软骨缺损动物模型建立

软骨组织构建与缺损修复是软骨组织工程的重要研究内容，它的成功与否直接关系到软骨组织工程的进一步研究与应用。在进行软骨组织构建及缺损修复研究之前，必须先建立软骨缺损的动物模型，因为只有建立了标准的软骨缺损模型，才能准确评价组织工程技术修复软骨缺损的效果，全面分析这一技术的优缺点及存在的问题。因此，在介绍软骨组织构建操作技术之前，本节以关节软骨缺损动物模型为例，简要地介绍一下软骨缺损动物模型建立的方法及应注意的相关事项，为进一步的软骨组织构建与缺损修复奠定实验基础。

Ghadially等早在1975年就已经在研究兔的膝关节软骨修复机制时初步建立了全厚关节软骨缺损模型，以后陆续有学者对不同动物的各种关节软骨缺损模型及其愈合机制进行了研究，但真正应用组织工程技术进行关节软骨缺损修复的研究只是近几年的事。一般来讲，小的关节软骨缺损可以通过软骨下松质骨中的间充质干细胞迁移而完全修复。因此，对于较小的关节软骨缺损，组织工程技术修复结果与未进行修复的自发愈合相比不会有太大差异。建立关节软骨缺损模型的重要研究目标之一就是要探索一个标准缺损大小，达到或超过这一缺损大小，软骨缺损便无法自身修复，此时组织工程技术如果仍能够完全修复这样大小的缺损，则可以肯定这一技术的有效性。

由于不同种属动物软骨缺损或损伤后的自发愈合能力差异较大，各种属间体型大小差异也较大，因此不同种属动物标准软骨缺损大小各文献也报道不一。膝关节是动物和人体最大关节，也是建立关节软骨缺损模型最为常用的关节。综合文献及本实验室几年来的研究结果，常用动物的标准膝关节软骨缺损大小见表10－1。

表10－1　常见动物膝关节软骨缺损标准大小

猪与人的膝关节在结构、功能及软骨厚度上非常接近（人的膝关节软骨厚度一般为1．5～2．0mm），是良好的关节软骨缺损研究对象。下面以猪膝关节软骨缺损模型为例简单介绍软骨缺损模型制造及修复手术的一般过程。

1．动物麻醉　术前6h禁食，氯氨酮10～20mg／kg、阿托品0．5～1mg肌注。药物生效后，将动物固定于手术台上，手术肢体保持游离。耳缘静脉缓慢推注水合氯醛（10%）1ml／kg或戊巴比妥钠（2．5%）1ml／kg，注意观察呼吸及角膜反射的变化。麻醉平稳后静滴含抗生素的生理盐水预防感染并维持静脉通畅。

2．暴露股骨下端　手术侧膝关节备皮，常规消毒铺无菌巾，踝关节以下用无菌巾包裹好。伸屈膝关节以确定髌骨活动的位置，沿髌韧带外侧后缘做一长8～10cm纵向弧形切口，上方达髌骨上缘上2～3cm，下端达胫骨结节下1cm，向内侧掀起皮肤，以大血管钳及脑膜剪分层剪开皮下、浅筋膜、深筋膜，沿髌韧带后缘打开关节囊及滑膜，注意不要损伤外侧副韧带。小拉钩向内侧牵拉髌骨及髌韧带，同时屈曲膝关节，此时可以使股骨下端得以充分的暴露。

3．缺损形成　以外径8mm环钻分别在股骨内、外侧髁最突出点各造成1个圆柱形软骨缺损，深达软骨下骨面，清除缺损内的血凝块及残余骨软骨组织，形成直径8mm，深4～5mm的规则缺损。

4．缝合切口　无菌生理盐水关节内冲洗，关节复位，分层仔细缝合。术后无须包扎，笼内自由饲养，肌注青霉素及庆大霉素抗感染治疗1周。一般多数动物在术后3d内进食稍差，5d左右基本恢复正常饮食并能自主站立。

5．软骨缺损模型手术注意事项

（1）为进行科学的疗效评价，每个缺损的位置、大小及深度应基本一致，以保证局部微环境和机械负荷对各个缺损的作用相同。

（2）必须严格无菌操作。关节内无血供，抗感染能力极低，易化脓形成关节内积液而导致手术失败。

（3）务必要分层仔细缝合。因动物术后不易做关节制动，只能任其自由活动，缝合不牢固会导致关节脱位、切口裂开等不良后果致使实验失败，分层缝合恢复正常关节结构也有利于关节内环境的稳定。