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[技术] 动物造模 | 大鼠外伤性视神经损伤动物模型

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发表于 2022-11-15 08:52 | 显示全部楼层 |阅读模式

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外伤性视神经损伤又称之为外伤性视神经病变,主要是由外伤直接或间接导至的视神经缺血、水肿、炎症、断裂、萎缩而引起的视神经损伤。视神经损伤是一种严重的致盲性眼病,在颅脑损伤患者中的发病率为 0.5%~5%,预后较差,常遗留永久性视力损害,是颅脑外伤致残率较高的重要原因之一。外伤性视神经损伤目前无较好的治疗方法,通过建立视神经损伤动物模型并进行干预研究,以寻求有效的治疗方法,对于研究视神经损伤机制及治疗具有重要意义。
动物的选择
创伤性视神经损伤动物模型常用哺乳动物包括大鼠、家兔、猫或犬类等。大鼠是最经济的小型标准动物之一,其眼球壁的色素层颜色较深,在分离视网膜时易于分辨,不易破损,可保持视网膜的完整性,较易实施视网膜铺片,所以最常被选用。
造模方法
一、
各种大鼠的创伤性视神经损伤模型的制作
01
视神经横断伤大鼠模型
视神经横断伤大鼠模型是各种视神经损伤模型中最易建立,并且最易于统一损伤标准的模型。
造模方法:用水合氯醛或戊巴比妥将大鼠充分麻醉后,并将其固定于手术台上,在双目手术显微镜下,沿外眦部剪开球结膜暴露巩膜,钝性分离外直肌,向前牵拉眼球,暴露视神经,于球后剪断,形成动物模型。
优缺点:此模型具有保证各试验中致伤量一致,具有简单可行性,便于对照研究等优点,不足之处在于该模型在随后的修复治疗研究方面有局限性。
02
视神经夹持伤大鼠模型
视神经夹持伤大鼠模型是在实验研究上较多采用的方法,最接近临床上的视神经挫伤,主要用于外伤性不完全损伤等类型的研究。
造模方法:用水合氯醛或戊巴比妥将大鼠充分麻醉后,并将其固定于手术台上,在双目手术显微镜下,沿外眦部剪开球结膜,钝性分离外直肌,向前牵拉眼球,暴露视神经,用夹持器械于球后夹持视神经,并避免损伤眼动脉,形成夹持伤模型,不同模型夹持时间及夹持力度各有不同。视神经钳夹伤的夹持器械主要包括血管钳、血管镊、神经损伤夹、动脉瘤夹、珠宝钳等,夹伤的力量和时间各有一定差异,且受多种因素影响。
有研究者采用60g力度的微血管钳在球后2mm处钳夹视神经30s致伤; 有研究者采用夹持力为50g夹持钳在球后约2mm处钳夹视神经 10s。
造模验证:损伤后出现视神经肿胀、视神经纤维稀疏水肿、视网膜神经节细胞数目渐进性减少,并且随着致伤强度的增加,致伤时间的延长,损伤呈进行性加重。
优点:视神经夹持伤大鼠模型的优点为设计简单、易于操作、无需开颅,且创伤较小,具有保持视神经鞘膜完整性、损伤明确、术后动物存活率高等特点,与临床上视神经挫伤的特点相符合,因而应用更加广泛。
缺点:但是目前对于夹力大小、夹持时间未形成统一的规范,而且致伤程度对操作者依赖性较大,不同操作者造成的视神经损伤程度难以保持一致,且损伤程度难以精确定量,故缺乏统一的、可控制的致伤标准。
03
视神经撞击伤大鼠模型
视神经撞击伤大鼠模型是一种间接致伤模型,利用间接撞击造成的视神经损伤致伤方式非常接近于临床,也是目前视神经损伤研究中应用较多的一种。
它分为闭合性和开放性两大类:
(1)闭合性:用头盔将动物头部固定,通过加速冲击仪撞击动物头部造成间接性视神经外伤。
(2)开放性:开放性的造模方法:全麻大鼠后,显露大鼠两侧眶上缘切迹和眶壁,沿着10:00~2:00弧形剪开双眼穹隆部结膜,咬骨钳向视神经管方向咬除部分眶壁骨板,然后沿巩膜外壁将自制的打击管经结膜切口伸入眼眶内约2mm,与此同时,将大鼠头部固定在液压颅脑损伤仪(FPI)鼠架上,致伤头卡在一侧视神经孔上方的眶板上,打击球从高处自由落下击于卡头上,根据打击锤不同的预定角度及其所产生的不同打击力量,将损伤分为轻、重两组分别对大鼠的视神经进行撞击,建立程度不同的视神经损伤模型; 结果显示损伤后随着时间的延长,视网膜各层细胞逐渐减少,伤后8周在血管和星形胶质细胞突起的附近有呈簇状分布的新生轴突,数量上重伤组少于轻伤组; 闪光刺激视觉诱发电位(F-VEP)与伤前相比,潜伏期延长,振幅降低,损伤越重,伤后变化越明显。
优缺点:视神经撞击伤模型十分接近临床状态的间接视神经损伤,即致伤力通过颅骨的传导,在伴发或不伴发视神经管骨折的情况下致视神经损伤。此模型在损伤视神经的同时保持了其完整性,伤情稳定,重复性好,对操作者的依赖程度较小,且可大致定量致伤程度。
从其结果来看,开放性撞击法相对闭合性撞击法来说是更为完善的模型制作方法,由于咬除了眶壁,使其撞击力量更加集中,方向性更好,强度稳定、成功率高,是比较接近于临床状态的间接视神经损伤,但是手术复杂、操作不便、设备要求高; 而闭合撞击法与临床创伤性视神经损伤的特点更加符合,但由于成功率低、动物致死率高,不利于术后继续饲养观察,因而不是理想的模型制作方法。
04
视神经牵拉伤大鼠模型
造模方法: 对大鼠进行全身麻醉后,球结膜切开1/4,用血管钳分离至球后,将眼球向外托出至球后与眶前骨缘平齐,立即恢复眼球正常解剖位置。解剖测量正常球后视神经起始段至视交叉长度,以及牵拉球后与眶骨缘平齐时的视神经长度,测得视神经延长的长度,而后观察视神经牵拉伤后的视神经纤维超微结构的变化。视神经牵拉伤大鼠模型的牵拉方向可以分为与视神经管平行或与视神经管垂直: 前者可造成视神经的弥漫性轴索损伤,后者类似视神经管骨折所致的切割伤。
优缺点:用该模型进行研究具有较好的临床意义,可较为准确地定量损伤程度。但其致伤装置复杂、手术步骤较多,操作过程难度较大,不利于大量开展研究工作。
总结
视神经夹持伤及视神经撞击伤模型目前应用较为广泛,由于它们的致伤原理更接近于临床上的外伤患者,也符合建立动物模型的基本条件——尽量模仿临床。但是由于它们自身的局限性,故不能完全成为理想的外伤性视神经损伤模型,尽快建立更为理想的外伤性视神经损伤模型还有待于进一步研究和探讨,从而为临床的治疗和预防提供理论依据。

来源:
[1]朱夏茹,陈晓明.大鼠外伤性视神经损伤模型建立的研究进展[J].国际眼科杂志,2014,14(12):2182-2184.

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