CN109820613A - 一种基于后方韧带损伤椎间盘退变动物模型构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于后方韧带损伤椎间盘退变动物模型构建方法，属于实验动物模型技术领域，该方法具体为：取离体无损伤脊柱运动节段，对所述无损伤脊柱运动节段中棘突上和棘突间的韧带进行拉伸力学测试，获得失效位移和失效载荷。该方法简单易操作，以此建立的韧带损伤模型，间接诱导椎间盘退变，其不涉及椎间盘直接损伤，能够保证椎间盘结构完整，退变过程更符合人体实际，利于研究退变过程中椎间盘内病理与生化改变，也可用于药物筛选和修复机制研究。
Description
技术领域
本发明属于实验动物模型技术领域，具体涉及一种基于后方韧带损伤椎间盘退变动物模型构建方法。
背景技术
椎间盘退变(intervertebral disc degeneration，IVD)是一种十分寻常的病症，是引起人类慢性下腰痛、椎间盘突出症和颈椎病的主要原因。研究发现70％人会在一生中或多或少的受腰椎疾病影响，给患者带来痛苦的同时也给社会造成巨大的经济负担。我国人口基数大，体力劳动者占比高、人口老龄化突出，社会承受的经济负担更加沉重，对于疾病的发病机理探究迫在眉睫。同时腰椎疾病作为慢性疾病，涉及因素众多，对于研究体内发病机制与新型药物个体水平疗效以及药理代谢所需要腰椎退变模型数量十分庞大。
疾病模型可分为体内、体外模型。体外细胞模型可用于药物靶细胞及作用途径、机制研究，但是药物特别是中药，通过人体吸收，经过代谢转化作用到椎间盘与体外环境有很大差异，动物模型的应用难以替代。近年来，随着人们对腰椎间盘退变的认识研究的不断深化，人们通过建立各种不同的动物模型，通过施加干预因素，模拟疾病的发生过程，更加准确地观察模型体内产生的变化，探究人体内疾病发生机理，并将研究成果推广到临床，为治疗腰椎间盘突出症提供合理、有效的防治手段。
但是目前的椎间盘退变模型建立方法多集中在椎间盘本身，如针对椎间盘纤维环破裂，最初有外科手术暴露下切割损伤模型或纤维环穿刺模型，随着技术发展出现C形臂辅助下经皮穿刺模型，减少动物感染死亡。针对髓核有直接抽吸模型、酶溶解模型和炎症因子刺激模型。但都忽略了其作为脊柱关节连接系统的一员，会受到其它稳定结构如韧带的影响。
脊柱内源性稳定系统由椎体、椎间盘、韧带等组成，若韧带由于长期劳损或外伤导致松弛、断裂，稳定系统破坏得不到及时修复，则会导致椎间盘退变。且临床数据显示腰椎间盘突出症多伴有韧带结构的退变，部分研究者据此，建立了静力失衡致椎间盘退变模型，但多以切除韧带、棘突或关节突的形式，这样会造成极大损伤，不利于研究椎间盘退变和修复过程中的力学环境变化。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于后方韧带损伤椎间盘退变动物模型构建方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
1、一种基于后方韧带损伤椎间盘退变动物模型构建方法，所述方法如下：取离体无损伤脊柱运动节段，对所述无损伤脊柱运动节段中棘突上和棘突间的韧带进行拉伸力学测试，获得失效位移和失效载荷。
优选的，所述拉伸力学测试按如下方法进行：将所述无损伤脊柱运动节段中两个棘突固定在拉伸力学测试仪上后，向所述两个棘突相对方向上施加拉力。
优选的，所述拉伸力学测试包括预循环拉伸测试和拉伸测试两个工序。
优选的，所述预循环拉伸测试的测试条件为：拉伸位移范围0-2mm，拉伸速率2mm/min，循环次数3-5次；所述拉伸测试的测试条件为：拉伸速率10mm/min。
优选的，所述离体无损伤脊柱运动节段来源于兔、狗、香猪或豚鼠。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种基于后方韧带损伤椎间盘退变动物模型构建方法，该方法简单易操作，以此建立的韧带损伤模型，间接诱导椎间盘退变，其不涉及椎间盘直接损伤，能够保证椎间盘结构完整，退变过程更符合人体实际，利于研究退变过程中椎间盘内病理与生化改变，也可用于药物筛选和修复机制研究。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为巾钳夹持运动节段中两个棘突方法展示图；
图2为实施例1中预循环拉伸测试载荷-位移曲线图；
图3为实施例1中拉伸测试载荷-位移曲线图；
图4为实施例2中拉伸力学测试载荷-位移曲线图；
图5为实施例3中X射线检测仪测试结果图；(a为该兔造模前L6-7腰椎运动节段的X片，b为该兔造模后一个月时L6-7腰椎运动节段的X片，c为该兔造模后两个月时L6-7腰椎运动节段的X片)
图6为实施例3中MRI检查结果图(a为该兔造模前L6-7腰椎运动节段的MRI检查结果图，b为该兔造模后两个月时L6-7腰椎运动节段的MRI检查结果图)。
具体实施方式
下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1
取新西兰大白兔L6-7腰椎完整无损伤运动节段(此处完整无损伤是指构成该运动节段的两块椎骨间的韧带、关节及椎间盘完好无损)，通过巾钳夹持该运动节段中两个棘突(如图1所示)，首先按拉伸位移范围0-2mm，拉伸速率2mm/min，循环次数5次的测试条件通过拉伸力学测试仪向两个棘突相对方向上施加拉力进行预循环拉伸测试，预循环拉伸测试所得的载荷-位移曲线如图2所示，由图2可知，第1次测试后所得的拉伸载荷-位移曲线较第2至5次测试后所得的拉伸载荷-位移曲线有明显区别，其中，第3次测试所得的拉伸载荷-位移曲线开始趋于重合，说明通过3次预循环可基本消除离体样本(新西兰大白兔L6-7腰椎完整无损伤运动节段)粘弹性引起的数据偏差，然后再按拉伸速率10mm/min的测试条件通过拉伸力学测试仪向两个棘突相对方向上施加拉力进行拉伸测试，拉伸测试所得的载荷-位移曲线如图3所示，由图3可知，该载荷-位移曲线分为三个区段，0-3mm的趾区，3-8mm的弹性区以及8mm后的损伤区，由此可得出失效位移为8mm，失效载荷为35N。
实施例2
取新西兰大白兔L6-7腰椎完整无损伤运动节段，通过巾钳夹持该运动节段中两个棘突(如图1所示)，固定夹持L6棘突的巾钳，以夹持L7节段棘突的巾钳为媒介，首先按拉伸位移范围0-2mm，拉伸速率2mm/min，循环次数3次的测试条件通过拉伸力学测试仪向两个棘突相对方向上施加拉力进行预循环拉伸测试，再按拉伸速率10mm/min的测试进行拉伸力学测试，测试所得的载荷-位移曲线图4中标记为损伤前的曲线所示；
另取新西兰大白兔L6-7腰椎完整无损伤运动节段，通过巾钳夹持该运动节段中两个棘突(如图1所示)，固定夹持L6棘突的巾钳，以夹持L7节段棘突的巾钳为媒介，用固定重量的砝码(3.5kg对应35N)，定力牵引1min。然后再首先按拉伸位移范围0-2mm，拉伸速率2mm/min，循环次数3次的测试条件通过拉伸力学测试仪向两个棘突相对方向上施加拉力进行预循环拉伸测试，再按拉伸速率10mm/min的测试进行拉伸力学测试，测试所得的载荷-位移曲线图4中标记为损伤后的曲线所示；
对比图4中两条载荷-位移曲线可知，经过定力35N加载后，其拉伸载荷-位移曲线中趾部区域延长，正常生理区(趾区、线性区)载荷减小，负载能力下降。
实施例3
取12只新西兰大白兔，麻醉后在体表用巾钳分别夹持各兔L6和L7棘突，固定夹持L6棘突的巾钳，以夹持L7节段棘突的巾钳为媒介，用固定重量的砝码(3.5kg对应35N)，定力牵引1min，若前后移动巾钳发现明显松弛则说明损伤成功，若仍有阻力可按上述方法重复1-2次。造模成功后分别在一个月和两个月时通过X射线检测仪观察各兔腰椎退变情况，其中一只兔腰椎退变情况如图5所示，图5中a为该兔造模前L6-7腰椎运动节段的X片，图5中b为该兔造模后一个月时L6-7腰椎运动节段的X片，图5中c为该兔造模后两个月时L6-7腰椎运动节段的X片，由图5可知，该兔损伤后椎间隙有明显下降，通过椎间高度指数(discheight index)分析可知DHI值下降20％，具有显著性(p<0.05)。
造模成功后在两个月时通过核磁共振成像观察各兔腰椎退变情况，其中一只兔腰椎退变情况如图6所示，如图6所示，图6中a为该兔造模前L6-7腰椎运动节段的MRI检查结果图，图6中b为该兔造模后两个月时L6-7腰椎运动节段的MRI检查结果图，由图6可知，图中T2WI表明椎间盘信号强度下降，灰度值统计具有显著性差异(p<0.05)，椎间盘水含量下降，椎间盘退变。表明棘突上、间韧带损伤方法可致腰椎失稳，表现为椎间盘退变，且随时间延长退变程度逐渐加深。
该动物模型构建方法中离体无损伤脊柱运动节段除了来源于兔，还可以来源于狗、香猪或豚鼠中任一种。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (5)
1.一种基于后方韧带损伤椎间盘退变动物模型构建方法，其特征在于，所述方法如下：取离体无损伤脊柱运动节段，对所述无损伤脊柱运动节段中棘突上和棘突间的韧带进行拉伸力学测试，获得失效位移和失效载荷。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拉伸力学测试按如下方法进行：将所述无损伤脊柱运动节段中两个棘突固定在拉伸力学测试仪上后，向所述两个棘突相对方向上施加拉力。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述拉伸力学测试包括预循环拉伸测试和拉伸测试两个工序。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预循环拉伸测试的测试条件为：拉伸位移范围0-2mm，拉伸速率2mm/min，循环次数3-5次；所述拉伸测试的测试条件为：拉伸速率10mm/min。
5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述离体无损伤脊柱运动节段来源于兔、狗、香猪或豚鼠。
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