一种新型大鼠桡骨骨折内固定模型的建立：骨折愈合评估与背根神经节分离

摘要

该研究创新性地结合缝合线与钛针，在大鼠桡骨骨折模型中实现稳定的内固定。通过微型计算机断层扫描（micro-CT）评估骨折愈合情况，并分离培养原代背根神经节（DRG）神经元以进行后续研究。

摘要

大鼠桡骨骨折模型在骨科研究中具有重要意义，尤其适用于骨折愈合机制、药物筛选以及生物材料评价的研究。尽管存在某些局限性，该模型在科学研究中的作用仍不可替代。由于大鼠桡骨相对较细，临床上常用的钢板和螺钉并不适用于大鼠桡骨骨折的治疗。为克服这一限制，本研究创新性地采用缝线联合钛针固定的内固定方法，构建了一种针对桡骨骨折的内固定动物模型，可提供相对稳定的固定效果，为研究此类骨折的内固定治疗建立了可靠的动物模型。通过活体小动物微计算机断层扫描（micro-CT）系统对Sprague-Dawley（SD）大鼠桡骨骨折愈合情况进行在体成像检测。大鼠背根神经节（DRG）的提取与应用是神经科学研究中的重要步骤，广泛应用于神经科学、病理学和细胞生物学等领域。本实验方案适用于桡骨骨折大鼠背根神经节神经元的原代培养，可用于研究骨折后神经损伤与修复的机制，例如神经元凋亡和神经递质释放等过程。

引言

桡骨骨折是临床上最常见的骨折之一，全球发病率较高，在四肢长骨骨折中居于首位^1,2,3。人群研究表明，桡骨骨折的年龄分布呈双峰模式，通常在儿童和老年人群中达到高峰⁴。治疗延迟常导致前臂旋转功能障碍，严重影响日常生活活动能力（ADLs）^5,6。桡骨骨折的治疗仍存在争议，主要集中在骨折分类系统和治疗方式的选择上^7,8。临床证据表明，切开复位内固定术（ORIF）可显著改善肘关节或腕关节的活动范围（ROM）及肌力恢复⁹；然而，该方法与较高的术后感染率以及与内固定相关的并发症发生率相关^10,11。

背根神经节（DRG）在周围神经系统与中枢神经系统（CNS）之间的感觉信息传递中起着关键的解剖学和功能桥梁作用。除了收集和传递周围感觉信号（如触觉、温度觉）这一主要功能....

方案

所有动物实验均经南京中医药大学动物伦理委员会批准（编号：202508A046）。后续实验所用大鼠均饲养于特定病原体阴性（SPF）环境中。实验方案示意图见图1。

1. 建立大鼠桡骨骨折内固定模型

注意：在手术前，将大鼠适应于安静且具有柔和漫射光线的环境，避免暴露于噪音和强烈光照。在操作过程中，应以轻柔的手法固定大鼠的腹部和胸部，提供支撑，避免抓握尾巴；已知抓尾会引起疼痛和应激，并增加因挣扎带来的不适。

1. 按 图2 所示准备手术器械。手术器械包括手术刀片、手术刀柄、手术剪、持针器、止血钳和有齿组织钳。雄性Sprague-Dawley（SD）大鼠约8周龄，体重约200 g。
2. 使用异氟烷气体麻醉机对大鼠进行麻醉。诱导时使用4%异氟烷，并在整个手术过程中通过鼻罩维持2%异氟烷的呼吸麻醉。保持手术室温度约为28 °C。
   注意：通过检查生命体征（如呼吸和心率）、角膜反射（无反应表示麻醉有效）、眨眼反射（消失）以及脚趾收缩反应（刺激后无回缩）来判断麻醉是否成功。
3. 将大鼠置于侧卧位，暴露右侧前肢，使用电动剃毛器剃除局部毛发。铺无菌巾，并在右侧前肢近端缠绕止血带以减少术中出血。
4. 使用酒精和聚维酮....

结果

显微CT图像证实了图7中大鼠桡骨骨折模型的成功建立，以及图8中大鼠桡骨骨折内固定模型的构建。显微CT图像分别在建立骨折内固定模型当天和建模后20天进行对比。建模20天后，对骨折模型组SD大鼠进行的显微CT分析显示预后良好。图像显示建模区域的骨折线模糊，提示骨折部位的骨组织已基本愈合。在骨折断端之间可见骨痂形成，骨痂逐渐融合并进一步掩盖了骨折线——符合骨性愈合的中期至晚期表现。值得注意的是，骨折部位周围还可见明显的骨痂形成：作为愈合过程中新生的骨组织，骨痂起到稳定骨折断端并为最终愈合奠定基础的作用（图8）。本研究共使用10只大鼠建立桡骨骨折内固定模型，所有大鼠在骨折手术后均存活，且肢体活动自如。每组随机选取2只大鼠进行显微CT成像检测，仅对这2只大鼠在建模后0天和20天进行显微CT检查。本研究未对骨折愈合过程进行定量统计分析。

如图8所示，骨痂表现.......

讨论

桡骨骨折是临床实践中最常见的长骨骨折之一。其愈合过程涉及骨组织修复与神经调控之间的复杂相互作用（例如背根神经节释放的神经肽和神经营养因子对成骨细胞/破骨细胞的调控）^15,16,17,18。大鼠因其清晰的遗传背景和较短的繁殖周期，是研究骨折愈合机制的经典模型。然而，其桡骨直径仅为约1.0–1.5 mm的解剖特点，导致无法匹配临床标准的内固定装置（如1.5 mm螺钉和接骨板），这严重限制了其在神经-骨愈合研究中的应用。简单的髓内针固定易发生旋转不稳定，钢丝固定可能切割骨皮质，而外固定则会增加创伤并干扰局部神经微环境^19,20,21,22

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
5-氟-2'脱氧尿苷	sigma	F0503
头孢呋辛钠	中国山东润泽制药有限公司	国药准字 H20205058
DAPI染色液	Biyotime	C1005
Dispase	上海源叶生物科技有限公司	S25046
胎牛血清（FBS）	赛默飞世尔科技	16000-044
止血钳	上海医疗器械（集团）有限公司	J31070
人血浆纤连蛋白（Human Fibronectin）	sigma	F0895
异氟烷	真实世界数据	R510-22-10
活体动物微型CT成像系统	美国珀金埃尔默	Quantum GX
MEM-ALPHA 培养基	生物信息学	C3060
持针器	上海医疗器械（集团）有限公司	200622
手术剪	上海医疗器械（集团）有限公司	J21130
青霉素	Solarbio	140051251
青霉素-链霉素溶液	NovaCells	N-PSS125
聚维酮碘	美仑生物	MB1313800g
手术刀片	上海医疗器械（集团）有限公司	RYY070
手术刀柄	上海医疗器械（集团）有限公司	J11010
缝合线	Johnson &强生医疗（中国）有限公司	SA84G
缝合针	上海小鱼医疗器械有限公司	Δ3/8 ·3×6
钛针	天津玉通医疗器械	2-0X250
有齿组织镊	上海医疗器械（集团）有限公司	J41055
盐酸曲马多	江苏九旭药业有限公司，中国	CYHB2201997
Tubulin beta-III	sigma	CBL412X
I型胶原酶	赛默飞世尔科技	17100-017
蔡司Axio Vert A1倒置荧光显微镜	Zeiss	Axio Vert A1