一、實驗動物選擇

1. 品系與性別

• 常用SPF級 SD大鼠 或 Wistar大鼠，雄性為主（體重180-220 g，8周齡），避免雌激素對軟骨代謝的干擾。

• 特殊需求下可選擇雌性大鼠，并通過去卵巢手術(shù)模擬絕經(jīng)后狀態(tài)（如聯(lián)合雌激素缺乏與OA研究）。

2. 飼養(yǎng)條件

• 溫度20-25℃，濕度40-70%，自由攝食飲水，適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后再造模。

二、主流建模方法及操作步驟

1. 手術(shù)誘導(dǎo)法

（1）Hulth法（前交叉韌帶切斷+內(nèi)側(cè)半月板切除）

• 麻醉：腹腔注射1%戊ba比妥鈉（30-40 mg/kg）或10%水合氯醛（0.3 ml/100 g）。

• 手術(shù)步驟：
  ① 右膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)縱切口，暴露關(guān)節(jié)腔，屈膝位切斷前交叉韌帶（抽屜試驗陽性確認(rèn)成功）。
  ② 切除內(nèi)側(cè)半月板，生理鹽水沖洗關(guān)節(jié)腔，逐層縫合。

• 術(shù)后處理：肌注青霉素（20萬U/只×3天）預(yù)防感染，自由活動不制動。

（2）單純前交叉韌帶切斷（ALCT模型）

• 簡化手術(shù)步驟，僅切斷前交叉韌帶，適合研究早期OA病理（如軟骨下骨重塑）。

（3）髕韌帶部分缺損聯(lián)合內(nèi)側(cè)副韌帶離斷

• 創(chuàng)傷小、感染率低，符合3R原則，模擬機(jī)械應(yīng)力失衡導(dǎo)致的OA。

2. 化學(xué)藥物誘導(dǎo)法

（1）木瓜蛋白酶注射法

• 操作：第1、4、7天向膝關(guān)節(jié)腔注射4%木瓜蛋白酶（50 μl/次），誘導(dǎo)軟骨基質(zhì)降解。

• 優(yōu)點：快速誘導(dǎo)（3周內(nèi)出現(xiàn)軟骨破壞），適合研究早期炎癥反應(yīng)。

（2）碘乙酸（MIA）注射法

• 操作：單次關(guān)節(jié)腔注射1%碘乙酸溶液（100 μl），通過抑制糖酵解破壞軟骨細(xì)胞。

• 適用性：適合藥物篩選研究，6周即可達(dá)到中晚期OA病理。

3. 基因/細(xì)胞干預(yù)模型

• LncRNA CIR過表達(dá)：通過siRNA或病毒載體調(diào)控LncRNA CIR/miR-27/MMP13軸，研究細(xì)胞外基質(zhì)降解機(jī)制。

• IL-1β誘導(dǎo)軟骨細(xì)胞模型：原代軟骨細(xì)胞體外培養(yǎng)后，用5-10 ng/mL IL-1β刺激24-48 h，模擬炎癥微環(huán)境。

三、模型驗證與評估體系

1. 行為學(xué)檢測

• 機(jī)械觸誘發(fā)痛：Von Frey纖維絲測定后肢痛閾值，模型組閾值顯著降低。

• 步態(tài)分析：足印試驗評估關(guān)節(jié)活動受限程度。

2. 影像學(xué)評估

• X線/CT：關(guān)節(jié)間隙狹窄、骨贅形成（MIA組4周即可見明顯變化）。

• 微型MRI：三維重建顯示軟骨厚度減少及軟骨下骨水腫。

3. 組織病理學(xué)分析

• HE染色：模型組軟骨表面纖維化、細(xì)胞排列紊亂、潮線模糊。

• 甲苯胺藍(lán)/番紅O染色：軟骨基質(zhì)蛋白聚糖丟失（藍(lán)色/紅色區(qū)域減少）。

• Mankin評分：綜合評估軟骨結(jié)構(gòu)、細(xì)胞分布、潮線完整性，≥5分提示OA成立。

4. 生化指標(biāo)檢測

• 炎癥因子：ELISA檢測關(guān)節(jié)液IL-1β、TNF-α、IL-6升高（如木瓜蛋白酶模型組IL-1β可達(dá)對照組的3倍）。

• 基質(zhì)代謝標(biāo)志物：MMP-13、ADAMTS-5表達(dá)上調(diào)，Ⅱ型膠原蛋白降解產(chǎn)物（CTX-Ⅱ）增加。

四、模型選擇策略與優(yōu)化建議

優(yōu)化方向：

• 動態(tài)監(jiān)測技術(shù)：植入式光纖記錄神經(jīng)元活動，聯(lián)用微型PET監(jiān)測代謝變化。

• 多模型聯(lián)用：Hulth手術(shù)+高脂飲食模擬代謝綜合征相關(guān)OA。

五、常見問題與解決方案

1. 術(shù)后感染

• 預(yù)防：嚴(yán)格無菌操作，術(shù)后3天抗生素（如頭孢曲松50 mg/kg）。

• 處理：關(guān)節(jié)紅腫時穿刺引流，局部涂抹氯霉素眼膏。

2. 模型異質(zhì)性

• 標(biāo)準(zhǔn)化操作：固定同一術(shù)者，使用立體定位儀確保韌帶切斷位置一致。

3. 假陽性干擾

• 設(shè)立溶媒對照組：如注射生理鹽水或溶劑對照，排除手術(shù)創(chuàng)傷本身的影響。

六、前沿技術(shù)拓展

• 類器官模型：人源iPSC分化為軟骨類器官，聯(lián)合Aβ微注射模擬OA與AD共病。

• 納米載體靶向遞送：脂質(zhì)體包裹siRNA靶向沉默MMP13，增強(qiáng)基因治療特異性。