小鼠闭合性骨折模型是一种常用的实验动物模型,主要用于研究骨折愈合机制、评估药物和治疗方法的效果。该模型通过模拟人类闭合性骨折的特点,即骨骼在皮肤未破损的情况下受到钝性外力导致骨折。总之,小鼠闭合性骨折模型作为一种标准的实验工具,对于增进对骨折愈合机制的理解,以及开发和验证新的治疗策略具有重要价值。骨质疏松性骨折小鼠模型是通过特定的实验操作和条件,使小鼠表现出类似人类骨质疏松症的病理特征,进而研究骨折发生机制、评估药物疗效及探索预防策略的动物模型。
小鼠闭合性骨折模型:
1. 模型建立:闭合性骨折模型通常通过外部施加钝性力于小鼠的骨骼(如胫骨、股骨等)来实现,可以使用专门的器械如钝断头台,确保骨折为稳定的闭合性损伤。这种模型能够控制外力大小和施力部位,从而在动物间产生一致性的骨折类型。
2. 愈合方式:小鼠闭合性骨折模型的愈合方式主要通过膜内成骨进行,这与人类期望的骨折愈合方式相似,即直接通过膜内成骨修复,而非或减少软骨内成骨的方式,使得该模型在模拟人类骨折修复方面具有较高的生物学相关性。
3. 遗传工程小鼠的应用:鉴于小鼠的遗传背景易于控制,且其骨骼愈合机制与人类相似,研究人员常利用转基因小鼠、基因敲除或敲入小鼠等进行模型制备,以便深入研究特定基因或分子在骨折愈合中的作用。
4. 评估指标:模型建立后,可通过X射线、CT扫描、组织学分析(如HE染色、免疫组化等)以及功能评价(如行走测试)等方法来监测骨折愈合进程、骨密度变化、骨组织再生情况以及功能恢复状况。
5. 疾病模型关联:研究显示,在特定疾病模型如阿尔茨海默病和癫痫的小鼠模型中,PNNs(周细胞外基质)的破坏与增加的星形胶质细胞覆盖有关,这提示在研究骨折愈合时考虑此类疾病状态可能对理解神经-骨骼交互作用有重要意义。
6. 治疗评估:该模型还广泛应用于评估骨折愈合药物和不同治疗方式的有效性,如通过注射酶类(如ChABC和透明质酸酶)来快速且广泛地破坏PNNs,以研究其对神经元兴奋性、突触稳态以及药物治疗反应的影响。
Fig1 小鼠股骨骨折类型的X线判断
骨质疏松小鼠模型及其诱导骨折方法:
1. 卵巢切除模型(Ovariectomy, OVX):这是一种常见的原发性骨质疏松模型,通过手术去除雌性小鼠的卵巢,模拟绝经后骨质疏松的情况。卵巢切除后,雌激素水平下降,导致骨吸收增加,骨形成减少,进而引起骨量丢失和骨微结构破坏。
2. 药物诱导:使用特定药物,如糖皮质激素、甲状腺素等,长期给药可引起骨质疏松症状。这些药物能干扰正常的骨代谢平衡,促进骨吸收,减少骨形成。
3. 基因编辑技术:通过基因敲除或过表达特定基因(如B-hRSPO1、B-hSOST、B-hRANKL等),创建转基因小鼠模型,这些模型能更精确地模拟特定类型的骨质疏松症,如通过调控骨形成或吸收的关键因子。
4. 营养缺乏模型:通过特定的饮食干预,如低钙、维生素D缺乏或蛋白质缺乏饮食,来诱导骨质疏松。
5. 机械卸载模型:通过减少小鼠肢体的负荷(如单侧 sciatic 神经切断术)来模拟失重状态下的骨质流失。
6. 闭合性骨折模型:在已建立的骨质疏松小鼠模型基础上,通过机械压力或冲击等方法造成骨折,评估骨质疏松状态下骨折的发生风险和愈合过程。骨质疏松性骨折大鼠模型的构建腹腔注射2%戊巴比妥钠麻醉大鼠,俯卧位固定、皮肤消毒后,在背部正中行纵切口,分离并切除后腹膜外双侧卵巢,缝合切口。通过检测骨密度筛选骨质疏松大鼠。骨质疏松大鼠造模成功率为100%。术后1周后进行右侧股骨干骨折髓内固定术,麻醉大鼠,在大鼠右大腿外侧行纵行切口,分离并锯断股骨中段,将克氏针固定在髓腔内,缝合伤口,以构建骨质疏松性骨折大鼠模型。
模型评估:
为了评价这些模型的有效性,可采用X射线、micro-CT扫描、骨密度测量、骨生物力学测试、组织学检查等方法来评估骨质疏松的程度以及骨折后的愈合情况。利用三点弯曲实验检测大鼠股骨最大载荷、最大位移固定大鼠完整的右股骨,使用力学测试装置进行三点弯曲实验,参数设置为:支点跨距20 mm,加载速度2 mm/min,施加压力直至骨头断裂,最后通过计算机计算最大载荷、最大位移。这些模型对于理解骨质疏松症的发病机制、测试新药物的疗效以及探索新的治疗策略具有重要作用。
文献引用:
1.张连方,齐进,王晋申,等.小鼠闭合性股骨骨折模型的建立与评估[J].中国矫形外科杂志,2010,18(02):143-146.
2.Characterization of a Closed Femur Fracture Model in Mice[J]. Michaele B. Manigrasso;;J. Patrick O’Connor.Journal of Orthopaedic Trauma,2004(10)
3.Aucubin promotes bone-fracture healing via the dual effects of anti-oxidative damage and enhancing osteoblastogenesis of hBM-MSCs[J]. Wang Kanbin;Zhou Chengwei;Li Lijun;Dai Chengxin;Wang Zhongxiang;Zhang Weijun;Xu Jianxiang;Zhu Yueliang;Pan Zhijun.Stem Cell Research & Therapy,2022
往期推荐
找实验方法,上脑声常谈
欢迎加入
动物模型构建与行为评估交流群
扫码邀请入群
领取专属 10元无门槛券
私享最新 技术干货