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目的：
以脊柱动静力失衡理论为指导，创立造模简单、可重复性强、与临床青少年特发性脊柱侧凸患者病理相似、便于评价及干预的大鼠脊柱侧凸模型；证实拱形可调式支具外固定可诱导发育阶段大鼠出现脊柱侧凸模型；证实发育阶段三足大鼠长期脊柱应力失衡可诱导出现脊柱侧凸模型；通过动静力失衡诱导大鼠脊柱侧凸模型，探讨该类模型的可能发病机制及病变规律；探讨电针干预对大鼠脊柱侧凸模型的影响及可能机制。
方法：
设计并制作出最初拱形可调式支具的实物后，佩戴于3月龄SD大鼠，发现不足，逐步改进和优化，最终确定了相对最佳的支具形状和结构，本支具滑动可调，适应于发育阶段大鼠脊柱侧凸模型的造模研究。20只5周龄SD雄性大鼠随机分为空白对照组和模型组，每组各10只，对照组不进行任何处理，普通饮食水；模型组连续佩戴拱形可调式支具8周，单笼饲养。造模结束，去支具后与空白对照组在麻醉状态下拍摄全脊柱CR平片，确定模型组每只大鼠侧凸顶椎的位置，应用Image-pro Express软件测量Cobb角度、颈胸段前凸角度、胸腰段后凸角度；模型组分笼饲养观察4周，再次拍摄全脊柱CR平片，确定模型组每只大鼠侧凸顶椎的位置，测量CR平片Cobb角度；通过小动物B超检测心脏的形态及功能；通过心脏灌注固定法，进行胸廓microCT平片及三维重建图像观察；肋间肌肉HE染色观察形态变化及SDH染色观察肌肉的活性和类型变化；心脏、肺脏HE染色观察形态变化；阿尔新蓝HE复染、藏红固绿染色、甲苯胺蓝染色观察侧凸模型组顶椎上下相邻椎间盘及空白对照组相应节段椎间盘的形态变化；免疫组化法观察侧凸模型组顶椎上下相邻椎间盘及空白对照组相应节段椎间盘Co1Ⅱ、ACAN、ColX、VEGF蛋白表达；real time RT-PCR技术检测侧凸模型组胸廓凸侧和凹侧肋间肌及空白对照组相应部位Ⅰ型、Ⅱa型、Ⅱb型、Ⅱx型肌纤维，侧凸模型组顶椎上下相邻椎间盘及空白对照组相应节段椎间盘Co12α1、ACAN、Col10α1、MMP13、MMP3、IL-1β、COX-2、IL-6、iNOS、TNF-αmRNA的表达水平。30只5周龄SD大鼠随机分为模型组和空白对照组，空白对照组10只，不做任何处理，普通饮食水；模型组20只连续佩戴支具8周，造模结束，去支具后与空白对照组在麻醉状态下拍摄全脊柱CR平片，确定模型组每只大鼠侧凸顶椎的位置，应用Image-pro Express软件测量Cobb角度、颈胸段前凸角度、胸腰段后凸角度，根据Cobb角度排序后再随机分为模型组和电针组。电针组干预4周，隔天一次，每次30分钟，选取侧凸顶椎两侧华佗夹脊穴为针刺穴位。所有大鼠在处死之前再次拍摄CR平片，应用Image-pro Express软件测量Cobb角度、颈胸段前凸角度、胸腰段后凸角度。通过侧凸模型组顶椎上下相邻椎间盘及空白对照组相应节段椎间盘藏红固绿染色、甲苯胺蓝染色观察形态变化；免疫组化法观察侧凸模型顶椎上下相邻椎间盘及空白对照组相应节段椎间盘ColⅡ、ACAN、ColX、VEGF蛋白表达；real time RT-PCR技术检测侧凸模型组顶椎上下相邻椎间盘及空白对照组相应节段椎间盘Co12α1、ACAN、Col10α1、MMP13、MMP3、IL-1β、COX-2、IL-6、iNOS、TNFαmRNA的表达水平。三足大鼠脊柱侧凸模型的建立、评价及造模机制的研究。出生第3天的48只幼鼠，按体重大小排序后随机分为模型组和空白对照组，每组24只。模型组每只大鼠在麻醉状态下行手术去右上肢，手术结束等待苏醒后放回原母鼠笼，继续哺乳饲养，4周后断乳，子鼠雌雄分笼饲养。把24只模型组再随机分为模型5月龄组、模型8月龄组，空白对照组再随机分为空白对照5月龄组、空白对照8月龄组，每组各12只。模型组和空白对照组所有大鼠在处死之前均在麻醉状态下拍摄全脊柱正、侧位CR平片，应用Image-pro Express软件测量Cobb角度、颈胸段前凸角度、胸腰段后凸角度。阿尔新蓝HE复染、藏红固绿染色、甲苯胺蓝染色观察侧凸模型组顶椎上下相邻椎间盘及空白对照组相应节段椎间盘的形态变化；免疫组化法观察侧凸模型组顶椎上下相邻椎间盘及空白对照组相应节段椎间盘Co1Ⅱ、ACAN、Co1X、VEGF蛋白表达；real timeRT-PCR技术检测侧凸模型组顶椎上下相邻椎间盘及空白对照组脊柱相应节段椎间盘Co12α1、ACAN、Co110α1、MMP13、MMP3、IL-1β、COX-2、IL-6、iNOS、TNF-αmRNA的表达水平。电针干预三足大鼠脊柱侧凸模型的影响机制研究。出生第3天的36只幼鼠，按体重排序后随机分为模型组24只和空白对照组12只。模型组每只大鼠在麻醉状态下行手术去右上肢，手术结束等待苏醒后放回原母鼠笼，继续哺乳饲养，4周后断乳，子鼠雌雄分笼饲养，把模型组24只再随机分为2组，依次为模型8月龄组、电针8月龄组，每组各12只，空白对照组12只为空白对照8月龄组。电针8月龄组在第7月龄时开始干预，干预4周，隔天一次，每次30分钟，选取侧凸顶椎两侧华佗夹脊穴为针刺穴位。电针干预之前和干预结束所有大鼠均在麻醉状态下拍摄全脊柱正、侧位CR片，应用Image-pro Express软件测量Cobb角度、颈胸段前凸角度、胸腰段后凸角度。藏红固绿染色、甲苯胺蓝染色观察侧凸模型组顶椎上下相邻椎间盘及空白对照组相应节段椎间盘形态变化；免疫组化法观察侧凸模型顶椎上下相邻椎间盘及空白对照组相应节段椎间盘Co1Ⅱ、ACAN、Co1X、VEGF蛋白的表达；real time RT-PCR技术检测侧凸模型组顶椎上下相邻椎间盘及空白对照组相应节段椎间盘Co12α1、ACAN、MMP13、MMP3、IL-1β、COX-2、IL-6、iNOS、TNF-αmRNA的表达水平。
结果：
完成了一种拱形可调式诱导大鼠脊柱侧凸模型支具的发明设计、制作、优化，确定了相对最佳的形状和结构。CR平片及microCT三维重建图像均见拱形可调式支具诱导大鼠脊柱侧凸模型组胸廓右凸畸形并伴有椎体旋转，左侧胸廓凹陷，脊柱矢状位前凸或后凸畸形；小动物B超检测发现模型组心脏解剖位置发生了一定的旋转，心脏电轴发生了偏移，摄血指数异常；心脏HE染色发现模型组心肌纤维紊乱、皱褶、挤压；肺脏HE染色发现模型组肺组织局部有肺不张病理变化；肋间肌肉HE染色发现模型组出现凹侧肋间肌纤维走形紊乱、皱褶、挤压、边缘不整齐，凸侧肋间肌纤维走形紊乱、粗细不等、边缘不整齐；阿尔新蓝HE复染、藏红固绿染色、甲苯胺蓝染色均见顶椎椎间盘软骨细胞减少，细胞外非基质成分增加，软骨终板钙化等显著退行性改变；免疫组化显示，与空白对照组比较，模型组顶椎上下相邻椎间盘ColⅡ、ACAN阳性染色范围减少、淡染，而VEGF、Co1X阳性染色范围增加、深染，尤以模型组更为明显；real time PCR技术检测发现，与空白对照组比较，模型组凸侧肋间肌Ⅰ型肌纤维上调，而Ⅱa型、Ⅱb型、Ⅱx型肌纤维mRNA表达量均下调；模型组凹侧肋间肌Ⅰ型、Ⅱa型、Ⅱb型、Ⅱx型肌纤维mRNA表达量均下调；与空白对照组比较，模型组Col10a1、MMP13、MMP3、ADAMTS-5、IL-1β、COX-2、IL-6、iNOS和TNF-αmRNA表达显著增加，而Co12a1、ACANmRNA表达显著降低，差异具有统计学意义。藏红固绿染色及甲苯胺蓝染色均显示，与空白对照组比较，电针干预组及模型组在纤维环、髓核、软骨终板部位均有细胞外非基质成分增加，明显退变，尤以模型组更为显著。免疫组化显示，与空白对照组比较，电针组及模型组在纤维环、髓核、软骨终板部位均有ACAN阳性染色范围减少、淡染，而VEGF、ColX阳性染色范围增加、深染，尤以模型组更为明显。Real time PCR技术检测显示，与空白对照组比较，模型组和电针组椎间盘组织Co12α1、ACANmRNA表达均下调，而Col10α1、MMP13、MMP3、VEGF、COX-2、iNOS、IL-1βmRNA表达均上调，尤以模型组更为显著；与模型组比较，电针组Co12α1、ACANmRNA表达均上调，而Col10α1、MMP13、MMP3、VEGF、COX-2、iNOS、IL-1βmRNA表达均下调，差异具有统计学意义。CR平片及microCT三维重建图像可见模型组胸腰段脊柱右凸畸形伴有旋转；HE阿尔新蓝复染、藏红固绿染色、甲苯胺蓝染色发现模型组5月龄和模型组8月龄均可见髓核皱缩、软骨终板右侧钙化等退变表现，尤以8月龄更为显著；免疫组化显示，与空白对照组相比，模型组5月龄和模型组8月龄均见髓核、纤维环、软骨终板部位的ACAN阳性染色范围减少、淡染，而VEGF、ColX阳性染色范围增加、深染，尤以8月龄更为显著；Real time PCR检测发现，与空白对照组比较，模型组在Co12α1、aggrecanmRNA表达均下调，而Col10α1、MMP13、MMP3、ADAMTS-5、IL-1β、COX-2、iNOS、IL-6和TNF-αmRNA表达均上调，尤以8月龄更为显著，差异具有统计学意义。甲苯胺蓝染色、藏红固绿染色显示，与空白对照组相应节段椎间盘比较，模型组顶椎上下相邻椎间盘细胞外非基质成分增加，退变明显；与模型组比较，电针组顶椎上下相邻椎间盘退变减少。免疫组化显示，与空白对照组比较，模型组和电针组在髓核、纤维环及软骨终板部位Co1Ⅱ、ACAN阳性染色范围减少、淡染，而VEGF、ColX阳性染色范围增加、深染，尤以模型组更为显著。Real time RT-PCR显示，与空白对照组比较，模型组Co12α1、ACANmRNA的表达均下调，而Col10α1、MMP13、MMP3、COX-2、iNOS、IL-1βmRNA的表达均上调；与模型组比较，电针组Co12α1、ACANmRNA的表达均上调，而MMP13、MMP3、COX-2、iNOS、IL-1βmRNA的表达均下调，差异具有统计学意义。
结论：
一种拱形可调式支具可用于诱导大鼠脊柱侧凸模型的造模研究。拱形可调式支具诱导大鼠脊柱侧凸模型可以较好的控制侧凸的顶椎位置和Cobb角度大小，在脊柱、胸廓及胸腔内脏的病理变化均与青少年特发性脊柱侧凸患者病变相似，是一种较为理想的脊柱侧凸模型的造模方法。电针干预可保护拱形可调式支具诱导大鼠脊柱侧凸模型顶椎上下相邻椎间盘及周围组织的病变状态。成功建立了三足大鼠脊柱侧凸模型，该模型在脊柱的病理变化与青少年特发性脊柱侧凸患者病变相似，是一种较为理想的脊柱侧凸模型的造模方法。电针干预可延缓三足大鼠脊柱侧凸模型顶椎上下相邻椎间盘的病变状态。