前言

骨缺損修復(fù)是骨科,、口腔醫(yī)學(xué)及生物材料領(lǐng)域的重要研究方向。構(gòu)建高度仿真的骨缺損動(dòng)物模型,，是評(píng)估新型骨修復(fù)材料,，探究骨再生機(jī)制的關(guān)鍵基礎(chǔ)。本文聚焦于骨缺損動(dòng)物模型的構(gòu)建策略與技術(shù)要點(diǎn)，旨在助力科研人員優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),，加速骨再生研究成果的轉(zhuǎn)化,。

常用動(dòng)物模型以及選擇要點(diǎn)

在骨缺損研究中，大小鼠模型憑借其遺傳可控性,、成本效益及成熟評(píng)價(jià)體系,，是較為常用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物類型。建議根據(jù)研究目標(biāo)以及經(jīng)費(fèi)預(yù)算綜合決策,。

*哈弗氏系統(tǒng)：是人類骨骼中特有的結(jié)構(gòu),，對(duì)骨骼的重建和營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)起到重要作用。大小鼠缺乏該系統(tǒng),，因此在模擬人類骨骼重建過(guò)程方面存在一定局限,。

模型構(gòu)建的核心技術(shù)要點(diǎn)

一、 精準(zhǔn)缺損制備

（1）使用定制鉆頭,，減少熱損傷,，保留骨膜完整性

（2）臨界尺寸控制：損過(guò)小觀察期內(nèi)自行愈合過(guò)快會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)藥物或者材料是否具有成骨作用的評(píng)估容易導(dǎo)致誤判,。因此1986年有學(xué)者提出臨界性骨缺損（bone size defect,，CSD）的概念，指動(dòng)物一生中不會(huì)自動(dòng)愈合的最小尺寸的骨缺損,。CSD定義為周徑的1.5-2.5倍或缺損長(zhǎng)度為模型對(duì)象的1/10以上,，超過(guò)該范圍會(huì)出現(xiàn)缺損不愈合

*臨界性骨缺損（CSD）：指動(dòng)物一生中不會(huì)自動(dòng)愈合的最小尺寸的骨缺損。其定義為骨缺損周徑達(dá)到正常骨周徑的 1.5 - 2.5 倍,，或者缺損長(zhǎng)度超過(guò)模型對(duì)象骨骼長(zhǎng)度的 1/10,，超出這個(gè)范圍，骨缺損通常難以自行愈合,。

二,、 標(biāo)準(zhǔn)化操作流程

麻醉監(jiān)護(hù)，無(wú)菌操作,，術(shù)后護(hù)理,，保障動(dòng)物福利與數(shù)據(jù)可重復(fù)性。

拓普骨缺損動(dòng)物模型案例

骨缺損模型造模方法分為非手術(shù)法和手術(shù)法,，非手術(shù)法主要包括藥物誘導(dǎo)和物理方法,。例如，通過(guò)注射特定藥物（如木瓜蛋白酶）誘導(dǎo)骨缺損,。這種方法操作相對(duì)簡(jiǎn)便,，但無(wú)法精確控制缺損的大小和形狀，模擬臨床骨缺損的復(fù)雜性和修復(fù)過(guò)程方面存在一定的局限性,。最常用的為手術(shù)法,。

科研思路：

一 ,、模型構(gòu)建

首先確定使用的動(dòng)物，缺損部位與大小

圖 1：大鼠股骨遠(yuǎn)端圓柱形骨缺損制備示意圖

用3mm骨鉆在大鼠股骨遠(yuǎn)端鉆孔,，制備直徑3mm,，深度3mm的圓柱形缺損（如有植入材料，需確認(rèn)植入材料的大小,，方向,，選擇合適的鉆頭）

圖 2：小鼠下頜第一磨牙缺損位置示意圖

小鼠下頜第一磨牙缺損以遠(yuǎn)中尖為參考點(diǎn)，缺損位于遠(yuǎn)中尖水平,、牙槽骨冠方邊緣下1mm處,，缺損直徑為0.5mm，深度為0.25mm

二,、 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

分組設(shè)計(jì)：一般設(shè)置假手術(shù)組和實(shí)驗(yàn)組

三,、 觀察指標(biāo)

包括骨缺損愈合情況、新骨形成,、骨組織結(jié)構(gòu),、生物力學(xué)性能等。評(píng)價(jià)的方法可有：

（1）影像學(xué)檢測(cè)：DR檢測(cè),，動(dòng)態(tài)檢測(cè)新骨形成速率,；Micro CT（定量分析骨密度，骨小梁厚度,、骨體積分?jǐn)?shù)等數(shù)據(jù)）

根據(jù)Micro CT結(jié)果,，與對(duì)照組相比，治療后Micro CT骨小梁體積,、厚度和數(shù)量明顯增加,，骨小梁分離減少 

https://doi.org/10.1111/cpr.13035

（2）病理驗(yàn)證：骨缺損處組織HE染色，Masson染色,，進(jìn)行聯(lián)合分析,，計(jì)算軟組織占比，編織骨占比,，皮質(zhì)骨占比，評(píng)估新骨形成的質(zhì)量和成熟度,。

HE染色

（3）生物力學(xué)檢測(cè) ：三點(diǎn)彎曲試驗(yàn),，壓縮試驗(yàn)評(píng)估修復(fù)后骨強(qiáng)度恢復(fù)情況

（4）生化檢測(cè)：成骨活性和骨代謝指標(biāo)（堿性磷酸酶、Ⅰ型原膠原羧基端前肽,、Runx2,、OCN等）

展望

多學(xué)科融合：未來(lái)骨缺損研究將更加注重多雪珂融合，結(jié)合材料科學(xué),、生物學(xué),、醫(yī)學(xué)等多學(xué)科只是,、開(kāi)發(fā)更接近人體生理環(huán)境的骨修復(fù)材料。

個(gè)性化治療：隨著基因檢測(cè)和生物信息學(xué)的發(fā)展,，有望實(shí)現(xiàn)骨缺損的個(gè)性化治療,，根據(jù)患者的基因特征和病情選擇最適合的治療方法。

臨床轉(zhuǎn)化：進(jìn)一步加強(qiáng)基礎(chǔ)研究與臨床應(yīng)用的結(jié)合,，將實(shí)驗(yàn)室研究成果更快地轉(zhuǎn)化為臨床治療方法,，造福患者,。

總之,，骨缺損動(dòng)物模型在骨組織工程研究中具有重要地位。通過(guò)合理構(gòu)建大小鼠骨缺損模型,，深入探索骨修復(fù)機(jī)制和材料性能,，有望為骨缺損的臨床治療提供更有效的解決方案。作為骨科再生醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的專業(yè)合作伙伴,，深圳靈賦拓普提供從模型設(shè)計(jì),、手術(shù)造模到表型分析的一站式動(dòng)物實(shí)驗(yàn)服務(wù)，可精準(zhǔn)構(gòu)建嚙齒類動(dòng)物（大鼠/小鼠）,、中大型動(dòng)物（兔,，犬、綿羊）的顱骨,、脛骨,、股骨、牙槽骨等部位的標(biāo)準(zhǔn)化或定制化骨缺損模型,，助力科研突破,，促進(jìn)高效轉(zhuǎn)化。

參考文獻(xiàn)：Hanghang Liu, Shibo Liu, Huanzhong Ji,et al. An adiponectin receptor agonist promote osteogenesis via regulating bone-fat balance.Cell Proliferation. 2021;54:e13035.

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