2.一側海馬傘切斷致老年癡呆模型選用老年雌性SD大鼠(24個月齡)。完成左外側海馬傘切斷,術後15天,損害同側海馬CHAT活性下降70%,隔區下降35%,損害對側海馬CHAT活性沒有顯著變化。老年癡呆(Alzheimer型)最突出的病理變化是基底前腦膽堿能細胞的大量喪失和膽堿能神經功能下降。本法所用一側海馬傘切斷,造成隔-海馬膽堿能通路損害,是較常用的老年癡呆動物模型。
3.慢病毒(朊病毒)誘發倉鼠大腦老年性退行性變模型實驗動物老年倉鼠(hamster),應用慢病毒以微量接種於倉鼠腦的特定部位如紋狀體、黑質等。動物接種後,分別飼養於籠中,給予接種前同樣的飲食,每周觀察1次及記錄其體重、運動和覓食等反應,於接種後30天開始,每隔10天處死動物,直至臨床終末期110~130天。該模型特點:病變發展是漸進性的不可逆的,根據接種部位而相對選擇性地作用於腦的特定結構,該特點和退行性病變的表現較為相似,而神經毒、電刺激等所引起的改變出現迅速,但常持續短期後即恢複,且常不伴有臨床症狀。盡管對於慢病毒所引起的中樞神經退行性變的機製還不清楚,但它將為進一步開展中樞神經退行性變在神經病理、神經係列化、藥理學的研究,提供一種較為理想的動物模型。
八、骨骼係統疾病動物模型
(一)骨折愈合動物模型
1.長骨幹實驗性骨折無需固定法成年健康兔麻醉後暴露橈骨,在橈骨中下1/3交界處或旋前圓肌止點以遠或腕關節近側處選點,切除骨膜暴露骨膜下骨質,再用手鋸或電鋸造成0.3cm標準橫斷骨折。這種骨折可不做處理,直接閉合切口;也可施加一些處理因素,如植入骨誘導因子(如骨形態發生蛋白BMP)或其他生長因子的混合物等。本模型操作簡便,重複性好,可用兔一側肢體作為實驗組,另一側作為對照組,既減少實驗係統誤差,又給術後觀察和飼養帶來方便。
2.長骨幹實驗性骨折需固定法成年健康羊、兔、犬等,麻醉後暴露股骨中段,用骨鑿或線鋸做橫斷截骨,用骨內、外固定裝置固定或術後用小夾板固定骨折。此外,也可在全麻下徒手將兔、大鼠或小鼠的脛腓骨折斷,用小夾板或直接用繃帶包紮固定(用於研究閉合性骨折或嚴重錯位下固定不牢固的骨折愈合過程)。本模型適合研究不同固定方法對骨折愈合的影響,骨折端的生物力學特性,骨折局部的微環境的改變對骨折修複的影響等。
3.微動促進骨折法選用成年羊,麻醉暴露脛骨,橫行截骨造成脛骨中段0.3cm的骨缺損,用安有微動裝置的外固定架固定骨折,手術1周後將氣動活塞與微動裝置相連,每天1次,每次15~20min,以0.5Hz(接近生理步頻)施加軸向載荷,使骨折端產生0.1cm 的微動。
(二)長骨幹缺損動物模型
長段骨缺損是現代矯形外科常常遇到而又尚未妥善解決的難題。由創傷、腫瘤、感染等因素所致的大塊骨缺損是骨不連的重要原因,是骨科臨床麵臨的十分棘手的問題。選用成年健康兔,麻醉後暴霹橈骨,在旋前圓肌止點遠端用牙科台鑽將橈骨準確切除1.5cm。在實際操作中切除長度應視實驗設計要求而定,但至少應在0.6cm以上。術中應注意操作時勿損傷對側的尺骨,截除一段橈骨須連同同等長度的骨膜一並切除,並清除骨折斷端間的碎骨屑及骨髓組織,以免其發揮成骨作用而影響實驗結果。本模型可用於帶血管的腓骨、髂骨及骨膜移植修複骨缺損的研究,還可用於各種促骨形成的生長因子與鬆質骨載體複合移植治療長骨缺損的研究。
(三)骨關節炎動物模型
骨關節炎的動物模型多達十餘種,常用的動物模型有以下幾種。
1.關節固定誘發法成年健康家兔,將其膝關節直接繃帶捆綁固定於屈曲位,或用金屬杆捆綁固定使其膝關節處於伸直位,也可用骨外固定器使膝關節處於伸直位並施加外力擠壓。此模型可用於研究臨床上由於截癱或肢體長期管形石膏固定等因素造成的關節軟骨退行性改變。
2.關節軟骨受異常外力作用誘發法在麻醉下安裝彈簧外力支具,在膝關節內側方施加橫向外壓力使之發生膝內翻,並維持膝關節的內翻狀態。此模型用於由構成關節各骨骨折發生畸形愈合後引起的關節炎變化研究。
3.手術造成關節不穩定誘發法
(1)Hulth模型選用成年兔,於股骨上段綁紮止血帶,麻醉取髕內側切口,打開關節腔,將髕骨外翻,以特製手術器械顯露膝關節,切斷上述解剖結構,術中注意保護關節軟骨麵不受損傷,逐層縫合切口後放鬆止血帶。Hulth模型誘導成功率高,膝關節周圍軟組織少,便於重複向關節內注射藥物,應用廣泛,特別是在研究藥物對預防或減輕骨關節炎發生發展的實驗中應用較多。
(2)白希壯模型健康成年雄性豚鼠,體重(460±20)g,取髖部縱行切口,切開深筋膜後,完全切斷附著在髂脊上的臀大肌及其深部的臀中、小肌,並在上述諸肌的遠側斷端切除長約1cm的肌組織以免術後切斷的肌肉自行愈合。可用於觀察關節炎不同時期病理改變,研究其發病機製或進行治療關節炎手術方式的選擇。
(四)骨質疏鬆
維甲酸有損傷雄性或雌性大鼠性腺的作用,使性腺萎縮,功能下降,性激素水平降低而誘發骨質疏鬆(維甲酸模型);糖皮質激素可引起機體的鈣磷代謝變化而誘發骨質疏鬆(糖皮質激素模型)。
1.卵巢切除法動物切除卵巢後雌激素分泌水平下降,引起的骨質疏鬆,其病理表現與人類女性絕經後骨丟失相近。3~10個月齡體重300g的雌性大鼠,麻醉後手術。手術入路有2種,一是背側入路:在大鼠髂脊頂部外上方,腰椎骶棘肌兩側做縱行切口,打開腹膜,用絲線結紮其周圍相連組織,將其切除。二是腹側入路:取下腹部正中切口,打開腹腔,切除卵巢。造成雌激素分泌水平的改變,在早期可誘發明顯的骨質疏鬆改變。隨著時間的延長,這一過程將逐漸緩慢,最終穩定。該模型主要用於性腺功能與骨質疏鬆症發生、發展的相互關係的研究和骨質疏鬆早期病理病變及防治措施研究以及絕經後骨質疏鬆發病、治療及其相關問題研究。
2.維甲酸法全部雄性或全部雌性大鼠,取維甲酸灌胃即可。但應注意:①維甲酸對大鼠有一定的毒副作用,表現為進食減少,體毛枯疏,反應遲鈍,口唇炎和結膜充血等;②維甲酸既可增加成骨細胞的數量、活性,又能刺激破骨細胞使其活性增強,而使骨代謝呈現高轉換型改變,但總趨勢是骨吸收大於骨形成,這與去卵巢大鼠骨質疏鬆的發病機製不同。本模型可用於研究骨質疏鬆的病理及發病機製和防治藥物效能觀察等。
3.糖皮質激素法3~10個月齡健康大鼠,在臀肌或後腿部肌內注射地塞米鬆即可複製出糖皮質激素性骨質疏鬆模型,表現同去卵巢大鼠模型。用於研究此類疾病的發病機製,病理改變及預防措施。可由低鈣飲食而加速誘發,用維生素D3可阻止其形成。此外,動物年齡不宜過大(<24個月),以排除年齡因素對骨變化的影響。
九、口腔疾病動物模型
(一)牙周病動物模型
牙周病的動物模型通常圍繞內、外源因素進行複製,主要表現為牙齦炎症出血、牙周袋形成、牙槽骨吸收、牙齒鬆動等,實驗動物主要選擇成年大鼠、犬、羊、豬及靈長類動物。
1.外源性因素法將動物牙頸部用正畸鋼絲結紮,喂養高糖飼料,並可加入自身糞便或隔日局部接種鏈球菌,為了加速牙周病模型的形成,可采用翻瓣手術,用電鑽水平去除部分牙槽骨(如犬動物模型)。內源性因素法主要包括皮質類固醇的注射,並可同時喂養甲狀腺素或摘除動物卵巢,導致動物內分泌及代謝失調。
2.Wistar大鼠體重180~200g,在實驗牙的牙頸部用正畸鋼絲結紮,肌內注射醋酸潑尼鬆龍,同時喂養高糖飼料。大鼠表現為牙間乳頭糜爛、潰瘍,有牙周袋形成,牙齒鬆動及深部牙槽骨吸收。
牙周病動物模型對探討牙周病的病因、發病機製、防治等有重要意義。
(二)齲病動物模型
齲病動物模型的種類多,但僅鼠類模型比較成功。複製的方法包括接種變形鏈球菌於牙麵、喂養高糖食物和抑製唾液分泌。
健康Wistar大鼠,體重70g,先將變形鏈球菌血清C型放入TSB增菌液中培養增殖後,用棉簽沾增菌液塗於大鼠的牙麵上,每周接種一次。致齲高糖食物每100g所含的主要成分包括:蔗糖60g、小麥粉10g、酪蛋白10g、奶粉10g、骨粉3g、花生油3g、酵母2g、氯化鈉1g、各種維生素及微量元素等1g。為抑製唾液分泌,每100g致齲食物中加0.1mg 的阿托品。每隻大鼠保證每天喂養致齲高糖食物15~20g。動物50天後開始出現齲壞,隨時間推移齲齒加重並涉及鄰麵,這與人類齲病比較近似。可用該模型進一步研究齲病的發生機製、各致齲因素之間的相互關係和對各種防治方法的評價等。
(三)牙髓病動物模型
牙髓病的動物模型主要采用細菌感染牙髓進行複製。雜種犬,年齡12~14個月,體重14~15kg。在每個實驗牙的頰麵頸部距牙齦1mm處用渦輪機倒錐鑽製洞,使近髓透紅,用器械穿髓,要求穿髓孔越小越好,將牙髓暴露於口腔環境中,2~3天牙髓病的動物模型複製完成。穿髓孔附近呈現典型的急性牙髓炎症,表層無化膿壞死灶,超過3天,露髓表層有不同程度的組織壞死。確認動物發生牙髓病,然後用磷酸鋅粘固粉封閉開髓窩洞,防止感染物質從牙麵穿髓洞中引流,促使炎症向根尖周擴散,進而出現齦頰溝變淺腫脹、瘺管形成等。但該模型主要利用細菌感染複製,不能代表一些非感染因素引起的牙髓病和根尖周病。
(四)下頜骨缺損修複動物模型
在動物下頜骨上建立缺損型骨不連接,而缺損型骨不連接決定於骨缺損的基準大小,要求能防止骨膜為自行骨愈合起到連接作用,同時要求創傷所形成的血腫不足以形成血凝塊橋,避免成骨活性物質遷入後成骨,造成骨不連接。該模型受動物種類和年齡等的影響,用成年動物較好。
1.兔成年新西蘭兔,用電鑽在雙側下頜骨各造成一個非連續性骨缺損,一側為實驗組,另一側為對照組。下頜骨修複材料要相同大小,並與骨斷端吻合,行鋼絲結紮固定,衝洗縫合傷口。
2.犬2歲成年比格犬,用電鑽和電鋸在下頜骨形成骨缺損。空白對照組骨缺損6個月仍為纖維組織充填。
該模型種類較多,從實驗結果的可重複性來看比格犬較為成熟,不但可以滿足下頜骨缺損修複材料研究的一般內容,同時較適於進行異體骨移植免疫研究,例如,異體骨移植後可進行抗體-補體介導的細胞殺傷等現代免疫學實驗。
十、眼科疾病動物模型
(一)白內障動物模型
1.半乳糖性白內障動物模型5~6周齡大鼠,體重150~160g,散瞳後,經裂隙燈檢查晶體透明方可用於實驗。用含50%半乳糖的飲食喂實驗動物,食量及飲水量不加任何限製。觀察白內障逆轉者,待白內障成熟後,改為正常飲食。典型的核渾濁從第14天開始,以晶體核中心出現致密的乳白色渾濁為主要特點。第19天所剩動物全部進入成熟期白內障階段,肉眼即可見瞳孔區乳白色反光,中心區密度最大。停止半乳糖喂養後約30天,逆轉開始,肉眼可見赤道部出現一環狀半透明區。
該模型成模時間短,效果好,用藥易控製,但死亡率高,另選用幼齡大鼠造模較其他動物為好。
2.外傷性白內障動物模型健康白色家兔,體重3kg左右。4號注射針頭於角膜3點鍾方向、角膜緣內約1mm處刺穿角膜進入眼前房,針尖移行至晶體中央上方,向下刺穿晶體並擺動,“十”字狀劃破晶體後向後退出針頭。實驗眼晶體損傷後,即可出現局限性白色霧狀渾濁,24h後渾濁範圍明顯擴大,但渾濁度仍較淺,為淡白色雲霧狀。6天時晶體渾濁範圍直徑約3mm,渾濁度加深變為白色絮狀,21天左右晶體已大部分渾濁,渾濁度色深,為白色乳塊狀,此後無明顯變化。
(二)角膜瘢痕動物模型
黑色、灰色或棕色雄性兔,體重2kg左右。用血管鉗夾緊燒烙釘杆的中央部分,在汽油加壓縮空氣火焰噴燈上燒30s後,將釘在室溫中冷卻。用固定鑷將家兔第三眼瞼拉開,將釘頭凹麵放在角膜中央,釘杆與角膜表麵垂直,輕壓2s,即形成圓形的角膜燒傷。雙眼角膜燒傷操作過程與條件相同。角膜接觸性燒傷後,上角膜壞死,角膜基質淺層損傷,形成淺層角膜基質缺損,愈合後即為角膜淺層瘢痕(角膜斑翳)。造模成功者,雙側角膜燒傷麵積等大、圓形,位於角膜中央,燒傷愈合後雙眼角膜瘢痕等大、厚度相等且角膜渾濁程度相同。雙側角膜基質均同時有或無新生血管浸入。也可用兔的一側角膜用藥,另一側作對照,用以觀察藥物對角膜創傷愈合的影響,篩選治療角膜瘢痕的有效藥物。