一种非侵入性建立大鼠膝关节内关节软骨损伤模型的方法

本方案表明，可以在动物（尤其是大型动物）中诱导软骨损伤，且无需手术干预或对动物膝关节进行结构性破坏。最大的优势在于，该方法在不同操作者中均具有良好的可重复性，即使无经验的操作者也能实现，而这一点在任何手术方法中都难以达到。首先，将麻醉后的大鼠固定在固定装置上。

将麻醉后的大鼠俯卧于基板上，其右膝固定在带有凹槽的小块树脂上。将右后肢置于髋关节伸展、膝关节屈曲和踝关节伸展的位置，膝关节屈曲角度约为140度。将大鼠的足跟放置在可移动夹具的楔形凹槽内。

将固定装置移至应力和拉伸测试仪，并确保其与负荷传感器无任何接触。打开应力和拉伸测试仪的控制软件，点击校准按钮。校准完成后，小心地将框架的顶部连接到负荷传感器上。

缓慢旋转可移动主操作面板上的旋钮，直至预载荷达到五牛顿，以使膝关节紧密贴合于框架上。在主菜单中，点击创建新方法和系统标签。将测试模式设置为循环，测试类型设置为压缩。

单击传感器标签，选择测试选项卡，检查限值是否在 60 牛顿以内。然后选择行程选项卡，检查限值是否在 500 毫米以内。在测试控制标签下，选择生长原点以启动主程序，设置为 0.3% 或满量程。

将第一和第三部分的控制行程速度设置为每秒1毫米，然后将第二部分的最大测试力设置为20牛顿，第四部分的最小测试力设置为5牛顿。将峰值载荷的持续时间设置为0.5秒，最小载荷的持续时间设置为10秒。在页面底部的预加载选项卡中，确保勾选“开启”，挠度去除速度设置为每分钟100毫米，最大作用力设置为5牛顿。

在样本标签中将材料设置为金属。在主菜单的“选择方法和测试”部分，选择刚刚建立的方法，然后单击“开始”以启动测试。将循环次数设置为60次。

加载完成后将大鼠放回笼中，并在具有充足空间且可自由进食的条件下，维持12小时光照-12小时黑暗的饲养周期，直至进行分析。研究了受到20牛顿循环载荷作用的样本中软骨细胞活力的短期变化。创伤后12小时，死亡软骨细胞数量增加。

相反，活软骨细胞的数量持续减少。接受20牛顿动态负荷的大鼠膝关节关节软骨出现损伤，所有样本的股骨外侧髁均确认存在一个局灶性病变区。在为期八周的观察期内，病变范围未进一步扩大。

在受累区域可以观察到病灶与未受影响的软骨之间的边界。最重要的是测试力和循环次数的适当设置。利用该技术，可控制机械负荷对关节覆盖区域血供的影响，为探索机械负荷如何影响骨关节炎的发生或预防提供了途径。