脑外损伤动物模型
脑外损伤动物模型
一、脑外损伤动物模型概述
创伤性脑损伤（TBI）临床发病率逐年上升，建立良好的动物模型对于研究其发病机制、了解病理生理过程并制定新治疗方法至关重要。本文介绍的脑外损伤动物模型采用改进的 Feeney 自由落体硬膜外撞击方法，以健康雄性大鼠为实验对象，同时也可采用小鼠和新西兰白兔。
二、模型复制方法
1. 实验动物：健康雄性大鼠，体重为 230～260g；也可采用小鼠和新西兰白兔。
2. 麻醉：经腹腔注射水合氯醛（按 350～400mg/kg 体重的剂量）或戊巴比妥钠（按 50～60mg/kg 体重的剂量）麻醉。
3. 手术操作：
1）将大鼠头部固定于立体定向仪上，剪去顶部毛发，手术区域皮肤消毒。
2）沿中线左侧切开头皮，分离骨膜，用牙科钻于中线旁 2mm、紧挨冠状缝后开一直径 5mm 的圆形窗，硬膜保持完整。
3）用不同重量的砝码从不同高度坠落，撞击置于硬膜上的圆锥，致轻、中、重型损伤。轻、中、重三型损伤的致伤冲击力分别为 200g・cm、600g・cm 和 1000g・cm。
4）用锌汀粉封闭骨窗，缝合头皮，置鼠笼喂养。
对于小鼠，将其固定在自由落体脑损伤装置的底部平台上，用直径约 4mm 的撞击锤尖端顶在小鼠颅骨矢状面左侧 2～4mm 处，取 50g 砝码，从 15cm 高处自由落下，通过撞击锤造成闭合性脑外伤模型动物。
对于兔子，于头顶部正中矢状位切开至颅骨表面，分离两旁软组织，微型钻头在右顶骨上四点钻孔。线锯锯开骨桥，在右顶骨上形成直径为 1.5cm×1.5cm 的方形骨窗。置入打击垫于硬膜外，用 800g・cm 的打击能量使脑组织造成挫裂伤。还纳骨瓣，骨缝用医用 EC 胶封闭，缝合头皮。
三、检测指标
1. 脑含水量测定：动物断头处死后，30s 内取出大脑，称湿重后置于 110℃恒温干燥箱内烤干称干重，用 Elliot 公式计算脑含水量百分率。
2. 血脑屏障定量测定：动物于损伤前 1h 注射 2％伊文斯蓝，取脑组织前用生理盐水经左心室灌注清除血液中染料，取损伤侧皮质检测伊文斯蓝含量。
3. 病理学观察：损伤后再次麻醉，经升主动脉灌注生理盐水和多聚甲醛，取脑组织进行 HE 染色及尼氏小体染色，光镜观察；或采用透射电镜观察，灌注液为多聚甲醛和戊二醛，常规脱水、包埋、切片染色后观察。
四、模型特点
1. 脑含水量变化：不同程度脑损伤后伤侧脑皮质含水量均有升高，达高峰时间和恢复时间因损伤程度而异。
2. 血脑屏障定量测定：脑损伤后血脑屏障通透性明显增高，并随损伤程度加重而加重，达高峰时间也因损伤程度不同而不同。
3. 组织学和超微结构改变：
1. 光镜观察：不同程度损伤后神经细胞周围水肿、尼氏小体染色变浅、微血管外间隙扩大等情况随损伤程度加重而加重。
2. 透射电镜观察：不同程度损伤后神经细胞、胶质细胞及微血管内皮细胞的改变随损伤程度加重而加重。
五、比较医学
此模型为自由落体脑损伤，属机械性损伤，类似临床上的加速伤。具有以下优点：
1. 损伤机制单一便于定性研究。
2. 方法简单，条件易于控制，可根据需要控制高度和重量。
3. 致伤程度较一致，重复性好。
4. 脑水肿性质与临床上创伤性脑水肿相似，定量准确。
5. 实验对象采用大鼠，价廉、抗病、便于大批定量研究和长时间观察。
以下是对小鼠和新西兰白兔脑外损伤模型制作方法的详细介绍：
小鼠脑外损伤模型
1. 实验对象：小鼠。
2. 固定方式：将小鼠固定在自由落体脑损伤装置的底部平台上。
3. 撞击位置：用直径约 4mm 的撞击锤尖端顶在小鼠颅骨矢状面左侧 2～4mm 处。
4. 致伤方式：取 50g 砝码，从 15cm 高处自由落下，通过撞击锤造成闭合性脑外伤模型动物。
新西兰白兔脑外损伤模型
1. 手术准备：于头顶部正中矢状位切开至颅骨表面，分离两旁软组织。
2. 钻孔操作：微型钻头在右顶骨上四点钻孔，线锯锯开骨桥，在右顶骨上形成直径为 1.5cm×1.5cm 的方形骨窗。
3. 致伤步骤：置入打击垫于硬膜外，用 800g・cm 的打击能量使脑组织造成挫裂伤。
4. 术后处理：还纳骨瓣，骨缝用医用 EC 胶封闭，缝合头皮。
动物实验服务平台 | ||
实验动物代养服务 | 动物饲养 | 1.屏障环境饲养 ：1）屏障环境饲养-小鼠 2）屏障环境饲养-大鼠 3）屏障环境饲养-豚鼠 4）屏障环境饲养-地鼠 5）屏障环境饲养-兔2.普通环境饲养 1）普通环境饲养-犬 2）普通环境饲养-猪 3）普通环境饲养-猴 3.一站式实验操作服务 1）给药服务（注射给药：静脉、腹腔、皮下、皮内、肌肉。消化道给药：灌胃、自由摄取、十二指肠、直肠。其他部位给药：呼吸道、皮肤、脑内、关节腔内、脊髓腔内、滴眼、生殖器等。"2）脏器、组织取样服务：脏器、腺体、淋巴结、骨及软骨、肌肉、肿瘤组织、脑组织、脂肪组织等。3）体液样本采集：血液（眼睑采血、剪尾采血、心脏采血）、尿液、脑脊液、胆汁、腔液。4）其他实验操作观察、拍照、称重、滴鼻、剪尾、人工肿瘤测量、解剖等。 |
动物模型构建 | 心脑血管模型 | 脑缺血及再灌注模型/心脏骤停模型/脑外损伤动物模型/体内血栓动物模型/高血压模型/心力衰竭模型/心肌缺血动物模型/心梗动物模型/阿霉素诱导大鼠心肌病模型/脑损伤动物模型/脑出血动物模型/慢性心力衰竭动物模型/高血压动物模模型/动脉粥样硬化动物模型 |
神经系统+精神科模型 | 应激模型/帕金森动物模型/栓塞性脑梗死模型/老年痴呆模型/脊髓损伤动物模型/抑郁症模型/坐骨神经损伤 （周围神经损伤）动物模型/坐骨神经，面神经损伤动物模型/抑郁症动物模型/癫痫模型 | |
呼吸系统模型 | 肺栓塞模型/慢性肺阻塞模型/肺炎模型/过敏性哮喘动物模型/慢性支气管炎动物模型/肺动脉高压动物模型/肺纤维化模型/急性肺损伤模型/肺间质纤维化动物模型/慢性支气管炎动物模型 | |
消化系统模型 | 结肠炎(UC)模型/大肠癌动物模型/胃酸分泌模型/胃溃疡模型/急性肝损伤模型/胆结石动物模型/肝炎-肝硬化-肝癌动物模型/肥胖动物模型/非酒精性脂肪肝模型/脓毒症模型/肠炎动物模型/胰腺炎动物模型/肝硬化动物模型/肝纤维化动物模型/酒精肝动物模型 | |
皮下移植瘤药效模型 | Mouse皮下移植瘤/Mouse皮下移植瘤（只成瘤）/裸鼠皮下移植瘤/裸鼠皮下移植瘤（只成瘤） | |
原位瘤模型 | 肾癌动物模型/裸鼠腹水瘤/裸鼠乳腺癌原位瘤/裸鼠肝原位瘤药效评估/脑胶质瘤动物模型/胃癌动物模型/胰腺癌动物模型/卵巢癌动物模型/肝癌动物模型/直结肠癌动物模型 | |
肿瘤动物模型 | 裸鼠成瘤/裸鼠肝原位瘤/黑色素瘤动物模型/药理毒理动物实验技术服务/Mouse肺转移瘤/人源肿瘤裸鼠药效评价/Mouse皮下移植瘤药效评估/裸鼠皮下移植瘤药效评估/Mouse肝原位瘤/肺癌动物模型/乳腺癌动物模型 | |
动物行为学 | Light/dark box（黑白箱实验）/高压氧舱/足底热痛仪/强迫游泳/跑台实验/大小鼠心电图/平衡木训练/热板/旋转杆实验/旷场实验/大小鼠条件性恐惧/网屏训练/转棒训练/Y迷宫/社交互动（自我捋毛，筑巢、少年玩耍，实物埋藏等）/高空十字架/避暗穿梭/水迷宫 | |
免疫、代谢系统模型 | 高尿酸血症模型/宫颈癌动物模型/糖尿病眼病模型/高尿酸血症动物模型/亢甲状腺药物诱导的甲减模型/II型糖尿病动物模型/1型糖尿病动物模型 | |
骨科模型 | 类风湿性关节炎动物模型/骨缺损动物模型/骨折动物模型/骨关节炎动物模型/骨质疏松动物模型 | |
泌尿系统模型 | 缺血性急性肾衰竭动物模型/子宫内膜异位症模型/肾小管间质纤维化动物模型/膀胱癌动物模型/肾结石动物模型/慢性肾衰竭动物模型/急性肾衰竭动物模型/肾盂肾炎动物模型 | |
五官疾病模型 | 鼻窦炎模型/鼻炎模型/视网膜损伤模型/牙周炎动物模型/白内障动物模型/视神经损伤动物模型 | |
皮肤科模型 | 压力性褥疮（PU）模型/硬皮症（SSC）模型/特应性皮炎（AD）模型/伤口愈合：圆形缺损模型/伤口愈合：划痕模型/二度烧伤模型/皮肤损伤模型 | |
转移瘤药效模型 | 裸鼠肺转移瘤药效评估/裸鼠肺转移瘤 | |
常规脏器手术切除模型 | 5/6肾切除手术/有创动脉血压/神经吻合手术/输精管结扎手术/去势手术（睾丸摘除）/胃切除手术/肝切除手术/单侧肾切除手术 | |
动物影像学 | 活体成像/全身骨密度检测/X-ray光/超声成像/大小动物CT | |
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