Name: Ovine Lumbar椎间盘退变模型利用横向腹膜后位钻伤 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-05-25T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 25 s
Description: 学习利用横向腹膜后位钻伤技术建立绵羊腰椎椎间盘退变模型。该方法通过安全可重复的手术方式诱导椎间盘损伤，为研究椎间盘退变病理生理机制及再生治疗策略提供可靠的转化医学研究平台。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

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。

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。
<ol>
	<li>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。</li>
	<li>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。</li>
	<li>到达手术室后，注射硫喷妥钠（10–13 mL/kg）以诱导麻醉。</li>
	<li>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）。</li>
	<li>使用 7.5–9 mm（内径）的气管导管对绵羊进行气管插管20。</li>
	<li>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。</li>
	<li>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紧急减轻麻醉的危险信号。眼球转动在绵羊中并非麻醉深度的一致性指标19。</li>
</ol>
2. 椎间盘节段与切口
<ol>
	<li>准备本手术所需的外科器械：兽用剪毛器、20 mL 带锁扣注射器、21G 静脉穿刺针、#4 手术刀柄、#22 手术刀片、Gillies 组织镊、Metzenbaum 弯头解剖剪、Deaver 牵开器、Hohmann 牵开器刀片、3.5 mm 麻花钻头、钻头限位器、电钻、可高压灭菌的兽用钻头包、持针器、2-0 可吸收合成编织缝线、3-0 可吸收合成编织缝线以及Mayo缝合剪。</li>
	<li>准备手术室。使用70%乙醇清洁手术台和器械架。术前对所有手术器械进行高压灭菌。进行术前麻醉检查。</li>
	<li>将绵羊置于手术台上，采取右侧卧位。</li>
	<li>使用电动剪毛器剃除手术区域毛发，该区域上界为下部肋骨，下界为髂骨，内侧为对侧腰椎横突，外侧距同侧腰椎横突约10 cm。</li>
	<li>触诊髂嵴、腰椎横突（L1–6）及肋椎角，确定手术切口部位的解剖标志，并用无菌记号笔标记这些标志点。</li>
	<li>使用氯己定和含醇碘类消毒液对外侧腹部进行消毒处理。</li>
	<li>整个手术过程中严格遵守标准外科无菌技术。手术团队在术前应完成刷手。在手术区域覆盖无菌带孔洞巾单，在上方器械台铺设大块无菌方巾。
	<ol>
		<li>术前对所有将进入手术区域的物品进行灭菌处理。术中持续监测并维持手术区域的无菌状态。确保所有引入无菌区域的物品均处于无菌状态，并以无菌方式传递。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>使用手术放大镜和头灯以增强手术过程中的视野清晰度。</li>
	<li>使用安装在#4 手术刀柄上的#22 手术刀片，沿感兴趣椎间盘节段上下一至两个腰椎横突平行方向做纵向切口，切口位于其前方1 cm处。 
	注：有关切口规划的更多详细信息，请参见讨论部分。</li>
	<li>使用单极电刀切开皮下组织及腹壁肌肉的外侧部分；解剖方向朝向目标椎间盘上下方腰椎横突的尖端。</li>
	<li>沿胸腰筋膜在横突附着处做纵向切开。</li>
	<li>辨认并保护位于深部的腰方肌、腰大肌以及走行其中的神经血管束。</li>
	<li>在整个手术过程中使用电凝止血，维持术野的止血状态。</li>
	<li>在暴露的椎间盘节段处，用手指在腹膜与后腹壁肌肉之间的间隙进行指法钝性分离。</li>
	<li>使用Deaver牵开器将腰方肌和腰大肌向后外侧牵拉，以进一步暴露椎间盘。</li>
	<li>触诊识别凹陷的椎体及凸起的椎间盘。</li>
	<li>将牵开器置于椎间盘正上方，并注意避免损伤腰动静脉。</li>
	<li>在头灯辅助下使用手术放大镜，辨认位于下终板远端约1 cm处的腰动静脉。</li>
	<li>术中行侧位X线摄影以确认椎间盘节段。21 
	注：X线摄影参数设置：47 kV；4 mAs21</li>
	<li>根据所需处理的椎间盘节段，通过分离周围结构及其附着组织来暴露椎间盘，具体方法如下。
	<ol>
		<li>对于L3/4及以上节段，使用指法钝性分离推开覆盖在椎间盘上的肌肉附着组织。</li>
		<li>对于L4/5及以下节段，使用双极电凝和剪刀锐性切断覆盖在椎间盘上较厚的腱性肌肉附着组织。 
		注：由于髂嵴的阻挡，L6/S1节段可能难以通过侧方入路到达。若侧方入路无法实现充分暴露，可采用前路手术入路。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. 钻头损伤
注意：术前规划包括确定损伤/治疗节段和对照节段。有关节段分配的更多详细信息，请参见讨论部分。
<ol>
	<li>通过观察椎间盘的左侧外侧缘和前缘来确定钻头进入点。 
	注意：穿刺入口位于该左前外侧象限的中点（由椎间盘的前缘和外侧缘界定）。钻头由此入口处插入，进针路径指向椎间盘中心，并略微向头侧倾斜，偏离垂直方向。</li>
	<li>将布拉德点钻头安装到电钻上。确保钻头直径略小于椎间盘高度 即 60–70 kg 绵羊腰椎间盘约为 3.5 mm。
	<ol>
		<li>使用钻头限位器，使裸露的钻头长度约为腰椎椎间盘直径的一半 即 60–70 kg 绵羊腰椎间盘约 12 mm。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>将钻头对准进针点，并沿略偏向椎间盘中心头侧的方向进行钻孔。轻微的头侧倾斜角度有助于降低终板损伤的风险。</li>
	<li>以低功率启动钻头，缓慢将其推进椎间盘，持续1秒。若遇到过大阻力，可轻微调整进针方向，略向头侧或尾侧修正。 
	注意：这种过大的阻力可能表明已接触到终板。</li>
</ol>
4. 封闭
<ol>
	<li>止血完成后，用林格氏液冲洗伤口。</li>
	<li>逐层缝合，建议使用2-0可吸收合成编织缝线缝合侧腹壁组织，皮肤采用连续3-0无染色可吸收合成编织皮下缝合缝线。</li>
</ol>
5. 术后管理
<ol>
	<li>在术后镇痛期间，将一片芬太尼透皮贴剂（75 µg/h）置于腹股沟区域，持续使用3天。</li>
	<li>如有需要，可额外使用静脉注射布托啡诺（0.005–0.01 mg/kg）作为补充镇痛。</li>
	<li>停止吸入麻醉。当动物出现自主呼吸时，拔除气管插管。</li>
	<li>将动物置于饲养笼中，在持续观察下恢复。 
	注意：在动物恢复足够的意识以维持胸卧位之前，不得无人看管。</li>
	<li>当动物完全清醒并能够站立后，重新提供食物和饮水。待其完全恢复后，将其送回手术设施内的饲养栏，与其他动物共同饲养。</li>
	<li>密切监测24小时，并持续观察一周时间，注意有无术后疼痛或痛苦的表现。 
	注意：术后使用芬太尼透皮贴剂三天应可提供充分的镇痛效果。如需额外镇痛，应重新评估动物状况。</li>
	<li>正常饲喂绵羊，并允许其自由进行日常活动，不受限制。观察绵羊是否存在神经功能缺损的迹象，例如跛行。 
	注意：钻头损伤法造成的椎间盘缺损位于椎间盘的前外侧区域，损伤深度由钻头限位装置控制，仅达髓核中部。由于神经结构位于椎间盘的后方或后外侧，因此因症状性髓核突出导致神经功能受损的风险极低。该模型的这一解剖学特点决定了无法通过神经系统检查来区分是否存在髓核突出的椎间盘退变。</li>
	<li>实验周期结束后，将绵羊送回大学农场，等待实施安乐死及尸体解剖。</li>
</ol>
6. 安乐死
<ol>
	<li>在钻头造成椎间盘损伤后的适当时间间隔内实施绵羊安乐死。</li>
	<li>静脉注射戊巴比妥钠（&#62;100 mg/kg）以实施安乐死。</li>
</ol>

<ol><li>Hoy, D., March, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+global+burden+of+low+back+pain%3A+estimates+from+the+Global+Burden+of+Disease+2010+study%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Rheum+Dis%22%5BJournal%5D)">The global burden of low back pain: estimates from the Global Burden of Disease 2010 study.</a> Ann Rheum Dis. 73 (6), 968-974 (2014).</li>
<li>Luoma, K., Riihimäki, H., Luukkonen, R., Raininko, R., Viikari-Juntura, E., Lammine, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low+back+pain+in+relation+to+lumbar+disc+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Spine%22%5BJournal%5D)">Low back pain in relation to lumbar disc degeneration.</a> Spine. 25 (4), 487-492 (2000).</li>
<li>Daly, C., Ghosh, P., Jenkin, G., Oehme, D., Goldschlager, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Review+of+Animal+Models+of+Intervertebral+Disc+Degeneration%3A+Pathophysiology%2C+Regeneration%2C+and+Translation+to+the+Clinic%5BTitle%5D)+AND+%22BioMed+Res+Int%22%5BJournal%5D)">A Review of Animal Models of Intervertebral Disc Degeneration: Pathophysiology, Regeneration, and Translation to the Clinic.</a> BioMed Res Int. 2016 (3), 5952165(2016).</li>
<li>Sahlman, J., Inkinen, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Premature+vertebral+endplate+ossification+and+mild+disc+degeneration+in+mice+after+inactivation+of+one+allele+belonging+to+the+Col2a1+gene+for+Type+II+collagen%5BTitle%5D)+AND+%22Spine%22%5BJournal%5D)">Premature vertebral endplate ossification and mild disc degeneration in mice after inactivation of one allele belonging to the Col2a1 gene for Type II collagen.</a> Spine. 26 (23), 2558-2565 (2001).</li>
<li>Melrose, J., Taylor, T., Ghosh, P., Holbert, C. <a target="_blank" href="http://journals.lww.com/spinejournal/Abstract/1996/01010/Intervertebral_Disc_Reconstitution_After.2.aspx">Intervertebral disc reconstitution after chemonucleolysis with chymopapain is dependent on dosage: An experimental study in beagle dogs.</a> Spine. 21 (1), (1996).</li>
<li>Oehme, D., Goldschlager, T., Shimon, S., Wu, J. <a target="_blank" href="https://www.omicsonline.org/open-access/radiological-morphological-histological-and-biochemical-changes-oflumbar-discs-in-an-animal-model-of-disc-degeneration-suitable-forevaluating-the-potential-regenerative-capacity-of-novel-biological-agents-2157-7552-1000153.php?aid=59245">Radiological, Morphological, Histological and Biochemical Changes of Lumbar Discs in an Animal Model of Disc Degeneration Suitable for Evaluating the potential regenerative capacity of novel biological agents.</a> J Tiss Sci Eng. , (2015).</li>
<li>Platenberg, R. C., Hubbard, G. B., Ehler, W. J., Hixson, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spontaneous+disc+degeneration+in+the+baboon+model%3A+magnetic+resonance+imaging+and+histopathologic+correlation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Med+Primatol%22%5BJournal%5D)">Spontaneous disc degeneration in the baboon model: magnetic resonance imaging and histopathologic correlation.</a> J Med Primatol. 30 (5), 268-272 (2001).</li>
<li>Iatridis, J. C., Mente, P. L., Stokes, I. A. F., Aronsson, D. D., Alini, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Compression-Induced+Changes+in+Intervertebral+Disc+Properties+in+a+Rat+Tail+Model%5BTitle%5D)+AND+%22Spine%22%5BJournal%5D)">Compression-Induced Changes in Intervertebral Disc Properties in a Rat Tail Model.</a> Spine. 24 (10), 996(1999).</li>
<li>Silberberg, R., Aufdermaur, M., Adler, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Degeneration+of+the+intervertebral+disks+and+spondylosis+in+aging+sand+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Arch+Pathol+Lab+Med%22%5BJournal%5D)">Degeneration of the intervertebral disks and spondylosis in aging sand rats.</a> Arch Pathol Lab Med. 103 (5), 231-235 (1979).</li>
<li>Alini, M., Eisenstein, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Are+animal+models+useful+for+studying+human+disc+disorders%2Fdegeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Spine+J%22%5BJournal%5D)">Are animal models useful for studying human disc disorders/degeneration.</a> Eur Spine J. 17 (1), 2-19 (2007).</li>
<li>Lauerman, W. C., Platenberg, R. C., Cain, J. E., Deeney, V. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Age-related+disk+degeneration%3A+preliminary+report+of+a+naturally+occurring+baboon+model%5BTitle%5D)+AND+%22J+Spinal+Disord%22%5BJournal%5D)">Age-related disk degeneration: preliminary report of a naturally occurring baboon model.</a> J Spinal Disord. 5 (2), 170-174 (1992).</li>
<li>Platenberg, R. C., Hubbard, G. B., Ehler, W. J., Hixson, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spontaneous+disc+degeneration+in+the+baboon+model%3A+magnetic+resonance+imaging+and+histopathologic+correlation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Med+Primatol%22%5BJournal%5D)">Spontaneous disc degeneration in the baboon model: magnetic resonance imaging and histopathologic correlation.</a> J Med Primatol. 30 (5), 268-272 (2001).</li>
<li>Nuckley, D. J., Kramer, P. A., Del Rosario,, Fabro, A., Baran, N., S,, Ching, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intervertebral+disc+degeneration+in+a+naturally+occurring+primate+model%3A+radiographic+and+biomechanical+evidence%5BTitle%5D)+AND+%22J+Orthop+Res%22%5BJournal%5D)">Intervertebral disc degeneration in a naturally occurring primate model: radiographic and biomechanical evidence.</a> J Orthop Res. 26 (9), 1283-1288 (2008).</li>
<li>Wilke, H. J., Kettler, A., Claes, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Are+sheep+spines+a+valid+biomechanical+model+for+human+spines%5BTitle%5D)+AND+%22Spine%22%5BJournal%5D)">Are sheep spines a valid biomechanical model for human spines.</a> Spine. 22 (20), 2365-2374 (1997).</li>
<li>Sheng, S. -R., Wang, X. -Y., Xu, H. -Z., Zhu, G. -Q., Zhou, Y. -F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anatomy+of+large+animal+spines+and+its+comparison+to+the+human+spine%3A+a+systematic+review%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Spine+J%22%5BJournal%5D)">Anatomy of large animal spines and its comparison to the human spine: a systematic review.</a> Eur Spine J. 19 (1), 46-56 (2010).</li>
<li>Oehme, D., Goldschlager, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lateral+surgical+approach+to+lumbar+intervertebral+discs+in+an+ovine+model%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+World+J%22%5BJournal%5D)">Lateral surgical approach to lumbar intervertebral discs in an ovine model.</a> Scientific World J. 2012 (8), 873726(2012).</li>
<li>Youssef, J. A., McAfee, P. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Minimally+invasive+surgery%3A+lateral+approach+interbody+fusion%3A+results+and+review%5BTitle%5D)+AND+%22Spine%22%5BJournal%5D)">Minimally invasive surgery: lateral approach interbody fusion: results and review.</a> Spine. 35 (Suppl 26), S302-S311 (2010).</li>
<li>Zhang, Y., Drapeau, S., An, H. S., Markova, D., Lenart, B. A., Anderson, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Histological+features+of+the+degenerating+intervertebral+disc+in+a+goat+disc-injury+model%5BTitle%5D)+AND+%22Spine%22%5BJournal%5D)">Histological features of the degenerating intervertebral disc in a goat disc-injury model.</a> Spine. 36 (19), 1519-1527 (2011).</li>
<li>White, K., Taylor, P. <a target="_blank" href="http://inpractice.bmj.com/content/22/3/126.short">Anaesthesia in sheep.</a> In Practice. 22 (3), 126-135 (2000).</li>
<li>Dart, C. Suggestions for Anaesthesia & Analgesia in Sheep. , Available from:
 <a target="_blank" href="http://www.nslhd.health.nsw.gov.au/AboutUs/Research/Office/Documents/ACEC_Guideline_Anaesthesia_Analgesia_Sheep.pdf">http://www.nslhd.health.nsw.gov.au/AboutUs/Research/Office/Documents/ACEC_Guideline_Anaesthesia_Analgesia_Sheep.pdf</a> (2005).</li>
<li>Kandziora, F., Pflugmacher, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+between+sheep+and+human+cervical+spines%3A+an+anatomic%2C+radiographic%2C+bone+mineral+density%2C+and+biomechanical+study%5BTitle%5D)+AND+%22Spine%22%5BJournal%5D)">Comparison between sheep and human cervical spines: an anatomic, radiographic, bone mineral density, and biomechanical study.</a> Spine. 26 (9), 1028-1037 (2001).</li>
<li>Oehme, D., Ghosh, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesenchymal+progenitor+cells+combined+with+pentosan+polysulfate+mediating+disc+regeneration+at+the+time+of+microdiscectomy%3A+a+preliminary+study+in+an+ovine+model%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosurg+Spine%22%5BJournal%5D)">Mesenchymal progenitor cells combined with pentosan polysulfate mediating disc regeneration at the time of microdiscectomy: a preliminary study in an ovine model.</a> J Neurosurg Spine. 20 (6), 657-669 (2014).</li>
<li>Hunter, C. J., Matyas, J. R., Duncan, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cytomorphology+of+notochordal+and+chondrocytic+cells+from+the+nucleus+pulposus%3A+a+species+comparison%5BTitle%5D)+AND+%22J+Anat%22%5BJournal%5D)">Cytomorphology of notochordal and chondrocytic cells from the nucleus pulposus: a species comparison.</a> J Anat. 205 (5), 357-362 (2004).</li>
<li>Hoogendoorn, R. J., Helder, M. N., Smit, T. H., Wuisman, P. <a target="_blank" href="http://www.ecmjournal.org/journal/supplements/vol010supp03/pdf/vol010supp03a59.pdf">Notochordal cells in mature caprine intervertebral discs.</a> Eur Cells Mater. 10 (Suppl 3), (2005).</li>
<li>Pohlmeyer, K. <a target="_blank" href="https://books.google.com/books/about/Zur_vergleichenden_Anatomie_von_Damtier.html?id=reJFAAAAYAAJ">Zur vergleichenden Anatomie von Damtier, Schaf und Ziege: Osteologie und postnatale Osteogenese</a>. , (1985).</li>
<li>Pfirrmann, C. W., Metzdorf, A., Zanetti, M., Hodler, J., Boos, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+classification+of+lumbar+intervertebral+disc+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Spine%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance classification of lumbar intervertebral disc degeneration.</a> Spine. 26 (17), 1873-1878 (2001).</li>
</ol>

作者声明不存在任何需披露的竞争性财务利益。

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，...

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。3。这些考虑因素包括缺乏脊索细胞（具有潜在祖细胞功能的原始细胞）10 在人类、绵羊、山羊和软骨营养不良性犬类的成年髓核中缺失，但在大多数哺乳动物中存在）、动物与人类椎间盘尺寸的相似性、与临床状况相当的生物力学受力、机制性及伦理学考量3.
非人灵长类动物满足上述许多标准。已有研究报道狒狒和猕猴的自发性椎间盘退变模型11,12,13。这两种物种均长时间保持直立或半直立姿势——相较于其他动物模型具有明显优势。然而，伦理和实际因素（例如成本高昂、饲养困难、自发性退变发生较晚）限制了其在许多机构中的应用。
绵羊脊柱是椎间盘退变的成熟模型，其优势包括在细胞、生物力学和解剖结构方面与人类脊柱具有相似性10,14,15尽管绵羊为四足动物，其腰椎间盘所承受的应力与人类椎间盘相似。14从伦理学角度来看，绵羊模型比非人灵长类动物模型更容易被广泛接受。已有多种方法被用于启动退变过程，其中许多方法需要直接进入椎间盘。由于脊髓终止于骶区，且绵羊腰椎后纵韧带存在骨化现象，因此经后路接近椎间盘在技术上具有挑战性，在绵羊中较少使用16传统的绵羊腰椎入路 即 通过前路或前外侧入路的手术需要较大的腹部切口，存在较高的疝形成风险，并可能损伤内脏器官及神经血管结构16在远离腹部低垂区域的位置采用相对较小的侧向切口，可能降低此类风险17.
我们介绍一种利用钻头损伤通过微创侧方入路建立的绵羊腰椎间盘退变模型，该方法借鉴了Zhang et. al18的研究。本方案的目标是建立一种可靠、易于重复、损伤一致且安全耐受良好的腰椎间盘损伤模型。该方法特别适用于希望诱导较传统外科环切术（未发表数据）更轻度腰椎间盘退变的研究人员，以用于椎间盘退变机制或再生治疗的研究。相关研究结果将在即将发表的论文中详细描述。

<table><tbody><tr><td>盐酸美托咪定（10 mL 注射液）</td><td>Therapon/Zoetis</td><td>PFIDOM10</td><td>多个供应商：Zoetis/Ilium</td></tr><tr><td>硫喷妥钠</td><td>Troy</td><td>Triothiopentone</td><td>多个供应商：Neon Laboratories、Jagsonphal Pharmaceuticals</td></tr><tr><td>异氟烷（氧气中浓度 2 - 3 %）</td><td>Baxter</td><td>AHN3636</td><td>多个供应商：Baxter/VetOne</td></tr><tr><td>注射用氨苄西林</td><td>GlaxoSmithKline</td><td>JO1CA04</td><td>多个供应商：GlaxoSmithKline/Merck</td></tr><tr><td>布比卡因（0.5% 注射液 20 mL）</td><td>Pfizer</td><td>005BUP001</td><td>多个供应商：Pfizer/AstraZeneca</td></tr><tr><td>PVD 碘溶液</td><td>Jurox</td><td>61330</td><td>多个供应商：Jurox/Orion</td></tr><tr><td>氯己定 5% w/v</td><td>Jurox</td><td>Chlorhex C 5L (SCRUB)</td><td>多个供应商：Jurox/Pfizer</td></tr><tr><td>透皮芬太尼贴剂（75 &amp;mu;g/h）</td><td>Janssen-Cilag</td><td>S8-Dur7.5</td><td>多个供应商：Sandoz</td></tr><tr><td>静脉用布托啡诺</td><td>Jurox</td><td>504410</td><td>多个供应商：LGM Pharma</td></tr><tr><td>阿替美唑（Antisedan 0.06 mg/kg - 0.08 mg/kg）</td><td>Zoetis</td><td>PFIANT10</td><td>多个供应商：Ilium</td></tr><tr><td>Oster Golden A5 双速电推剪</td><td>Oster</td><td>078005-140-003</td><td>Oster</td></tr><tr><td>20 mL 鲁尔锁式注射器</td><td>Terumo</td><td>6SS+20L</td><td>多个供应商：Medshop Australia/Terumo</td></tr><tr><td>21 G 静脉穿刺针</td><td>Terumo</td><td>SG3-1225</td><td>多个供应商：Medshop Australia/Terumo</td></tr><tr><td>#4 手术刀柄</td><td>Austvet</td><td>AD010/04</td><td>多个供应商：Austvet/SurgicalInstruments</td></tr><tr><td>#22 手术刀片</td><td>Austvet</td><td></td><td></td></tr><tr><td>吉列斯组织镊</td><td>Austvet</td><td>AB430/15</td><td>多个供应商：Austvet/SurgicalInstruments</td></tr><tr><td>梅岑鲍姆弯解剖剪</td><td>Austvet</td><td>AC101/14</td><td>多个供应商：Austvet/SurgicalInstruments</td></tr><tr><td>迪弗拉牵开器</td><td>Surgical Instruments</td><td>23.75.03</td><td>多个供应商：Surgical Instrument/Austvet</td></tr><tr><td>霍曼牵开器</td><td>Austvet</td><td>KA173/35</td><td>多个供应商：Austvet/SurgicalInstruments</td></tr><tr><td>梅奥缝线剪</td><td>Austvet</td><td>AC911/14</td><td>多个供应商：Austvet/SurgicalInstruments</td></tr><tr><td>持针器 14 cm&amp;nbsp;</td><td>EliteMedical</td><td>18-1030</td><td>多个供应商：EliteMedical/Austvet</td></tr><tr><td>CMT 3.5 mm 带中心点钻头</td><td>Carbatec</td><td>516-035-51</td><td>多个供应商：Southeast Tool/Carbatec</td></tr><tr><td>钻头限位器 4 mm</td><td>Drill Warehouse</td><td>20121600</td><td>多个供应商：Amazon</td></tr><tr><td>Bosch 10.8 V 无线角向钻</td><td>Get Tools Direct</td><td>GWB10.8V-LIBB</td><td>多个供应商：Bunnings/Get Tools Direct</td></tr><tr><td>可高压灭菌兽用钻具包</td><td>AustVet</td><td>DRA043-AV</td><td>AustVet</td></tr><tr><td>2-0 可吸收合成编织缝线</td><td>Ethicon</td><td>VCP335H</td><td>Ethicon</td></tr><tr><td>3-0 可吸收合成编织缝线</td><td>Ethicon</td><td>VCP232H</td><td>Ethicon</td></tr><tr><td>西门子 3 特斯拉 Skyra 宽体磁共振成像仪</td><td>Siemens</td><td>N/A</td><td>Siemens</td></tr><tr><td>9.4 特斯拉安捷伦（Varian）磁共振成像仪</td><td>Agilent Technologies</td><td>N/A</td><td>Agilent Technologies</td></tr><tr><td>Atomscope HF 200 A 数字放射成像系统</td><td>Radlink</td><td>330003A</td><td>多个供应商：Radlink/DLC Australia</td></tr><tr><td>兽用脉搏血氧仪</td><td>DLC&amp;nbsp;</td><td>192500A</td><td>多个供应商：DLC Australi Pty Ltd/AustVet</td></tr></tbody></table>

利用侧方腹膜后钻孔损伤建立绵羊腰椎椎间盘退变模型

Ovine Lumbar Intervertebral Disc Degeneration Model Utilizing a Lateral Retroperitoneal Drill Bit Injury

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。

术前，绵羊接受3T磁共振成像（MRI）检查，以评估椎间盘的形态学特征及退变程度。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。术前3T MRI的矢状面切片图像与术中X线片如图1所示。
<img alt="脊柱MRI和X光图像；腰椎标记为L1/L2、L6/S1；医学影像对比。" src="/files/ftp_upload/55753/55753fig1.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="图1"> 
图1： 术前3T MRI（A）与术中侧位X线片（B）。（A）来自绵羊腰椎的3T MRI矢状面切片（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...

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。

椎间盘退变是导致背痛发生的重要因素，也是全球致残的首要原因。大量……

本研究采用的经腰椎侧方腹膜后入路钻头椎间盘损伤方法，其总体目标是建立一种安全、稳定且可重复的绵羊退行性椎间盘模型。该绵羊腰椎椎间盘退变模型有助于回答转化脊柱研究领域中的关键问题，为探究椎间盘退变的病理生理机制以及再生治疗的潜在研究提供一种新的方法。该方法的主要优势在于，可在合适的动物模型上通过安全的外科入路实现一致性的手术损伤。根据文本方案，对绵羊实施麻醉和气管插管，并完成手术室准备后，将动物置于手术台上，采取右侧卧位。使用电动剪毛器剃除手术区域的毛发，该区域上界为下部肋骨，下界为髂骨，内侧界为对侧腰椎横突，外侧距同侧腰椎横突约10厘米。触诊髂嵴、腰椎横突，并通过一个椎体角度确定该手术切口部位的解剖标志。然后，使用无菌记号笔标记这些解剖标志。接着，用氯己定和酒精碘伏消毒液对侧腹部进行消毒。随后，在手术区域覆盖无菌有孔方巾，并在上方操作台铺置大块无菌方巾，再摆放无菌器械。在手术放大镜和头灯照明下，注射局部麻醉剂，然后使用连接在四号手术刀柄上的22号手术刀片，于目标椎间盘节段上下一至两个腰椎横突前方1厘米处，做与横突平行的纵向切口。使用单极电凝分离其下方的皮下组织及腹壁肌肉的侧方部分。将解剖方向指向目标椎间盘上下腰椎横突的尖端。接下来，在胸腰筋膜附着于横突处沿纵行方向切开。辨识并保护其下方的腰方肌、比目鱼肌以及走行的神经血管束。术中使用电凝止血，维持术野止血状态。在暴露的椎间盘水平，将手指扫过腹膜与后腹壁肌肉之间的平面，进行指法钝性分离。现在，使用Diva拉钩将腰方肌和比目鱼肌向后外侧牵开，以进一步暴露椎间盘。然后，触诊凹陷的椎体与凸起的椎间盘。将牵开器置于椎间盘正上方，并注意避免损伤腰动静脉。然后，在头戴式放大镜与头灯辅助下，辨认位于下终板下方约1厘米处的腰动静脉。通过术中侧位X线确认椎间盘节段后，根据目标椎间盘节段，分离周围结构以暴露椎间盘。对于L3、L4及以上节段，采用数字钝性分离法剥离椎间盘上方的肌肉附着；对于L4、L5及以下节段，使用双极电凝剪锐性切断椎间盘上方较厚的肌腱性肌肉附着。通过观察椎间盘左侧外侧缘和前缘，确定钻头损伤点。应通过侧位X光片确认椎间盘水平，然后再进行钻头损伤操作。将一支中心点钻头安装到电动钻中。确保钻头直径略小于椎间盘高度。例如，60至70公斤绵羊的腰椎间盘为3.5毫米。安装钻头限位器，使裸露的钻头长度约为腰椎间盘直径的一半。例如，60至70公斤绵羊的腰椎间盘约为12毫米。接下来，将钻头对准进针点，并沿略偏向椎间盘中心头侧的方向进针，以尽量降低终板损伤的风险。将钻机调至低功率，缓慢将钻头推进椎间盘内，持续约一秒。如果遇到明显阻力，可轻微调整进针方向，略向头侧或尾侧偏移。止血完成后，使用林格氏液冲洗伤口。随后进行分层缝合，建议使用2-0可吸收合成编织缝线缝合侧腹壁组织，皮肤则采用连续3-0未染色可吸收合成皮下缝合缝线。图中显示的是绵羊腰椎1节段至腰骶椎间盘的术前矢状面3T MRI切片，未见明显术前椎间盘退变征象。该术中侧位X光片可确认椎间盘节段，并用于计算椎间盘高度指数。此处展示的大体形态学表现显示钻头造成的损伤通道穿透纤维环并延伸至髓核。该损伤在9.4T MRI中亦清晰可见。在实施该操作时，应将钻头朝颅侧方向引导，并缓慢推进，以尽量降低终板损伤的风险。观看本视频后，您应能够充分掌握如何通过侧方腹膜后入路在绵羊模型中实施钻头损伤操作。请注意，使用手术刀和电凝设备可能存在安全风险。必须始终遵守个人防护装备要求和适当的安全预防措施。保持手术无菌状态至关重要。

ovine-lumbar-intervertebral-disc-degeneration-model-utilizing-lateral

Research

科研

JoVE Journal

Medicine

医学

Ovine Lumbar椎间盘退变模型利用横向腹膜后位钻伤

椎间盘（IVD）全器官培养可保留天然的细胞外基质、细胞表型以及细胞与基质间的相互作用。本文介绍了一种利用小鼠腰椎和尾椎IVD在其功能性脊柱单元中的培养体系，并展示了该体系的多种应用。...

一个 体外 小鼠椎间盘器官培养模型

我们通过切除L3–L5棘突以及棘上和棘间韧带，并剥离椎旁肌，建立了一种腰椎间盘退变的小鼠模型。...

腰椎不稳的小鼠模型

本方案介绍了一种模拟椎间盘早期退变的促炎性、退行性牛椎间盘器官培养新型实验模型。...

一种模拟椎间盘退变早期阶段的促炎性退行性器官培养模型

我们介绍一种利用光学切片方法研究椎间盘纤维环中软骨细胞空间排列的方法。...

从胚胎发育到退变的椎间盘光学切片与可视化

手指触觉测量系统利用高灵敏度的电子手术压力传感器，量化手指上的触觉压力，并通过软件实时显示和精确记录压力数据与视频。两个分析模块整合了数据处理功能，用于推拿过程中的拇指轨迹追踪与状态分析。...

靶向推拿对腰椎间盘退变模型兔的操作及干预效应

本方案逐步介绍了多节段斜外侧腰椎椎间融合术（OLIF）的手术技术，详细阐述了实现最佳手术效果的关键步骤。...

退行性腰椎间盘疾病伴不稳的多节段斜外侧腰椎椎间融合术

本文所述的肾脏缺血再灌注损伤小鼠模型包括右肾切除术以获取对照组织，以及夹闭左肾蒂以诱导缺血，从而导致急性肾损伤。该模型采用经腹正中切口，所有操作均通过单一手术切口完成。...

肾缺血再灌注损伤：一种小鼠损伤与再生模型

端粒和端粒酶在衰老和肿瘤发生中发挥着关键作用。本实验方案的目标是展示如何构建两种可诱导的小鼠端粒酶敲入等位基因，并说明如何利用这些模型研究组织退化/再生以及癌症。...

利用小鼠可诱导端粒酶等位基因研究组织退变/再生与癌症

本方案描述了使用单一切口阴道切口技术，在绵羊直肠阴道隔膜中植入网片的方法，包括采用和不采用套管针引导插入固定臂的技术。...

绵羊模型中的经阴道网片植入

运动员每年会遭受数百次轻度创伤性脑损伤（mTBI）或脑震荡；然而，这些损伤对大脑所造成的影响尚不明确。因此，建立一种能够稳定重现临床相关症状的单次及重复性mTBI动物模型，将有助于推动对轻度创伤性脑损伤和脑震荡的研究进展。...

单次与重复性轻度创伤性脑损伤的小鼠模型

学习利用横向腹膜后位钻伤技术建立绵羊腰椎椎间盘退变模型。该方法通过安全可重复的手术方式诱导椎间盘损伤，为研究椎间盘退变病理生理机制及再生治疗策略提供可靠的转化医学研究平台。

利用侧方腹膜后钻孔损伤建立绵羊腰椎椎间盘退变模型

探索更多视频