中圖分類號:G804 文獻(xiàn)標(biāo)識:A 文章編號:1009-9328(2012)10-000-01
摘 要 本文大概摘述了國內(nèi)外動物模型的制作,并總結(jié)出了不同模型的優(yōu)缺點,為拉傷模型的應(yīng)用和改進(jìn)起到了一定的參考作用。
關(guān)鍵詞 骨骼肌 拉傷 模型
在骨骼肌損傷的研究中,動物模型的建立向來極其重要,現(xiàn)將各種骨骼肌急性拉傷動物模型的制作方法綜述如下。
肌肉主動強(qiáng)烈收縮或被動過度拉長造成肌肉微細(xì)損傷,導(dǎo)致肌肉部分或完全斷裂,這種損傷稱為肌肉拉傷。這是一種最常見的骨骼肌急性損傷,其實質(zhì)是肌肉組織承受過度載荷導(dǎo)致。該損傷易發(fā)于雙關(guān)節(jié)肌或多關(guān)節(jié)肌,尤其是發(fā)生在快肌所占比例較高的肌肉上[1]。1988年,Garrett WE對各種形態(tài)的肌肉進(jìn)行遠(yuǎn)近端不同速度的被動拉伸,肌肉斷裂情況為遠(yuǎn)端斷裂比率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于近端[2];周里對腓腸肌離體肌的快速拉伸斷裂實驗表明肌肉拉傷的斷裂點全部發(fā)生于遠(yuǎn)端肌肉肌腱連接點近側(cè)的纖維處[3]。這兩個實驗在結(jié)果上具有一定的相似性,可以說明在體肌與離體肌進(jìn)行被動拉伸時,其肌纖維的撕裂或斷裂可能具有相似的規(guī)律。肌肉拉傷模型就是建立在這些理論的基礎(chǔ)上而得以實施的。
由于對在體肌肉的正常生理活動幅度內(nèi)或利用其具有的收縮特性來復(fù)制急性拉傷模型難度很大,所以我們采用非生理措施制作肌肉拉傷模型,因此,目前肌肉急性拉傷模型仍然具有一定局限性。
一、手術(shù)方法制作肌肉拉傷模型
Louis[4]等(1986)對大鼠的脛骨前肌進(jìn)行遠(yuǎn)端外科手術(shù),暴露肌腔并使用特制的夾具來夾持肌腔,在Minnea Polish材料實驗機(jī)上以6cm·min-1的拉伸速度實施拉伸,用示波器顯示并記錄載荷一變形曲線。當(dāng)曲線進(jìn)人平臺期后拉伸即停止。拉伸結(jié)束后,將肌腱縫合到拉伸支持帶上,并縫合刀口,這樣便完成了脛骨前肌靜息狀態(tài)定應(yīng)變被動拉伸實驗?zāi)P汀?/p>
舒彬(1995)采用類似的實驗方案也成功制作了脛骨前肌拉傷模型。其方法如下:將兔雙下肢脫毛,使用30g/L戊巴比妥鈉按1ml/kg重量的劑量將動物麻醉。將全麻動物仰臥置于手術(shù)臺上,在脛骨前肌遠(yuǎn)端肌腱止點處作長約1cm的切口,暴露脛前肌遠(yuǎn)端肌腱,并在脛前肌遠(yuǎn)端肌腱止點處切斷。然后將動物俯臥置于電子萬能材料試驗機(jī)特制的平臺上,切斷的脛前肌遠(yuǎn)端肌腱夾持于材料試驗機(jī)橫梁。自動預(yù)調(diào)后,采用6cm/min變率的速度牽拉,材料試驗機(jī)自動記錄載荷-伸長曲線。當(dāng)載荷曲線出現(xiàn)平臺時,停止?fàn)坷⒘⒓葱遁d。將兔踝關(guān)節(jié)置于中立位,用10號縫合線將橫韌帶遠(yuǎn)端縫合、脛前肌遠(yuǎn)端肌腱“8”字縫合于足部的拉伸肌系帶上,并逐層縫合筋膜、皮膚。整個手術(shù)過程中不暴露肌腹,在牽拉3d內(nèi),給予40U青霉素鈉鹽肌注,1次/d,預(yù)防感染[5]。
該模型在肌肉損傷程度一致性方面優(yōu)于其它模型,為損傷肌肉不同治療措施效果比較研究提供了保證。存在的問題是與活體肌肉拉傷在生理及力學(xué)特性方面距離較大,很難準(zhǔn)確反映運(yùn)動訓(xùn)練、比賽、甚至日?;顒又屑∪饫瓊母鞣N特征。
二、電刺激方法制作肌肉拉傷模型
Hasselman等在已有的被動拉伸實驗?zāi)P突A(chǔ)上,對活化肌肉(電刺激)進(jìn)行定域載荷拉伸損傷研究(兔脛骨前肌和跖長伸?。?。結(jié)果表明,對活化肌肉以10cm/s速度拉伸,拉伸載荷達(dá)到極限斷裂值的70%,是肌肉損傷的最小閾值。肌肉拉伸載荷達(dá)到該力閾,肌肉表現(xiàn)為出血、水腫、炎癥細(xì)胞浸潤;肌纖維斷裂集中于遠(yuǎn)端肌肉肌腔接點處的肌肉部分。拉伸載荷達(dá)到極限斷裂值80%,其肌纖維斷裂可蔓延到遠(yuǎn)端肌腹部分;拉伸載荷達(dá)到極限斷裂值90%,肌纖維斷裂進(jìn)一步向肌腹部分蔓延,并有連接組織(肌外膜、肌束膜、肌內(nèi)膜)發(fā)生斷裂[6]。張勝年等也采取了同樣的方法復(fù)制出了肌肉在體拉傷模型,方法如下:使用40g/L戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉大鼠,麻醉后的大鼠呈仰臥位固定于大鼠肢體固定板上,將踝關(guān)節(jié)游離,左右足分別固定于足底固定板上,將兩根銀質(zhì)針電極分別置于小腿三頭肌的近、遠(yuǎn)端,并與電刺激儀的輸出端相接連,使用刺激儀以50V電壓刺激脛后肌群強(qiáng)直收縮導(dǎo)致踝關(guān)節(jié)趾屈;之后使用拉伸實驗機(jī)以0.55m/s的速率反向牽拉大鼠足底固定板,迫使踝關(guān)節(jié)以25.56r/s的角速度背屈,小腿三頭肌離心收縮,造成該肌肉急性中度拉傷[7]。該模型為肌肉拉傷模型向定量化方面發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
三、物理學(xué)方法制作肌肉拉傷模型
夏劍英運(yùn)用定負(fù)荷自由落體的方法復(fù)制了肌肉拉傷。具體方法如下:大鼠麻醉后,將準(zhǔn)備拉傷一側(cè)的下肢膝關(guān)節(jié)固定,踝關(guān)節(jié)游離,用電刺激儀刺激腓腸肌兩端,引起腓腸肌強(qiáng)直收縮,使踝關(guān)節(jié)跖屈。與此同時用一重物從固定高度自由下落,通過系在動物足上的尼龍繩龍的銅絲以某一基本恒定的初始沖量迫使踝關(guān)節(jié)迅速背屈,導(dǎo)致腓腸肌離心收縮而被拉傷[8]。
參考文獻(xiàn):
[1] 全國體育學(xué)院教材委員會運(yùn)動醫(yī)學(xué)教材小組.運(yùn)動醫(yī)學(xué)[M].北京:人民體育出版社.1990:274.
[2] Garrett WE, et al. The effect of muscle architecture on the biomechanical failure properties of skeletal muscle under passive extension[J]. Am J Sports Med.1988.16(1):7-11.
[3] 周里.大鼠骨骼肌急性拉傷生物力學(xué)及組織學(xué)研究[D].上海體育學(xué)院.1998.
[4] Louis C, Almekinders, et al. Healing of experimental muscle strain and the effects of nonsteroidal anti-inflammatory medication[J]. Am J Sports Med. 1986.14(4):303-308.
[5] 舒彬,周吉祥.肌肉拉傷的研究進(jìn)展[J].國外醫(yī)學(xué)· 物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)學(xué)分冊.1996.16(3):97-100.
[6] Hasselman CT, Best TM, Seaber AV, et al. A threshold and continuum of injury during active stretch of rabbit skeletal muscle[J]. Am J Sports Med. 1995.23(1):65-73
[7] 張勝年,陸愛云.大鼠小腿三頭肌急性拉傷肌肉傷后靜力訓(xùn)練對其材料力學(xué)性能影響的實驗研究[J].上海體育學(xué)院學(xué)報.2005.29(1):38-43.
[8] 夏劍英.大白鼠肌肉拉傷后運(yùn)動和固定對肌肉的一些力學(xué)性質(zhì)影響[D].上海體育學(xué)院.1987.