酒精性股骨头缺血坏死大鼠模型的制备

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.27.004

中国组织工程研究 ›› 2016, Vol. 20 ›› Issue (27): 3977-3983.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2016.27.004

• 骨及关节损伤动物模型 Animal models of bone and joint injuries • 上一篇下一篇

酒精性股骨头缺血坏死大鼠模型的制备

杨云¹，范海燕²，黄健¹，马忠平¹，张志峰¹

1内蒙古医科大学第二附属医院，内蒙古自治区呼和浩特市 010030
2内蒙古医科大学附属医院，内蒙古自治区呼和浩特市 010030

修回日期:2016-04-10 出版日期:2016-06-30 发布日期:2016-06-30
通讯作者: 黄健，博士，主任医师，内蒙古医科大学第二附属医院，内蒙古自治区呼和浩特市 010030
作者简介:杨云，男，1980年生，内蒙古自治区包头市人，汉族，2013年内蒙古医科大学毕业，硕士，主治医师，主要从事骨与关节疾病诊断及治疗研究。并列第一作者：范海燕，女，1980年生，内蒙古自治区呼和浩特市人，汉族，2015年内蒙古医科大学毕业，硕士，主治医师，主要从事骨与关节疾病影像学诊断研究。
基金资助:
内蒙古自治区卫生和计划生育委员会医疗卫生科研项目(201301061)；内蒙古医科大学青年创新基金项目(YKD2015QNCX028)

Establishment of a rat model of alcohol-induced avascular necrosis of the femoral head

Yang Yun¹, Fan Hai-yan², Huang Jian¹, Ma Zhong-ping¹, Zhang Zhi-feng¹

1Second Affiliated Hospital, Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010030, Inner Mongolia Autonomous Region, China
2Affiliated Hospital, Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010030, Inner Mongolia Autonomous Region, China

Revised:2016-04-10 Online:2016-06-30 Published:2016-06-30
Contact: Huang Jian, M.D., Chief physician, Second Affiliated Hospital, Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010030, Inner Mongolia Autonomous Region, China
About author:Yang Yun, Master, Attending physician, Second Affiliated Hospital, Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010030, Inner Mongolia Autonomous Region, China Fan Hai-yan, Master, Attending physician, Affiliated Hospital, Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010030, Inner Mongolia Autonomous Region, China Yang Yun and Fan Hai-yan contributed equally to this paper.
Supported by:
the Medical and Health Research Project of Health and Family Planning Commission of Inner Mongolia Autonomous Region, No. 201301061; the Youth Innovation Fund Project of Inner Mongolia Medical University, No. YKD2015QNCX028

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：
酒精性股骨头坏死动物模型：Solomon等以随意饮酒模式让大鼠饮酒40周，出现骨质疏松、股骨头坏死表现；王义生等采用灌胃法给予家兔烈性酒(含体积分数45%乙醇)10 mL/(kg•d)共6个月；齐振熙等采用高乙醇度白酒(含乙醇56%)给成年大鼠灌胃，剂量分别为8 mL/(kg•d)和6 mL/(kg•d)；范猛等通过局部注射无水乙醇成功建立鸸鹋股骨头坏死模型。局部注射无水乙醇短期内即可制作股骨头坏死模型，且部分研究造模4周股骨头坏死周围出现修复反应，但这种方法与人类股骨头坏死发病过程大相径庭。
股骨头坏死标准：病理切片下股骨头骨小梁坏死紊乱和骨小梁中空骨陷窝百分百增高。

摘要
背景：长期大量饮酒与股骨头坏死的关系早已明确，但乙醇引起股骨头坏死的病理机制目前并未完全阐明。
目的：制作酒精性股骨头缺血坏死大鼠模型，探讨其发病机制。
方法：将80只Wistar大鼠随机分为实验组与对照组，每组40只，实验组灌胃给予烈性白酒10 mL/kg，1次/d，连续6个月；对照组灌胃给予生理盐水10 mL/kg，1次/d，连续6个月。每个月随机取6只大鼠双侧股骨头，进行组织形态学观察。
结果与结论：①骨坏死：实验组3个月时骨小梁变细，排列紊乱，空骨陷窝数开始增加，6个月时出现典型的骨坏死，空缺骨陷窝明显增加；对照组骨小梁完整，排列整齐，骨陷窝中骨细胞清晰可见，细胞形态正常；②血管损伤：实验组3个月时微动脉内膜增生，部分血管内皮下弹力纤维减少，弹性纤维及中层平滑肌断裂、增生，6个月时上述表现更加明显；对照组微动脉膜未见增厚，血管壁正常；③微血栓形成：实验组3个月时微血栓数量明显增加，6个月时变化更加显著；对照组微血栓数量无明显变化。④结果表明：长期摄入乙醇可导致大鼠股骨头内微血管内皮损伤，局部微循环供血异常，诱发股骨头缺血性坏死，且坏死程度与乙醇累积摄入量相关。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程
ORCID: 0000-0003-3593-1836(黄健)

关键词: 实验动物, 骨软骨损伤与修复动物模型, 股骨头缺血性坏死, 动物模型, 乙醇, 大鼠

Abstract:

BACKGROUND: The relationship between long-term heavy drinking and alcohol-induced necrosis of the femoral head has long been clear, but the pathogenesis of alcohol-induced necrosis of the femoral head is currently not fully understood.
OBJECTIVE: To establish a rat model of alcohol-induced avascular necrosis of femoral head and to study its pathogenesis.
METHODS: Eighty Wistar rats were randomly divided into experimental and control groups (40 rats per group). Rats in the experimental group were intragastrically administered strong wine 10 mL/kg, once a day, for 6 consecutive days. Rats in the control group were given physiological saline 10 mL/kg, once a day, for 6 consecutive days. Bilateral femoral heads were randomly collected from six rats every month for histomorphological observation.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) Osteonecrosis: in the experimental group, at 3 months, trabecular bone became thin, arranged disorderly, and the number of empty lacuna began to increase. At 6 months, typical osteonecrosis appeared, and vacant lacunaes increased significantly. In the control group, trabecular bone was complete and neatly arranged. Osteocytes were visible in bone lacuna, and normal morphology of cells was seen. (2) Injury of blood vessels: in the experimental group, at 3 months, micro-intimal hyperplasia was observed. Elastic fibers of partial vascular endothelium were reduced. Elastic fiber and middle-layer smooth muscle breakage and proliferation were found. At 6 months, above manifestations were more remarkable. In the control group, arteriole film was not thickened, and vessel wall was normal. (3) Formation of microthrombus, in the experimental group, the number of microthrombus was increased at 3 months, and became significant at 6 months. In the control group, the number of microthrombus was not altered. (4) Results indicated that chronic alcohol intake can lead to microvascular endothelial injury in the rat femoral head. Abnormal blood microcirculation was detected in local region, and resulted in avascular necrosis of the femoral head. The degree of necrosis was associated with alcohol intake.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程

Key words: Femur Head Necrosis, Models, Animal, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

杨云，范海燕，黄健，马忠平，张志峰. 酒精性股骨头缺血坏死大鼠模型的制备[J]. 中国组织工程研究, 2016, 20(27): 3977-3983.

Yang Yun, Fan Hai-yan, Huang Jian, Ma Zhong-ping, Zhang Zhi-feng. Establishment of a rat model of alcohol-induced avascular necrosis of the femoral head[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2016, 20(27): 3977-3983.

图/表（结果） 2

2.1 实验动物一般状况 实验过程中，实验组大鼠随灌胃量的增加，毛发枯黄渐无光泽且易脱落，皮下脂肪菲薄，反应迟钝，易流涎，活动少，进食不好，体质量增长缓慢，甚至后期有下降趋势，个别大鼠出现消化道出血；对照组大鼠毛发光滑顺泽，进食良好，皮下脂肪丰富，体质量逐渐增加。80只大鼠中6只因灌胃技术、对乙醇不耐受及腹胀气等原因死亡，未给予补足。

2.2 两组股骨头大体观察结果 实验组大鼠股骨头外观改变明显，1个月时未见明显异常，2-4个月时可见股骨头软骨颜色晦暗，失去原有的润泽，五六月时在原有病变基础上还可见股骨头表面软骨破坏，与软骨下骨结合松散，甚至脱落，骨质疏脆，未见股骨头明显变形塌陷及髋臼磨损改变；对照组1-6个月股骨头外观均未见明显改变，骨质坚硬，软骨表面光滑富有光泽，与其下骨组织结合紧密，见图1。

2.3 苏木精-伊红染色观察骨坏死情况 实验组3个月时光镜下即可见骨小梁变细，排列紊乱，空骨陷窝数开始增加，6个月时出现典型的骨坏死，坏死主要集中于股骨头软骨下区域，骨小梁稀疏、纤细，结构紊乱，髓内造血细胞明显减少，空缺骨陷窝明显增加，见图2；对照组骨小梁完整，排列整齐，致密饱满，骨陷窝中骨细胞清晰可见，细胞形态正常，见图3。各组空骨陷窝率见表1。

2.4 Verhoeff氏染色观察血管损伤情况 实验组一两个月可见血管内皮下弹力纤维较对照组略减少，弹力纤维排列不规则，三四个月弹力纤维部分中断，排列紊乱，五六个月可见血管内皮下弹力纤维排列紊乱更加明显，中层平滑肌断裂增生；对照组微动脉膜未见增厚，血管壁正常，见图4；各组血管损伤阳性率见表2。

2.5 微血栓染色情况 连续50个高倍镜视野(×400)观察微血栓数量(个)。实验组制模后3个月开始出现微血栓数量明显增加，6个月时变化更加显著；对照组各时间点微血栓数量无明显变化，见图5。两组血栓数见表3。

参考文献

[1] Takano-Murakami R,Tokunaga K,Kondo N,et al.Glucocorticoid inhibits bone regeneration after osteonecrosis of the femoral head in aged female rats.Tohoku J Exp Med.2009;217(1): 51-58.
[2] Biswal S,Hazra S,Yun HH,et al.Transtrochanteric rotational osteotomy for nontraumatic osteonecrosis of the femoral head in young adults. Clin Orthop Relat Res. 2009;467(6):1529-1537.
[3] Korompilias AV,Lykissas MG,Beris AE,et al. Vascularised fibular graft in the management of femoral head osteonecrosis: twenty years later. J Bone Joint Surg Br.2009;91(3):287-293.
[4] 黄健,刘万林,郭文通.激素性骨坏死骨内微循环损害的研究及进展[J].内蒙古医学杂志,2008,40(5):574-577.
[5] 马玉霞,张兵,王惠君,等.饮酒行为对我国9省成年居民高血压患病的影响研究[J].中国慢性病控制与预防,2011, 19(1):9-12.
[6] 李子荣.科学诊断和治疗股骨头坏死[J].中国修复重建外科杂志,2005,19(9):685-686.
[7] Mont MA,Jones LC,Hungerford DS.Nontraumatic osteonecrosis of the femoral head: Ten years later．J Bone Joint Surg Am.2006;88(5):1117-1132.
[8] 裴福兴.加强基础与临床研究，努力提高我国股骨头坏死总体诊治水平[J].中华骨科杂志,2010,30(1):3-5.
[9] Drescher W,Pufe T,Smeets R,et al.Avascular necrosis of the hip-diagnosis and treatment.Z Orthop Unfall. 2011;149(2):231-240.
[10] Tan H,Yang B,Duan X,et al.The promotion of the vascularization of decalcified bone matrix in vivo by rabbit bone marrow mononuclear cell-derived endothelial cells. Biomaterials.2009;30(21):3560-3566.
[11] Kitajima M,Shigematsu M,Oqawa K,et al.Effects of glucocorticoid on adipocyte size in human bone marrow.Med Mol Morphol.2007;40(3):150-156.
[12] Conradie MM,de Wet H,Kotze DD,et al.Vanadate prevents glucocorticoid-induced apoptosis of osteoblasts in vitro and osteocytes in vivo.J Endocrinol. 2007;195(2):229-240.
[13] Conzemius MG,Brown TD,Zhang Y,et al. A new animal model of femoral head osteonecrosis: one that progresses to human-like mechanical failure.J Orthop Res.2002;20(2):303-309.
[14] Solomon L,Schnitzler H,Seftel H,et al.Alcoholicb osteonnecrosis :an attempted experimental model in the adult rat.Othop Clin North Am.1984;24:238-242 .
[15] 王义生,毛克亚,李月白.酒精性股骨头缺血坏死发病机理的实验研究[J].中华骨科杂志,1998,18(4):231-233.
[16] 齐振熙,喻灿明.酒精性股骨头缺血性坏死的动物模型研究[J].福建中医学院学报,2005,15(2):35-36.
[17] 范猛,姜文学,汪爱媛,等.局部注射无水乙醇建立鸸鹋股骨头坏死模型观察[J].中国医学科学院学报,2014,36(4): 357-362.
[18] 徐晓良,同志勤,王坤正,等.bBMP/胶原/珊瑚复合人工骨修复股骨头骨缺损实验研究[J].骨与关节损伤杂志,2000, 15(3):209-211.
[19] 朱肖奇,郭浩.酸性成纤维细胞因子/部分脱蛋白骨修复兔早期股骨头缺血性坏死的血管化作用[J].中国组织工程研究与临床康复,2009,13(8):7469-7473.
[20] Saito S,Inoue A,Ono k,et al.Intramedullary haemorrhage as a possible cause of avascular necrosis of the femoral head. The histology of 16 femoral heads at the silent stage.J Bone Joint Surg Br.1987;69(3):346-351.
[21] Van der Zee PM,Biro E,Ko Y,et al.P-Selectin -and CD63- exposing platelet microparticles reflect platelet activation in peripheral arterial disease and myocardial infarction.Clin Chem.2006;52(4):657-664.
[22] Wills TB,Wardrop KJ,Meyers KM. Detection of activated platelets in canine blood by use of flow cytometry. Am J Vet Res.2006;67(1):56-63.
[23] Imhof H,Sulzbacher I,Grampp S,et al.Subchondral bone and cartilage disease:a rediscovered functional unit.Invest Radiol.2000;35(10):581-588.
[24] 马信龙,孙智超,马剑雄,等.改良型大鼠激素性股骨头坏死模型建立及相关评价[J].实用骨科杂志,2009,15(10): 760-763.
[25] 王义生,窦凌峰.骨坏死动物模型研究进展[J].河南医学研究,2008,17(3):252-261.

引言

数十年来，人们在不断探讨酒精性股骨头缺血性坏死的发病机制，对乙醇的细胞毒性、坏死股骨头组织学、细胞学、病理学、免疫学、分子生物学、生物化学、遗传学、血液学等各个方面的研究提出了多种学说，包括脂肪代谢紊乱学说、乙醇细胞毒性学说、骨质疏松学说、骨髓基质细胞成脂分化学说、骨内高压学说、基因多态性学说、血管内凝血学说等。但任何单一学说都不能完全解释股骨头坏死发病的全部病理过程，其发病应是多种机制共同作用的结果^[1]，其中骨内微循环障碍是其病理基础已得到共识^[2-4]。

中国2011年发布研究结果表明，男女居民的饮酒率均较前大幅提高。李子荣等^[5-6]推测中国股骨头坏死每年新发病例在15万-20万之间。该病多好发于中青年人群，易累及双侧，早期症状隐匿不易引起重视，当患者出现明显的关节疼痛和活动受限时，病程已发展至股骨头变形塌陷及不可逆性骨性关节炎^[7-8]，患者将失去劳动能力而不得不接受人工关节置换^[9]，因此这项研究具有非常重要的意义。研究乙醇引起股骨头缺血坏死的病理生理机制，是提高股骨头缺血坏死临床治疗效果的关键^[10]，而成功动物模型的建立将为该研究提供可靠的保障。

课题组通过模拟人类饮酒模式建立酒精性股骨头缺血性坏死大鼠模型，造模过程中更加重视生物力学在股骨头坏死中的作用，通过组织学检测观察大鼠股骨头空骨陷窝率、血管内皮损伤情况及血管内血栓数量，为探明酒精性股骨头坏死的发病机制及临床治疗提供新的思路。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程

材料方法

1.1 造模动物及材料

实验动物：健康四五月龄雄性Wistar大鼠80只，体质量(240±30) g，由内蒙古大学动物实验研究中心提供，许可证号：SCXK(蒙2002-0001)。实验动物采用标准饲料进行高笼饲养，自由饮水。实行12 h/12 h间断照明。室温控制于(24±2) ℃。

1.2 造模方法 将80只大鼠适应性饲养1周，随机分为两组，每组40只，实验组每日固定时间灌胃给予大鼠46度烈性白酒10 mL/kg，对照组每日固定时间灌胃给予生理盐水10 mL/kg，实验周期为6个月。每个月取两组大鼠各6只，禁食、禁水12 h，2.5%戊巴比妥腹腔麻醉，心内取血4 mL，取血后处死动物，取双侧股骨头进行相应处理。

1.3 主要观察指标

组织形态学观察：每日观察大鼠进食、毛色及体质量增长等一般状况，灌胃前需测量体质量，根据体质量决定灌胃量，每月取下股骨头进行大体形态学观察。

空骨陷窝率：取双侧股骨头，用40 g/L多聚甲醛(pH=7.2)固定24 h，10%乙二胺四乙酸(pH=7.4)脱钙8周，将EDTA脱钙处理好的股骨头标本进行修块，切取合适大小的部位浸蜡(熔点为60 ℃)2 h。采用一次性包埋盒包埋，冷却24 h。组织切片为厚度等于5 μm切片，进行苏木精-伊红染色。二甲苯Ⅰ(10 min)→二甲苯Ⅱ (5 min)→体积分数100%无水乙醇Ⅰ(1 min)→体积分数100%无水乙醇Ⅱ(1 min)→体积分数95%乙醇Ⅰ(1 min)→体积分数95%乙醇Ⅱ(1 min)→体积分数90%乙醇 1 min→体积分数80%乙醇(1 min)→蒸馏水(至水化)→苏木精液染色(3 min)→自来水中迅速涮洗3次→分化液分化→自来水停止分化直至返蓝→蒸馏水(1 min)→伊红液染色(3 min)→蒸馏水冲洗数次→体积分数70%乙醇迅速涮洗→体积分数85%乙醇迅速涮洗→90%乙醇迅速涮洗→体积分数95%乙醇Ⅰ(1 min)→体积分数95%乙醇Ⅱ(1 min)→体积分数100%无水乙醇Ⅰ(2 min)→体积分数100%无水乙醇Ⅱ(2 min)→二甲苯Ⅰ(3 min)→二甲苯Ⅱ(3 min)→二甲苯Ⅲ(3 min)，中性树胶封固。将制备完成的切片置于显微镜下，参照Kitajima等^[11-12]报道观察股骨头情况。即在100倍镜下，同一切片任选5个视野计数50个骨陷窝，分别数出空缺骨陷窝数目，求出空缺骨陷窝所占的百分数。

Verhoeff氏染色：先行配置Verhoeff氏碘溶液(分别称取碘2.0 g、碘化钾4.0 g、2%三氯化铁水溶液、5%硫代硫酸钠水溶液，溶于100 mL蒸馏水中即可，现用现配效果最好)及Verhoeff氏铁苏木精染液(分别取5%苏木精纯乙醇液20 mL、10%三氯化铁水溶液8 mL、Verhoeff氏碘溶液8 mL混合，摇匀即可，需现配)。然后将石蜡切片脱蜡蒸馏水洗→Verhoeff氏染液染色15-30 min，至颜色呈深黑色→自来水洗30 s→2%三氯化铁溶液分化10-20 s(至弹力纤维清晰为止)→来水洗2 min→用5%硫代硫酸钠溶液处理5 min→充分自来水洗3 min→用蒸馏水洗2 min→体积分数95%乙醇急速分化5 s→体积分数100%无水乙醇脱水5 min→替代二甲苯环保透明剂透明5 min→中性树胶封固。同时根据随机抽样原则，抽取每张切片5个高倍镜视野，观察微血管(动、静脉)结构，平滑肌细胞及血管内皮细胞的形态，比较各组血管损伤阳性率。

微血栓染色(MSB染色)：先配置染液，a液：马休黄0.5 g，磷钨酸2.0 g，体积分数95%乙醇100 mL；b液：丽春红0.5 g，酸性品红0.5 g，冰醋酸1 mL，蒸馏水99 mL；c液：甲基蓝0.5 g，冰醋酸1 mL，蒸馏水99 mL。染色步骤：病理切片脱蜡后蒸馏水冲洗→1%高锰酸钾氧化切片5 min，水洗→2%草酸处理2 min，水洗→天青石蓝液染3 min→Mayer氏苏木精染3 min→流水冲洗5-10 min→体积分数95%乙醇稍洗切片→马休黄液染2 min→蒸馏水洗→b液1%酸性品红染色10 min→或1%磷钨酸水溶液处理直至胶原纤维不留下红色→蒸馏水洗→1%甲基蓝染色5 min→1%醋酸水溶液分化切片→脱水透明并封固。以血管内微血栓呈红色及蓝色确定为阳性，各组在显微镜下连续观察50个视野，计数微血栓数量。

1.4 统计学分析 采用SPSS 13.0统计软件包进行数据处理，计量资料均以x(_)±s表示，两组间比较采用t 检验，多组间比较采用方差分析(ANOVA)，指标间相关关系分析采用pearson相关分析方法。P < 0.05为差异有显著性意义。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程

讨论

自1922年Axhausen报道乙醇中毒患者易患骨坏死疾病以来，人们就开始探讨饮酒与股骨头坏死发病之间的关系。1968年Jones证实乙醇中毒可引起股骨头软骨下坏死，具有骨坏死的全部特征。随着饮酒的日益增加，酒精性股骨头缺血性坏死已非常常见，在非创伤性股骨头坏死中，酒精性因素是仅次于激素相关的第二大病因。内蒙古地区由于特殊的气候条件及文化背景，饮酒人群及平均饮酒量均较高，因饮酒导致股骨头坏死病例在临床中十分常见且多好发于中青年人群，常累及双侧，病变发展至股骨头变形塌陷及不可逆性骨性关节炎，患者将失去劳动能力将不得不接受人工关节置换。因此，明确骨坏死的发病机制才能为逆转骨坏死的方法找到理论依据。但乙醇引起股骨头坏死的病理机制目前并未完全阐明，与缺少良好的与人类相似的动物模型有关^[13]。

国内外学者通过大量研究制作出酒精性股骨头坏死的多种动物模型：Solomon等^[14]以随意饮酒模式让大鼠饮酒40周，出现骨质疏松、股骨头坏死表现；王义生等^[15]采用灌胃法给予家兔烈性酒(含体积分数45%乙醇)10 mL/(kg•d)共6个月，股骨头骨小梁坏死紊乱、空骨陷窝百分比升高；齐振熙等^[16]采用高乙醇度白酒(含乙醇56%)给成年大鼠灌胃，剂量分别为 8mL/(kg•d)和6 mL/(kg•d)，至20周时两组均出现典型股骨头坏死病理表现，且股骨头坏死程度与乙醇摄入量呈正相关；范猛等^[17]通过局部注射无水乙醇成功建立鸸鹋股骨头坏死模型。局部注射无水乙醇短期内即可制作股骨头坏死模型，且部分研究造模四周股骨头坏死周围出现修复反应^[18-19]，但这种方法与人类股骨头坏死发病过程大相径庭。

虽然各种动物模型均成功反映出股骨头坏死的病理改变，但目前还没有一种公认的方法可完全复制出与人股骨头坏死自然病理过程和软骨下骨塌陷临床特征一致的动物模型。目前较公认的股骨头坏死标准即病理切片下股骨头骨小梁坏死紊乱和骨小梁中空骨陷窝百分百增高。人类股骨头坏死发展至后期常出现股骨头变形塌陷，并可继发髋关节骨性关节炎，目前已知酒精性股骨头坏死造模实验尚未观察到这种表现，具体原因尚不能完全解释清楚。

实验以大鼠为研究对象，首先具有容易获得、饲养方便且大鼠与人类基因较接近、灌胃后无呕吐反射、保证短期内大剂量灌胃等优点，但大鼠四肢负重，生物力学作用于人类相去甚远。因此有学者采用鸡、鸵鸟等动物制作股骨头坏死模型，这种模型的缺点是股骨头坏死模型仅能通过局部高浓度乙醇直接注射；针对生物力学因素，实验造模过程中实验动物采用高笼喂养，使其进食水时双后肢负重，接近人类站立；已知成功的酒精性股骨头坏死动物模型中，最高含体积分数56%乙醇灌胃，每日灌胃量6-8 mL/(kg•d)，该剂量大鼠死亡率较高，最低采用米酒(含体积分数10%乙醇)，每日随意饮酒，但该方法造模周期达40周，造模成功率相对降低；实验采用含体积分数46%白酒灌胃，灌胃量10 mL/(kg•d)，造模周期长于齐振熙造模20周(大致相当于正常寿命成年人每日饮酒500-800 mL，连续饮用10余年)，降低乙醇体积分数可明显降低大鼠死亡率；实验组3个月时空骨陷窝率即明显增高，骨小梁变细、排列紊乱，髓内骨细胞明显减少且有较多炎性细胞浸润，至6个月时可见大量空骨陷窝，骨小梁坏死中断，且伴有骨髓造血组织坏死，部分区域空骨陷窝率大于50%，符合股骨头坏死的病理诊断标准^[20]，部分股骨头出现股骨头负重区软骨坏死脱落，实验最终成功制作出酒精性股骨头坏死大鼠模型。

镜下观察各组大鼠股骨头血管损伤情况得出，实验组3个月时即可见微动脉内膜增生，部分内皮细胞坏死脱落，到6个月时上述变化更加明显，并可见动脉中层退变，平滑肌细胞坏死，基底膜弹性纤维断裂及弹力蛋白大量增生，微静脉内皮细胞空泡形成。弹力蛋白大量增生考虑与血管中层损伤后的修复有关。对照组未见明显异常，进一步证实乙醇造成股骨头内微血管内皮损伤，使局部微循环供血异常，而血管内皮细胞损害是许多血管损伤和血栓栓塞性疾病发病的中心环节^[21-22]，可见酒精性股骨头缺血性坏死的本质是股骨头内微血管损伤。镜下还观察到股骨头坏死大多首先发生在软骨下。软骨下区域虽高度血管化但很脆弱^[23]。正常情况下股骨头毛细血管数量处于一种动态平衡，以保证股骨头内血液的灌注量。当缺血缺氧发展到一定程度时，各种组织和细胞得不到充分的营养和血供，股骨头内的细胞及组织即可发生坏死性改变。

实验过程早期因灌胃技术不熟练，误入气管内，导致实验组死亡2只，对照组死亡2只，后期因部分大鼠不耐受大量乙醇，1只出现肺炎，反复呛咳、喘息数天后死亡，1只每次灌胃食道内均有血性液溢出，后拒进食死亡，考虑食管损伤。本实验实验组大鼠死亡率为10%，对照组死亡率为5%，造模成功率为89.48%。实验模拟人类饮酒成功制作出大鼠股骨头坏死模型，成功率较高，这种方法对研究酒精性股骨头坏死发病机制提供了较好的动物模型。针对实验早期动物死亡率较高，改善灌胃熟练度后明显动物死亡率降低。针对大鼠四肢负重且头颈等主要部位均位于前方，后肢反而承担更小的负重量，因此在实验过程中，刻意将食物及水采用高笼，使其进食水时双下肢承重，更加近似人类生物力学作用^[24]，但仅在进食时突出生物力学作用，人类在行走及跑跳等运动时所承受的体质量远远高于站立时。组织学观察未见到明显股骨头塌陷变形、髋臼磨损变大等后期表现，因此研究酒精性股骨头坏死发病机制仍需要进行更深入的动物模型实验研究。目前认为模拟临床发病条件，采用多因素联合作用，在造模过程中充分发挥生物力学作用，使坏死程度发展与人类股骨头塌陷类似，将是未来股骨头坏死动物模型研究的主要发展方向^[25]。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程

酒精性股骨头缺血坏死大鼠模型的制备

Establishment of a rat model of alcohol-induced avascular necrosis of the femoral head

PDF

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表（结果） 2

参考文献

相关文章 15

引言

材料方法

讨论

文章快阅

延伸阅读

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	曾祯, 胡经纬, 李璇, 唐琳梅, 黄志强, 李明星. 超声造影定量分析重度失血性休克再灌注模型大鼠复苏期的肾血流灌注[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(8): 1201-1206.
[2]	唐辉, 姚志浩, 罗道文, 彭双麟, 杨双林, 王浪, 肖金刚. 高脂高糖饮食结合链脲佐菌素建立2型糖尿病性骨质疏松症大鼠模型[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(8): 1207-1211.
[3]	伦志刚, 金晶, 王添艳, 李爱民. 过氧化物还原酶6干预骨髓间充质干细胞增殖及体外向神经谱系诱导分化[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1014-1018.
[4]	邹刚, 徐志, 刘子铭, 李豫皖, 杨继滨, 金瑛, 张骏, 葛振, 刘毅. 人脱细胞羊膜支架促进Scleraxis修饰人羊膜间充质干细胞体外成韧带分化[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1037-1044.
[5]	陈俊毅, 王宁, 彭称飞, 朱伦井, 段江涛, 王烨, 贝朝涌. 脱钙骨基质与慢病毒介导沉默P75神经营养因子受体转染骨髓间充质干细胞构建组织工程骨[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(4): 510-515.
[6]	姜涛, 马磊, 李志强, 寿玺, 段明军, 吴硕, 马创, 魏琴. 血小板衍生生长因子BB诱导骨髓间充质干细胞向血管内皮细胞分化[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(25): 3937-3942.
[7]	徐晓明, 陈艳, 宋倩, 袁露, 顾加明, 张丽娟, 耿洁, 董坚. 人胎盘间充质干细胞凝胶促进SD大鼠放射性皮肤损伤的愈合[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(25): 3976-3980.
[8]	郝晓娜, 张英杰, 李玉云, 许涛. 过表达脯氨酰寡肽酶的骨髓间充质干细胞修复肝纤维化模型大鼠[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(25): 3988-3993.
[9]	徐伟龙, 左媛, 辛大奇, 贺晨阳, 赵鹏, 史鸣, 周博源, 刘雅婷, 赵岩. 急性钳夹型脊髓损伤模型大鼠造模方式的选择：一项网状Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(23): 3767-3772.
[10]	白胜超, 高扬, 王博, 李俊平, 王瑞元. 针刺干预大负荷运动损伤模型大鼠骨骼肌线粒体功能的动态变化[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(23): 3648-3653.
[11]	张亮, 马晓燕, 王佳虹. 肾衰饮调控慢性肾功能衰竭大鼠肾脏细胞凋亡的机制[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(23): 3672-3677.
[12]	董丽萍, 罗怀青, 袁衡, 龙娟, 许少辉. 增龄对大鼠缺血后肢侧支血管生长的影响[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(20): 3156-3161.
[13]	王朝格, 翁锡全, 林宝璇, 陈丽娜, 徐国琴. 低温运动干预肥胖大鼠的脂肪组织类型及功能改变[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(20): 3162-3167.
[14]	崔田田, 易岚, 欧阳厚淦, 吴慧婷, 欧阳彦楚, 陈楚. 热敏灸对盆腔炎症模型大鼠影响的三焦焦膜理论分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(20): 3168-3172.
[15]	李平, 林煜, 陈翔, 刘振涛, 肖莉莉, 林学义, 华鹏. 二至丸提取物干预去势骨质疏松雌性模型大鼠的骨重建特点[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(2): 191-195.