急性脊髓損傷動物模型

1 脊髓背側(cè)損傷模型

(1)復制方法  Allen于1911年采用重物墜落撞擊脊髓背側(cè)，開創(chuàng)了脊髓損傷的標準化實驗研究。其方法是背部正中切開，切除椎板，顯露脊髓硬膜。將重量重物從某一高度自由墜落，打擊于脊髓上，致脊髓損傷，其沖擊量以勢能克厘米gel(gram-cm force)表示。

(2)模型特點  WD法的優(yōu)點為：①與人類脊髓損傷的性質(zhì)相近。②脊髓損傷節(jié)段可以通過手術(shù)限度，撞擊力可以定量。③硬脊膜仍完整，可防止結(jié)締組織、組織間液或其他外源成分侵入脊髓損傷區(qū)。

WD法也存在不足之處：①尚不能充分模擬臨床上的脊髓損傷，這是因為臨床上大多數(shù)脊髓損傷是由脊柱骨折脫位所致。并且常累及脊髓前方，對脊髓前動脈損傷大，脊髓后動脈受損相對較小。而脊髓血運的3/4系由前動脈所供應。因此，如充分模擬臨床上的脊髓損傷應從前方，而不是從脊髓的后方制造損傷。②用勢能表示脊髓的受傷力的大小不夠。Koozekanani等人證實勢能相同，脊髓損傷程度可不相同。脊髓所受作用力大小主要取決于重物的質(zhì)量，勢能相同、質(zhì)量大，造成的脊髓損傷就大。因此，在比較WD法撞擊力時，應同時標明下落物體的重量及下落的高度，不應籠統(tǒng)以兩者的乘積表示。③WD損傷在動物種系間或同種動物的個體間存在差異。因為墜落物作用于脊髓瞬間，勢能轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊能，沖擊能損傷脊髓的程度與脊髓的直徑、質(zhì)地、變形和位移程度有關(guān)，而脊髓組織本身的這些特性受動物種系或動物體重影響較大。

應用WD法應注意：①動物體重應盡量一致。②脊髓損傷節(jié)段及顯露范圍要一致。③穩(wěn)定脊柱以防重物撞擊時，弓I起脊髓側(cè)向移位，導致脊髓損傷不對稱。④重物下落挫傷脊髓后，應及時移走重物，以免持續(xù)壓迫脊髓。WD法致動物全癱的閾值因受動物大小、種屬、實驗條件及操作者技能等諸多條件的影響較大，故目前尚無很的數(shù)據(jù)。一般認為大鼠致癱閾值為100gcf，狗約為500gcf，而猴約為800gcf。

2 脊髓腹側(cè)損傷模型

過邦輔等人于1984年次設計出脊髓腹側(cè)損傷模型，擴展了外傷性截癱的研究方式，是對Allen氏WD背側(cè)損傷方法不足的補充。其裝置由固定架撞擊器和金屬球三部分構(gòu)成。方法是椎板開窗，將直角撞擊鉤置于脊髓前方，鉤固定于杠桿的一端。重物墜擊于杠桿的另一端，打擊時使置于高度的金屬球自由落下，打擊杠桿一端，另一端(鉤端)上蹺，鉤隨之上提，達到撞擊脊髓腹側(cè)之目的。

這種模型的優(yōu)點是脊髓損傷集中于前方，能造成脊髓前動脈損傷，與臨床上的脊髓損傷相近似。但由于切除了椎板，缺乏對丨沖力，且手術(shù)操作難度大，器械設備要求高，限制了它的廣泛使用。

3 脊髓縱向壓縮損傷模型

高梁斌等結(jié)合臨床上脊柱后凸畸形的矯正過程中，脊柱截骨縮短后脊髓受力情況，于1992年設計出脊髓縱向壓縮動物實驗模型，以期證實縱向壓縮量對脊髓的損傷，為臨床脊柱后凸畸形矯正手術(shù)提供安全限度的理論閾值。

(1)復制方法  健康大白鼠，體重為180～220g。經(jīng)腹腔注射用水合氯醛(350～400mg/kg體重)或戊丨巴丨比丨妥鈉(50～60mg/kg體重)麻醉。脊柱立體定位儀固定其頭顱及 T 10、L1兩側(cè)橫突，手術(shù)區(qū)域皮膚消毒。咬除T11～T 13椎板，從T12～L1水平行椎弓、椎體截骨，調(diào)節(jié)立體定位儀，使脊髓縱軸回縮入椎管內(nèi)而致傷。

(2)模型特點  經(jīng)動態(tài)微循環(huán)、運動誘發(fā)電位(MEP)、感覺誘發(fā)電位(SEP)等方法檢測得出：壓縮大白鼠脊髓產(chǎn)生不可逆性損傷的臨界值為6～6.4mm，值為8mm。按公式：大鼠脊髓回縮率＝回縮臨界值/脊髓全長，計算出回縮率為1/26～1/23。由于哺乳動物的脊髓形態(tài)結(jié)構(gòu)大致相同，間接地推測人的脊髓回縮率與大鼠具有的相關(guān)性，正常人脊髓平均長度約為570mm，故人脊髓回縮臨界值從上述公式計算為22～25mm。因此，本實驗模型提示：脊柱截骨時，截骨后脊髓壓縮22～25mm范圍內(nèi)是安全的。

4 脊髓缺血性損傷模型

Zivin于1982年次利用兔制作脊髓缺血性損傷模型，以了解脊髓缺血時間與損傷程度的關(guān)系。

(1)復制方法  健康白兔，體重為2.0～2.5kg。按25～30mg/kg體重的劑量經(jīng)靜脈注射戊丨巴丨比丨妥鈉麻醉后固定于手術(shù)臺上，剪除腹部毛發(fā)，皮膚常規(guī)消毒，正中切口顯露腹主動脈。于左腎動脈下方置一個細的聚乙烯管，管的兩端各穿一枚塑料扣，細管外面再套一內(nèi)徑3.8mm的粗管，細管內(nèi)引入細絲線形成腹主動脈環(huán)扎模型。待動物清醒后，收緊環(huán)扎線按設計造成脊髓不同時間缺血。

(2)模型特點  結(jié)果顯示，腹主動脈平均阻斷30min，多數(shù)的動物出現(xiàn)神經(jīng)功能損害；當平均阻斷52min時，則有多數(shù)的動物立即出現(xiàn)且不可逆的截癱。組織學顯示，以腰段脊髓損害為主。

還有采用夾閉腹主動脈方法致脊髓缺血性損傷，結(jié)果顯示，L 3～4脊髓節(jié)段損害明顯，同一節(jié)段主要累及前角及中央管周圍，后角及白質(zhì)病變均不明顯。

5 脊髓損傷后動物常見癥狀及處理

制作脊髓損傷模型后，實驗動物在實驗觀察過程中30d內(nèi)死亡率高達50％～70％，如此高的死亡率嚴重影響了實驗觀察。脊髓損傷后動物死亡的原因有：①創(chuàng)傷刺激。②失血性休克，多器官衰竭。③呼吸道、泌尿道、傷口感染。④褥瘡。為了防治并發(fā)癥、降低死亡率，可采取一些措施，包括：①控制室溫在18～22℃，清潔籠具，盡可能單籠喂養(yǎng)。②預防感染，術(shù)前皮膚消毒，術(shù)中嚴格無菌操作，術(shù)后肌肉注射慶大霉素，每只2萬U/d，連續(xù)3～5d。③術(shù)后注意保暖，皮下注射生理鹽水或葡萄糖液，以補充血容量，預防失血性休克。④每天擠壓膀胱排尿2～3次，直至膀胱功能恢復；肛內(nèi)注開塞露，每天1次。⑤每天定時翻身，預防褥瘡發(fā)生。