动物造模,创伤后骨关节炎 中国实验动物信息网 2021-12-07 2716

　　【摘要】：骨关节炎(Osteoarthritis,OA)是一种常见的炎症性关节病,影响老年人的生长发育,具有较强的社会经济影响。创伤后骨关节炎是一种用于研究骨关节炎的创伤后骨关节炎动物，由于其病因和病因尚不明确，由于缺乏有效的临床诊断和治疗而难以恢复，建立模型是必要和必要的。这很紧急。创伤性骨关节炎的动物模型通过多种人工方法选择不同的动物物种，包括进行性软骨损伤、软骨下骨重塑、骨赘形成和关节周围软组织炎症等疾病，可诱发物理过程。本文综述了创伤后骨关节炎动物模型的研究方法和现状，涵盖了近10年的海外学术论文，为建立创伤后骨关节炎动物模型提供了合适的参考方法。

　　结论：关节外诱导：胫骨压缩超负荷模型Christiansen等人使用由C57BL/6N小鼠制作的两个自定义承重板和具有超负荷循环的胫骨压缩方法组成的胫骨压缩系统，随后建立了动物模型。下踏板弯曲膝盖，上踏板以约30°的角度弯曲脚和脚踝。然后对每只小鼠的右腿施加单一的动态轴向压缩载荷，导致胫骨相对于股骨远端发生暂时的前半脱位。鉴于关节软骨的正常活动和关节应力环境，这种建模方法非常重要。人为地增加或减少关节压力可导致创伤后骨关节炎（PTOA）。骨基质损伤是由人为增加或减少应力引起的。由于软骨细胞的代偿性肥大和变性，动物的整个软骨关节都会发生软骨变性。 Satkunananthan? 等人使用 C57BL/6N 小鼠实验性地复制了创伤后骨关节炎模型。 Killian 等人成功建立了创伤后骨关节炎模型，该模型导致兔在轴向压缩载荷条件下钝性创伤胫股关节。 Tochigi 等人使用猪成功创建肘部创伤后骨关节炎模型。肘关节因轴向压缩而过载。 Borrelli 等人重新定位了过载。一只新西兰白兔在股骨髁的内侧被成功压缩，以模拟骨关节炎的创伤后过程。

　　关节内手术：前交叉韧带断裂，ACLT 模型：Pond 等人在 10 只狗的一个后膝关节中进行前交叉韧带断裂，并以对侧关节作为对照。在手术后1-26周的不同时间处死动物。放射学和病理学检查表明成功建立了人类创伤后骨关节炎模型。这种建模原则通常表明胫骨受到前交叉韧带的约束，需要限制过度运动。动物模型前交叉韧带切除后，胫骨和后肢膝关节向内旋转，向前移动，增加动物后肢和膝关节的屈伸过程，破坏关节稳定性，*终导致创伤后骨关节炎(PTOA)。犬ACLT模型通过观察地面反作用力（GRF）和后膝关节的力学数据证明了该动物在ACLT手术后5个月恢复到术前水平。 Boyd 等将 13 只猫分成三组，用同样的前交叉韧带截肢方法建立了类人 ptoa 模型，以消除动物模型中的物种特异性干扰。...接下来用显微CT观察关节周围骨（包括胫骨近端软骨下骨、股骨髁、骨端松质骨）的远期作用及其在创伤后骨关节炎病因学中的作用。角色。agai 等人利用日本大白兔和 ACTL 技术建立了兔创伤后骨关节炎模型。 Dong 等人成功创建了小鼠 ptoA 模型，Mevel 等人使用新西兰白兔创建了人类 ptoA 模型。

　　内侧半月板不稳，DMM模型：Moskowitz等将82只新西兰大白兔分成三组，从前内侧切开兔右后肢膝关节，打开膝关节中段，外露。内侧半月板附着的前半部分（与半月板相关的1/3），建立人体PTOA模型。 Arunakul? 等人使用由 16 只新西兰白兔创建的 PTOA 模型进行了完整的半月板切除 (TMM) 手术。结果，动物膝关节的内侧半月板变得不稳定。 Panahfar 等人使用内侧半月板切除 (MMX) 技术使用 SD 大鼠建立了人类创伤后骨关节炎模型。 DMM 模型建模过程比上述 ACTL 模型花费的时间更长。 Glasson 等人使用 ADAMTS-4 和 ADAMTS-5 基因敲除小鼠通过组织学评分系统评估软骨损伤程度，并比较了 ACTL 和 DMM 模型。结果表明，ACTL模型可以模拟更严重的人类PTOA过程。一些ACTL动物在胫骨平台上表现出严重的后软骨侵蚀和骨赘形成。相比之下，DMM 模型的侵入性较小，仅在胫骨平台和股骨髁的中心出现轻度损伤。因此，Glasson 等人认为 DMM 是小鼠创伤后骨关节炎模型的首选手术方法。 Usmani等人在实验中使用上述成型方法成功建立了小鼠PTOA模型。

　　Hulth Model/Modified Hulth Model：Hulth 等人用兔子进行实验，去除前交叉韧带和内侧副韧带，完全去除内侧半月板，成功创建了人体PTOA模型。组织学观察显示，在 Hulth 术后 3 个月内观察到 PTOA 特征，如软骨表面裂纹和软骨表面损伤。哈尔斯的手术破坏了维持动物膝关节静态稳定性的主要韧带，包括前交叉韧带和内侧副韧带。结果膝关节法向力线由10°外翻变为内翻，关节轴向压力发生变化，胫骨外侧平台向内侧移动，关节受力面减小。此外，应力集中会增加局部关节软骨的压缩，损害关节稳定性，增加关节表面磨损，*终导致 PTOA。 Moskowitz 等人认为，传统的 Hals 模型具有更多的创伤和关节损伤，并且无法观察到 PYOA 的生化和代谢变化。由于模型时间和治疗干预时间短，Hulth模型PTOA很少用于动物模型药物干预。目前有改进的Hulth模型，如ACLT+部分半月板切除术（PM）。手术方式为 ACLT + 内侧半月板切除术。 ACLT+内侧副韧带（MCLT）+内侧半月板切除（MX）手术中，手术目的是保持后交叉韧带的完整性，其余手术与传统Hals模型相同。十字韧带断裂 (CLT) 是一种外科手术，其中仅切除前十字韧带，不触及其余静态结构。

　　前交叉韧带（ACL）自体移植解剖重建，ACL-R模型：考虑到上述各种建模方法，所有方法都会破坏关节和关节面的稳定结构。增加磨损并使用其他方法。但是，从长远来看，即使十字韧带已经重建并且关节结构相对稳定，一些患者仍然存在PTOA。为了更好地了解和研究 PTOA 的病因，Heard 等人在绵羊 ACL 手术后应用自体韧带移植重建，*终形成了人类 PTOA 模型。手术后两周，滑液中基质金属蛋白酶和白细胞介素样 PTOA 炎症标志物增加。该模型消除了关节结构不稳定对PTOA发生率的影响，充分理解炎症因子和早期分解代谢对PTOA发生率的影响。因此，本文作者认为该模型优于以往的模型，被认为是一种理想的早期诊断和治疗PTOA（尤其是炎症因子分解代谢机制）的大型动物模型。

　　关节内骨折（IAF）模型：小猪在猪膝胫骨截骨1-2mm后用专用三脚架固定，模拟PTOA的病程。 Lewis等人使用C57BL/6小鼠通过人工压缩轴向超负荷构建了类人PTOA模型。由于设备限制（如特殊的三脚架和压缩台）和相应的内固定材料，笔者不推荐这种建模方法。

　　外伤性骨关节炎的动物模型根据使用的动物和建模方法的不同而具有不同的特征。 PTOA 模型没有标准的动物模型。作者综合考虑项目资金、实验目的、技术条件等因素，选择合适的实验动物和造模方法，得到合适的PTOA模型和预期的实验结果，为临床治疗提供指导，现拟提供。