大鼠非侵入性ACL损伤后膝关节退化的可视化

资料来源：林赛·莱普利^1，²，史蒂文 M. 达维^1，蒂莫西 A. 巴特菲尔德^3，⁴和西娜沙赫巴兹莫哈马迪^5，

¹康涅狄格大学运动学系，斯托尔斯，CT;²康涅狄格大学健康中心骨科外科系，法明顿，CT;³肯塔基大学康复科学系，列克星敦，肯塔基州;⁴肯塔基大学生理学系肌肉生物学中心，列克星敦，肯塔基州;⁵康涅狄格大学生物医学工程系，斯托尔斯，CT

膝关节前十字韧带（ACL）损伤大大增加了创伤后骨关节炎（PTOA）的风险，因为大约三分之一的人将在 ACL 受伤后的第一个十年内展示放射学 PTOA。虽然 ACL 重建（ACLR）成功地恢复了膝关节稳定性，但 ACLR 和当前的恢复技术并不妨碍 PTOA 的发病。因此，ACL损伤是研究创伤性关节损伤后PTOA发展的理想模型。

鼠模型被广泛用于研究ACL损伤对PTOA的发病和影响。ACL损伤应用最广泛的模型是ACL分型，这是一种在手术上破坏关节稳定的急性模型。虽然实用，该模型并不忠实地模仿人类ACL伤害，由于侵入性和非生理伤害程序，掩盖了原生生物对伤害的反应。为了改进结果的临床翻译，我们最近开发了一种新的非侵入性ACL损伤模型，其中ACL通过单负荷的tibial压缩破裂。这种损伤与人类相关的损伤情况密切相关，并且具有很高的可重复性。

通过微计算机断层扫描（μCT）实现关节退化的可视化，与传统 OA 染色技术相比，提供了几大进步，包括整个关节退化的快速、高分辨率、非破坏性的 3D 成像。本演示的目的是在啮齿动物模型中引入最先进的非侵入性 ACL 损伤，并使用 _CT 量化膝关节退化。

非侵入性 ACL 伤害

穿戴适当的个人防护设备。您可以使用呼吸面罩，但此协议不是强制性的。
使用具有 5% 无氧和 1 L/min 氧气的感应室对大鼠进行麻醉。使用鼻锥维持麻醉的流量，鼻锥体为 1 - 3% 的异常胶和 500 mL/min 的氧气。如果未在背拔或下拔表上设置设备，请确保使用桌面系统和木炭过滤器清除废气。
进行脚趾捏，以确保已经达到足够的麻醉深度。请注意，无需使用眼?...

较小的眼膜数量、减少的眼角厚度和更大的眼间距，PTOA 发病的所有特征在非侵入性 ACL 撕裂后 4 周明显（表 1和图 3）。图5显示了健康肢体与急性受伤肢体的解剖ACL的图像。ACL 损伤的新型非侵入性模型，其中 ACL 通过单次重点压缩破裂，能够产生 ACL 的孤立近端撕裂。

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本视频演示如何使用线性执行器在大鼠中产生孤立的非侵入性 ACL 破裂。这种损伤与人类相关的损伤情况密切相关，并且具有很高的可重复性。为了克服传统OA染色技术的几个主要局限性，该方法使用_CT来量化整个关节退化和眼膜结构。

以证据为基础的干预措施，以改善肌肉骨骼康复结果，是一个非常重要的领域，在过去二十年中变化不大，尽管基础生物学的重大进展表明，?...

Maerz T, Kurdziel MD, Davidson AA, Baker KC, Anderson K, Matthew HW. Biomechanical Characterization of a Model of Noninvasive, Traumatic Anterior Cruciate Ligament Injury in the Rat. Ann Biomed Eng. 2015;43(10):2467-2476.
Christiansen BA, Anderson MJ, Lee CA, Williams JC, Yik JH, Haudenschild DR. Musculoskeletal changes following non-invasive knee injury using a novel mouse model of post-traumatic osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 2012;20(7):773-782.
Lockwood KA, Chu BT, Anderson MJ, Haudenschild DR, Christiansen BA. Comparison of loading rate-dependent injury modes in a murine model of post-traumatic osteoarthritis. J Orthop Res. 2014;32(1):79-88.
Blair-Levy JM, Watts CE, Fiorentino NM, Dimitriadis EK, Marini JC, Lipsky PE. A type I collagen defect leads to rapidly progressive osteoarthritis in a mouse model. Arthritis Rheum. 2008;58(4):1096-1106.
Mohan G, Perilli E, Kuliwaba JS, Humphries JM, Parkinson IH, Fazzalari NL. Application of in vivo micro-computed tomography in the temporal characterisation of subchondral bone architecture in a rat model of low-dose monosodium iodoacetate-induced osteoarthritis. Arthritis Res Ther. 2011;13(6):R210.
Jones MD, Tran CW, Li G, Maksymowych WP, Zernicke RF, Doschak MR. In vivo microfocal computed tomography and micro-magnetic resonance imaging evaluation of antiresorptive and antiinflammatory drugs as preventive treatments of osteoarthritis in the rat. Arthritis Rheum. 2010;62(9):2726-2735.