脊髓損傷動(dòng)物模型的研究進(jìn)展

劉曉陽，孫建民，崔新剛，蔣振松

(山東大學(xué)附屬省立醫(yī)院，濟(jì)南 250021)

據(jù)報(bào)道，全世界每年新增約30萬以上的脊髓傷殘者，且大部分為青壯年。脊髓損傷模型是研究脊髓損傷后病理生理學(xué)機(jī)制和篩選有效治療措施的重要工具，但其建立難度大，手術(shù)成功率低，動(dòng)物死亡率高?，F(xiàn)對(duì)脊髓損傷模型建立有關(guān)動(dòng)物的選擇、麻醉及脊髓損傷方式等研究進(jìn)展作一綜述。

1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

1.1 品系 用于脊髓損傷研究的動(dòng)物種類很多。大鼠來源相對(duì)較為充足，成本較低，容易喂養(yǎng)和護(hù)理，目前應(yīng)用最為廣泛。適用于脊髓損傷研究的大鼠品系有Wistar、Louis、Long-Evans、Fisher、Sprague-Dawley等。其中應(yīng)用最多的是 Sprague-Dawley，其次是Wistar。但大鼠脊髓較細(xì)，脊髓損傷實(shí)驗(yàn)的手術(shù)難度大。尤其是在缺少專用器械的情況下，易誤傷脊髓，影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。兔及小鼠也是研究脊髓損傷常選用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物［1，2］。

1.2 體質(zhì)量與年齡 用于脊髓損傷模型的大鼠體質(zhì)量以180～250 g為宜。體質(zhì)量過小對(duì)麻醉劑敏感，手術(shù)耐受性差，死亡率高;體質(zhì)量過大(超過250 g)的大鼠骨質(zhì)堅(jiān)硬，椎板切除難度大，脊髓損傷幾率高及術(shù)中不易止血，術(shù)中術(shù)后死亡率高。

1.3 性別 動(dòng)物性別不是脊髓損傷恢復(fù)的影響因素［3］?？偟膩碚f，雌性應(yīng)用更多，主要原因是雌性易于排尿，膀胱自主功能恢復(fù)較快，下尿路感染發(fā)生率低。雌性大鼠雌激素水平不穩(wěn)定，故脊髓損傷在同一時(shí)期進(jìn)行。鑒于雌激素和孕激素的神經(jīng)保護(hù)作用尚未確定［4］，對(duì)于涉及性激素的脊髓損傷實(shí)驗(yàn)應(yīng)慎重選擇實(shí)驗(yàn)動(dòng)物性別。

2 麻醉

麻醉藥物種類和劑量直接關(guān)系制模成功率。國(guó)內(nèi)常采用的麻醉藥品有巴比妥類、水合氯醛和乙醚。巴比妥類藥麻醉效果持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，但對(duì)呼吸中樞影響較大，增加呼吸道黏膜分泌物，大鼠對(duì)藥物劑量變化較為敏感。劑量稍大就會(huì)抑制呼吸中樞，過多分泌物會(huì)堵塞呼吸道，導(dǎo)致缺氧而死亡。對(duì)此類麻醉藥應(yīng)用時(shí)應(yīng)精確計(jì)算劑量，常用劑量為30 mg/kg。聯(lián)合使用同等劑量的30 mg/kg苯巴比妥、阿托品可取得較好的麻醉效果。水合氯醛安全劑量范圍較巴比妥類藥寬，起效快，作用時(shí)間短，300 mg/kg的劑量可維持1～2 h，對(duì)于體質(zhì)量超過200 g的大鼠可增大劑量，但不能超過400 mg/kg。對(duì)于手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)已建立靜脈通路的可以術(shù)中補(bǔ)充麻醉劑。國(guó)外常聯(lián)合使用氯胺酮和賽拉嗪制作脊髓損傷模型［5］，也可選用異氟醚麻醉［6］。

3 損傷部位

實(shí)驗(yàn)性脊髓損傷的部位常選擇低位頸髓、胸髓及腰髓。用于脊髓損傷修復(fù)研究時(shí)絕大多數(shù)采用中下胸段。后正中T5、T6棘突間有一大血管進(jìn)入脊髓，如果損傷水平選擇在T4～T7可導(dǎo)致大量出血，且不易止血;如將其次血管結(jié)扎，又會(huì)影響脊髓的血液供給。T8～T10單純的椎板切除術(shù)不影響大鼠攝食、行走等日常活動(dòng)，目前應(yīng)用較多［7］。術(shù)中應(yīng)輕柔操作，避免損傷雙側(cè)腎臟。椎板切除時(shí)動(dòng)作應(yīng)準(zhǔn)確、輕柔、果斷，盡可能避免手術(shù)器械觸及脊髓。椎板切除術(shù)時(shí)常有小量出血，可用沾有冰凍生理鹽水的棉球壓迫止血，1∶1000腎上腺素棉球壓迫止血，有條件時(shí)可采用明膠海綿藥物止血。文獻(xiàn)報(bào)道，脊髓損傷尤其是切割傷后應(yīng)用冰凍生理鹽水反復(fù)沖洗損傷部位，術(shù)中失血較多者可行皮下注射補(bǔ)液，并給予術(shù)后鎮(zhèn)痛［8］。

4 損傷方式

隨著對(duì)脊髓損傷病理生理的了解，人們逐漸認(rèn)識(shí)到最初的損傷決定了損傷所誘發(fā)的病理生理改變。為更好的描述和反映損傷過程的物理量，需要研究更精確的脊髓損傷方法。目前，常用脊髓損傷方式有重力打擊、完全橫斷、脊髓半切和鉗夾壓迫和光化學(xué)誘導(dǎo)損傷模型等多種。

4.1 挫傷 Allen在1911年成功復(fù)制了狗重物墜落脊髓挫傷模型。后又有多位學(xué)者對(duì)其作出改進(jìn)，并復(fù)制了其他動(dòng)物的脊髓損傷模型。2005年于如同等［3］研制了電控大鼠脊髓損傷重力打擊儀(WD儀)，但因缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，故增加了復(fù)制模型的難度。

4.2 切割損傷 最常用的是Bunge研制的脊髓橫斷模型。術(shù)中應(yīng)行椎板切除術(shù)暴露大鼠脊髓，移除T9～T11脊髓，將半通透性塑料或者是可降解生物材料插入兩端之間。切割損傷模型操作簡(jiǎn)單，無需特殊儀器，廣泛用于放置移植物或藥物的實(shí)驗(yàn)研究［9］。橫斷模型的另一優(yōu)點(diǎn)是病理改變和繼發(fā)性神經(jīng)改變相對(duì)穩(wěn)定，因此可以評(píng)價(jià)治療措施的安全性和有效性;可利用高分辨率光學(xué)顯微鏡評(píng)價(jià)軸突的再生。因此，脊髓半橫斷和完全橫斷是評(píng)價(jià)軸突再生的很好方法。然而，去除一個(gè)或幾個(gè)階段脊髓可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組間沒有可比性。另外，切割直接損傷硬脊膜，腦脊液大量外漏，可破壞損傷部位的生理環(huán)境;由于脊髓中存在張力，切斷后兩斷端將分離。另外人類中很少出現(xiàn)脊髓完全橫斷情況，故實(shí)用性較差。

4.3 壓迫損傷 主要用于模擬椎管內(nèi)出血、退行性病變、腫瘤等占位性病變?cè)斐傻募顾钃p傷。主要有重物塊壓迫損傷、氣囊壓迫和動(dòng)脈夾損傷。有人采用20 g重物壓迫大鼠T12水平脊髓20 min，斜坡實(shí)驗(yàn)檢查發(fā)現(xiàn)，損傷后24 h達(dá)到損傷高峰，至損傷后56 d仍未完全恢復(fù)。氣囊壓迫損傷是將一個(gè)可膨脹氣囊置入椎板和硬膜囊之間，以不同的速率向氣囊注入空氣，使其膨脹，產(chǎn)生脊髓壓迫損傷。動(dòng)脈夾壓迫脊髓可產(chǎn)生較穩(wěn)定的脊髓損傷，并逐漸得到廣泛引用［10］。壓迫損傷與重力打擊損傷的不同之處在于，重力打擊損傷的主要損傷因素是機(jī)械損傷，而壓迫損傷中機(jī)械因素和血管因素引起的繼發(fā)性改變都存在。

近年來，亦有人采用脊髓缺血再灌注損傷、靜壓型損傷、光化學(xué)損傷、脊髓切吸損傷法等制作模型。

綜上所述，脊髓損傷模型建立中選擇適齡動(dòng)物，術(shù)中輕柔操作嚴(yán)密止血，術(shù)后認(rèn)真護(hù)理，1個(gè)月內(nèi)死亡率可降至30%?？傊?，脊髓損傷模型是一高難度手術(shù)，損傷大，術(shù)后并發(fā)癥多，需在每一個(gè)環(huán)節(jié)上都做好工作才能保證成功率。

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