2018年3月19日
本方案描述了在切除部分跟腱后,向大鼠注射同种异体富血小板血浆(PRP)或生理盐水后,对其肌腱愈合过程的评估方法。通过多种分析手段,在多个时间点对肌腱愈合的进展情况进行评价。
本实验的总体目标是观察单次注射富血小板血浆(PRP)对不同时间点大鼠手术切断的跟腱抵抗能力及愈合过程的影响。该方法有助于快速解答肌肉骨骼领域关于肌腱损伤的相关问题。该技术的主要优势在于手术操作、生物力学检测以及PRP处理流程均已实现良好的标准化。
这些技术的应用前景可延伸至人类中血小板富集 plasma(PRP)的使用,因为大鼠与人类的此类损伤类型及肌腱愈合过程相似。尽管该方法可为肌肉骨骼损伤的PRP制备提供参考,但此注射技术也可应用于其他系统,如心脏或皮肤疾病。该方法的可视化演示极为重要,因为手术和生物力学操作步骤必须具备高度的一致性和可重复性,才能获得最佳结果。
首先对大鼠进行称重并佩戴耳标。通过脚趾夹捏确认麻醉程度适当后,向动物角膜滴加水滴,并去除左侧后肢的毛发。用1:10稀释的等渗聚维酮碘溶液对暴露的皮肤进行消毒,然后将动物置于解剖显微镜下,侧卧位放置在温度为20摄氏度的加热垫上,使左侧后肢处于上方位置。
用镊子夹住左后肢足掌,于跟腱周围做一长度为20至25毫米的侧方皮肤切口。使用精细剪刀分离筋膜,暴露跟腱复合体,并切除趾长屈肌腱。在跟腱止点近端5毫米处横向切断跟腱,并切除一段长约5毫米的跟腱组织。
然后使用可吸收缝线继续缝合筋膜和皮肤,并将大鼠置于热源下监测直至完全恢复。在受体动物恢复的同时,从每只实验动物对应的单个供体大鼠心脏采集20毫升全血,分别收集到含有3.2%缓冲柠檬酸钠的试管中。为获得富血小板血浆,将血液离心,并用塑料移液管小心吸取上层含PRP的组分至第二个塑料试管中。
确定采集的PRP体积,并使用血液学分析仪测量血小板计数。再次离心PRP,小心地将上清液转移至新的塑料管中。PRP管中剩余的体积应约为达到每微升2.5 × 10⁶个血小板所需体积的2/3。
接下来,用移液器轻轻重悬血小板沉淀。测定此浓缩富血小板血浆的血小板计数,必要时加入适量自体乏血小板血浆,以达到目标浓度。在室温下,每毫升PRP加入50 µL氯化钙激活血小板,作用约1小时。
然后将血小板加载到一支配有21号针头的1毫升注射器中,将50微升血小板直接注射至每只动物的缝合部位。在适当的实验终点,剃除麻醉实验动物的左后肢毛发,并如刚才所示将大鼠置于解剖显微镜下。用手固定足部,在手术部位做一处10毫米的切口,以暴露腓肠肌三头肌。
为去除跟腱,需在跟骨附着点远端5至10毫米处横向切断跟骨,并切取足够大的一块腓肠肌复合体组织,以适配冷冻夹具的上钳口。使用镊子立即将样本放入冷冻夹具的上钳口中,并闭合仪器。将冷冻夹具垂直置于万能试验机中,并将跟骨固定在下部夹具之间。
为计算横截面积,需将相机相互垂直放置。向上下颌盆中加入液氮,使肌肉冻结至比肌腱刚性高一个数量级的程度,从而在拉伸测试过程中不发生变形。当冻结区域到达金属夹具边缘时,将机器的位移速率设定为每秒一毫米的恒定速度,直至样品断裂,并开始拉伸测试,同时使用计算机记录以牛顿为单位的最大抗拉强度。
为了消除愈合肌腱横截面积差异的影响,需将最大抗拉强度归一化为单位面积,以反映组织所承受的机械应力。当肌腱发生断裂后,立即将断裂的肌腱样本用液氮速冻,并于-80°C保存,直至进行RNA提取和RT-PCR分析。在此项代表性实验中,在各个检测时间点,与对照组(生理盐水处理组)相比,PRP注射组需要更大的力才能诱导肌腱断裂,提示PRP处理动物的肌腱愈合过程更为充分或具有更优的力学性能。
尽管PRP组的组内离散程度高于生理盐水组,但在损伤诱导后第15天和第30天,PRP注射组的肌腱横截面积被确定为更大。此外,Masson三色染色显示,在注射后第5天和第15天,PRP治疗组动物的肌腱中纤维状胶原(肌腱形态和强度的关键组分)含量更高;到注射后第30天,两组间的染色强度相似。观看本视频后,您应能够充分掌握如何诱导大鼠标准损伤,以及如何取样肌腱以评估PRP注射后的愈合过程。
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本方案描述了在跟腱手术后注射富血小板血浆(PRP)或生理盐水的大鼠肌腱愈合评估方法。通过标准化分析,在多个时间点对愈合过程进行评估。
本方案提供了一种在临床前啮齿类动物模型中评估肌腱愈合的标准化方法,可用于降低血小板富集血浆(PRP)疗法在肌肉骨骼适应证中的机制性风险。通过在多个时间点定量分析生物力学强度、胶原沉积以及转录组变化,该方法有助于靶点验证,并提高早期发现阶段的预测可信度。可重复的手术损伤模型与PRP制备流程有助于发现生物学研究与转化医学研究团队之间的跨职能协作。
该方法适用于从发现到临床前研究的连续过程,可支持早期发现阶段的假设验证、筛选阶段的检测标准化以及转化研究中的疗效验证。