Name: 胫骨皮层横向运输大鼠模型用于治疗下肢缺血 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-03-06T14:40:00.000+00:00
Duration: 9 min 56 s
Description: 了解胫骨皮层横向运输技术在大鼠下肢缺血模型中的应用方法。该手术技术通过可控骨片移动促进血管新生，改善缺血肢体微循环，为研究TTT治疗机制提供可靠平台。

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所有动物实验均经广西医科大学第一附属医院动物伦理委员会批准（批准号：2025-E0642）。雄性Sprague-Dawley大鼠（300-350 g）饲养于广西医科大学动物研究中心的标准环境中。大鼠可自由摄取普通饲料和清洁饮用水，并维持12小时人工光照/黑暗循环。动物饲养室温度控制在20-26 °C，相对湿度保持在40%-70%。所有手术器械在使用前均经过彻底灭菌。本研究中所用试剂和材料的详细信息见表1。
通过腹腔注射过量戊巴比妥钠实施安乐死。通过心跳和呼吸的永久性停止、瞳孔散大以及对有害刺激无反应来确认死亡。所有操作均由经过培训的人员进行，以最大程度减少动物痛苦，且安乐死方案已事先经过机构动物护理和使用委员会审查并批准。
1. TTT 外固定器
<ol>
	<li>使用一种按比例缩小、定制设计的临床胫骨皮质横向搬运外固定器（TTT-EF），该装置由骨段牵引单元和外固定架组成。</li>
	<li>通过内置螺纹机构实现两个组件的垂直移动（图1）。</li>
	<li>在牵引单元和固定架横截面的两侧各钻两个贯穿孔，用于插入克氏针。</li>
	<li>将克氏针穿过指定孔洞，并使用六角螺钉从侧方固定，以确保稳定性。</li>
	<li>使用直径0.8 mm的克氏针将TTT-EF的牵引部件连接至骨段。</li>
	<li>使用直径1.0 mm的克氏针将固定部件锚定于胫骨的近端和远端。</li>
</ol>
2. 手术步骤
<ol>
	<li>对8周龄雄性Sprague-Dawley（SD）大鼠进行TTT手术。通过腹腔注射0.35 mg/kg戊巴比妥钠和0.3 mg/kg水合氯醛对大鼠进行麻醉。</li>
	<li>通过检测足底回缩反射和角膜反射评估麻醉效果。在整个操作过程中持续监测生命体征和麻醉深度。术前按照《实验动物使用指南》要求，在大鼠眼部涂抹眼用软膏以保护角膜。</li>
	<li>剃除手术区域毛发，并注射0.5%利多卡因以减轻术后疼痛。</li>
	<li>使用11号手术刀在右侧腹股沟区域做10 mm皮肤切口。</li>
	<li>钝性分离筋膜，暴露股浅动脉。</li>
	<li>使用眼科镊子在股神经与股浅静脉之间分离出动脉，结扎并切断其两端。</li>
	<li>使用4-0可吸收缝线缝合切口。</li>
	<li>使用11号手术刀在胫骨内侧上部做15 mm纵向切口。</li>
	<li>仔细分离皮下组织及深层肌肉，避免损伤骨膜。轻柔解剖软组织，充分暴露胫骨内侧面。</li>
	<li>使用手术刀在胫骨内侧表面标记骨片区域（8 mm × 4 mm），沿标记边界使用0.6 mm钻头进行密集钻孔，在胫骨内侧上部形成一个骨窗片段（8 mm × 4 mm）。</li>
	<li>在骨片内植入两根直径0.8 mm带螺纹的克氏针，间距0.5 mm，以便后续牵移。将克氏针连接至TTT-EF装置并固定。</li>
	<li>在骨片两侧各插入一根1.0 mm克氏针，穿透胫骨后侧皮质。</li>
	<li>组装并安装TTT-EF装置。</li>
	<li>使用眼科剪刀沿标记线完成截骨。</li>
	<li>轻柔抬高骨片以实现垂直移动，避免损伤骨髓组织。</li>
	<li>用10%聚维酮碘溶液冲洗手术部位，随后用无菌生理盐水冲洗。</li>
	<li>使用4-0可吸收缝线逐层缝合切口。</li>
	<li>术后立即皮下注射布托啡诺（0.05 mg/kg），之后每12小时给药一次，持续最多3天，以确保有效镇痛。</li>
</ol>
3. 术后监测
<ol>
	<li>术后密切监测动物，以确保其正常恢复并及早发现潜在并发症。术后前48小时内，每6-8小时检查一次动物，评估其一般活动情况、姿势、理毛行为、食物和水的摄入量以及手术切口状况。</li>
	<li>从术后第3天起，直至牵张和巩固阶段结束，每天至少进行一次监测。通过确认动物行走正常、体重稳定、食物和水的摄入持续正常，且无伤口渗出、明显肿胀或疼痛相关行为表现，来判断其是否充分恢复。</li>
	<li>根据机构指南，按需继续给予镇痛治疗。</li>
	<li>如出现伤口感染（例如红斑、肿胀、脓性分泌物），应根据兽医建议，采取局部伤口护理和全身性抗生素治疗。</li>
	<li>若外固定器出现松动或移位，应立即在短时麻醉下进行矫正，以维持骨骼对位并对准，确保准确实施牵张。</li>
	<li>及时评估并处理任何可能的并发症。对于出现严重影响活动能力、进食或伤口愈合的严重并发症的动物，应与兽医人员协商后进行评估和管理。</li>
	<li>若动物达到预设的人道终点标准，应实施人道安乐死。</li>
</ol>
4. 骨碎片转运方案
<ol>
	<li>使用胫骨皮质横向搬运外固定器（TTT-EF）进行术后骨段搬运。</li>
	<li>将术后第1天定为潜伏期。 
	注意：在此期间不得对骨段进行任何操作。</li>
	<li>从第2天开始进入上行搬运阶段。以每12小时0.5 mm的速度推进骨段，连续进行5天（第2天至第6天）。第7天暂停搬运，以利于稳定。</li>
	<li>从第8天开始进入下行搬运阶段。</li>
	<li>以相同的速率（每12小时0.5 mm）回缩骨段，持续5天（第8天至第12天）。确保骨段在第12天结束前回到原始位置。</li>
	<li>继续进行为期2天的巩固期（第13天至第14天），期间不再进行搬运。</li>
	<li>在巩固期结束时拆除外固定器。 
	注意：搬运程序及评估时间安排请参见图2。</li>
</ol>
5. 评估
注意：使用成像技术评估骨碎片位置和血流恢复情况。
<ol>
	<li>在第1、7和12天对下肢进行X射线成像，以监测移位骨段的进展过程及其最终位置。
	<ol>
		<li>在预定的成像时间点，使用2.0%异氟烷与氧气混合对大鼠进行麻醉。</li>
		<li>将每只大鼠置于配备加热垫的恒温成像平台上，以防止在操作过程中发生低体温。</li>
		<li>通过监测呼吸频率和足底反射来评估麻醉深度，确保动物稳定固定。</li>
		<li>在所有动物中以标准化的方向摆放肢体和外固定装置，以尽量减少X射线采集时的变异性。</li>
		<li>获取X射线图像，以确认骨段的移位和复位情况。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>在术后第19天进行血管灌注成像，以评估下肢的微血管灌注情况。
	<ol>
		<li>处死大鼠，并通过股动脉灌注对比剂以显示血管结构。</li>
		<li>将处死的大鼠置于标准仰卧位，以确保成像设置的一致性。</li>
		<li>在稳定的室温条件下，通过股动脉持续灌注对比剂，使血管系统充分填充。</li>
		<li>进行血管成像以评估微血管结构和灌注情况。确保所有样本均以一致的肢体方向和固定器对齐方式摆放，以保证各次成像之间的可重复性。</li>
		<li>利用所得图像评估下肢血流恢复及血管结构重建情况。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Jones, D. W., Farber, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+of+the+global+vascular+guidelines+on+the+management+of+chronic+limb-threatening+ischemia%5BTitle%5D)+AND+%22JAMA+Surg%22%5BJournal%5D)">Review of the global vascular guidelines on the management of chronic limb-threatening ischemia.</a> JAMA Surg. 155 (2), 161(2020).</li>
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</ol>

作者声明无竞争利益。

所有涉及麻醉和手术的操作均严格遵循动物安全及机构动物护理指南进行。在切口前，通过足底回缩或角膜反射测试确认麻醉深度，并在手术过程中定期监测。提供充分的保温支持（如使用加热垫）以防止低体温，并在长时间麻醉期间涂抹眼药膏以保护角膜。
麻醉相关的潜在风险包括呼吸抑制、低体温、苏醒延迟和意外过量。因此，必须持续观察，并随时备有复苏设备，包括辅助氧气。
手术风险主要包括出血、软组织损伤、手术区域污染以及对骨髓或神经血管结构的医源性损伤。为尽量降低这些风险，操作者采用严格的无菌技术，轻柔处理组织，并确保精确制作骨窗。一旦出现意外的骨髓穿透、过度的皮质破坏或血流动力学不稳定，将立即予以处理。
所有生物和化学废弃物均按照机构的生物安全和化学安全规定进行处理。被血液、组织或体液污染的材料作为生物危害废弃物收集，并通过经批准的高压灭菌或焚烧系统进行处理。化学试剂（包括麻醉剂和消毒剂）按照化学废弃物处理程序丢弃。所有锐器立即放入经认证的锐器容器中。在整个废弃物处理过程中，均保持适当的记录并遵守...

下肢缺血性疾病，如动脉硬化闭塞症（ASO）、血栓闭塞性脉管炎（TAO）和糖尿病足（DF），其特征是下肢动脉血流受限1,2。在疾病早期，患者通常表现为间歇性跛行和静息痛。随着病情进展，长期缺血可导致组织坏死、感染，严重时甚至需要截肢1。目前的标准治疗手段——包括药物治疗、血管腔内介入治疗和开放性外科手术——往往疗效有限，尤其是在疾病晚期阶段3。
胫骨皮质横向搬移术（TTT）是一种治疗多种下肢缺血性疾病的创新治疗策略4。该技术源于Ilizarov方法和&#34;张力-应力法则&#34;5,6，通过截骨术在胫骨中创建可移动的皮质骨瓣片段。随后施加持续、缓慢且可控的牵张力，以刺激骨组织、血管及周围软组织的再生。这一再生过程有助于重建微循环，并恢复患肢的氧供平衡。最终，TTT可改善缺血组织的血液灌注并促进功能恢复7。
传统的下肢缺血血管重建技术可恢复小腿大动脉的血流，但在再血管化足部较小动脉或促进受损微血管的修复与再生方面常无效，因而限制了其完全解决缺血的能力8。经皮牵引疗法（TTT）持续对骨骼及周围软组织施加牵张力，从而诱导大量趋化因子和细胞因子的释放9。这些趋化因子可调控干细胞的多种功能，在缺血条件下会大量分泌进入循环系统，主动募集内源性干细胞至损伤部位，从而在无需直接移植干细胞的情况下促进血管修复与再生。由于具备上述优势，TTT已成为治疗下肢缺血的一种有前景的治疗策略，并 increasingly 被用于治疗影响下肢的各种缺血性疾病7,9,10。
尽管兔子和狗常被用于基础的经胸超声心动图（TTT）研究，但针对这些物种缺乏合适的分析工具，限制了机制性研究的开展。相比之下，大鼠TTT模型在保持实用性及较低成本的同时，与现有的分子和成像技术具有更好的兼容性，使其成为机制研究中更易获取且可重复性更高的研究平台。然而，迄今为止，尚无研究系统地描述或评估过在下肢缺血大鼠模型中TTT的有效性。
由于胫骨尺寸较小且皮质较薄，大鼠TTT模型需要精细的显微外科技术，其牵张范围也受皮质厚度的限制。在评估该模型是否适用于特定研究环境时，应考虑这些实际限制因素。
在本研究中，我们通过复制临床胫骨横向搬运装置的核心结构和工作原理，建立了一种大鼠特异性的胫骨横向搬运（TTT）模型。该操作方法基于临床验证过的方案进行优化，以确保在小型动物中实施的可行性和一致性。我们的目标是建立并验证一种标准化且可重复的大鼠TTT模型，适用于研究缺血性肢体疾病中的血管生成和力传导机制。

<table><tbody><tr><td>微型横向牵开器</td><td>Tianjin Xinzhong Medical Equipment Co., Ltd</td><td>A61B17/66</td><td>用于骨碎片牵引</td></tr><tr><td>小型骨科钻</td><td>Yancheng Ruiao Technology Co. LTD</td><td>RA-II</td><td>用于胫骨钻孔截骨术</td></tr><tr><td>0.6 mm 不锈钢钻头</td><td>Changzhou Borche Medical Equipment Co., Ltd</td><td>-</td><td>用于胫骨钻孔截骨术</td></tr><tr><td>0.8 mm 螺纹型克氏针</td><td>Changzhou Borche Medical Equipment Co., Ltd</td><td>-</td><td>用于骨瓣和牵开器的固定</td></tr><tr><td>1.0 mm 螺纹型克氏针</td><td>Changzhou Borche Medical Equipment Co., Ltd</td><td>-</td><td>用于牵开器的固定</td></tr><tr><td>戊巴比妥钠</td><td>Shanghai Pharmaceuticals Holding Co., Ltd</td><td>-</td><td>用于动物麻醉</td></tr><tr><td>内六角扳手</td><td>Changzhou Borche Medical Equipment Co., Ltd</td><td>-</td><td>用于固定螺钉</td></tr><tr><td>布托啡诺</td><td>Shanghai Pharmaceuticals Holding Co., Ltd</td><td></td><td>用于动物镇痛</td></tr><tr><td>MICROFIL</td><td>Flow Tech,Inc Co., Ltd</td><td></td><td>用于动物血管造影</td></tr><tr><td>异氟烷</td><td>Hebei Yipin Pharmaceutical Co., Ltd.</td><td></td><td>用于诱导和维持吸入麻醉</td></tr><tr><td>盐酸利多卡因（0.5%）</td><td>Hebei Yipin Pharmaceutical Co., Ltd.</td><td></td><td>用于局部浸润，以减轻术后疼痛，并在手术过程中减少组织刺激</td></tr></tbody></table>

一种用于治疗下肢缺血的胫骨皮质横向搬移大鼠模型

A Rat Model of Tibial Cortex Transverse Transport for the Treatment of Lower Limb Ischemia

胫骨皮质横向搬移术（TTT）是一种用于促进缺血性下肢血管再生的新兴外科技术。本视频展示了一种可重复的TTT大鼠模型，详细介绍了皮质骨片段的手术制备、搬移操作流程以及术后评估方法。该手术可通过可控地上移和下移骨片段，以刺激血管生成反应。术后第1、7和12天的代表性X线图像，以及安乐死后第19天进行的微血管灌注成像，显示了明显的骨片段移动及TTT术后肢体灌注的改善。
该模型为研究牵引成骨诱导血管生成的分子机制以及评估缺血性疾病潜在治疗策略提供了一个实用且可重复的平台。为构建此模型，我们在Sprague-Dawley大鼠中模拟了临床牵引成骨术（TTT）操作，包括三个主要手术步骤：股浅动脉结扎、皮质骨片段的制备与游离，以及定制外固定器的应用。在12天内，骨片段被逐步前移，随后后移。灌注成像证实，在运输周期完成后，缺血肢体的血管化程度显著增强。总体而言，这一标准化的大鼠模型高度模拟了临床TTT操作，为研究缺血肢体条件下力传导、血管生成及血管再生提供了有价值的实验体系。

图3 展示了构建经TTT处理的下肢缺血动物模型的操作流程。在我们的实验中，该手术的成功率约为90%。少数失败案例主要归因于技术问题，例如外固定架松动或术中骨片段骨折，导致后续牵张无法进行。该模型通过暴露并结扎股浅动脉以诱导缺血（图3A）。随后，切开皮肤和肌肉暴露胫骨内侧，制备一块4 mm × 8 mm的骨片段（图3B）。在胫骨上标记骨片段的预定位置，随后依据标记进行钻孔和截骨（图3C、D）。完成截骨后，安装固定针和外固定架以稳定骨片段（图3E、F）。为进一步加强固定效果，在骨片段的近端和远端额外置入螺钉（图3G）。最后，使用缝线关闭手术切口（<stro...

本实验展示了大鼠胫骨皮质横向转运技术，可用于观察和分析肢体缺血过程中的血管再生。

胫骨皮质横向搬运（TTT）是一种新兴的外科技术，用于促进缺血性下肢的血管再生。本视频……

下肢缺血主要减少下肢的血流，可严重影响组织愈合。胫骨皮质横向转运（TTT）是一种促进新生血管生成并改善血液循环的外科技术。为了更好地研究其作用机制，我们建立了一种大鼠模型，该模型能够紧密模拟临床TTT手术过程。该模型简单、可靠且易于重复，可使我们直观观察血流恢复情况，并探究TTT背后的机制。实验开始时，使用一只完全麻醉的成年SD大鼠。根据实验动物使用指南，全程使用眼药膏保护角膜，并提供体温支持和生理状态监测。术前，完全去除手术部位周围的毛发，并使用10%聚维酮碘进行消毒。为便于操作，将0.5%盐酸利多卡因局部注射至手术区域。随后，我们开始进行实验方案中的侵入性操作部分。为建立下肢缺血模型，使用11号手术刀片在右侧腹股沟处作一个10毫米的切口，以暴露股浅动脉、静脉和神经。使用眼科镊子，在股神经与股浅静脉之间仔细分离股浅动脉。在游离动脉后，使用可吸收缝线结扎其近端和远端，随后横断血管并修剪多余的缝线材料。最后，使用10%碘伏溶液对手术区域重新进行消毒，然后用4-0可吸收缝线缝合手术切口。使用缝合剪剪除多余的线头。接下来，为暴露胫骨，使用11号手术刀片沿右下肢内侧做一20毫米的皮肤切口，随后逐层仔细分离皮下组织和肌肉。在整个操作过程中，需特别注意避免损伤骨膜。随后，使用手术刀片在胫骨皮质的平坦表面划出一个8毫米×4毫米的骨片轮廓。接下来，使用直径为0.6毫米的钻头，沿预先标记的划线以连续且紧密的模式钻孔，确保每个孔沿切割线均匀分布。随后，我们将安装定制设计的外固定器并固定骨碎片。为在骨碎片中心置入两根固定针，首先使用直径0.6 mm的钻头进行定位，两点间距约为0.5毫米。然后将直径0.8 mm的克氏针垂直穿过标记点插入皮质骨，深度达3毫米，注意避免穿透对侧皮质。随后剪除过长的克氏针，保留约10毫米，再以相同方式钻入另一根克氏针。为便于后续操作，使用眼科剪切除骨块的三个边缘，保留内侧边缘完整。该保留的边缘可为固定提供稳定的平面，并有助于对骨块进行可控性移动。随后在此区域安装了定制设计的外固定架。该装置是胫骨横向搬运外固定架（TTTF）的缩小版本，由牵引组件和固定组件组成，通过旋转内部螺纹机构，可实现对骨碎片的可控移动。外固定架的牵引组件沿两根克氏针安装，随后连接固定组件。固定后，使用直径为1毫米的克氏针将微型侧向转移架固定在大鼠的胫骨上。克氏针需完全穿过胫骨，以确保微型侧向转移装置牢固且稳定地附着于胫骨，然后使用内六角扳手拧紧外部螺钉。另一侧以相同方式固定，最后将过长的克氏针剪除。最后，切断骨碎片的内侧边缘，使其完全游离。旋转螺纹装置可使骨碎片向上或向下移动。最后，使用10%碘伏对手术区域进行彻底消毒。随后使用可吸收缝线逐层缝合肌肉和皮肤，以确保无持续出血，然后再次对缝合部位进行消毒。为预防术后疼痛，皮下注射布托啡诺。术后前3天每12小时给予布托啡诺一次，之后根据需要继续镇痛。随后，将大鼠置于清洁的笼子中，提供适宜的环境和温度，并密切监测其恢复情况。该操作的治疗效果通过控制骨片段的移动来实现。我们设计了特定的骨片段搬运方案。经过一天的潜伏期后，于第一天开始启动骨段的上移运输。此阶段持续五天，期间每12小时将骨段推进0.5毫米。上移运输完成后，骨段保持静止一天，随后于第七天开始下行运输。下降阶段同样持续五天，每12小时将骨段移动0.5毫米。经过总共12天的搬运后，骨段回到其原始位置。最后，进行为期两天的巩固阶段，以进一步稳定骨段。为了评估TTT手术在动物模型中的治疗效果，通过X射线成像和血管灌注成像来评价骨碎片的位置以及下肢的微血管灌注情况。X射线检查显示，骨碎片在术后第1天和第12天处于最低位置，在第7天达到最高位置。在整个搬运过程中，截骨部位周围未观察到骨折现象。此外，第19天的血管灌注成像显示，尽管股浅动脉结扎减少了下肢的血液灌注，但接受TTT手术的动物表现出显著增强的微血管灌注。这些结果表明，TTT对改善缺血肢体的血液循环具有积极作用。本研究建立了一种用于TTT治疗下肢缺血的大鼠模型。TTT 被证明可促进微循环重建，并有效消除患肢的缺血状况。该模型为探索 TTT 在缺血性疾病中发挥治疗作用的潜在机制提供了有价值的平台。

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原位 横行腹直肌皮瓣：一种皮肌缺血再灌注损伤的大鼠模型

本文介绍了一种下肢缺血的实验模型，并结合一系列功能学、组织学和分子生物学检测方法 ，用于评估促血管生成疗法的有效性。​...

评估小鼠后肢缺血模型中的治疗性血管生成

本文介绍了一种用于研究重建显微外科中缺血-再灌注损伤病理生理学的临床前动物模型。该模型基于大鼠浅表尾侧腹壁血管的游离皮瓣，还可用于评估不同疗法和化合物对缺血-再灌注损伤相关损害的拮抗作用。...

用于重建显微外科中缺血-再灌注损伤研究的临床前大鼠模型

本方案提供了一种稳健且可重复的带血管复合组织异体移植（VCA）模型，旨在同时研究免疫反应与功能恢复。通过在右侧大腿中段进行后肢原位移植，并手工缝合血管吻合口及神经对接，尽管技术操作耗时较长，但能够实现对功能恢复的深入研究。...

迈向下一步：一种最大化大鼠功能恢复的神经吻合正位后肢移植模型

本文介绍了一种大鼠部分异位骨肌皮瓣移植方案及其在中期随访中的潜在结果。...

大鼠部分异位后肢移植模型

本方案描述了胫神经瘤移位模型，该模型包括对胫神经造成损伤，随后将神经近端残端移位至皮下胫前或外侧位置。通过冯弗雷单丝纤维测试对神经瘤疼痛和足底痛觉过敏的行为学表现进行定量评估。...

大鼠胫神经瘤移位模型中的手术操作与行为学检测

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。...

大鼠后肢膝下截肢模型与即时靶向肌肉再支配

了解胫骨皮层横向运输技术在大鼠下肢缺血模型中的应用方法。该手术技术通过可控骨片移动促进血管新生，改善缺血肢体微循环，为研究TTT治疗机制提供可靠平台。

一种用于治疗下肢缺血的胫骨皮质横向搬移大鼠模型

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