第一节  模型来源及原理介绍

部分去传入模型又称为部分去背根模型，分为两种：一种为仅切断背根保留背根节，另一种是去除背根节。早在1958年，Liu和Chambers通过猫部分背根切断模型(切断单侧 T10～L6，S1～Ca7背根，保留L7背根为备用根)，用溃变银染色法观察到切除背根(T10～L6， S1～Ca7)的中枢终末在脊髓内发生了溃变。动物存活数月后，再切断保留的背根和对侧相应背根，比较两侧背根的溃变范围发现，备用根侧溃变的神经纤维(来源于备用背根)在脊髓内的分布范围和密度较对侧相应背根明显增大、增多。这表明在邻近的背根切断后，被保留的备用背根(L7)的中枢终末在脊髓内向头端和尾端投射过程中发生了侧支出芽，以代偿临近因背根切断而溃变的中枢终末，从而首次证实了脊髓损伤后存在侧支出芽现象即损伤脊髓具有“可塑性”。

虽然侧支出芽并不等同于神经再生，但由于侧支出芽现象可能孕育着促进神经再生的重要因素。因此，脊髓可塑性机制的探索，对了解中枢神经再生机制有重要价值。在以后几十年间，广大学者应用溃变银染色法、超微结构定量法和辣根过氧化物酶(HRP)追踪等技术进一步证实大鼠、猫脊髓均有可塑性。在国内，吴良芳等于20世纪90年代在电镜下观察到了部分背根切断后猫脊髓Ⅱ板层存在突触重建的可塑性现象。

大鼠由于存活率高、利于饲养等优点常常用于动物模型的制作，本实验就以大鼠为例讲解部分去背根节模型的制作。去除大鼠左侧L1～L4背根节和L6背根节，保留左侧L5背根节。

第二节  模型制作

一、实验目的

观察大鼠脊髓可塑性。

二、实验原理

部分背根切断后，备用背根的中枢终末在脊髓内向头、尾两个方向发生侧支出芽，以代偿因邻近背根切断而溃变的背根中枢神经终末，这种损伤后的侧支出芽现象称为脊髓可塑性。

三、实验材料与方法

(一)实验材料

1.试剂及配制  无菌生理盐水、碘伏、青霉素。用无菌生理盐水配制3.6％水合氯醛(尽量现配现用，水合氯醛溶于水后易分解)。

2.实验耗材  5ml一次性灭菌注射器、1ml一次性灭菌注射器、灭菌棉球、一次性灭菌铺巾、3-0灭菌手术缝线。

3.仪器设备  动物体温维持仪、紫外线消毒灯、剃毛器、电热恒温干燥箱。

4.手术器械  尖嘴咬骨钳、有齿镊、无齿镊、神经勾、弯头眼科剪、显微剪、显微镊、手术剪、自制的手术拉钩(将1ml注射器的尖端弯折成直角)。

5.实验动物  成年SD大鼠，雌性，体重280～300g。

(二)实验具体方法和操作步骤

1.术前准备  将手术器械和棉球高压蒸汽灭菌后放入烤箱烤干。术前1h用紫外灯照射手术室。

2.操作流程

1)麻醉：抓取一只大鼠，腹腔注射3ml 3.6％水合氯醛后放回鼠笼中。操作要点如下：    (1)尽量选择注射针头小的注射器，以减少创伤，一般选用5ml规格的一次性无菌注射器。

(2)注射部位一般位于左下腹或右下腹，避免损伤到膀胱、胰腺、肾等重要脏器。    (3)针头刺入腹腔的长度达1/3～1/2即可。

(4)针头刺入腹腔后，一定要回抽观察是否有血液被抽出，以免药物直接进入血管。

(5)避免将液体注入大腿的肌肉中，否则药物吸收会很慢，如不慎注入可以选取另一只大鼠进行麻醉。注射错误的那只大鼠可以用作第2天的实验，不适宜今日再次麻醉，反复麻醉会增加动物死亡率。

2)术前补液：动物被麻醉后，腹腔注射5ml无菌生理盐水。

3)固定、备皮与消毒：用橡皮筋将大鼠的四肢固定于解剖板上，呈俯卧位。将大鼠舌头轻轻拉向一边尽量保持呼吸通畅。开启体温维持仪，温度设为37℃，手术室空调设为28℃。    用剃毛器剔除腰部和骶尾部的毛发。

碘伏消毒剃毛区，如图19-1所示。

4)手术步骤(注意：以下操作遇到出血点时需及时用棉球压迫止血)。

(1)在腰骶部沿脊柱剪开一条约10cm的切口，如图19-2所示。

    (2)解剖定位：大鼠髋节结对应的是L6椎体。用眼科剪紧贴棘突L1～L6左侧剪开附着在上面的肌肉筋膜。

    (3)用显微剪暴露左侧L1、L2、L3、L4和L6的横突，用神经勾刮除椎板上残余的肌肉，如图19-3所示。

    (4)用尖嘴咬骨钳依次咬去L1、L2、L3、L4和L6的横突，充分暴露背根节及相连的一小段(大约1mm)中枢支和脊神经(脊神经由背根和前根混合而成)。不可将骨窗开得过大，否则会增大创伤，如图19-4所示。

操作要点：左侧上位椎体与下位椎体构成的横突可用两“C”模式表示(图19-5)。

活体上a、b、c、d 4个部分是紧挨着的，用尖嘴咬骨钳完全咬去b、d两部分后便可看见背根节，沿着背根节的头侧、尾侧暴露出大约1mm长的背根节中枢支和周围支。

(5)用拉钩轻轻牵拉背根节的周围支，这时可以看见背根节与脊髓之间出现了一条缝隙，缝隙上覆盖着半透明的硬脊膜，用1ml注射器的尖端轻轻划破覆盖在缝隙处的硬脊膜，此时可见清亮的脑脊液流出。

注意：切记拉钩不能过度牵拉，以刚好能看见背根节与脊髓之间缝隙时的力度为佳，否则会扯断与脊髓相连的前根和后根。断端往往在椎管内，只有在取材解剖大鼠时才能看见。

(6)拉钩继续保持不动，用显微剪轻轻地剪断背根节的中枢支。剪的时候要特别小心，不能将前根剪断，背根节的中枢支与前根之间有一条很细很细的缝隙，显微剪一定要插入这条缝隙中时才能剪断背根节的中枢支。用显微镊轻轻提起背根节，再用显微剪剪断背根节的另一端，此时也要注意千万不能剪到前根，更不能直接将脊神经剪断，因为脊神经其实是前根和后根融合在一起后形成的含有运动和感觉的混合神经，脊神经出椎间孔后很快就分为腹支和背支。摘除背根节后可以清楚地看见前根。

(7)按照以上方法依次剪去左侧L1、L2、L3、L4和L6的背根节，保留左侧L5背根节。    (8)一般在开始暴露L6横突时大鼠的麻醉深度已不够维持手术，可腹腔注射1ml3.6％水合氯醛。

(9)逐层缝合肌肉和皮肤。

(10)用碘伏再次消毒伤口，术后1周内腹腔注射青霉素20万U/次，每天两次。

(11)放回鼠笼，放置新垫料。给大鼠放上鼠粮和水后每日观察大鼠状态。

操作要点：一定要放在取暖器旁边以保持体温，但也要把握好距离防止温度过高，可以将自己的手放在大鼠的位置感觉温度是否合适。

(12)清洗手术器械和打扫手术室。

四、动物术后状态

动物从麻醉状态中苏醒后可以观察到右侧后肢完全正常，左侧后肢有跛行。如果双侧后肢均瘫痪，可能是脊休克(术后1周一般就可恢复)，也可能是术中对脊髓的创伤太大造成了截瘫(发生此种情况的大鼠应剔除)。

五、神经功能评价

内容包括坐骨神经传导速度测定、足底热刺激、足底机械刺激等。

六、经验与体会

该模型创伤大、出血多、手术时间长，制作一只模型大约需要3h，一定要选用体质强壮的大鼠，体重不应低于280g。术中要认真止血，止血的小棉球需要自己制作成合适大小。注意保持动物体温，在分离神经根时动作一定要轻柔。术后需要一直在暖房里饲养。

尽量选择单侧去传入模型，这样可以减少创伤，提高存活率，另外也利于术后后肢功能的恢复。往往容易被忽略掉的一点是脊柱的完整性，为了去掉背根节，在手术中不得不先去除横突，横突为上下椎体连接的纽带之一，这样一来脊柱的完整性就遭到了破坏。后肢的运动不光需要神经系统的支撑，还需要骨骼系统的支撑，缺一不可。如果选择双侧去背根模型，那么骨骼系统就完全被破坏了，而选择单侧去背根模型则非手术侧还可以起到代偿作用。

优先选择雌性大鼠，因为术后可能会出现一段时间的尿潴留。雌性尿道比雄性短，方便挤尿。

如果要术前给予抗生素预防感染，首选青霉素，禁用三代头孢，因为三代头孢影响凝血会导致术中大出血。作者曾用过头孢噻肟钠进行术前预防给药，结果手术进行到快一半时动物便会因出血过多而死亡，查找相关资料进一步证实了三代头孢的确会影响凝血系统。青霉素溶液需现配现用，因为青霉素粉末一旦溶于液体后便开始快速衰减。

一定要进行术前补液，这非常重要，可以在一定程度上缓解血液流失和补充血容量。补充血容量、保持体温、保证呼吸通畅和维持适宜的麻醉深度是所有动物手术成功的基础。