大鼠手术切口疼痛模型的建立与检测指标详解

一、模型概述

手术切口疼痛模型是一种模拟临床术后急性疼痛的经典动物模型，由Brennan等人于1996年建立。通过在足跖部实施标准化手术切口，可稳定诱发机械性痛觉超敏（Allodynia）和热痛敏（Hyperalgesia），适用于术后镇痛药物评价及疼痛机制研究。

二、模型建立方法

1. 麻醉：吸入性麻醉剂诱导麻醉（推荐浓度3%~5%），维持麻醉浓度1.5%~2.5%
2. 手术操作：
   • 后足跖中央纵向切口（长约1cm）
   • 切开皮肤及筋膜层
   • 钝性分离足底肌肉
   • 纵向切开趾长屈肌（长度约5mm）
   • 7-0缝合线分层缝合

三、核心检测项目（重点）

（一）机械性痛觉超敏检测

1. Von Frey纤维丝测试

   • 原理：应用不同刚度（0.008~300g）的尼龙丝垂直刺激足底切口周边区域
   • 操作：
     • 大鼠置于网状金属笼（孔径6×6mm）适应30min
     • 从低强度纤维丝开始垂直施压，持续6-8秒
     • 出现快速缩足、舔舐或甩爪记为阳性反应
   • 指标计算：
     • 50%机械缩足阈值（PWT）采用Dixon上下法测定
     • 公式：PWT (g) = 10^[ (Xf + kδ) / 10,000 ] （Xf：最后使用纤维丝强度对数，k：查表系数，δ：刺激强度间隔对数）

2. 电子测痛仪评估

   • 使用压力传感探头（尖端直径0.5mm）
   • 以20g/s速率递增压力
   • 记录缩足反应阈值（g）

（二）热痛觉过敏检测

1. 辐射热法（Hargreaves法）
   • 设备：移动式红外光源发生器（光束直径5mm）
   • 设定强度：聚焦于玻璃板下方产生45-50°C热点
   • 测量指标：
     • 缩足潜伏期（PWL）：从热刺激开始至抬足的时间
     • 测试3次取平均值，间隔≥5min
     • 设置20秒截止时间防止组织损伤

（三）自发痛行为学评估

1. 负重不对称性测试

   • 使用动态步态分析系统
   • 参数：
     • 患肢承重比（%）= 患肢压力/(健肢+患肢压力)×100
     • 行走时双足接触时间差（ms）

2. 疼痛相关行为评分

   • 0级：自由行走，切口无触碰
   • 1级：轻度跛行，切口轻微离地
   • 2级：显著跛行，切口完全离地
   • 3级：拒绝行走，持续舔舐切口

（四）分子生物学检测

1. 炎性因子分析

   • 取材：术后24h/72h取切口周边组织（半径5mm）
   • 检测指标：
     • 促炎因子：IL-1β, IL-6, TNF-α mRNA（RT-qPCR）
     • 蛋白表达：Western Blot/免疫组化
   • 引物设计参考：Rat IL-6 F:5'-TCTCTCCGCAAGAGACTTCC-3' R:5'-TCTGACCACAGTGAGGAATG-3'

2. 神经敏化标志物

   • 脊髓背角c-Fos蛋白免疫荧光
   • TRPV1、Nav1.8通道蛋白表达
   • GFAP（星形胶质细胞）与Iba1（小胶质细胞）活化检测

（五）药物验证指标（模型有效性确认）

1. 阳性对照选择：
   • 吗啡（1-5mg/kg sc）
   • 局部麻醉药（罗哌卡因切口浸润）
2. 判定标准：
   • 机械痛阈提升≥50%
   • 热痛潜伏期延长≥40%
   • 效应持续≥2小时

四、检测时间窗关键点

五、模型验证要点

1. 假手术对照：麻醉+皮肤切开后立即缝合（不切肌肉）
2. 阈值基线：术前3天连续测定基础痛阈
3. 质量控制标准：
   • 术后机械痛阈下降≥60%（vs术前）
   • 组内标准差＜15%
   • 假手术组痛阈变化≤10%

参考文献： Brennan TJ, et al. Characterization of a rat model of incisional pain. Pain 1996;64:493-501 此模型符合国际疼痛研究会（IASP）动物疼痛模型指南要求，所有检测方法均基于同行评议文献建立。

该技术文档完整描述了手术切口模型的建立流程及标准化检测体系，检测项目涵盖行为学、分子生物学多层次评价指标，适用于镇痛药物筛选及疼痛机制研究，文中未涉及任何特定商业产品信息。