髓损伤模型建立及评价

大鼠脊髓损伤模型建立及评价

[摘要] 脊髓损伤的治疗作为临床上的一大难题,建立良好的动物模型对于该项疾病的研究至关重要。脊髓损伤的修复与再生成为研究重点,只有建立标准的、可重复性高的动物模型才能进行治疗方面的进一步研究。本文旨在介绍大鼠脊髓损伤模型建立的方法,并对常用方法进行评价。

[关键词] 脊髓损伤模型建立

引言

脊髓损伤是目前临床上多发且致残率较高疾病,给患者家庭、社会带来沉重负担。脊髓损伤患者生活质量明显低于正常人群[1]。脊髓作为人体低级反射中枢,其损伤直接影响到人体各器官、组织的正常生理功能。为此许多学者投入到了关于脊髓损伤的研究中,研究发现中枢神经损伤后仍具备一定的再生能力。为了找寻更好的治疗方法,标准的、可重复性高的动物模型建立尤为重要。近年来在脊髓损伤模型建立方面已有很大进展,在此回顾常用的脊髓损伤模型建立方法并进行相应评价。

Allen’s造模法

早在1911年,Allen应用重物下落敲击的方法制备出脊髓损伤动物模型[2]。实验过程中,可分别通过对重物重量、重物下落高度及损伤截断的调整而制作出不同程度、不同类型的损伤模型,由于该种方法具有最大限度的模拟现实损伤情况,不破坏硬脊膜以防止外源性物质进入脊髓内部形成干扰,避免手术过程中脊髓外露和脑脊液渗出等诸多优点[3],一直被沿用至今,但因该方法对于损伤程度、损伤位置等具有不定性,脊髓模型的严格标准性无法达到而存在着相应的不足。随着研究的推进,相继出现了一些Allen’s造模法的改良方法。

1 将打击头置于硬膜上,打击头与重物连接,并用重锤线调节引导玻管后进行敲击[4]。敲击过程中,由于引导玻管及重锤线的调节大大增加了中午落下时位置的准确度。但是也有其不足之处。首先打击头提前置于硬膜上,会造成脊髓实验预想之外的充血损伤;再者,打击头与重物相连接,之间的连接线会影响重物落于打击头的位置,从而出现偏差,易造成不同角度偏瘫;除此之外,此装置在敲击完成时不易做到迅速挪走重物,从而造成脊髓的进一步压迫性损伤。

2 在显微操作条件下,选用直径相同的重物与引导玻管对WD法进行改良,并采用标准型方丝弓槽作为打击垫片[5]。此种改良方法克服了许多不足之处,显微操作环境保证了整体操作过程的准确性,对于相同直径重物与引导玻管的选择,限制了重物在下落过程中偏离,标准型方丝弓槽打击垫片更是克服了敲击过后不能及时挪开重物而造成的损伤这一问题。此法的不足则在于引导玻管与大鼠脊髓暴露处的瞄准不够精细而易发生偏差。

3 除以上应用改良敲击装置造模外,还有许多学者根据Allen’s实验原理制作出精准度大大提高的仪器。Falconer等[6]将大鼠四肢固定于手术台上,应用立体定位仪固定大鼠头部,从而方便移动大鼠头部以调节脊髓位置。仪器包括重物、透明塑料管、铜包衣垫片以及控制重物与垫片并包绕铜线圈的三个电极,电子操纵单位、激光发生器与探测器、换能器等。首先应用电磁极将重物与垫片置于预期位置,将手术暴露脊髓的大鼠放于垫片下,点击开始按钮后,电磁极电磁消失重物沿管道迅速下落,下落过程中有两处激光透过管道小孔进行检测,探测重物下落方位,最后重物落于垫片上打击脊髓,在撞击力最大的一刹那激活第二、三电磁极和换能器,将重物与垫片迅速吸引开,防止进一步的压迫性损伤发生。该种方法可以说将Allen’s造模方法最大限度的完善。但也仅是对脊髓敲击做到了完美,人类的现实损伤情况下破坏的椎骨对脊髓造成的压迫性损伤难以模拟。

脊髓半横断造模法

脊髓损伤在临床高发,越来越多脊髓半横断的病例出现,但对于脊髓半横断动物模型的建立却并不多见,为此,许多学者开始了此类模型建立的研究。

成功动物模型的建立应具备准确性、可重复性高等特点,基于该点考虑脊髓半横断的模型建立更具难度。

1 打开大鼠选定节段处锥板,使用锐利的虹膜刀片半横断脊髓,并用玻璃针吸出损伤脊髓组织[7,8]。该种做法出血少操作方便,故大多研究人员选用此法,但是存在着脊髓去除不完全、易损伤另一半脊髓的不足之处。

2 选择合适器械从右侧椎板开始一次剔除右侧锥板、右侧关节突、棘突直至少量左侧脊髓暴露为止,由后正中沟向右垂直刺入并与脊髓垂直方向向右侧横行切断脊髓,最后自中线向外侧作一次横旋切,以确认半切完全。操作过程在显微环境下进行[9]。显微环境下可以相对准确的找准脊髓正中的位置,进行操作,并为了达到半切完全进行了最后一次横旋切,整体过程精细,该法制作调理清楚,但也存在一些细微的问题,纯手工操作进行椎骨剔除易出现周围组织损伤和不同手术个体的差异性。

3 针对椎骨的打开方法,有些研究者进行了改良。用组织剪划断两侧棘突与锥板交接处,用组织钳将选定棘突向右侧翻起[10]。运用该方法可使锥板剔除标准化,但其采用刀尖冠状面刺入脊髓腹侧,刀尖顺时针旋转左侧直接横断脊髓与上一方法比较又具有半切不完全的不足。

4 为了尽可能的保护硬脊膜的完整性,可以在脊髓半横断完全后对硬脊膜进行缝合处理[11]。这一操作减少了不必要的损伤,但由于伤口小,缝合难度大,使模型建立更加复杂。

5 脊髓半横断的损伤范围的准确把握是操作的难点,林斌珍[12]等运用自制的“脊髓半横断定量刀片”进行实验操作,将该刀片从后正中沟垂直插入,直抵对侧硬脊膜,之后以此为界进行限定脊髓组织切除。这一过程使操作更加标准化,值得

学习,但对于对侧硬脊膜的损伤不易控制。

脊髓半横断整体上创伤小,出血较少,继发反应轻,适用于放置移植物或观察药物对脊髓再生作用的实验研究,国内许多学者均采用此种造模方法,但目前脊髓半横断方法局限,更加理想的方法仍有待研究。

脊髓完全横断造模法

为了避免脊髓半切模型建立的复杂性和应用脊髓损伤模型研究治疗药物症状的典型性,许多研究者也选择脊髓的安全横断造模法。

1 用小尖刀将脊髓在节段完全横断,反复切割3～4次并抬起断端确定脊髓完全横断[13]。此方法注重脊髓的离断完全,但是由于反复切割并提起断端会对动物造成很大损伤,不利于实验动物的存活。

2 用自制的银针钩从脊髓腹侧穿过, 挑起脊髓,用显微剪剪断脊髓, 银针自然脱出即可, 然后横断处尾端切除2mm[14]。使用银针操作避免了大范围不必要的损伤,但针对横断处尾端切除2mm,虽确保了离断完全,但是在操作过程中对于不必要损伤的避免给实验增加了难度。

3 李云等[15]手术去除棘突锥板,使选定节段处脊髓暴露,划开硬脊膜,提起硬脊膜并在硬脊膜下方穿过10-0丝线,显微剪横断脊髓后,将丝线提起,以确保横断完全。这种方法在离断脊髓过程中保证离断彻底的前提下尽量避免了损伤,但对于划开硬脊膜及硬脊膜下穿线过程的创伤避免仍需改进。

脊髓完全离断这一模型建立方法的重点在于避免实验预期以外的损伤条件下做到选定节段脊髓的离断彻底。

参考文献:

[1] 金宇,管力,郭世绂.大鼠脊髓损伤动物模型的建立[J].中国组织工程研究与临床康复,2007,11(21):4144-4146.

[2] 张红,刘维钢,黄瑾,等.大鼠脊髓完全性损伤模型的建立[J].中国组织工程研究与临床康复,2009,13(33):6540—6543.

[3] 虞琴,徐娟.大鼠脊髓半横断损伤对脊神经节P物质表达的影响[J].解剖学研究,2008,30(1):8-14.

[4] 林斌珍,刘文革.大鼠T7脊髓半横切损伤模型的建立及饲养护理[J].福建医药杂志,2010,32(1):82-86.