矽肺动物模型

矽肺动物模型实验动物的选择

 

矽肺实验动物模型一般采用体型较小的家兔、大鼠、小鼠等。

 

1、家兔

 

兔肺与人肺形态学上的不同在于：兔的胸膜相对较薄而且小叶间隔发育不良，甚至可能缺如。家兔具有个体较大，寿命较长，各种临床和病理改变易于观察。

 

与其他大型动物相比，在购买、饲养及造模成功率上，兔占优势。研究显示，与其他小型动物相比，兔肺高分辨率CT扫描可行，高分辨率CT，可清楚显示病变。

 

2、小鼠、大鼠

 

小鼠具有体型小，便于大批量饲养管理，生活周期短，取材便利等特点，是理想的实验性动物。但是由于小鼠生理条件的限制，非暴露式方法难于实现。国内外目前已趋向于使用鼠的开放式模型，为减少因手术感染而诱发细胞因子调控复杂性，手术过程应该在无菌条件下完成。大鼠体型相对较大，实验操作相对简单，大鼠的暴露法建立的模型已相对成熟。

 

 

矽肺动物模型动物造模方法

 

一、大鼠矽肺模型的建立

 

研究者常用二氧化硅（SiO2) 粉尘建立大鼠矽肺模型，常见的粉尘吸入方式是一次性气管灌注法和动式染尘。一般选用Wistar大鼠和SD大鼠。Wistar大鼠性情温顺，生长发育快，对传染病抵抗力强，故而常用; SD大鼠生长繁育快，大多用于安全性试验和营养与生长发育相关的实验研究，该品系对呼吸道疾病有较强的抵抗力。

 

1、一次性气管灌注法模型

 

一次性气管灌注法包括暴露法和非暴露法两种。

 

气管暴露法是将大鼠颈部皮肤切开后，注入二氧化硅（1 ml 50 mg /ml）混悬液，然后立即旋转大鼠使得混悬液均匀分布在左右两肺，并进行缝合。在饲养21d后处死。

 

优点：暴露法可以直接将矽尘混悬液注入肺内，大大增加了注射的准确性，提高了复制动物模型的成功率。

 

气管非暴露法是用内窥镜从口腔插入，找到气管开口，使得钝头插管伸至支气管分叉处一次性大剂量灌注矽尘悬浮液而建立的模型。

 

缺点：采用非暴露法研究者易将导管误插入食管内，从而降低造模成功率。

 

注意点：受试物二氧化硅结晶标准品处理方式的不同对动物模型复制成功与否有很大的影响。虽然非暴露法使用的受试物均是游离二氧化硅标准品，但仍需用玛瑙研钵充分研磨2h以上，使得粒径＜5μm的尘粒达90%以上，粉尘容易达到肺泡引起肺部纤维化，更容易建立矽肺动物模型。

 

2、动式染尘模型

 

动式染尘复制模型研究者使用固体粉尘染毒系统，可以控制系统内的温度、湿度、氧气浓度、粉尘流速、粉尘质量浓度等指标，动物可在自然呼吸状态下吸入粉尘，模仿了职业人群工作时的吸入状态。

 

优缺点：具有无创伤性、操作简单等优点，但是由于价格较高，操作过程复杂，尚未广泛使用。

 

两种方法的优缺点：基于一次性气管灌注法建立的模型都属于短期高剂量暴露，模型与人类实际矽肺发生的原理和机制不同，而基于动态粉尘吸入复杂的动物模型可以较好地模拟疾病的发生过程，但仍存在浓度波动大、模型终点不易确定、周期较长等不足。

 

二、小鼠矽肺动物模型

 

小鼠生理条件的限制，气管非暴露方法难于实现。故应用小鼠复制矽肺动物模型通常采用一次性暴露法和染尘柜染尘法。

 

1、一次性气管暴露法

 

采用一次性气管暴露法复制小鼠矽肺动物模型，文献报道的受试物剂量不尽相同。采用的剂量有0.1ml 5g/L的二氧化硅悬液、50μl (100000mg/L) 的二氧化硅悬液、0.1ml 40mg/ml的二氧化硅悬液、0.05ml 0.2g/kg的二氧化硅悬液。

 

选用的小鼠品系也不尽相同，有选用ICR小鼠和昆明小鼠、C57BL/6、Balb/c等。

 

注意点：目前一次性暴露滴注SiO2悬液复制小鼠矽肺动物模型的灌注剂量尚无好的选择，所以尚不能完整重复复制动物模型，需要进一步试验才能得到染尘浓度及时间。通过文献中近交系和远交系小鼠实验结果的比较，并未得到小鼠种系二氧化硅粉尘复制的矽肺模型。