恒河猴脊髓挫伤模型的建立及行为学评价
一、实验目的
为了提高实验的应用价值,用较接近人的非人灵长类动物恒河猴为实验动物,建立了成年恒河猴脊髓挫伤模型,以探讨脊髓损伤修复及再生机制,为今后临床应用提供有价值的理论实验依据。
二、实验原理
根据Allen建立的重物坠落致脊髓损伤的方法,本节介绍运用本方法建立恒河猴脊髓挫伤模型。如前所述,这种模型比较接近人类脊髓损伤的病理生理特点及变化规律,为研究脊髓损伤后人类行为学和形态学的变化提供了依据。
三、实验材料与方法
(一)实验材料
1.所需设备 重物坠落打击仪(自制);电热压力蒸汽灭菌器;微量电子天平;电热恒温鼓风干燥箱;水平电泳仪;电热蒸馏水器;20μl、100μl、200μl、1000μl可调微量加样枪;手术器械:眼科剪、解剖剪、蚊式钳、有齿镊、无齿镊。
2.实验材料 成年恒河猴8只,雌雄不限,年龄约2岁,体重3.5~4.5kg(昆明医科大学实验动物中心提供),随机分为假手术和脊髓挫伤组两组,每组各4只。
(二)实验具体方法和操作步骤
1.猴脊髓挫伤模型的建立 氯胺酮(50mg/kg)复合地西泮(1.5mg/kg)肌内注射麻醉动物,俯卧位固定,常规备皮,消毒铺巾,以T10棘突为中心取后正中切口,长约5cm,逐层切开背部皮肤、皮下组织、胸背筋膜,切开椎旁肌棘突附着处,Cobb剥离器于椎板骨膜下剥离椎旁肌至关节突部,干纱布填塞止血。自动撑开器牵开椎旁肌,清理椎板及棘突旁残余的软组织,切开T10棘上韧带及棘间韧带,剪除T10棘突及切开黄韧带,Kerrison钳咬开椎板,暴露脊髓。切开硬脊膜及蛛网膜,术中可见脑脊液流出及脊髓正常搏动,打击前对金属棒进行消毒处理,选择20g金属棒在30mm处自由下落,打击T10神经节段。打击后对脊髓损伤区进行清洗处理。术毕间断缝合硬脊膜,分层缝合肌层与皮肤。假手术组同样切开椎板,但不打开硬脊膜,也不进行打击损伤。术后给予青霉素钠80万U静脉输液防止感染。加强管理及防止并发症。
2.行为学观察 观察术后24h、1个月、2个月、3个月,后肢自主运动、肌力和肌张力改变。根据Tarlov评分标准(Tarlov scale),对脊髓损伤后后肢肌力进行评估(表14-3)。
四、实验结果
伤后24h。假手术组双后肢肌力均为3分,脊髓挫伤组后肢肌力为0分,肌张力下降,表现为迟缓性瘫;伤后3d,假手术组双后肢肌力均恢复正常;伤后5~7d脊髓挫伤组后肢肌力为1分;伤后14d,脊髓挫伤组后肢肌容积略减少,表现为后肢痉挛性瘫;伤后1个月,脊髓挫伤组后肢肌力均为2分;伤后3个月内,脊髓挫伤组其中有两只后肢为3分,其余均为4分且有主动握持及部分负重。
五、结果分析
本研究通过重物坠落打击造成成年恒河猴T11脊髓损伤,观察后肢功能改变,术后双后肢运动功能完全丧失,14d可有部分恢复,2~3个月损伤侧肌力评分达最大值,且有主动握持及部分负重。机体对运动的正常控制体现在神经系统不同水平之间精细和动态的平衡,脊髓严重或完全损伤后,很多动物在脊髓损伤以下节段可以重新出现后肢运动,损伤后脊髓逐渐部分获得对运动控制的能力,这些研究提示,运动控制的可塑性,可能是由于损伤部位以下脊髓内固有神经元网络所致运动功能重建。
通过运动评分。从行为方面证实了猴实验性脊髓不全损伤后神经功能可有一定程度的自发恢复。这种损伤后有限的脊髓功能可塑性为机体保护性的自救反应,其确切机制尚需深入研究。本文的工作为进一步的研究奠定了基础。