[发明专利]一种植骨材料皮下异位成骨动物模型的构建、评估方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种动物评估模型，尤其涉及一种皮下异位评估植骨材料成骨性能的动物模型的构建和应用。

背景技术

全世界每年需要进行植骨手术的患者多达220万。市场调查报告显示，植骨材料的市场价值将以4.5％的复合增长率，从2014年的23.5亿美元增长至2023年的34.8亿美元。巨大的临床需求及市场价值使得新型植骨材料的研发成为研究热点。新型植骨材料在应用于临床前，必须先在动物模型内证实其有效性及安全性。大鼠骨缺损模型(如颅骨缺损、股骨头缺损、长骨节段性骨缺损及颌骨缺损等)和皮下异位成骨模型是最常用的评估模型，然而它们在实际应用中仍存在许多问题。

模型大小是限制大鼠等小动物骨缺损评估模型的主要问题：成年大鼠平均颅骨厚度不足0.8mm，当植骨材料的颗粒大小超过此数值，术后极容易发生材料的移位，导致最后评估效果失实；长骨节段性骨缺损因难以使植入的颗粒型材料固定于原位，因此不适用于评估此形态的植骨材料；而股骨头缺损因所在部位的血供丰富、自愈能力强，因此不能准确判断植骨材料的成骨效果。大鼠皮下异位成骨评估模型因其造模操作简便，实验位点多可减少动物使用量以及皮下组织松弛可以容纳各种形状大小的植骨材料；大鼠皮下异位成骨评估模型由于其造模简易、可植入位点多、节省动物使用量和松弛的皮下组织可容纳各种形状大小的植骨材料等原因，因此也常常用于评估植骨材料的性能，但由于皮下环境对成骨相对苛刻，无成骨相关因子及原位成骨相关细胞参与，使得材料植入后很难或者需要很长时间才能观察到有新生骨或类骨质的形成，因此，往往需要添加昂贵的细胞因子(如BMP-2)和细胞(如骨髓间充质干细胞)等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有骨缺损评估模型的缺陷而提供一种植骨材料皮下异位成骨动物模型的构建方法。

本发明的另一个目的在于提供一种植骨材料皮下异位成骨动物模型的评估方法。

本发明的另一个目的在于提供一种植骨材料皮下异位成骨动物模型的应用。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种植骨材料皮下异位成骨动物模型的构建方法，包括以下步骤：

(1)实验动物准备：6-8周健康大鼠；

(2)抽取大鼠自体血；

(3)混合自体血和植骨材料，待自体血凝固，得到自体血和植骨材料的混合物；

(4)在大鼠背部选取植入位点，做皮肤切口，并将步骤(3)中制备的混合物植入皮下，即可得到植骨材料皮下异位成骨动物模型。

上述技术方案中将植骨材料和自体血在体外混合，自体血凝固后，将凝固的混合物植入大鼠皮下，血凝块具有稳定材料的作用，减少术中和术后可能出现的植骨材料移位情况，使得定量分析更加准确；自体血为皮下异位成骨带入自体来源的细胞因子和细胞，从而在皮下环境中提供成骨相关的细胞因子和干细胞，使得皮下异位成骨模型可更好地用于评估植骨材料的成骨性能。

作为本发明所述植骨材料皮下异位成骨动物模型的构建方法的优选实施方式，所述步骤(3)中，将自体血和植骨材料按1:1μL/mg的比例混合，静置至自体血完全凝固。

作为本发明所述植骨材料皮下异位成骨动物模型的构建方法的优选实施方式，所述步骤(4)中，在同一只大鼠上的植入位点为4～6个。

作为本发明所述植骨材料皮下异位成骨动物模型的构建方法的优选实施方式，所述植骨材料选用颗粒型或块状植骨材料。

上述技术方案中，颗粒型植骨颗粒与自体血混合，血凝块能够稳定颗粒型植骨材料，凝固的混合物能够很好的保存于动物皮下，不易发生移位。

作为本发明所述植骨材料皮下异位成骨动物模型的构建方法的优选实施方式，所述颗粒型植骨材料的尺寸不超过4mm。

本发明还提供一种植骨材料皮下异位成骨动物模型的评估方法，采用以上所述方法构建植骨材料皮下异位成骨动物模型，植入后按设定的时间点将植骨材料取出，对植骨材料进行成骨性能表征。

作为本发明所述植骨材料皮下混血的异位成骨动物模型的评估方法的优选实施方式，所述成骨性能表征为新骨或类骨质形成的量与组织形态、成骨相关基因的表达水平中的至少一种。

上述技术方案中通过多角度检测及评价手段评估材料的成骨性能，使得评估结果更为准确可靠。

本发明还提供利用以上发明方法构建的植骨材料皮下异位成骨动物模型在植骨材料成骨性能研究的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果为: