2026年5月22日
本方案演示了如何在大鼠身上进行膝下截肢术,并立即实施靶向肌肉再神经支配(iTMR),以研究治疗和预防截肢相关疼痛的策略,并进一步理解与截肢相关的疼痛机制。
一项研究探讨了与神经损伤和截肢相关的疼痛,以及神经转接如何影响这种疼痛。截肢限制了常规疼痛评估方法的应用。本方案采用经过修改和替代的测试方法来测量截肢后的疼痛行为。
首先,取一只8至10周龄、体重250至300克的Sprague Dawley大鼠。打开加热垫,准备无菌手术区域,并摆放手术所需的所有无菌器械和材料。
使用4%浓度的异氟烷对大鼠进行诱导麻醉,并以1%至2%浓度维持麻醉。从背部下方开始,沿后肢全长剃除毛发。先用聚维酮碘消毒液清洁手术区域,再用酒精消毒棉片擦拭。重复此步骤两次。
使用结核菌素注射器皮下注射每千克体重一毫克的美洛昔康。使用直尺标记膝关节线,并在距膝关节远端两厘米和三厘米处分别再做两个标记。
使用手术刀在膝关节远端三厘米处做一圈环形皮肤切口。采用钝性与锐性分离相结合的方法,将皮肤与下方肌肉组织环形分离,直至皮肤可自由回缩。通过深层肌肉层重复进行皮下分离,逐层解剖至骨面,同时保持组织平面的完整性。
用记号笔在环形切口近端1厘米处标记胫骨和腓骨。使用小型骨剪在标记位置横断胫骨和腓骨。使用电灼止血以控制出血并实现止血。
检查骨端,必要时钝化或修剪锐利边缘。使用4-0可吸收编织缝线将胫骨前方的肌间隔前缘对合,并以4至6针间距均匀的间断缝合固定。将前侧和后侧肌间隔在骨面上对齐并缝合在一起,形成肌肉垫。
用间断的4-0可吸收编织缝线从侧面缝合皮肤,避免在负重残端缝合。沿切口线涂抹皮肤粘合剂。在股骨后方约5毫米处做一道1.5至2厘米长的纵行臀肌分离切口。
采用钝性分离法分离臀肌和腘绳肌,暴露坐骨神经分叉近端。辨认近端的运动支,包括位于尾股肌(CFM)下方的粗大分支及其分支。用镊子抬起CFM并将其切断。
使用精细的显微外科Dumont镊子,通过钝性分离对半膜肌和股二头肌分支进行神经解剖。夹住神经外膜,用精细的弯头弹簧剪沿纵轴切开,然后分离神经分支。
保留尾股分支,并在坐骨神经干附近切断其余分支。将运动支向下弯曲,以利于吻合。使用弯头弹簧剪刀切开神经外膜,并将其分离以实现对坐骨三分叉的神经化。
使用精细镊子轻轻分离神经分支。用镊子夹住距三分叉远端5至10毫米处的三个分支,即腓总神经、胫神经和腓肠神经。在施加张力的同时,分别于远端横断每根神经,并切除5至10毫米的神经节段。
使用10-0尼龙缝线进行吻合,首先将阴部神经总支与半膜肌支连接。每根缝线至少打三个结。确保无张力放置,避免过度收紧导致神经皱褶,并使吻合部位平顺,避免形成锐角弯曲。
然后将胫神经与股二头肌的粗大分支吻合,并将腓肠神经与股二头肌的细小分支吻合。对于不进行靶肌肉再神经支配的截肢术,在暴露坐骨神经分支后,使用5-0丝线缝合线和镊子结扎腓总神经、胫神经和腓肠神经,确保结扎线压紧神经并用四个方结固定。利用结扎线轻轻向近端牵拉每条神经,并在结扎线远端1至2毫米处横断神经。
切除远端神经段10毫米,然后按照先前演示的方法进行截肢。缝合切口后,沿切口线涂抹皮肤粘合剂。根据IACUC指南,每天监测大鼠伤口完整性、感染迹象、疼痛或痛苦情况,持续七天,并在需要时进行干预。
通过Von Frey测试测得的机械缩足阈值较基线显著降低,并在截肢后各个时间点均持续下降。针刺测试显示,与基线相比,有害反应随时间推移呈增加趋势。残肢的冷敏感性显著增强,并在所有时间点均较基线持续维持在高水平。
本方案可在截肢背景下评估不同的神经处理策略。实施本方案时最大的挑战是以无创方式操作宽度小于一毫米的神经。未来的研究可在此基础上进一步扩展,以改进模型并开发出更可靠的方法来研究幻肢痛。
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本文介绍了一种可重复的啮齿类动物手术方案,用于建立Sprague-Dawley大鼠膝下后肢截肢模型。该模型能稳定诱导截肢后疼痛,同时保留动物的运动能力,从而可对疼痛及功能结局进行可靠的动物行为学评估。该方案可适用于靶向肌肉再神经化(TMR)等干预措施的研究,并已被用于探讨性别特异性的疼痛反应及神经瘤形成机制。
可靠的截肢后疼痛的临床前模型对于在临床转化前降低镇痛和神经调节靶点的风险至关重要。该大鼠后肢膝下截肢模型能够在保留动物活动能力的同时,对疼痛行为进行可靠且长期的评估,从而提高机制研究和干预研究的预测可信度。该平台可灵活应用于靶向肌肉再支配(TMR)和性别特异性分析,进一步提升了其在项目筛选和转化连续性研究中的价值。
该模型连接了疼痛与神经再生研究中的早期发现与临床前验证,既支持机制研究,也支持干预手段的筛选。