椎间盘退变是导致背痛的重要因素，也是全球范围内致残的主要原因之一。目前存在多种椎间盘退变的动物模型。本文展示一种利用钻头建立的绵羊椎间盘退变模型，该方法可实现稳定的椎间盘损伤，并产生可重复的椎间盘退变程度。
方法文章
利用侧方腹膜后钻孔损伤建立绵羊腰椎椎间盘退变模型
* These authors contributed equally
本文内容
摘要
摘要
椎间盘退变是导致背痛发生的重要因素，也是全球范围内致残的首要原因。目前已开发出多种椎间盘退变的动物模型。理想的动物模型应在形态学、生物力学特性以及无脊索细胞等方面，尽可能接近人类椎间盘。绵羊腰椎椎间盘模型符合这些标准。本文介绍一种通过侧方腹膜后入路，利用钻头损伤建立的椎间盘退变绵羊模型。与传统的羊脊柱前路手术相比，侧方入路显著减小了切口大小及相关潜在并发症。采用钻头造成损伤的方法，可产生尺寸精确、一致性高且可重复的损伤，从而诱发程度一致的椎间盘退变。这种局限性的纤维环和髓核缺损，更接近临床上局限性椎间盘突出的病理状态。动物在术后恢复迅速，通常在术后一小时内即可活动并进食。椎间盘退变持续进展，可在术后八周起对绵羊进行剖检及后续分析。我们认为，钻头损伤法建立的椎间盘退变模型相较于传统的纤维环损伤模型具有优势。
引言
下背痛是全球致残的首要原因1。腰椎间盘退变相关的盘源性疼痛被认为是导致下背痛的重要因素2。目前迫切需要可靠的椎间盘疾病动物模型，以加深对退变过程的理解，并推动潜在治疗方法的研究。
目前存在多种椎间盘退变的动物模型3。用于研究退行性椎间盘疾病的动物模型在体型上涵盖从小鼠4到较大的哺乳动物，如犬5、绵羊6和非人灵长类动物7。诱导椎间盘退变的方法 broadly 可分为机械性方法（例如 椎间盘压迫8或手术损伤6）、化学性方法（例如 化学性髓核溶解5），以及较少见的自发性退变（例如 沙鼠9）。
鉴于人类椎间盘退变的复杂性，目前尚不存在完美的动物模型。然而，研究人员已确定在选择合适的动物模型以尽可能模拟该病况时需考虑的重要因素。
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方案
本手稿中详述的实验方案遵循莫纳什大学动物伦理委员会的动物护理指南。该实验方案已获得莫纳什大学动物伦理委员会的伦理批准。伦理批准编号：MMCA/2014/55
1. 绵羊准备
注意：使用年龄为两到四岁的母羊。
- 在麻醉前禁食 18 小时。在手术前 6–12 小时之前允许动物自由饮水19。
- 通过静脉注射盐酸美托咪定（0.015–0.020 mg/kg）对动物进行镇静，以方便转移至手术室。
注：盐酸美托咪定有助于减轻动物因与其他动物分离并转移至手术室而产生的应激和躁动。 - 到达手术室后，注射硫喷妥钠（10–13 mL/kg）以诱导麻醉。
- 在注射硫喷妥钠后立即给予预防性静脉抗生素（静脉注射阿莫西林 1 g）。
- 使用 7.5–9 mm（内径）的气管导管对绵羊进行气管插管20。
- 使用 100% 氧气（流速为 2 L/min）中吸入异氟烷（2–3%）维持麻醉。将脉搏血氧仪连接至绵羊耳朵。
- 密切监测绵羊的生命体征（通过脉搏血氧仪和观察监测心率、呼吸频率和血氧饱和度）以及意识水平。
注：自发咀嚼、主动反流和自发运动等浅麻醉迹象应提示增加麻醉深度。呼吸功能受损和严重心动过缓是提示需....
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结果
术前，绵羊接受3T磁共振成像（MRI）以评估椎间盘的基础形态及退变情况。术中额外进行侧位X线摄影，以确认椎间盘节段并计算椎间盘高度指数。图中展示了术前3T MRI的矢状面切片及术中X线影像。 图1.
图1：术前3T MRI（A）与术中侧位X线片（B）。（A）绵羊腰椎3T MRI矢状面图像（3T T2加权自旋回波序列），显示腰椎1/2（L1/2）至腰骶段（L6/S1）的椎间盘。椎间盘呈均匀高信号，提示术前无明显椎间盘退变征象。需注意，绵羊腰椎通常有六个腰椎椎体，且其脊髓终止于骶部区域。（B）术中侧位X线片（参数：47 kV.......
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讨论
这种微创侧方入路具有良好的有效性和安全性，本系列病例中未观察到术后疝气、腹部切口裂开或感染。采用带深度限位器的钻头建立椎间盘损伤模型，可提供一种可重复的方法，用于诱导出尺寸明确且一致的椎间盘损伤。即在本研究中，造成直径3.5 mm、深度12 mm的损伤。根据我们的经验，该方法所诱导的椎间盘退变程度较传统描述的绵羊腰椎椎间盘刀片环切模型更轻。6,22 （未发表数据）。相关内容将在即将发表的论文中详细描述。
在进行初始的纵向皮肤切口（步骤2.9）时，应根据目标椎间盘节段调整切口的确切长度和位置。若要到达更高节段的椎间盘（如T12/L1），可将切口延伸至肋椎角；而将切口延伸至髂嵴则可暴露下腰椎（至L5/L6）。10 cm的切口有助于暴露三到四个椎间盘节段，而若仅需暴露单个椎间盘，则需采用5 cm的局限性小切口。我们倾向于在两个节段进行损伤操作，通常选择L2/L3和L3/L4节段，以便将相邻的L1/2和L4/5椎间盘节段作为未损伤的内部对照。一旦技术熟练，.......
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披露
作者声明不存在任何需披露的竞争性财务利益。
致谢
Chris Daly 博士获得了外科学基金会 Richard Jepson 研究奖学金。作者谨此感谢 Monash 大学 Monash 动物服务中心的 Anne Gibbon 博士、Dong Zhang 博士及全体工作人员在动物手术与护理方面提供的帮助。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 盐酸美托咪定（10 mL 注射液） | Therapon/Zoetis | PFIDOM10 | 多个供应商：Zoetis/Ilium |
| 硫喷妥钠 | Troy | Triothiopentone | 多个供应商：Neon Laboratories、Jagsonphal Pharmaceuticals |
| 异氟烷（氧气中浓度 2 - 3 %） | Baxter | AHN3636 | 多个供应商：Baxter/VetOne |
| 注射用氨苄西林 | GlaxoSmithKline | JO1CA04 | 多个供应商：GlaxoSmithKline/Merck |
| 布比卡因（0.5% 注射液 20 mL） | Pfizer | 005BUP001 | 多个供应商：Pfizer/AstraZeneca |
| PVD 碘溶液 | Jurox | 61330 | 多个供应商：Jurox/Orion |
| 氯己定 5% w/v | Jurox | Chlorhex C 5L (SCRUB) | 多个供应商：Jurox/Pfizer |
| 透皮芬太尼贴剂（75 μg/h） | Janssen-Cilag | S8-Dur7.5 | 多个供应商：Sandoz |
| 静脉用布托啡诺 | Jurox | 504410 | 多个供应商：LGM Pharma |
| 阿替美唑（Antisedan 0.06 mg/kg - 0.08 mg/kg） | Zoetis | PFIANT10 | 多个供应商：Ilium |
| Oster Golden A5 双速电推剪 | Oster | 078005-140-003 | Oster |
| 20 mL 鲁尔锁式注射器 | Terumo | 6SS+20L | 多个供应商：Medshop Australia/Terumo |
| 21 G 静脉穿刺针 | Terumo | SG3-1225 | 多个供应商：Medshop Australia/Terumo |
| #4 手术刀柄 | Austvet | AD010/04 | 多个供应商：Austvet/SurgicalInstruments |
| #22 手术刀片 | Austvet | ||
| 吉列斯组织镊 | Austvet | AB430/15 | 多个供应商：Austvet/SurgicalInstruments |
| 梅岑鲍姆弯解剖剪 | Austvet | AC101/14 | 多个供应商：Austvet/SurgicalInstruments |
| 迪弗拉牵开器 | Surgical Instruments | 23.75.03 | 多个供应商：Surgical Instrument/Austvet |
| 霍曼牵开器 | Austvet | KA173/35 | 多个供应商：Austvet/SurgicalInstruments |
| 梅奥缝线剪 | Austvet | AC911/14 | 多个供应商：Austvet/SurgicalInstruments |
| 持针器 14 cm | EliteMedical | 18-1030 | 多个供应商：EliteMedical/Austvet |
| CMT 3.5 mm 带中心点钻头 | Carbatec | 516-035-51 | 多个供应商：Southeast Tool/Carbatec |
| 钻头限位器 4 mm | Drill Warehouse | 20121600 | 多个供应商：Amazon |
| Bosch 10.8 V 无线角向钻 | Get Tools Direct | GWB10.8V-LIBB | 多个供应商：Bunnings/Get Tools Direct |
| 可高压灭菌兽用钻具包 | AustVet | DRA043-AV | AustVet |
| 2-0 可吸收合成编织缝线 | Ethicon | VCP335H | Ethicon |
| 3-0 可吸收合成编织缝线 | Ethicon | VCP232H | Ethicon |
| 西门子 3 特斯拉 Skyra 宽体磁共振成像仪 | Siemens | N/A | Siemens |
| 9.4 特斯拉安捷伦（Varian）磁共振成像仪 | Agilent Technologies | N/A | Agilent Technologies |
| Atomscope HF 200 A 数字放射成像系统 | Radlink | 330003A | 多个供应商：Radlink/DLC Australia |
| 兽用脉搏血氧仪 | DLC | 192500A | 多个供应商：DLC Australi Pty Ltd/AustVet |
参考文献
- Hoy, D., March, L., et al. The global burden of low back pain: estimates from the Global Burden of Disease 2010 study. Ann Rheum Dis. 73 (6), 968-974 (2014).
- Luoma, K., Riihimäki, H., Luukkonen, R., Raininko, R., Viikari-Juntura, E., Lammine, A. Low back pain in relati....
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