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(一)造模机制
新生儿缺氧缺血性脑病(hypoxic-ischemic encephalopathy,HIE)是指新生儿围生期窒息导致的缺氧缺血性脑损伤(hypoxic-ischemic brain injury,HIBI),是新生儿常见疾病,也是导致新生儿死亡和儿童神经系统功能障碍的主要原因之一。动物实验研究中常以缺氧缺血性脑损伤新生动物作为研究对象,其模型种类较多,其中最为经典的是Rice法。大鼠脑的血液供应与人类相似,颈内动脉和椎动脉在大脑底部形成Willis环,单纯结扎一侧颈动脉不能造成理想的缺氧缺血病变,而同时给予缺氧才能在结扎侧形成 HIBI的病变7日龄大鼠处于脑发育的高峰期,此时缺氧缺血造成的脑损伤与围生期窒息造成的足月儿脑损伤相似;新生大鼠来源容易,母鼠孕期短、繁殖快,一窝可生 8~15只新生鼠,费用较低,且有利于实验条件的控制。近年,HIE建模中省去了麻醉的步骤和动物手术后的休息时间,即改良 Rice 法。
(二)造模方法
HIBI模型制作:已经编号的7天龄 S-D新生大鼠,术前称重及编号,清醒状态仰卧位,用胶带固定四肢,75%酒精消毒皮肤,解剖显微镜下行颈部正中切口,胸锁乳突肌内侧分离出左颈总动脉并用5~0号灭菌丝线双线结扎,缝合伤口并再次消毒皮肤。整个手术过程在15分钟内完成。手术后立即将大鼠置于自制的玻璃舱内,输入氧氮混合气。测氧仪监测氧浓度为8%,缺氧仓置于恒温水浴箱中,舱内温度控制在 37~37.5℃,湿度为70%士5%,缺氧时间持续2.5小时。实验结束后将大鼠放回鼠笼由母鼠行母乳喂养。每只模型鼠在缺氧过程都独立计时。新生大鼠均由母鼠母乳喂养,21日时断奶,雌雄分笼。予以清洁饮食饮水,室温维持在22℃,予以12小时光照,12小时黑暗(图10-2-7,图10-2-8)。
(三)模型特点和应用
经典 Rice 法 HIBI模型是在动物麻醉的基础上建立的,而麻醉剂对大鼠的生理有重要影响:麻醉剂对神经元的保护作用可能导致制模后脑组织病理变化不显著;另一方面,新生大鼠麻醉手术后对缺氧的耐受性较差,容易在缺氧过程中死亡。为避免麻醉对动物的影响,传统制模过程中要求大鼠手术后的休息时间(缺氧缺血间期)较长,待麻醉药作用完全消失后大鼠再进入低氧舱,这与临床上新生儿缺氧缺血性脑病发生时的情况不同。本实验中新生大鼠在非麻醉状态下进行手术,使术后动物能保持足够的活力耐受下面的缺氧过程,大鼠手术后立即进入低氧舱,省去了缺氧缺血间期,更符合围生期缺氧缺血的自然病程。
大鼠的体重增长情况、行为能力改变和病变侧病理变化是衡量 HIBI模型制作是否成功的标准。目前。临床对 HIBI有保护作用的治疗措施包括减轻神经元损伤,改善脑损伤造成的远期功能改变。在未成熟脑中,组织的修复和代偿机制可以影响缺氧缺血后中枢神经系统远期的损伤情况和功能恢复,新生大鼠 HIBI模型的成功制作为HIBI的保护研究和行为学评估提供了可靠的实验方法。