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方法文章

比较经腹膜后腹膜入路与经皮穿刺法在兔腰椎间盘退变模型中的应用

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DOI:

10.3791/67513

2025年4月18日

* These authors contributed equally

本文内容

摘要

本方案比较了在兔椎间盘退变(IVDD)模型中经皮穿刺与经后腹膜穿刺的方法。两种方法均可诱导IVDD,但经后腹膜途径导致更广泛的改变且死亡率更低。

摘要

本研究比较了两种在兔模型中诱导椎间盘退变(IVDD)方法的有效性:经皮穿刺法与经后腹膜穿刺法穿刺纤维环。15只健康的雄性新西兰白兔被随机分为三组:假手术组、经皮穿刺组和经后腹膜穿刺组。通过包括死亡率、形态学与组织学评估、影像学检查以及生物标志物分析在内的综合评估,对两种方法进行了准确而详细的比较。结果表明,两种穿刺技术均能成功在兔模型中诱导出IVDD。然而,与经皮穿刺法相比,经后腹膜穿刺法在椎间盘中诱导出更显著的退行性改变,同时显著降低了动物死亡率。这些发现凸显了经后腹膜穿刺法在IVDD建模中的优势。本研究为建立IVDD模型提供了有价值的参考,并为未来探索腰痛有效治疗策略奠定了基础,最终有助于改善患者的临床预后。

引言

在过去几十年中,腰痛(LBP)已成为影响生活质量的最重要肌肉骨骼系统疾病1。腰痛日益成为重要的公共卫生问题,因劳动力损失和额外的医疗支出给社会带来巨大的经济负担2,3。仅在美国,与腰痛相关的直接和间接成本每年超过1000亿美元,包括医疗支出、收入损失和劳动力损失4。腰痛通常由椎间盘退变(IVDD)引起5,6,7,8。鉴于腰痛的高发病率及其巨大的经济影响,准确建立椎间盘退变模型对于探索治疗策略至关重要。

为了理解椎间盘退变(IVDD)的病理生理机制并评估治疗策略,研究人员已开发并使用了多种临床前体内动物模型9。在这些模型中,诱导椎间盘退变的方法包括手术或化学性椎间盘损伤、非侵入性机械应力、基因修饰以及自然发生过程10。其中,手术损伤占IVDD诱导方法的64.9%,而针刺损伤是主要的手术技术

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方案

动物实验程序严格遵循美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)发布的《实验动物护理与使用指南》,并经成都中医药大学实验动物伦理委员会批准(伦理审批编号:2021-23)。实验选用15只健康的4月龄清洁级新西兰大白兔(体重2.25 kg ± 0.25 kg),其中雄性7只,雌性8只。动物在室温23 °C ± 3 °C、相对湿度约60% ± 10%的环境中饲养,适应一周,期间自由饮水和进食。实验前将15只兔子随机分为三组:假手术组(A组)、经皮纤维环穿刺组(B组)和经腹膜后间隙纤维环穿刺组(C组),每组5只。本研究中所用试剂与设备的详细信息列于 材料表.

1. 建立兔椎间盘退变模型 通过 经皮纤维环穿刺

注意:兔椎间盘退变模型采用经皮纤维环穿刺法建立。该操作参照Luo TD等14描述的穿刺建模方法,并在X射线引导下进行(图1)。

  1. 准备兔子。
    1. 手术前禁食兔子24小时,但可自由饮水。
    2. 给予麻醉 通过 经耳缘静脉注射3%戊巴比妥钠(1.3 mL/kg),操作遵循机构批准的实验方案。
    3. 通过检查动物....

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结果

手术过程未出现并发症。B组(经皮穿刺组)有1只兔子在手术后死亡。其余动物术后均恢复正常的进食和活动模式,并存活至实验结束。手术部位未观察到持续性出血或感染。

死亡率与一般状况评估
A组和C组的死亡率均为0%,而B组的死亡率为20%(表1)。A组兔子表现出正常的一般状况。在造模前,B组兔子的状况与假手术组相似。然而,造模后第二天,B组兔子出现活力下降、活动减少、倾向于蜷缩在笼子角落、摄食量显著减少、饮水量相对不变、毛发 duller、粪便排出量增加且粪便松软。随着时间推移,B组中有一只兔子死亡,其余兔子的摄食量逐渐恢复至造模前水平。但其活力、活动能力、毛发状态及粪便性状仍差于造模前水平。相比之下,自造模后第二周起,C组兔子在活力、活动能力、摄食量、毛发光泽度及粪便性状方面均优于B组。

体重评估
建模前各组兔子的体重相似。然而,在采样前,B组兔子的体重高于A组和C组(图3<.......

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讨论

本研究结果表明,经皮穿刺和经后腹膜穿刺两种方法均可有效诱导兔模型椎间盘退变(IVDD)。值得注意的是,根据对一般状况、死亡率、组织病理学评估、TUNEL 检测以及血清 TGF-β 水平的综合评价,经后腹膜穿刺模型在椎间盘中诱导出更广泛的退行性改变,同时保持了较低的死亡率。

手术损伤是建立椎间盘退变(IVDD)模型最常用的方法。自Lipson和Muir(1981年)首次成功利用手术刀环切法在兔体内建立IVDD模型以来16,多种损伤技术相继出现,包括针刺穿孔12,14,17、纤维环切除18、全椎间盘切除术、部分及完全髓核切除术19、髓核抽吸20,21

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致谢

本项目得到国家自然科学基金(编号:82004497)、中国博士后科学基金(编号:2021M693788)、国家自然科学基金(编号:82105043)以及四川省自然科学基金(编号:2023NSFSC1814)的资助。

....

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
0.3 T 兽用磁共振成像(MRI)NINGBO CHUANSHANJIACSJ-MR
医用酒精LIRCON20230107
苯唑西林钾江西科达动物药业140051251
止血钳SHINVA20211239
注射器CONPUVON20153151307
手术刀片Hons Medincal20210615
医用吸水棉球  Cofoe20210006
医用缝合针上海小医医疗器械 20192020430
髓核穿刺针扬州江洲医疗器械20190902用于椎间盘穿刺
生理盐水NeilMed C1210504D2
聚维酮碘溶液四川伊济思医疗科技 20221209
准微量电子天平Explorer
兔解剖手术台 振华生物医学ZH-BXT-3Z
剃毛器AUX
统计分析软件IBMSPSS
无菌纱布Cofoe20202140675
外科手套DR.LERSH20172140028
手术刀 Hons Medinca20210019
手术镊SHINVA20210233
USB-C 数据传输线KINI
白光摄影显微镜 Nikon Eclipse Ci-L

参考文献

  1. Vos, T., et al. Years lived with disability (YLDS) for 1160 sequelae of 289 diseases and injuries 1990-2010: A systematic analysis for the global burden of disease study 2010. Lancet. 380 (9859), 2163-2196 (2012).
  2. Daly, C., Ghosh, P., Jenkin, G., Oehme, D., Goldschlager, T.

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