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股骨头坏死（osteonecrosis of the femoral head, ONFH）大鼠模型是研究该疾病发病机制、评估干预措施的重要工具。在大鼠的正常组中，对股骨头的血管供应进行大体解剖并获取图像用于三维重建。采用微血管造影技术大鼠明确股骨头周围的血管解剖结构。

实验步骤

首先，经腹腔注射2%戊巴比妥钠（40 mg/kg）麻醉大鼠，随后打开胸腔，切断下腔静脉（IVC）以充分放血。接着，通过插入左心室的针头，以约120 mmHg的压力灌注含肝素钠（100 U/mL）的0.9%生理盐水，冲洗血管系统。随后，在相同压力下灌注含放射性对比剂的硫酸钡混悬液进行血管造影固定。

完成灌注后，通过大体解剖观察股骨头的血管分布并取下股骨头进行显微CT（micro-CT）扫描。采用micro-CT进行微血管造影以清晰显示股骨头及其血供情况。沿纵轴共采集1024层CT图像，分辨率高达9.41 μm（高分辨率模式）。基于原始数据对连续断层图像进行三维重建。

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通过定位股骨头周围的血管结构，识别出三组主要供应股骨头骨骺的血管：前上支、后支和下支的圆韧带动脉。通过显微镜识别供应股骨头的前上支圆韧带动脉，并使用显微外科器械和双极电凝对其进行逐一分离并电灼以诱导局部有效缺血，从而建立缺血性股骨头坏死模型。手术采用改良的人类全髋关节置换术（THA）的直接前方入路，关节切开后以9-0缝线缝合。仅对大鼠左侧股骨头进行该手术。对照组则按相同方式暴露前上支圆韧带动脉，但不进行电灼处理。每组分别在术后5周和10周两个时间点各处死5只大鼠并采集股骨头用于后续分析。

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正常大鼠股骨头的血供主要由前上支、下支和后支圆韧带动脉共同供应，其中前上支圆韧带动脉是股骨头骨骺动脉的主干

组织病理学分析

股骨头样本在进行micro-CT扫描前，先以10%福尔马林固定2天。扫描完成后，使用10%乙二胺四乙酸（EDTA）脱钙3周。随后将样本石蜡包埋并切成5 μm厚的切片，进行苏木精-伊红（H&E）染色。对股骨头组织切片进行盲法评估，选取连续3张切片进行定性分析。通过观察骨细胞陷窝内是否存在细胞体或仅含固缩核，判断陷窝是否为空；若在连续3张切片中均无完整细胞体，则判定为“空陷窝”。

Micro-CT分析

股骨头使用micro-CT系统扫描，参数设置为：电压80 kV，电流500 µA。自动测量松质骨相关参数，包括骨体积分数（BV/TV）、骨小梁厚度（Tb.Th）、骨小梁数量（Tb.N）和骨小梁间距（Tb.Sp）。分析区域为股骨头骨骺部松质骨，在冠状面手动勾画ROI。每例样本取多个层面测量值的平均值作为最终结果。此外，在micro-CT中轴冠状面上测量股骨头骨骺的高度与宽度，计算其高宽比以评估股骨头变形程度：比值越低，塌陷越严重。

参考文献

  • Lv Y, Qiu X, Liu G, Wang Y, Zhang Y, Li W, Zhu Z. A novel model of traumatic femoral head necrosis in rats developed by microsurgical technique. BMC Musculoskelet Disord. 2022 Apr 21;23(1):374. doi: 10.1186/s12891-022-05289-7. PMID: 35449009; PMCID: PMC9022312.

  • Qiu X, Shi X, Ouyang J, Xu D, Zhao D. A method to quantify and visualize femoral head intraosseous arteries by micro-CT. J Anat. 2016;229(2):326–333. doi: 10.1111/joa.12475.

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