关节软骨缺损动物模型【疾病动物模型】

关节软骨缺损动物模型【疾病动物模型】

【造模机制】临床上关节软骨缺损多由暴力作用所致，波及软骨面可深可浅，但多数造成软骨全层剥脱；损伤软骨面积可大可小，但多数累及关节面负重区。关节软骨不含血管、神经组织，对损伤的修复能力极其有限。负重关节软骨下骨外露、磨损，可造成继发二次损伤，关节软骨缺损的修复就更加困难。本模型手术显露动物股骨踝关节软骨面，用电钻造成小面积（直径为3~5mm）深至软骨下骨及骨髓腔的关节软骨缺损，用不同的修复组织填充缺损，在不同时间点取材观察缺损的修复过程及细胞来源，评价修复方法的优劣。

【造模方法】选用健康6~7个月龄新西兰白兔,雌雄不限.体重 2.5～3kg。常规麻醉,剃毛后消毒，仰卧位固定，铺无菌巾。取髌骨内侧切口，逐层切开皮肤及皮下组织，打开关节腔，外翻髌骨后屈曲膝关节显露股骨髁。用低速电钻在股骨髁负重区关节面钻一个直径为5mm、深6mm的关节软骨缺损，即建立该模型。修复缺损可在非负重区取直径 5mm,深6mm的骨软骨柱填充植入缺损区或植入Ⅱ型胶原成骨蛋白复合物等，对照组软骨缺损处不作移植。髌骨复位，逐层缝合，无需固定，自由活动。同条件分笼饲养4周、8周、12周后取材。通过大体观察了解软骨缺损表面的修复情况，包括平整光滑程度、凹陷充填程度及颜色、质地等，了解移植软骨与周围健康软骨组织连接情况；应用显微电脑测量软件测量修复移植组织厚度。组织学光镜检查新生组织的性质、表面特性、与正常软骨连接等组织学特性，以及免疫排斥反应等。透射电镜观察修复移植组织和毗邻组织的超微结构。

【模型特点】术后X线片结果显示关节间隙正常，无明显狭窄或变宽现象。术后第 4周可见移植骨块与周围正常骨之间间隙模糊，移植骨软骨柱的骨密度稍高，12周后骨密度基本正常。大体标本观察，术后4周移植的骨软骨均与受区紧密结合，移植软骨表面及边缘模糊不清，修复面光泽略暗。术后8周,移植软骨及周围软骨样组织增厚,颜色透亮,移植软骨已成活并有一定弹性，关节面趋于光滑。术后12周，移植软骨组织成活良好，有光泽和弹性，颜色逐渐变浅，近似周围正常软骨。软骨表面光滑平整无退行性变，与周围软骨界线模糊，融为一体。光镜下术后4 周可见移植区内软骨细胞生长活跃，软骨细胞密度高于周围正常软骨，移植骨向骨松质内延伸，周围未见淋巴细胞聚集。术后8周,移植软骨块全部成活，深部软骨细胞肥大，中央部分软骨细胞生长活跃，有钙化现象，细胞密度较第4周低，但仍高于周围正常软骨。术后第12周，移植骨块软骨细胞密度接近周围正常软骨，移植区内可见典型的软骨细胞。表面细胞呈圆形或椭圆形,细胞长轴平行于软骨平面。中部软骨细胞呈垂直串珠状排列，基质着色均匀，与周围正常软骨不易区分。扫描电镜观察，术后 12周正常关节软骨表面被排列整齐的波浪式胶原纤维束所覆盖，胶原纤维有部分断裂，嵴间微孔较多，可见纵横交错，互相融合的“蜂窝”状结构。对照组一般术后8周缺损中仅有软组织填充而不被软骨组织修复。

【应用范围】本模型用于“带柱形骨-软骨”法进行骨软骨移植，Ⅱ型胶原 BMP复合物等填充物修复软骨缺损，软骨组织工程研究，擦削术及软骨下骨钻孔术等对软骨缺损修复机制的研究。

【注意事项】

1.缺损直径至少应大于0.3cm，缺损直径小于0.3cm时，术后8周来源于骨髓的基质细胞可将缺损自行修复。

2.放入缺损的充填物应略大于缺损直径，使之嵌入缺损，这样由于周围组织的挤压，充填物不易脱落。

3.术中注意避免损伤钻孔以外的关节软骨，并用含有青链霉素的生理盐水纱布不断浸润关节软骨以防干燥。

4.术毕时严格冲洗关节腔，防止骨软骨碎屑遗留关节腔内形成游离体。

【模型评价】本模型是研究软骨缺损修复的经典模型。缺损被软骨组织修复的进程随缺损腔内填充物的诱导作用不同而不同。与大动物相比本模型造模操作简便，术后饲养取材方便。应用兔价格低廉，适合进行较大数量样本研究。

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