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(一)造模机制
骨坏死的发病机理尚未明确,已提出的有骨内高压学说、脂肪栓塞学说、微血管内凝血等。Jones 曾经列出了数10种,并把没有明显病因的归为特发性骨坏死。引起股骨头坏死的病因众多,目前研究较集中的是激素性和酒精性两类。
(二)造模方法
目前尚难以在动物身上复制出只发生在人类的骨坏死模型。笔者参照Mont 等的犬股骨头缺损模型并做适当改进,制作了用于研究股骨头坏死治疗方法及其效果的机械性股骨头坏死动物模型;为了探讨 DWI(diffusion weighted magnetic resonance imaging,DWI)在股骨头坏死超早期诊断中的潜在作用,联合应用甲强龙和脂多糖制作了药物性犬股骨头坏死动物模型。
1.用于研究股骨头坏死治疗方法及其效果的机械性股骨头坏死动物模型 对试验狗进行速眠新Ⅱ(0.04~0.08ml/kg)肌内注射全身麻醉。以双侧股骨大转子为中心,局部剪毛,备皮,络合碘消毒,铺无菌巾单,取髋关节后外侧切口,逐层切开皮肤、皮下及阔筋膜,钝性分离外旋诸肌,活动狗的下肢,确定股骨头位置,切开关节囊,暴露股骨头,在股骨头后外侧软骨面近头颈交界处,用直径 8mm 的环钻向股骨头中心方向钻孔,深度达 10mm,造成股骨头直径 8mm,深度 10mm 的骨缺损,用蘸取无水乙醇的棉签涂抹骨缺损周壁,同时将环钻取出的圆柱状自体骨放入无水乙醇中灭活,5分钟后将灭活后的自体骨按原位放置回植。逐层缝合关闭切口。消毒皮肤切口。
2.药物性犬股骨头坏死动物模型
(1)股骨头坏死模型制作方法:实验组肌内注射脂多糖10μg/kg,然后连续3天肌内注射甲强龙20mg/kg;对照组肌内注射等量生理盐水。对照组和实验组动物在注射药物前和注射药物后24h抽静脉血 2m备用。
(2)观察指标(MRI和 DMD):犬在注射药物后2个月、4个月分别行股骨头轴位、冠状位扫描。扫描采用Phlips1.5T超导型磁共振机。肌内注射麻醉后,将比格大仰卧位置于膝关节线圈内,髋关节及膝关节弯曲成适当角度后固定于线圈上,采用 SE序列 TIWI(TR/TE=358/18ms),T2WI(TR/TE=1015/1000ms)进行扫描,层厚4mm,间隔4mm,fov=210,采用矩阵256×256,扫描范围130mm。DWI检查采用EPI序列,b值取0和500mm/3。MRI、DWI均由两位放射诊断科医师阅片,观察有无软骨及软骨下骨质形态和信号改变。注射药物后2个月、4个月,对双侧股骨头外上方负重区软骨下骨内直径为5mm的圆形区域进行DWI影像学分析。
(3)组织学观察:注射药物后2个月、4个月,实验组和对照组分批处死动物。麻醉效果满意后,取髋关节后外侧切口,逐层切开组织显露髋关节,显露出股骨上端,用电锯行股骨上端截骨,取下股骨头,大体标本观察包括股骨头外形改变和关节软骨面的改变,
(三)模型应用
标本沿冠状面切开后置于10%甲醛溶液中固定2周,10%硝酸脱钙1周,冲水过夜后,按常规方法沿股骨头冠状面切片,层厚 1.0cm,进行 H-E染色。于 Olympus 显微镜下观察股骨头辖区骨髓水肿情况、血管改变(压迹、血栓等)、腔造血细胞和脂肪细胞的数量变化、坏死情况,骨细胞坏死情况、空陷窝数、骨小梁数量和周围成骨情况,以及软骨面塌陷和软骨下骨板情况(图12-2-1)。