3)改進Allen法:Ford在Freeman Wright法的基礎上提出了一種改進Allen法。當墜落物沿銅管落下撞擊撞杆後,立即被磁鐵吸開脫離撞杆,從而避免了以往那樣連續碰撞撞杆好幾次以及損傷後持續壓迫脊髓。他認為,這種方法有助於確定造成永久性癱瘓的損傷強度的閾值,並可保證損傷的可重複性。
4)Bresnahan設計了更為精確的打擊係統,在打擊杆上安裝位移、力量傳感器,借助電子計算器,利用專門軟件,在打擊脊髓過程中通過負反饋係統隨時調節打擊的力量,保證同組動物之間承受打擊量的一致性,消除了動物間由於脊髓表麵物理學特性差異所產生的誤差。打擊時間固定為20s,使整個打擊過程快速、準確。生物力學測定以及病理學、神經行為學檢查分析表明,該裝置具有高度的可重複性。但由於價格昂貴、設備複雜,推廣應用受到限製。
5)Falconer等將微機、激光儀、機電裝置用於Allen法的設備。其方法是將大鼠四肢固定於手術台上以立體固定儀固定頭部,從而可上、下、左、右靈活移動以調節脊髓位置。用電磁極將重物與墊片固定於預定打擊距離內,動物開放的脊髓直接置於墊片之下,當實驗者按下按鈕觸發信號,電磁極上電磁突然消失,重物被釋放並沿管道快速下落,其間通過管上2個激光小孔,經探測器感知重物經過的位置,最後重物落於墊片上,一同打擊脊髓。而激光探測器給出撞擊的勢能、速度及質量,一反饋環可探測到撞擊力最大的一刹那,並激活第二、三電磁極與換能器,立即分別將重物與墊片吸引開,有效避免了重物與墊片繼續拍擊脊髓,保證脊髓隻受1次撞擊,從而確保了模型的一致性。Khan等新設計的Allen儀則將重物、墊片、換能器、動物夾等各種物件均附著於可移動的磁性底座上,使動物的固定與調節及脊髓損傷操作更方便、靈活。Gruner、Basso等和Thomas等使用的NYU儀則采用不鏽鋼衝頭直接撞擊脊髓,它是一種簡明、實用的儀器。
6)趙建濱等製作出一種簡便易行,可自由選擇下落重物的重量和高度,致動物脊髓損傷的裝置。取長250mm、高90mm、厚25mm的木板,將兩側各打一孔,將底托板上的兩個鐵棒支柱分別插入該木板的兩孔中,並使該木板能夠任意上下移動。穿透上述木板的高度,垂直打3個孔,作為重物下落的通道,這些通道分別能使2g、5g和10g的天平砝碼順利通過。在通道的側壁,分別打8個小孔,每個小孔間距為1cm,並使承托針自由插入,以作為承托砝碼定位脊髓損傷的高度。製作一底麵直徑為1cm、高為1cm的圓錐形鐵塊,固定在打擊的脊髓部位。該裝置具有打擊部位準確、打擊能量恒定、易於操作等優點。
7)徐曉慶等自行設計脊髓損傷打擊裝置:打擊時,機電動力器吸合,通過機電傳動杆釋放掛鉤,在打擊重錘拉簧的作用下,打擊重錘下落,作用在第一級惰性錘,傳遞至第二級惰性錘及打擊頭,塔形複位壓簧在打擊後迅速將打擊頭回複原位。防震墊、阻尼防震環、避震膜在打擊過程中起到防止複震、抖動作用。蝸輪蝸杆絲杆螺母二級減速打擊深度調節器能精確穩定地調節打擊深度。打擊頭麵積為2.5mm2。見圖11-2。整個模型裝置由專人操作,打擊力度和打擊時間恒定,以打擊深度為參數,建立了不同程度的脊髓損傷動物模型。打擊時,先暴露實驗動物的打擊區域,後固定在支架上,以保持脊髓穩定,同時打擊頭麵積固定,避免了打擊的瞬間發生偏向移位而造成損傷不對稱及損傷麵積不恒定。選用雄性SD大鼠,體重(263.00±17.32)g,用10%水合氯醛腹腔麻醉,俯臥固定,行T12椎板切除術。切口以T12為中心,長約3cm,切開皮膚和肌肉,顯露T11~13棘突和椎板,咬除T12棘突和椎板,以脊髓為中心顯露大小為3mm×4mm的打擊區。將打擊區移至打擊杆下,使之垂直緊貼脊髓硬脊膜,按不同深度進行打擊。打擊後可見大鼠雙後肢抽動、甩尾,隨後完全鬆弛。分別在損傷前、後2小時大鼠麻醉清醒後、7、15和30天觀察大鼠雙後肢的運動功能。運動功能的測定采用改良Tarlov評分法和Rivlin方法。實驗結果顯示,隨著打擊深度的增大,脊髓損傷程度亦逐漸加重,表現為大鼠的運動功能和斜麵臨界角逐漸下降。組織學的觀察也進一步證實,隨著打擊深度的增大,脊髓正常結構的破壞亦逐漸加重。因打擊深度與損傷程度相關,故可根據實際需要調節打擊深度,從而控製脊髓損傷的程度,使之達到客觀量化的目的。該實驗作為脊髓分級損傷的模型,整個操作技術簡便,重複性較好。對於分析脊髓分級損傷的組織形態學變化、病理機製以及探討相應的治療措施,觀察治療結果或比較不同的實驗結果都有十分重要的意義。
8)戴紅等研究脊髓損傷中樞性疼痛(centralpain,CP)的發生機製以尋找治療的根本方法。方法:選用體重220~300g,健康成年Wistar雌性大鼠30隻,隨機分為2組:X1(14隻),X2(16隻)。10%水合氯醛(400mg/kg)腹腔麻醉後,暴露L1~2階段脊髓,用長約20cm的有機玻璃管引導20g重的銅棍在設定的不同高度墜落至L2階段脊髓,分別造成300g/cm(X1組)和200g/cm(X2組)的脊髓損傷,損傷15分鍾後再次在L1記錄體感誘發電位後逐層縫合。術後手法排尿每日4次,大約1周後每日3次。損傷前後分別在L1階段記錄刺激脛神經引起的體感誘發電位。於術前和術後4、8、12、16、24小時,每天用VonFreyHair等測定大鼠對機械性輕壓、輕觸損傷近端軀體的痛反應閾及前足50%抬足率的閾值的變化,並觀察大鼠自發痛(自噬)的行為學變化。結果:兩組均出現了典型的急慢性痛超敏現象(手術前後痛閾值的比較具有顯著或非常顯著性差異,P<0.05~P<0.01)和自發痛現象,其中X1組與X2組比較,嚴重自發痛的發生比例更高,而且重複性好,與人類脊髓損傷的CP中以自發痛為主要痛苦的情況相一致。結論:用Allen法造成大鼠300g/cm的脊髓損傷是重複性好且與人類脊髓損傷的CP最接近的脊髓損傷的CP的動物模型。