CN102224811A - 脊髓型颈椎病实验动物模型及其制作方法 - Google Patents

Abstract

一种脊髓型颈椎病实验动物模型及其制作方法，属于骨科医学实验动物模型技术领域。其技术方案是：采用活体兔子、羊、犬、小型猪或实验用鼠作为模型本体，在兔子、羊、犬、小型猪或实验用鼠C3颈椎锥体处放置压迫钉，压迫钉的填充孔内填充有显影生物材料。制作这种脊髓型颈椎病动物模型的方法采用在C3颈椎锥体打孔，将上述压迫钉置入孔内，造成脊髓腹侧的压迫。本发明的有益之处在于：本发明选择C3颈椎作为放置压迫钉的椎体，完全打破了国内外传统的在C4颈椎或C5颈椎进行压迫的模式，是建立脊髓型颈椎病动物模型的新突破，达到了非常理想的实验效果；手术操作简单、安全，可同时在多种影像学上对CSM长期慢性压迫后发生的改变进行研究。

Description

脊髓型颈椎病实验动物模型及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种颈椎病实验动物模型手术压迫钉以及将该压迫钉应用于制作脊髓型颈椎病实验动物模型的方法，属于骨科及医学实验动物技术领域。

背景技术

脊髓型颈椎病(cervical spondylotic myelopathy CSM)主要由于颈椎间盘突出，颈椎椎体骨赘形成，后纵韧带骨化，黄韧带肥厚，颈椎管狭窄以及颈椎失稳等原因导致颈部脊髓、血管等组织受压迫、刺激而出现的综合征。国内外学者对脊髓型颈椎病的临床相关研究已相当成熟和完善，对其认识也逐渐加深，但至今对该病的病因及发病机制，脊髓受压后的病理变化尚不完全清楚，关于脊髓型颈椎病的基础研究仍然缺乏。主要原因在于该病病理机制十分复杂，不能对临床病例展开系统的病理学基础研究。因此如何成功的建立一种模拟CSM的动物模型，采用有效的贴近临床的检测方法对脊髓型颈椎病进行实验研究，探讨脊髓慢性受压后脊髓的形态学变化和其局部的病理变化过程，对深入研究脊髓型颈椎病具有重要意义。

自从1946年Brain等第一次报道了脊髓型脊椎病以来，针对这种疾病世界各国的学者进行了广泛而深入的临床研究，但其基础研究尚存在不足，其病理生理机制的研究尚不完善。临床上CSM早期起病隐匿、个体症状差异性较大，因此对于这种疾病的早期诊断和治疗十分困难；对于手术时机、手术方式的选择尚不明了，病人的预后及转归亦存在疑问，很难做到标本兼治，疗效不甚理想。因此建立一个适用于多种临床检查方式的，能够进行全面研究的，理想的颈椎病模型以供临床医师对脊髓型颈椎病进行多种影像学检查以及病理学研究的动物实验模型就显得十分重要。一个理想的脊髓型颈椎病动物实验模型应具备以下条件：1、造成椎管内骨性占位；2、压迫硬脊膜下腔或完全堵塞甚至稍对脊髓形成压迫；3、维持动物颈椎自由运动；4、稳定可靠简单易行。

经过多年的临床实践发现，目前在制作脊髓型颈椎病动物实验模型及应用方面存在两方面的主要问题，一是用于制作慢性脊髓压迫的动物模型来观察病变情况的压迫物（钉或球囊）不够理想，影响了实验效果；二是压迫物（钉或球囊）的压迫位置不合适，影响了实验的准确性和效果。

具体来说，第一方面的问题在于：

慢性脊髓压迫模型通常应用球囊、金属钉、树脂钉作为脊髓致压物。金属钉、树脂钉压迫的程度虽可控，但常需要多次手术才能完成模型的制作，而再次施加的压迫极易引起脊髓损伤，甚至引起严重的急性压迫。使用球囊作脊髓致压物，从病理学来看，更像是模拟了一种软性组织的压迫，临床上更接近血管瘤等囊性压迫，而非颈椎退变造成的间盘突出、韧带骨化或骨质增生所产生的硬性压迫。

也有应用肿瘤和膨胀塑料作为脊髓致压物的报道。应用肿瘤作为脊髓致压物多数采用的是转移瘤，因此致压物的大小会随着结瘤的大小而改变，肿瘤本身会引起组织的破坏，对研究椎管内硬膜外肿瘤有一定的价值，但用于研究脊髓型颈椎病存在着明显缺陷：一，肿瘤的压迫与颈椎退变压迫有着本质的区别；二，恶性肿瘤均有侵袭性，对脊髓、脊髓周围组织乃至于实验动物本身都会造成损害；三，肿瘤组织的生长不可控。膨胀塑料制成致压物可控性差，会引起严重压迫。因而肿瘤和膨胀塑料不适用于CSM的研究。

综合来看，金属钉或树脂钉更为接近临床上由颈椎间盘突出或后纵韧带骨化而引起的脊髓型颈椎病，但是又各有其缺陷。目前无论是基础研究还是在临床研究，MRI、X线和CT检查对于颈椎病诊断和治疗都是必不可少的手段。金属钉由于会引起严重的伪影，不能通过MRI检查对CSM进行详尽的研究，这是其致命缺陷；而树脂钉又不能在X线和CT下显影，无法看到压迫钉与颈椎及椎管的相互关系。金属钉或树脂钉不能满足临床上或基础研究中对脊髓型颈椎病的所有影像学检查。另外，虽然螺钉容易控制压力大小和深度，但是这种多次手术旋入螺钉的人为制造渐进性压迫的办法实际上仍是一种亚急性损伤，也会降低实验动物的生存率。

第二方面的问题在于：

通过对兔颈椎的解剖以及CT、MRI扫描发现，兔颈椎椎管和脊髓形状极不规则，从C2颈椎至C3颈椎椎管相对较狭窄，成规则的椭圆形，近似人类的椎管形状，从C4颈椎至C7颈椎椎管由窄逐渐变扁、宽，与临床上患者的先天颈椎管狭窄的情况不够吻合。而目前用家兔（或其它动物）制作的脊髓型颈椎病模型都是将压迫物（钉或球囊）的压迫位置选在兔颈椎的C4颈椎和C5颈椎椎管，因此压迫物（钉或球囊）所产生的压迫效果不能准确反映临床患者情况，实验结果对于病理学研究提供的资料就不够准确，这对于这种动物模型的建立是十分不利的，非常有必要加以解决。

综上所述，如何成功的建立一种模拟CSM的动物模型，采用有效的贴近临床的检测方法对脊髓型颈椎病进行实验研究，探讨脊髓慢性受压后脊髓的形态学变化和其局部的病理变化过程，对深入研究脊髓型颈椎病具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种建立能较好模拟由颈椎间盘突出或后纵韧带骨化而引起的脊髓型颈椎病实验动物模型及其制作方法。本方法手术操作简单、安全、对实验动物损伤小，使用不会引起动物的排异反应、适用于多种影像学检查、结构简单、经济实用的颈椎病实验动物模型手术用压迫钉，能较广泛地接受临床检查方法以及组织学检查等研究手段，为脊髓型颈椎病的研究提供带有典型脊髓型颈椎病临床特征的动物模型。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种脊髓型颈椎病实验动物模型，采用活体兔子、羊、犬、小型猪或实验用鼠作为模型本体，在兔子、羊、犬、小型猪或实验用鼠类C3颈椎锥体处放置压迫钉，压迫钉由钉帽和钉体组成，钉体中有填充孔，填充孔沿钉体的中心轴线，填充孔一端在钉体上部，另一端在钉体尖端开口，填充孔内有填充物显影生物材料。

上述脊髓型颈椎病实验动物模型，所述压迫钉钉体的前端和周围包裹有吸附有骨形态发生蛋白溶液的棉片，压迫钉钉体的前端的棉片与兔子脊髓相接触。

上述脊髓型颈椎病实验动物模型，所述填充孔的直径为钉体直径的1/3-1/2。

上述脊髓型颈椎病实验动物模型，所述钉帽和钉体由聚甲基丙烯酸甲酯或骨水泥材料一次成型。

上述脊髓型颈椎病实验动物模型，所述填充物显影生物材料可以是牙胶尖、牙胶棒或骨水泥。

一种用上述压迫钉制作脊髓型颈椎病动物模型的方法，它采用以下步骤进行：

1、实验动物常规麻醉，切开皮肤，暴露锥体前肌肉组织，纵行钝性分开锥体前肌肉组织，骨膜下剥离，暴露C3颈椎锥体；

2、用血管钳咬除椎前骨皮质，形成一开口，以小刮匙刮除松质骨，至椎体后侧骨皮质，将备好的上述压迫钉轻轻置入孔内，造成脊髓腹侧的压迫；

3、生理盐水冲洗伤口，将剥离的锥体前肌肉复位，缝合，再分层缝合颈阔肌及皮肤。

上述用上述压迫钉制作脊髓型颈椎病动物模型的方法，在放置上述压迫钉时，用吸附有骨形态发生蛋白溶液的棉片包裹压迫钉的钉体，放置压迫钉后，在压迫钉钉体的前端和周围有吸附有骨形态发生蛋白溶液的棉片。

本发明的有益之处在于：

1、本发明的颈椎病实验动物模型手术用压迫钉的优点是：

能较好模拟由颈椎间盘突出或后纵韧带骨化而引起的脊髓型颈椎病；手术操作简单、安全，避免了二次手术对动物的手术创伤和对脊髓的再次损伤；应用这种压迫钉后，可同时在多种影像学（X线、CT与MRI）上对CSM长期慢性压迫后发生的改变进行研究，避免了金属钉不能用于MRI检查和塑料钉不能行X线和CT检查的弊端，对于临床研究有重要意义；压迫钉的制作材料为聚甲基丙烯酸甲酯，组织相容性好，不会引起动物的排异反应，且制作简便，经济实用；压迫钉体中的填充物填充物显影生物材料为天然树胶精制而成，在临床上用于口腔科作根管治疗时的根管充填，具有一定的强度，易于塑形，对神经等组织无毒、无刺激，组织相容性好，且阻射X射线的优点；本发明充分利用了填充物显影生物材料的上述优点，应用于压迫钉，是压迫钉技术的首创，也大大提高了压迫钉质量和应用效果。

2、本发明的用上述压迫钉制作脊髓型颈椎病动物模型的方法的优点是：

在临床上先天颈椎管狭窄的患者患CSM的发病率较高，症状较重，而兔颈椎椎管和脊髓形状极不规则，从C2颈椎至C3颈椎椎管相对较狭窄，成规则的椭圆形，近似人类的椎管形状，所以本实验选择C3颈椎作为放置压迫钉的椎体，形成了对C3颈椎脊髓进行脊髓腹侧的压迫方式建立了脊髓慢性压迫模型。本方法完全打破了国内外传统的在C4颈椎或C5颈椎进行压迫的模式，是建立脊髓型颈椎病动物模型的新突破，达到了非常理想的实验效果。同时，采用吸附有骨形态发生蛋白溶液的棉片包裹压迫钉钉体可以在压迫钉外逐渐生成骨组织，进而压迫脊髓，更加真实地模仿了临床中增生的骨组织压迫脊髓的情况，也是本发明突出的创新点。

这种方法制作的动物模型还有以下优点：

能够进行MRI检查，显影清楚，无伪影影响，清晰显示压迫脊髓程度；

能够进行CT检查，可在CT下显示高密度影，显影清楚，突入椎管程度明确，可测量；

能过进行X线检查，可清楚看到钉算在位置及突入椎管程度；

可模拟临床脊髓型颈椎病慢性压迫病理特点；

手术操作简单和对实验动物损伤小，生存率高。

附图说明

图1是本发明的颈椎病实验动物模型手术用压迫钉的结构示意图；

图2是本发明的颈椎病实验动物模型手术用压迫钉的压迫位置示意图；

图3是图2的俯视图。

图中标记如下：钉帽1、钉体2、充填孔3、填充物显影生物材料4、C3颈椎5、棉片6、脊髓7。

具体实施方式

图中显示，本发明由钉帽1和钉2组成，钉体2中有填充孔3，填充孔3沿钉体2的中心轴线，填充孔3一端在钉体2上部，另一端在钉体2尖端开口，填充孔3的直径为钉体2直径的1/3-1/2，填充孔3内有填充物显影生物材料4。本发明的钉帽1和钉体2由聚甲基丙烯酸甲酯材料或水泥一次成型，本发明钉体中填充物显影生物材料4可以是牙胶尖、牙胶棒或骨水泥。

本发明的一个实施例的尺寸如下：

钉体1的长度为4mm，直径为3mm；钉帽2的直径为5mm，厚度为2mm；填充孔3的长度约4mm。适用于家兔模型的制作。

本发明的实施例2的尺寸如下：

钉体1的长度为5-20mm，直径为4-10mm；钉帽2的直径为6-20mm，厚度为3-5mm；填充孔3的长度约5-20mm。适用于羊、犬、小型猪模型的制作。

本发明的用上述压迫钉制作脊髓型颈椎病动物模型的方法，采用以下步骤进行：

1、实验动物常规麻醉、备皮、消毒、铺巾，于气管旁右侧0.5cm 甲状软骨下1cm行纵行切口长约5cm；

2、切开皮肤、皮下、筋膜、颈阔肌，暴露气管，将气管和其下方的食管拉向一侧，暴露C3颈椎锥体前肌肉组织；

3、纵行钝性分开锥体前肌肉组织，骨膜下剥离，暴露C3颈椎5锥体；

4、用血管钳咬除椎前骨皮质，形成一约3×3mm的开口，以小刮匙刮除松质骨，至椎体后侧骨皮质；

5、将备好的压迫钉轻轻置入孔内，造成脊髓腹侧的压迫，压迫钉钉体的前端和周围有吸附有骨形态发生蛋白溶液的棉片6；

6、生理盐水冲洗伤口，将剥离的锥体前肌肉复位，缝合，再分层缝合颈阔肌及皮肤，碘伏擦拭伤口，手术完毕。

术后行X线、CT与MRI检查均可清晰观察到压迫钉。

Claims (7)

1.一种脊髓型颈椎病实验动物模型，采用活体兔子、羊、犬、小型猪或实验用鼠类作为模型本体，其特征在于：在兔子、羊、犬、小型猪或实验用鼠C3颈椎（5）锥体处放置压迫钉，压迫钉由钉帽（1）和钉体（2）组成，钉体（2）中有填充孔（3），填充孔（3）沿钉体（2）的中心轴线，填充孔（3）一端在钉体（2）上部，另一端在钉体（2）尖端开口，填充孔（3） 内有填充物显影生物材料（4）。

2.根据权利要求1所述的脊髓型颈椎病实验动物模型，其特征在于：所述压迫钉钉体的前端和周围包裹有吸附有骨形态发生蛋白溶液的棉片（6），压迫钉钉体的前端的棉片（6）与兔子脊髓（7）相接触。

3.根据权利要求1或2所述的脊髓型颈椎病实验动物模型，其特征在于：所述填充孔（3）的直径为钉体（2）直径的1/3-1/2。

4.根据权利要求1或2所述的脊髓型颈椎病实验动物模型，其特征在于：所述钉帽（1）和钉体（2）由聚甲基丙烯酸甲酯材料一次成型，填充物显影生物材料（4）为天然树胶制作。

5.根据权利要求1或2所述的脊髓型颈椎病实验动物模型，其特征在于：所述填充物显影生物材料（4）是牙胶尖、牙胶棒或骨水泥。

6.一种如权利要求1至5所述压迫钉制作脊髓型颈椎病动物模型的方法，其特征在于：它采用以下步骤进行：

（1）实验动物常规麻醉，切开皮肤，暴露锥体前肌肉组织，纵行钝性分开锥体前肌肉组织，骨膜下剥离，暴露C3颈椎锥体；

（2）用血管钳咬除椎前骨皮质，形成一开口，以小刮匙刮除松质骨，至椎体后侧骨皮质，将备好的上述压迫钉轻轻置入孔内，造成脊髓腹侧的压迫；

（3）生理盐水冲洗伤口，将剥离的锥体前肌肉复位，缝合，再分层缝合颈阔肌及皮肤。

7.根据权利要求6所述的用上述压迫钉制作脊髓型颈椎病动物模型的方法，其特征在于：在放置上述压迫钉时，用吸附有骨形态发生蛋白溶液的棉片（6）包裹压迫钉的钉体（2），放置压迫钉后，在压迫钉钉体（2）的前端和周围有吸附有骨形态发生蛋白溶液的棉片（6）。

Images