一、造模机制

        骨关节炎(osteoarthritis，OA)是多种原因引起的慢性退行性关节病变，主要累及膝、髋和手关节，以关节软骨变性、破坏及骨质增生为主要特征，是人类致残的重要病因之一。我国骨关节炎的发病率为2%~3.5%，据统计40~49岁与50~59岁人群发病率分别为27%和65%。

        OA 发病除退行性变外还与自身免疫损伤、氧自由基损伤等诱发的炎性反应、软骨细胞凋亡等相关，无明显地域及种族差异。OA是一种具有多种表现形式的异质性疾病，本病临床特点为关节疼痛、压痛、弹响、活动受限，可伴有关节积液及局部炎症，但不伴有全身症状。OA治疗通常分为三部分:内科治疗、外科治疗和物理治疗。内科治疗主要是指非甾体类抗炎药、软骨保护剂和中药。外科治疗手段较多:对早期可选用关节腔内药物注射术、关节冲洗术、关节清理术、钻孔术等术式；中期可采用软骨移植术、胫骨高位截骨术；晚期治疗方法膝关节融合术、人工关节置换术，其中膝关节融合术已较少使用；另外，基因治疗尚处于探索研究之中，可能对未来的治疗带来革命性的影响。物理治疗则是上述治疗的基础，贯穿于整个治疗过程中。OA早期缺乏特异性的症状和体征，影像检査改变亦不显著。所以，OA早期诊断比较困难。因此，通过建立 OA 动物模型检测血清、关节液等体液中的某些特异性分子，从而间接判断 OA 的发生以及软骨病变的程度，已成为研究 OA 的一个重要途径，OA 动物模型为通过对动物关节固定、人工造成关节不稳定或关节腔注射致软骨降解变性物质等方法诱导关节退行性变。OA动物模型种类繁多，具体选用时可根据不同的实验目的和实验条件进行选择。由于兔的膝关节结构与人类的接近，而且兔 OA模型软骨的生化指标及人类OA的基本一致，所以选用兔膝关节行 OA 模型的建立。兔伸膝制动 OA 模型的可靠方法，简单易行，成功率极高，操作本身不直接作用于关节内，因而无手术创伤性滑膜炎的干扰，适合 OA的病理机制及生化代谢等方面的研究。

二、造模方法

        1.实验动物 雄性日本大耳白兔，体重(1.8士0.2)kg，16只。

        2.实验材料 高分子聚酯石膏。

        3.造模方法 将家兔用兔专用固定盒固定，兔毛剪短至0.5cm左右，将兔右后腿于腹股沟以下1.5cm至踝关节下 3cm(趾端)，石膏管型固定于伸直位。待石膏干硬后，再放回兔笼，自由活动与进食从造模当天起计算时间并密切观察，一旦发现有肢端明显肿胀、张力性水疱或溃烂感染及石膏松脱、咬损严重等现象。则立即卸掉重打。关节制动引起关节退行性变的机制:扰乱细胞功能，使软骨细胞营养减少；滑膜向软骨浸润及与软骨粘连，影响软骨细胞营养摄取及软骨的润滑作用；关节囊和肌肉挛缩使关节面压力增加，影响软骨细胞营养。

三、模型应用

        1.影像学检查 随机选取6周组白兔2只分别于造模前、造模2周、造模6周行左后膝关节X线影像学检查，结果见图12-2-2~图12-2-4。图12-2-2可见造模前胫骨平台呈半圆形，表面光滑，无增生迹象。造模2周X线表现较造模前变化不明显，个别模型动物胫骨平台及股骨内髁边缘模糊。造模6周胫骨平台边缘不光滑，关节间隙变窄，表面有毛刺样增生，胫骨平台及股骨内髁外侧可见唇样增生。

        2.大体观察 观察膝关节有无关节积液、滑膜肿胀及软骨出现裂隙、麇烂、变薄等。无造模关节软骨外观呈蓝白色，表面光滑，色泽明亮润泽，无裂纹及软化。造模2周关节软骨失去光泽，变软呈灰黄色，在关节承重部位出现不规则压迹，可见麻点样小窝或线形裂隙；造模6周关节出现糜烂与溃疡，甚至出现软骨变薄、碎裂，暴露出软骨下骨质，滑膜充血水肿。

        3.软骨病理形态学观察 造模关节软骨表面较光滑，连续性好；表层、移形层、辐射层和钙化层4层结构清晰可辨，软骨细胞排列整齐；基质染色均匀；潮线完整。2周模型关节软骨表面粗糙，表层基质丢失，表层裂隙；软骨细胞弥漫增多，排列紊乱；染色欠均匀，基质着色变浅；潮线欠完整。6周模型关节软骨表层可见较多裂隙延伸向下深达辐射层；裂隙周围可见脱水固缩坏死的软骨细胞且排列紊乱，靠近表层有较多囊性改变，部分成簇增生，各层结构不易分辨；染色深浅不均或部分模型基质无着色；潮线分层不连续整，软骨内血管翳形成。结果显示，伸直位石膏管型固定2周膝关节，其病理呈现早期OA改变，固定6周关节病理呈现中晚期改变。但实验观察到模型6周组个别未造模关节软骨表层连续性欠佳；软骨细胞轻度增多，排列欠整齐，呈现OA软骨较早期病理改变。

        兔喜咬啮，故膝关节伸直位制动时要注意材料的选择。笔者曾采用普通石膏，观察一晚后发现被撕咬掉一大半，根本达不到固定目的，后改用高分子聚酯石膏，并随时观察加固。

        通过对制动关节动态影像学观察，并结合形态学病理改变发现，膝关节伸直位石膏管型制动是制作OA动物模型的可靠方法，结果稳定。关节制动2周其病理呈现早期OA改变；制动6周，不管从影像学。还是形态学观察，造模关节均呈现典型中晚期OA特征。值得提出的是，模型6周组动物未造模关节个别病理表现亦出现较早期 OA软骨改变。其原因推测:造模关节处于伸直位非功能状态，身体重心偏向未造模关节，长时间负重导致软骨退行性改变，但这种情况只是个别现象，其具体机制有待进一步研究(图12-2-5，图12-2-6)。