前交叉韧带和内外侧半月板切除制备骨关节炎动物模型

前交叉韧带和内外侧半月板切除制备骨关节炎动物模型

骨关节炎（oa）也称为关节疾病，是一种常见的关节软骨退行性变，导致关节边缘和软骨下骨反应性增生和关节变形。为了更好地研究骨关节炎，临床研究通常选择兔子动物模型来研究dea的发病机制、治疗和预防。研究的成功通常取决于模型的成功率。目前,OA动物模型可分为两大类:动物自发模型和人工诱发模型。而动物自发模型要求时间长,成功率低。人工诱发模型可分为手术模型和非手术模型,非手术造模法成本高,成功率较低;手术造模法较常用且操作方便,成功率较高。为增加手术造模的成功率及可行性,我们首次运用前交叉韧带和内外侧半月板切除法诱发OA模型。此法以传统的Hulth造模法和改良Hulth造模法为基础进行了改进,为检测此法的可行性及可靠性,我们进行了以下动物实验。1材料和方法1.1实验动物1.1.1手术材料:3%戊巴比妥钠、2%利多卡因、注射用青霉素钠(粉剂)、75%酒精、生理盐水(NS);无菌手术包、注射器、手术刀片、缝合线、手术单。1.1.2实验动物:雄性新西兰大白兔20只,2月龄,体质量2.0kg左右,普通级;饲养温度20—25℃,湿度65%;由长沙市天勤生物技术有限公司提供。1.2造模和术后观察1.2.1动物模型构建:用3%戊巴比妥钠对新西兰大白兔行耳缘静脉注射麻醉(麻醉剂量按30mg/kg计算),麻醉维持时间约1—2h。使实验兔处于伸直位,对其左、右后腿膝关节进行备皮,常规消毒、铺巾。取膝关节前正中切口约3—4cm(因兔膝关节伸直位时其髌骨下极位于膝关节上4cm左右,故以髌骨下极为标志,向远端纵向切开),从髌韧带内侧进入,然后屈曲膝关节,牵开髌韧带,暴露膝关节前交叉韧带及内外侧半月板,左侧仅打开关节囊,不对关节内部进行操作;右侧则切断前交叉韧带,切除内外侧半月板。冲洗关节腔,止血并逐层关闭膝关节,缝合皮肤。术后新西兰大白兔送入苏醒室观察,待醒后送回动物饲养笼,自由进食、活动。每只新西兰大白兔自手术当日起用青霉素40万单位外敷包扎创口,每日一次,连续3d。1.2.2实验分组:取左膝关节为对照组,右膝造模关节按时间可分为造模2、6、10周组。1.2.3标本的制作及大体观察:术后每日按时饲养和观察兔子活动情况,依据手术时间和手术分组,按时解剖兔膝关节,对比观察。具体操作为,造模后2、6、10周分别对新西兰大白兔行耳缘静脉空气栓塞处死,对首次手术之膝关节予备皮常规消毒、铺巾,切开膝关节(同前),用摆锯锯取手术侧膝关节,清除标本周边软组织。取材后,对标本行肉眼观察,观察膝关节积液、滑膜肿胀及软骨的改变以及损伤部位的修复情况。并进行病理切片观察。1.2.4标本HE染色:大体观察结束后,标本经10%甲醛固定10%硝酸脱钙后,得到股骨内侧髁矢状剖面标本,经石蜡包埋,切片后,应用常规苏木素-伊红(HE)染色,番红O及甲苯胺蓝两种软骨基质组织化学染色,镜下细致观察。2结果2.1动物活动术后兔伤口愈合良好,精神、进食尚佳,活动情况良好。1周即可见兔膝关节红、肿,且活动力下降。2.2前交叉韧带及半月板组术后2周收取的前交叉韧带及半月板组标本,通过解剖可见关节面暗淡。术后6周收取的前交叉韧带及半月板组标本,通过解剖可见关节囊增生,变厚,滑液变黄,关节面粗糙。术后10周收取的前交叉韧带及半月板组标本,通过解剖可见关节囊增生、变厚同时可见膝关节表面粗糙,有明显凹陷,颜色暗淡,可见细小骨性突起物(文后图版Ⅴ中图1)。2.3小鼠软骨损伤的病理学表现造模2周组,组织学表现为轻度软骨损伤,HE见软骨浅裂隙较多。造模6周组,组织学表现为中度软骨损伤,HE见软骨表面裂隙可达放射层或钙化层。造模10周组,组织学表现为重度软骨损伤,HE见软骨表面间隙增大及表层出现纤维化(文后图版Ⅴ中图2)。3材料的切除效果随着我国步入老龄社会,骨关节炎已经成为我国一个重大的公共卫生问题,据估计我国至少拥有5000万骨关节炎患者,因此,骨关节炎的基础和临床研究的深入也成为医学工作者的重要任务。而深入研究的基础就是能用成熟的方法成功建立动物模型。目前,OA动物模型可分为两大类:动物自发模型和人工诱发模型。本研究应用的是切断前交叉韧带、切除内外侧半月板的方法属于人工诱发模型。此方法是在传统Hulth造模法和改良Hulth造模法的基础上进行了改进,不同于传统的Hulth造模法(即切除前后交叉韧带、内侧半月板、内侧副韧带)和改良Hulth造模法(即切除前交叉韧带、内侧半月板),本实验切除前交叉韧带、内外侧半月板以期望骨关节面更加充分地接触摩擦,达到造模要求。同时,我们将术后3d肌注抗生素预防感染的方法,而改为青霉素40万单位外敷包扎,以减少药物对模型的影响。造模后2周,肉眼可见滑膜充血、炎症渗出等病理改变,关节面有少许粘液。造模后6周除上述病理改变外,还可见关节软骨光亮度下降;模后10周主要为软骨明显溃疡、变薄等,关节软骨呈颜色暗淡,在关节承重部位出现不规则压迹,关节面粗糙不平,可见异常的骨性结构。大体的分期观察与病理学分期也较一致。本实验所采用的前交叉韧带和内外侧半月板切除术具有以下优点:1)手术创面小,较少出血,动物易存活;2)软骨退变早,渐进的软骨退变符合OA软骨退变的特点