采用落锤法改良并经磁共振成像验证的轻度单纯性创伤性脑损伤模型的建立

我们的研究致力于开发一种闭合性头部损伤动物模型，以模拟单纯性轻度创伤性脑损伤的神经影像学表现。旨在确定重复性轻度创伤性脑损伤（RmTBI）中不同冲击参数是否会导致不同的影像学、行为学及病理学改变。我们建立了一种能够复制单纯性轻度创伤性脑损伤（mTBI）放射学改变的动物模型，该模型表现出显著的行为功能缺陷以及长期的脑萎缩。

本研究将横断面人类研究与动物病理学研究相结合，通过转化研究和纵向神经影像学评估，以更深入地理解轻度创伤性脑损伤（mTBI）的进展过程。我们的结果为探究非复杂性轻度创伤性脑损伤后的疾病进展及结局变化开辟了新的途径，同时也强调了损伤参数在决定伤后结局中的关键作用。

我们的实验室专注于儿童和青少年轻度创伤性脑损伤（mTBI），这是最大的患者群体。我们将应用成熟的CHI模型来研究发育期脑损伤，并通过MRI、行为学和神经病理学评估追踪长期变化。首先，将麻醉后的大鼠置于加热垫上，并使用门齿固定杆将其固定在立体定位仪框架中。

调整耳杆位置以固定头部。确保大鼠在立体定位仪框架中居中且对称。随后，将脉搏血氧仪的传感器连接至后肢足掌，以监测呼吸频率、心率、血氧水平和体温。

将脱毛膏涂抹于头部，三分钟后，使用70%异丙醇棉签擦去脱毛膏。随后用浸有碘液的无菌棉签多次清洁脱毛区域，再用浸有70%乙醇的棉签去除残留的碘液。

使用无菌手术刀，在中线处制作一个长约2至2.5厘米的切口，以暴露颅骨表面。接着，用棉片清除颅骨上的软组织。用浸有0.9%生理盐水的棉签清洁颅骨表面，然后用干燥的棉片擦干。

现在，确定前囟点作为参考点以定位撞击区域。确定目标坐标后，使用牙科水泥在指定区域上方固定一个环形不锈钢头盔。然后，移除加热垫和脉搏血氧仪。

将立体定位装置和大鼠移至闭合性头部损伤撞击器下方的升降台上。使用泡沫海绵垫高大鼠的身体。将大鼠从耳杆上取下，同时保持其固定在连接输送2%异氟烷鼻罩的门齿杆上。

确保大鼠的头部和身体在前后方向上保持水平。调节升降台，确保CHI撞击器与头盔之间无间隙。然后，在撞击前立即关闭异氟烷。

现在，将一个600克的黄铜重物从一米高处通过不锈钢管自由下落，撞击固定有圆头冲击器的金属头盔。撞击后，降低升降台。将大鼠从立体定位仪中取出，并仰卧置于加热垫上。

记录翻正反射时间，即大鼠尝试从仰卧位转为俯卧位所需的时间。现在，将大鼠重新固定于立体定位仪框架中。取下头盔，并在颅骨表面进行水泥固定前，清除所有结缔组织。

现在，用牙科水泥覆盖颅骨并使其干燥。使用镊子背面检查水泥是否已变硬变固。然后，使用4-0尼龙手术缝线，打四到五个独立结，缝合切口，并在手术部位涂抹局部抗生素以预防感染。

作为术后镇痛，皮下注射颈背部，剂量为每千克体重1毫升的卡洛芬。将大鼠置于清洁笼具中，并放在加热垫上，直至其恢复意识。一旦大鼠能够直立坐起，即将其放回原有笼具中。

作为镇痛剂，每日将5毫升对乙酰氨基酚溶于200毫升水中，连续三天口服给药。将麻醉后的大鼠置于头部固定装置中，并连接鼻罩以维持麻醉状态。使用一小块胶带固定头部，防止扫描过程中动物移动。

然后，在胸部下方放置一个压力垫以监测呼吸。插入电极，并用胶带将血氧仪夹子固定在后肢以监测心率。插入直肠探头以测量直肠温度。

实验过程中，使用带有循环温水的加热毯和组织包裹物覆盖大鼠，以维持其体温。利用PET-MR扫描仪的激光定位系统标记大鼠头部中心，以实现精确定位。通过电动动物运输系统将大鼠送入MRI磁体孔内，直至头部中心与扫描仪的等中心对齐。

最后，获取 MRI 图像并进行分析。在伤后1天和50天的T2加权图像及分数各向异性图中，未观察到明显的颅骨骨折、脑挫伤、白质水肿或变形，证实CHI模型中结构损伤较轻。在伤后50天观察到皮层体积显著减少，且重复性CHI导致的皮层损失大于单次CHI。

在重复性闭合性头部损伤（CHI）后，采用不同冲击参数，于前囟后负四至零以及负五至正一区域的脑切片中观察到最显著的皮质体积减少。与SMCx区域CHI相比，中央脑区CHI在前囟零点处表现出显著更小的皮质体积。损伤后第50天的免疫染色显示，无论CHI严重程度及冲击部位如何，同侧损伤侧SMCx区域均出现星形胶质细胞聚集。