实验性脊髓损伤动物模型的制备方法及注意事项

脊髓损伤 ( spinal cord injury，SCI) 是一种致残致死率较高的疾病，给患者带来巨大痛苦的同时也给家庭、社会带来沉重的负担。随着工业、建筑业、体育和交通业的迅速发展，临床上 SCI 的病例呈逐年上升的趋势。因此，有关 SCI 的研究目前已成为全球关注的重大课题。但是，关于 SCI 的治疗，目前尚缺乏明确有效的手段。原因是，脊髓损伤后的病理生理变化机制十分复杂，目前尚未能对其进行全面、深入的了解及认识。而建立可靠性高、重复性好的动物模型是研究脊髓损伤机制，观察损伤后病理生理变化，探寻脊髓损伤程度的标准，是探讨药物及干细胞治疗方法的基本前提。现就国内外脊髓损伤模型制备的研究现状做一综述。

一、实验动物的选择

选择合适的实验动物主要考虑以下因素: ( 1) 所选实验动物能反映脊髓损伤的神经生理变化和运动行为情况; ( 2) 具备良好的临床相关性，即能提供与临床脊髓损伤一致的动物模型; ( 3) 模型要有高度的可重复性，研究脊髓损伤病理生理及治疗需要大量的实验动物，这需要损伤模型标准化，并需要一系列的参数对损伤及恢复情况进行比较。目前用于脊髓损伤模型的动物种类较多，大鼠因来源充足，成本较低，容易喂养和护理而在研究中广泛应用。适用于脊髓损伤研究的大鼠品系有 Wistar、Louis、Long Evans、Fisher、Sprague-Dawley 等。其中应 用 最 多 的 是 Sprague-Dawley，其次是 Wistar。但大鼠脊髓较细，建模的手术难度较大，尤其是在缺少专用器械的情况下，易误伤脊髓，影响实验的准确性。兔及小鼠也是研究脊髓损伤常选用的实验动物。

二、脊髓撞击损伤模型的制备方法

早在 1911 年，Allen 等就采用重物坠落 ( weightdrop，WD) 法制作了经典的脊髓损伤动物模型。操作方法为: 用一定重量的重物沿一个有刻度的套管垂直落下，撞击特定的脊髓节段而致伤，从而建立该节段的 SCI 模型，开创了 SCI 动物模型建立的标准化实验研究。其主要缺点是当重物下落撞击脊髓后，重物不能立即移开而继续压迫脊髓导致二次损伤，同时脊髓会偏转或移动而造成损伤区域与损伤程度可能会有所不同，最终同样的势能造成的损伤程度往往相差较大。许多学者为了克服这些缺点而对经典的 WD 法进行改良，使其仪器化、计算机化、智能化，从而对损伤程度进行既能定性又能定量的控制。

经过 WD 装置改良而来的 NYU /MASCIS打击器是一种具有高度可靠性和精确性的实验装置，能够制作从轻微伤到截瘫等不同损伤程度的动物模型，实验中能监控脊髓移位、碰撞速度、打击高度等参数，使制作的模型更加符合预设标准，是一种 SCI 模型制备的标准化仪器，目前已广泛应用于啮齿类动物的 SCI研究中。

徐云强等采用背侧垂直打击法制造了 T10不完全脊髓损伤动物模型。具体方法为: 显露大鼠T10节段硬膜，用 Impactor model II manual 型脊髓打击器背侧垂直打击造模，致伤力为 10 g × 4 cm，造成不完全性脊髓损伤。Zhang 等研制出的路易斯维尔损伤系统装置 ( Louisville injury system apparatus) 使用撞击深度作为控制参数，具有以下优点: 非接触式激光制导技术定位脊髓表面，并确定脊髓位移的深度;损伤速度调节范围广，可在 0. 5 ～ 2 m / s 范围内调节冲击速度。

陈涛等自行设计了 “气垫导轨式脊髓撞击损伤试验模型”，该装置系统采用气垫导轨固定撞锤导轨，将垂直作用改为水平作用，这就克服了重物压在脊髓上产生的二次损伤。气垫导轨的定位性很好，在重复打击时只需要调整好靶点的位置就可以精确地打击，由于靶点容易固定并加装微调装置，使重复打击的精确度明显提高。

三、注意事项

建立理想的动物模型是研究脊髓损伤的基本条件，只有在相同的动物实验模型条件下，才能更好地研究脊髓损伤机制，观察损伤后病理生理改变，从而找出可靠的、灵敏的、可直接判断脊髓损伤程度的方法，以及优选出治疗脊髓损伤的最佳方案。在建立SCI 动物模型时，应尽量简化操作步骤，同时要求损伤装置及致伤能量达到客观、准确、定量的标准，以便复制出具有高度稳定性和重复性的动物模型。动物模型都有其优缺点，完全理想化的模型是不存在的，在今后相当长一段时间内，进一步研究和完善 SCI 模 型，加深对其机制的理解，并藉此探索各种行为学评价标准及治疗的最佳途径，推动 SCI 研究的不断深入，最终使脊髓损伤后功能重建成为现实，使 SCI 患者功能障碍减轻，生活质量改善。

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