可控轴向压力致兔腰椎间盘退变模型的建立及评价

[目的]建立可控轴向压力诱发的椎间盘退变动物模型并考察其特性.[方法]取4个月龄日本大白兔40只,将其随机分为5组(每组8只).采用基于横穿椎体的克氏针的自制加压装置,分别对2～4组动物腰椎间盘施加10 kg压力1、2、4周及8周,第1组作为假手术对照组.Thompson分级法及兔腰椎间盘磁共振(MRI)评价退变程度,HE染色及Ⅰ、Ⅱ型胶原免疫组化染色考察其组织学改变.另外构建纤维环损伤致兔腰椎间盘退变模型,并对标本行HE染色以供比较.[结果]①Thompson分级:第2组7只均为Ⅱ级,第3组6只Ⅲ级,第4组5只为Ⅳ级,第5组4只动物退变程度达到V级.②MRI评分显示,第2组椎间盘以轻度退变为主;第3组椎间盘主要为中度退变.第4组、第5组则以重度退变为主.③HE染色显示,该模型椎间盘各区域的退变情况较纤维环损伤模型更为均匀.④免疫组化染色显示,退变过程中椎间盘基质成分退化的趋势与人体相符.[结论]可控轴向压力致兔腰椎间盘退变模型可以高效诱发椎间盘退变,尤其在轻、中度椎间盘退变方面具有优势.该模型可供深入研究,并用于椎间盘退变的治疗研究.     

循环机械压力诱导下兔椎间盘退变器官模型的建立及意义

背景：力学因素是导致椎间盘退变（IDD）的重要诱因,建立力学相关性IDD的器官模型能为IDD机制的研究提供理想的模型基础。 目的：建立兔椎间盘器官模型,并施以循环机械压力,探究循环机械压力载荷对IDD的影响。 方法：6月龄新西兰大白兔随机分为加力组和对照组,静脉给予1.3 ml肝素（5000 U/ml）,待肝素体内循环5 min后处死。无菌条件下完整取出带部分椎骨的腰段椎间盘,放入20%胎牛血清的培养液中培养。加力组应用加力器施以0.2 MPa压力值,每日加压1次,每次30 min。经过各个时段的培养后,苏木精-伊红（HE）染色观察椎间盘大体组织形态学变化;氯化硝基四氮唑蓝（NBT）染色及4＇,6-二眯基-2-苯基吲哚（DAPI）复染检测椎间盘细胞成活率;Realtime RT-PCR和Western-blotting检测蛋白多糖（AGN）、Ⅱ型胶原（COLⅡ）的mRNA和蛋白表达。 结果：对照组和加力组培养至第7 d的组织形态学无明显变化,培养至第14 d均表现为组织形态学破坏,且以加力组表现更为明显。对照组培养至第7 d的细胞成活率及AGN、COLⅡ表达与0 d相比无明显变化;对照组培养第14 d与0 d比较,培养第7 d加力组与对照组比较,培养第14 d加力组与对照组比较,均表现为细胞成活率明显下降,AGN、COLⅡ表达下调。 结论：成功建立短周期兔椎间盘体外器官模型,并在此模型基础上阐明循环机械压力载荷可直接导致椎间盘退变样改变。     

椎间盘退变模型研究进展

椎间盘退变的生物学机制尚不明确,构建椎闯盘退变模型是研究基础和关键.近年来国内外报道的新型椎间盘退变模型分为体外和体内培养模型两大类.体外模型包括椎间盘细胞模型和椎间盘组织块模型,多用于细胞生物学行为方面的研究,适用面较广,但培养要求较高,模拟体内环境有局限.体内模型有机械力学模型、外伤模型、酶化学模型、缺血模型、吸烟模型等,多用于采取特定干预措施的椎间盘退变模型的研究,适用面较窄,但干预技术较易实现.该文就近年来新型椎间盘退变模型的研究进展及各种模型的优缺点作一综述.     

椎间盘退变模型研究进展

椎间盘退变的生物学机制尚不明确,构建椎间盘退变模型是研究基础和关键。近年来国内外报道的新型椎间盘退变模型分为体外和体内培养模型两大类。体外模型包括椎间盘细胞模型和椎间盘组织块模型,多用于细胞生物学行为方面的研究,适用面较广,但培养要求较高,模拟体内环境有局限。体内模型有机械力学模型、外伤模型、酶化学模型、缺血模型、吸烟模型等,多用于采取特定干预措施的椎间盘退变模型的研究,适用面较窄,但干预技术较易实现。该文就近年来新型椎间盘退变模型的研究进展及各种模型的优缺点作一综述。     

椎间盘退变模型的建立及其历史和现状

腰腿痛是影响人类健康的常见病和多发病。研究表明约２３％的腰腿痛患者其病因与椎间盘的退行性改变有关［１］。但椎间盘退变的确切病因及病理生理机制目前仍不十分清楚。为深入探讨椎间盘退变的病理过程,有必要建立类似人类椎间盘退变的动物实验模型,对椎间盘退变的诱发因素,早期发生的形态学、生物化学及其它方面的变化进行较为详尽的研究。 一、动物模型的要求及动物选择 建立的动物模型要求与人类的椎间盘退变具有相似性和可比拟性。应包括以下几个方面：（１）能再现椎间盘退行性病变的客观规律;（２）模型重复性好;（３）所选动…     

椎间盘退变机制及动物模型建立的研究进展

椎间盘退变常会引起腰背痛.长期以来人们对椎间盘退变机制进行了大量的探索与研究,目前普遍认为椎间盘退变是一个多因素诱导的(遗传因素、环境因素、年龄因素)、多种因子(生长因子、炎性因子)参与的不可逆的过程,其确切机制尚不明确.模型的建立可与退变机制的研究相互论证,益于对退变机制的探索.     

椎间盘退变相关基因研究进展

在全球日益老龄化的趋势下,椎间盘退变作为一种与年龄相关的疾病,因其高发病率和高致残率日益成为一个严重的社会-经济问题。现今临床上对其诊疗手段及其效果都非常有限,尤其对于退变早期的椎间盘还缺乏有效的介入方法。基因治疗的兴起,为椎间盘退变的治疗带来了新的方法学选择,现就椎间盘退变相关基因的研究进展作一综述,以期为其潜在治疗靶点的选择提供一定的理论依据。     

椎间盘退变模型研究现状与进展

椎间盘退变疾病越来越被大家所重视,但退变的生物学机制尚不明确,构建椎间盘退变模型是研究的基础和关键.近年来国内外报道的新型椎间盘模型分为动物体外模型和动物体内模型两大类.动物体外模型包括椎间盘细胞模型和椎间盘组织块模型;动物体内模型有机械力学模型和外伤模型等.该文就近年来新型椎间盘退变模型的研究现状与进展作一综述.     

椎间盘退变基因治疗的研究动态

椎间盘退变疾病(disc degeneration diease,DDD)是一种发病率及致残率很高的疾病,目前常规的治疗方法包括：药物治疗、类固醇注射封闭、理疗以及手术治疗等。近来微创手术方面取得长足进步,出现了如椎间盘镜(endoscopic discectomy)和经皮椎间盘切除术(percutaneous discectomy)等方法。但是,这些治疗措施仅着眼于改善疾病的临床症状,而不是从根本上减缓或中止退变进程。基因治疗作为近年来兴起的一种治疗方法,可在分子水平进行调控,从而为延缓或逆转疾病进程提供了可能。本文就目前椎间盘退变基因治疗的研究现状及进展进行综述。     

双后肢大鼠椎间盘退变动物模型的建立

目的　为椎间盘相关研究建立一种经济科学的椎间盘退变动物模型。方法　对 15 2只新生SD大鼠采用截除双前肢和特殊饲养的方法培育双后肢大鼠 ,以 10只正常同龄大鼠作为对照 ,18月龄时处死后通过光镜和电镜检查来观察两组大鼠L2～ 3 椎间盘的退变情况。结果　截除双前肢后 ,双后肢大鼠生长良好 ,术后 18个月存活 17只。光镜检查证实其椎间盘均发生了严重的髓核和纤维环退变。有 2例还出现了腰椎间盘突出。超微结构观察发现髓核中脊索细胞出现明显的退变和坏死 ,软骨样细胞中出现大量脂滴。基质中胶原纤维排列紊乱 ,出现大量板层样结构和团块。而正常大鼠的椎间盘仅发生轻度退变 ,胶原纤维排列整齐。结论　本造模方法简单经济、成功率高、重复性好 ,建立的双后肢大鼠模型符合人体椎间盘退变规律。     

腰椎间盘退变动物模型的建立

目的　建立腰椎间盘退变的动物模型并行组织学和MRI观察。　方法　健康成年恒河猴 8只 ,手术组 6只 ,在其腰4 ,5、腰5,6、腰6,7椎间盘分别作一 5mm× 3mm切口 ,分别于术前及术后 1、4、8、13、2 0周对手术椎间盘行MRI观察 ;8只恒河猴分别于术前 (对照组 )及术后 4、8、2 0周随机取 2只处死后行椎间盘组织学观察。　结果　正常成年恒河猴腰椎间盘组织学结构特点与人类相似 ;手术椎间盘高信号区域面积的百分比于术后 8、13、2 0周显著减少 (P <0 0 5 ) ;术后 4周椎间盘切口外被纤维组织覆盖 ,术后 8周 ,切口外层纤维样愈合 ,其内无愈合迹象 ,术后 2 0周 ,切口向椎间盘内延伸 ,部分髓核出现纤维化。　结论　恒河猴是一种生理特性与人类相接近的动物 ,以其为对象应用纤维环切开法可以获得可靠的腰椎间盘退变动物模型 ;通过测量MRI轴位T2加权像椎间盘高信号区域面积百分比的方法可于早期无损伤地发现椎间盘退变。     

双后肢大鼠增龄制备颈椎间盘退变动物模型

目的通过截除幼年大鼠双前肢建立颈椎间盘退变的动物模型。方法健康4周龄雄性SD大鼠76只，随机分为两组，手术组40只，对照组36只。手术组动物麻醉后于双上肢根部截除肢体，分别于术后3、6、9、12个月随机分为4组，每组10只处死大鼠后摄颈椎正侧位X线片，并切取椎体标本制备C2-C3至T2～T3的中欠状面组织学切片，分别进行HE、番红O染色行椎间盘组织学观察。对照组动物分别于实验开始后4、8、12、16个月分为4组进行与实验组相同的处理。结果截除双前肢后，双后肢大鼠全部存活，实验组大鼠术后9、12个月均出现颈椎间盘退变的X线征象，光镜检查证实其椎间盘均发生了严重的退变，脊索性髓核完全为纤维软骨性髓核取代，软骨终板缺损或消失，基质中胶原纤维排列紊乱，椎间盘突出并骨化。而正常大鼠的椎间盘仅发生轻度退变。结论本造模方法不损伤动物靶器官正常的解剖结构，成功率高、重复性好，符合人类颈椎间盘退变规律。     

实验动物椎间盘特征在选择椎间盘退变模型中的意义

椎间盘退变是引起腰疼的主要原因[1].人类椎间盘在形态学、生物化学和生物力学等方面都随着年龄增加而发生以退变为特征的变化[2、3].椎间盘退变的病因至今尚不清楚.由于很难获得人椎间盘样品,特别是"正常人"的椎间盘组织,很多研究只能使用实验动物的椎间盘作为研究对象,包括大鼠、小鼠、沙鼠、家兔、犬、羊、猪、山羊和猴.由于上述实验动物都是四足动物,而人是直立行走动物;此外不同动物种属的椎间盘都有不同的解剖、生理、生化特点[4],因此充分了解实验动物之间、实验动物与人之间椎间盘的差异,是正确选用实验动物以达到研究目的的前提.     

Stimulation of degenerative changes in the intervertebral disc through axial compression. Radiologic,histologic and biomechanical research in an animal model

Degeneration of the intervertebral disc is a common disease in the adults, especially at advanced age. A causal therapy is not known, but the progress in new therapeutic strategies, for example in tissue engineering, shows new possibilities. The goal of our study was to develop a new animal model that stimulates a load induced degeneration of the disc. We used the New Zealand rabbit, because morphology is similar to the human intervertebral disc. The degeneration was induced by axial compression of the disc L4 - L5 with an external fixateur. After different loading intervals, the animals were sacrified and the discs examined by radiology, histology, apoptosis and biomechanical testing. Radiography showed a significant decrease of the disc thickness in all loaded groups. Morphologically the intervertebral discs of loaded rabbits showed degenerative changes which were comparable to those in humans. A significantly increased number of dead cells in the annulus occurred after 14 and 28 days loading compared to the controls. The bending stress measured as the load to failure was not significantly different between the unloaded discs and the 28 days loaded discs. The results show that our animal modell can create degeneration. Four weeks compression leads to significant degeneration. Degeneration of the discs persisted in animals that were allowed a recovery time of 28 days after 28 days of loading.     

腰椎间盘退变动物模型评价方法的研究进展

腰椎间盘退变(IVD)和突出被认为是导致腰痛(low back pain)的主要原因[1、2]。建立动物模型为研究腰椎间盘退变机制和试验新治疗方案提供了一个良好的途径。目前构建腰椎间盘退变动物模型的方法主要分为自然诱发和实验诱发两种[3~6]。在模型构建后的评价方法多种多样,主要包括影像学、组织形态学和分子生物学评估。笔者对腰椎间盘退变模型建立后的退变评价方法综述如下。1影像学评价方法     

An in vivo model of degenerative disc disease.

Although the precise etiology of low back pain is disputed, degeneration of the intervertebral disc is believed to play an important role. Many animal models have been described which reproduce the changes found in degenerative disc disease, but none allow for efficient, large-scale testing of purported therapeutic agents. The purpose of this study was to develop a simple animal model resembling degenerative disc disease using the intervertebral discs found in the tails of rats. The proximal two intervertebral discs in the tails of 20 rats were injected with either chondroitinase ABC or control (phosphate buffered saline, PBS). The tails were harvested at 2 weeks, and measurements were made of intervertebral disc height (measured radiographically and histologically), biomechanics (stiffness, hysteresis, and residual deformation), and histologic appearance. Treatment with chondroitinase ABC resulted in a significant loss in intervertebral disc height (radiographic intervertebral disc height, p=0.001; histologic intervertebral disc height, p<0.001) and significant increases in all biomechanical parameters (stiffness, p<0.001; hysteresis, p=0.006; residual deformation, p=0.004) compared to PBS controls. Intervertebral discs treated with chondroitinase ABC had significantly lower histologic grades for each grading category (nucleus pulposus (NP), annulus fibrosus, and proteoglycan staining) compared to controls. The results of injury with chondroitinase ABC were similar to the findings in degenerative disc disease: reduced intervertebral disc height, diminished proteoglycan content, loss of NP cells, and increased stiffness of the disc. Thus, the model appears to be a reasonable tool for the preliminary in vivo evaluation of proposed treatments for degenerative disc disease.