脑声问答（45）期丨大鼠骨骼肌钝挫伤分级模型如何建立与检测？

有关骨骼肌局灶性钝挫伤分级动物模型的研究报道尚缺乏，因此，建立一个可分级、损伤形态接近日常所见、并且能够控制骨骼肌形变量和准确监测打击瞬间冲击速度的骨骼肌钝挫伤动物模型，对于法医学研究骨骼肌损伤的程度、推断损伤形成时间、多处肌肉挫伤是否为同一时间受打击以及临床上探讨肌损伤的病理生理学的改变和运动医学上关于骨骼肌损伤修复机制的研究，均具有重要的意义。

在动物模拟实验研究中，复制动物模型是研究的重要环节，模型的适用性、可靠性和可行性直接关系到实验结果的科学性。建立一个便于观察和施加处理因素、控制性好、重复性好、可分级，且反映人类骨骼肌损伤特点的动物模型，是骨骼肌损伤研究的关键。

大鼠骨骼肌挫伤打击装置:

打击装置:装置由外周导管、打击器固定架、击锤、电磁式传感器、数字式记录仪等部分组成。外周导管以两个可移动的导管架与打击器固定架相连，与水平面垂直，上下移动来调整打击器与实验动物之间的距离。外周导管长70cm，导管上下两端各用两个可旋转、拆卸螺扣封闭，其中上端螺扣表面安装一个夹子(控制引导杆的下落)。击锤重500g，击锤直径为4cm，上端与一引导杆相连，下端与一螺旋式压深调控杆相连。引导杆长75cm，上端安装两个薄铁片，距离可以调节，范围在0～2.5cm之间。电磁式传感器固定到打击器固定架上，与两个铁片距离较近，并且与数字式记录仪相连。压深调控杆可以上下伸缩，压深调控杆底部与冲击头相接，冲击头超过外周导管下端封闭螺扣最大长度为2.5cm(控制撞压深度即形变量)。冲击头打击面呈弧形，高为0.55cm，直径为1.2cm。

Fig1打击装置

成年健康SD雄性大鼠39只，体质量200～250g，按预实验结果分别选取三个不同撞击水平制作成轻、中、重度挫伤组(每组12只)以及未致伤正常对照组(3只)，各挫伤组再分为4个亚组(每组3只)，分别为伤后3h和1、3、7d。

动物模型的制作及处理:

实验动物经2%戊巴比妥钠(0.45mg/kg剂量)腹腔注射麻醉，后肢剪毛备皮。将大鼠后肢置于伸膝、踝背屈90°位置，利用自制机械式打击器，使击锤分别以2、2.5和3m/s速度和压深调控杆超出封闭螺扣的长度(即形变量)分别为5.5、6.5和7.5mm，打击大鼠右后肢距跟骨2cm处腓肠肌部位，致轻、中、重度腓肠肌挫伤。此时，肌肉仍保持完整，胫腓骨无骨折，挫伤后不给予任何处理，每只大鼠分笼饲养并给予饲料及蒸馏水，保持垫料清洁及空气通畅。实验组动物在打击后按预先分组时间脱颈处死，取右后肢挫伤区及周边区腓肠肌，标本大小为1.0cm×0.4cm，厚度为4mm。

打击瞬间速度及其动能的检测:

实验时根据需要在不同高度放开引导杆，使击锤落下，从而产生不同的打击速度。实验中形变的大小应与引导杆上两个铁片的距离(d)保持一致，并且保证击锤打击瞬间两铁片正好通过电磁式传感器，这样两铁片下落的速度便与击锤打击瞬间速度相等。V&F数字式记录仪会显示出两铁片下落所用的时间(t)，根据速度公式v=d/t，计算出两铁片下落的速度，即击锤打击瞬间速度。本实验中轻、中、重三组冲击速度分别为2、2.5、3m/s。冲击能量按公式E=1/2mv2计算为1～2.25J。

轻度挫伤组

挫伤部位可见局灶性点片状皮下出血，肌外膜充血，腓肠肌轻微水肿，表面少量出血。

中度挫伤组

右后肢肿胀，皮下出血范围扩大，小静脉扩张淤血，肌外膜出血较多，腓肠肌挫伤程度较重，范围增大，出血显著，周边肌肉可见水肿形成。

重度挫伤组

右后肢明显肿胀，广泛性皮下出血，肌外膜血量增多，腓肠肌挫伤程度更加严重，范围更广，肌肉断裂，出血、血肿形成。挫伤灶还可见于比目鱼肌，有散在灶、片状出血。伤后3d，组织水肿逐渐消退，无明显出血现象。

优势：

传统自由落体打击法存在明显缺陷，即仅能根据击锤的高度计算出势能，但由于击锤下落过程必定会与外周套管产生摩擦力，而此摩擦力无法获知确切数值，所以不能准确得知打击瞬间外力、速度以及传递能量的大小，无法较准确地进行分组。机械式撞击装置致骨骼肌挫伤模型，可产生0～3m/s的冲击速度，并可监测打击瞬间冲击速度，每次提起高度所产生的瞬间冲击速度稳定，不受实验者操作熟练水平的影响，使用安全可靠。

骨骼肌外伤常在很短时间内发生，因此，实验中外力作用时间应尽可能缩短，以便在生物力学机制上更好地模拟实际情况。传统的落体法有简单易行的优点，但存在外力作用时间不恒定和难以复制分级损伤两个重要不足。压深调控杆可以在击锤上下伸缩，调节冲击头伸出外周导管下端封闭螺扣的长度，从而控制形变量，并且当压深调控杆穿越外周导管下端封闭螺扣打击骨骼肌瞬间，会立即自动弹性回位，从而保持较恒定的作用时间。同时，实验中采用撞击速度和形变作外力参数，克服了上述不足，且均经同一部位皮肤外撞击，打击前备皮，更好的模仿了人类体毛较少的特征，避免了皮毛疏密差异对实验结果的影响，排除了其他影响因素的介入，从而使单一评价撞击速度和形变两外力参数与骨骼肌损伤程度间的线性关系成为可能，实验可重复性更高。操作方法简单易行，条件易于控制，大鼠骨骼肌致伤部位面积较大，接触面平整，其损伤的可重复性较好，损伤程度和部位均较为一致，可根据需要选择不同的打击速度和形变量，产生不同程度的骨骼肌挫伤模型。

文献引用：

1、于天水,官大威,程子惠,等.大鼠骨骼肌钝挫伤分级模型的建立[J].法医学杂志,2008(03):168-171+241.