摘要：闭合骨折模型的使用已成为研究骨折愈合过程的首选模型，骨折部位周围的骨膜和软组织在骨折愈合过程中起着重要作用。一些技术，如截骨，钻长骨和使用断头样装置诱导骨折，其特点是不良反应和并发症。本研究的目的是优化和评价使用三点弯曲钳的体内骨折模型，可用于大鼠继发性骨折愈合的研究

 

方法：改良三点弯曲钳作为闭合性大鼠胫骨骨折的制作方法，使用髓内钉在大鼠前部固定。闭合性骨折的确切位置是沿长骨。在骨折发生后立即检查骨粉碎的存在和骨折骨的排列，直到第六周。

 

结果：所有骨折均为横断，，位于胫骨中段至胫骨近端三分之一处，均愈合，无并发症。术后2～3周X线显示为骨性愈合。骨折线与胫骨轴的平均夹角为89.41±2.11°。侧位和前后角的角度分别为167.33±3.67°和161.60±4.87°。与完整骨的完整长度相比，骨折骨近端的平均长度为41.02±3.27%。总骨痂面积和总骨痂指数有显著性差异，而X线骨痂指数无显著性差异。轻度粉碎（n=＝4）与非粉碎（n=＝21）之间的毛痂面积差异不显著。

 

结论：优化的大鼠胫骨骨折模型主要是胫骨横突中段骨折，骨粉碎最少，无周围软组织损伤。随之而来的软组织痂形成的面积大小和闭合骨折模型的重现性很好，使得其在体内实验室研究中是可行的。

 

 

背景：在杰克逊等人先前设计模型的基础上，Bonnarens等人描述了大鼠骨折模型。在这个模型中，在骨折前使用髓内针（IM）通过膝关节逆行植入。然后，一个固定的重量落在一个钝断头台上的骨头上，形成了一个标准化的闭合性股骨中段骨折。一些研究已经报道了使用钝断头术的股骨骨折大鼠模型中的复发并发症，包括死亡、错位骨折、过度粉碎和深部感染。此外，骨折愈合过程中骨折的不同程度的愈合尤为困难。骨折粉碎程度对愈伤组织的形成有影响，大鼠骨折模型与粉碎后的骨痂形成有一定的相关性。在大鼠胫骨骨折模型中建立骨折，结果显示粉碎性小，但骨块移位高，针尖角度大于10°。在大鼠胫骨骨折模型中使用三点钳表现出最小的水肿和死亡，但在骨折六个月后仍有明显的胫骨痂缩短率，且针角为80±2°。由于现有骨折模型的局限性，需要一种可靠的骨折模型，尤其是实验动物，这是可行的和可重复的。

 

方法：动物：使用10只，30周龄的及71只，8周龄大鼠。骨折采用三点弯曲钳，如下所述。在体内研究中，共使用二十五只（n＝25），8周龄的雌性Sprague-Dawley大鼠，平均体重187.04±10.15克。在体内研究中，共使用二十五只（n＝25），8周龄的雌性SD大鼠，平均体重187.04±10.15克。在实验开始前有一周的驯化期。在驯化期后，大鼠在手术前空腹12小时。

 

手术操作：所有的手术都是用氯胺酮和甲苯噻嗪的预麻醉下进行的。各组大鼠肌肉注射氯胺酮（40 mg/kg）和甲苯噻嗪（5 mg/kg）后进行手术和放射显影。手术切口采用4 mm皮肤切口，用解剖刀刀片（#15）在膝关节处进行手术切除。用不锈钢暴露胫骨，并通过胫骨、颅骨至前交叉韧带的附着和半月板前角之间手动引入尖锐探头，以确定髓内针入口的面积。23G,11/2"针插入到胫骨远端, 针的穿透深度约为22毫米。髓内钉完全穿过胫骨后，用骨切割器将多余的近端针头切断。切口用简单间断不吸收4/0尼龙缝线闭合。为了改变大鼠胫骨的骨折，通过修改奥托等人的上颌压缩钳口，构造了特别改进的三点弯曲钳，尺寸为10×0.1 mm。将三点弯曲钳的两个支撑爪改为7毫米，而不是17毫米。使用钳子后，目视控制位置，钳子闭合，直到听到裂纹声，钳子的阻力突然下降。此后立即释放了压力。应用上述原理建立大鼠胫骨或股骨骨折模型。左侧胫骨骨折，对照侧右侧胫骨完整作为对照。每只动物被放置在单独的笼子中，以允许手术后自由活动。术后每天给药曲马多5 mg/kg作为镇痛连续给药3天。腹腔注射20 mg/kg的戊巴比妥对动物进行安乐死，进行放射学观察。

 

骨折的大体评估：由于骨折是髓内钉预先固定在骨折骨中，骨折被认为是稳定的，并且不需要额外的术后外部支持绷带。从诱导骨折和非骨折肢体（对照）中收集解剖胫骨。分别于术后第一、第二、第三、第四、第六周各处死五只大鼠（n＝5）。用解剖胫骨和对照方法测定毛痂指数和愈伤组织面积大小。用一台3.1μm像素的解剖立体显微镜拍摄解剖骨图像，测量大鼠胫骨骨折愈合的骨痂宽度（mm）。以对侧大鼠右侧胫骨为对照，用IMAGE软件对愈伤组织指数的比值进行测定。用同样的软件测量骨痂面积、骨痂指数、针角、近端骨折、全长骨折和正常对照骨。

 

骨折的放射学评价：术后即刻及术后每周一次，使用X射线机对骨折和对侧完整的胫骨进行两个角度的X线摄影。用骨关节、骨痂形成的大小、骨粉碎程度、针角、X线骨痂指数等指标对骨愈合情况进行客观评价。X线骨痂指数为胫骨中段骨痂形成的最大宽度，包括原骨除以对侧控制骨的宽度。粉碎性骨折是将骨分裂或断裂成两个以上的碎片。第一，两个前后位的影像学观察未见粉碎现象。第二，较小的碎片粉碎，其大小小于钉直径，即＜1.1 mm；第三，严重粉碎（大于1枚髓内钉直径的大碎片）。

 

骨折的组织学检查：术后第1, 2, 3周、第4周、第6周处死动物，每周从断肢处收集解剖胫骨标本（n＝5）。在骨折部位（骨痂形成明显）下，将骨切成2 mm，在甲醛10%中固定24小时，在10%甲酸中脱钙4天，然后再处理，用H＆E标准染色。

 

结果：对30周龄大鼠进行初步研究（n＝10），结果显示胫骨骨折主要以粉碎性、倾斜性和远中位为主。8周龄的大鼠（n＝65），结果显示：主要以胫骨的非粉碎性、横断性和中轴为主。另取8周龄大鼠（n＝6），比较股骨与胫骨骨折的类型。股骨和胫骨骨折的类型主要是横断和非粉碎性骨折，位于骨中轴。在体内研究中，所有的诱导骨折都被发现在中部的第三胫骨。平均手术时间3.90±0.55 min。所有动物在手术中存活，无任何并发症，骨折部位软组织损伤或邻近膝关节和踝关节僵硬。骨折部位未见创面坏死或严重水肿征象。骨折二十四小时后，大鼠表现出正常行为。术后1～2周，大鼠开始对患肢负重。在2周后，所有的大鼠开始显示所有四条腿的负重。在第1周观察到愈伤组织的形成，并在第6周逐渐下降。通过放射学测量骨折线与胫骨长轴之间的夹角来确定骨折类型。骨折的主要类型为横形（89.41±2.11）。近端骨折骨的平均长度为完整骨的41.02，±3.27%。侧位和前后位的IM针的平均角度分别为167.33±3.67°和161.47±4.87°。在X线片上骨折部位周围骨痂形成清晰可见。在第三～第四周时，愈伤组织密度增加，骨折线难以观察。第四周骨折线消失，骨折完全愈合。在第1周，X线片愈伤组织指数几乎不可测量，在第2周非常小，几乎看不见。在第3周达到最高点，在第4周和第6周逐渐下降。四只动物观察到轻度粉碎性骨折，其余未发现任何粉碎性骨折。骨折后组织学检查显示骨折后1周出现增殖期的血肿和软骨细胞，而第2周软骨细胞区和松质骨增多。在第三周和第四周，松质骨随着肥大软骨细胞和骨髓的出现而增加。

 

结论：在本研究中使用的改进的三点弯曲钳是实用的，以创建一个可重复的闭合骨折，大鼠术后并发症非常小。