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骨缺损动物模型的研究进展

骨缺损是骨科临床工作中较棘手的问题。目前临床修复骨缺损的

常规方式为自体骨移植和异体骨移植，但两者均有一定的弊端。自体

骨移植造成供区损伤，给患者带来额外的负担；异体骨移植则有传播

疾病的风险，且存在排异反应。而且对于大范围骨缺损来说，二者都

存在骨量来源有限的问题。近年来，各种骨组织代替材料的研究日益

兴起，而骨缺损模型的建立是这些研究的基础。笔者根据近年来国内

外对骨缺损动物模型的研究，从动物种类及年龄的选择，实验动物骨

缺损部位的选择及缺损长度的选择等方面对骨缺损动物模型选择综述

如下。

1动物种类的选择

目前常用于制作骨缺损模型的动物有小鼠，大鼠，兔，犬等。骨

缺损动物模型理论上是选择越大型的动物越好，比如犬，猪，羊等。

一则越大型的动物骨折愈合机制与人类越相似；再则越大型的动物制

作过程中越易于操作。然而大型动物也有实验成本过高，样本数量难

以保证的现实缺点，并且动物越高等，自我恢复能力越弱，不利于骨

折断端骨痂生长情况的短期观察，极易造成实验周期过长，所以使用

大型动物并不常见。小鼠模型价格低廉，来源广泛，小鼠自身具有较

强的抗感染及耐受手术的能力，且围手术期易于管理，因此小鼠模型

具有一定优势。但其也有一定的局限性：①小鼠自身修复速度比人类

快，因此小鼠骨缺损修复模型仅可作为骨缺损修复的分子机制和骨栲

料短期修复及生物相容性的初步研究；②作为骨替代植入材料在体内

的短期评估较有优势，但不能做长期评估。③小鼠骨结构中不含有哈

佛系统，不能完全模拟人类的骨骼重建过程，因此不宜用在研究哈佛

系统的形态、功能和组织性质方面的实验。④小鼠过于瘦小，操作不

便，模型手术要求术者具备一定的显微外科手术基础。大鼠形态比小

鼠大，手术操作较为方便，比小鼠更有优势。兔是目前做骨缺损模型

最常用的动物。目前最常用的品种是新西兰大白兔，其来源广泛，生

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物信息已经充分了解，也比较容易饲养，耐受手术和抗感染能力也较

强。兔相比于鼠类最大的优势就是兔体型大，操作比鼠类方便，而且

经济方面也在能接受的范围内．因此较为常用。

2动物年龄的选择

实验动物的年龄能够影响实验结果的科学性。实验动物年龄过小，

动物自身生长发育旺盛，会影响骨移植材料实验结果的说明性。而且

如果动物年龄过小，骨骼强度不够，植骨或内固定后，不易固定牢靠，

难以操作管理。相反，如果动物年龄过大，骨骼老化，自身修复能力

低下，更不利于实验结果。因此，选择年龄合适的动物，对实验的操

作，实验结果的科学性都很重要。一般小鼠4到5周达到性成熟，所

以应选择2到3个月的小鼠作为模型。一般雌兔5到6个月达到性成

熟，所以一般选择6到10个月的兔作为模型。

3实验动物骨缺损部位的选择

临床上骨缺损的种类很多，部位各不相同。所以针对不同部位骨

缺损的研究就要设计出不同的动物模型。总的来说，骨缺损的部位可

以划分为负重部位骨缺损与不负重部位骨缺损两类。如上肢的骨缺损

就是不负重部位的骨缺损，下肢的骨缺损就是负重部位的骨缺损。在

动物模型中，多以兔的桡骨部分切除、鼠的胫骨部分切除来模拟不负

重部位的骨缺损，因为兔的桡骨缺损后，有尺骨支撑，桡骨不负重，

鼠的胫骨缺损后，腓骨支撑，胫骨不负重。这两种骨缺损模型，骨缺

损部位可以不用内固定，用来研究促进骨痂生长的因素等。而常用兔

的股骨远端和鼠的股骨来模拟负重部位的骨缺损。这些部位都是单骨，