脑声问答（63）期丨小鼠骨折模型简介

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

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