啮齿类动物闭合性稳定骨折的骨折装置设计与方案优化

该方法有助于解答骨骼生物学领域中的关键问题，例如哪些干预措施可促进骨折愈合。该技术的主要优势在于提供了一种简便的方法来确定参数，从而产生一致的骨折模型。为确定骨折部位，需对五只已实施安乐死的代表性动物的待骨折肢体股骨或胫骨进行X射线成像。

此处显示胫骨图像。在拟行骨折的肢体X光片上标记预期骨折位置。从跟骨-胫骨关节处测量至标记骨折位置的水平。

计算所有试验样本的平均骨折长度。在可调节骨折装置上，测量从一个支撑砧板外表面到剪切冲击中心的距离。将剪切冲击中心位置从骨折长度中减去，以计算骨折定位夹具深度（即 JD）。加工或 3D 打印一个 U 形槽，其高度和宽度与砧板相等，深度等于 JD。将样本置于骨折装置中，股骨骨折时采用俯卧位，胫骨骨折时采用仰卧位。

将足背压向骨折定位夹具的末端。手动下压铡刀装置直至肢体发生骨折。对骨折肢体进行X光摄片，以确认夹具尺寸及骨折位置。

为确定针的长度，需测量胫骨平台至外踝水平的肢体长度，适用于胫骨骨折。为确定针的直径，需测量骨折肢体的最小髓腔直径。选择针径约等于髓腔直径、且长度超过针长1.5倍的穿刺针。

对于一只14周大的C57黑六小鼠，胫骨和股骨分别使用的针头规格大致为27号、1又1/4英寸，以及22号、1又1/2英寸。可使用机械加工或3D打印方式制作一个量规，其长度等于针的总长度减去针头长度。该量规一端应设有凸缘，用于抵住针头的针座，另一端则用于标示针应被截断的位置。

使用电动剃毛器或脱毛膏去除非骨折试验样本从胫骨中段至股骨中段的腿部毛发，暴露膝关节。固定胫骨时，将针头经皮插入髌韧带外侧。将髌韧带向内侧牵开，并使针头尖端与胫骨轴线对齐。

采用扩髓动作，轻柔地穿透胫骨平台，并将针引导进入髓腔。接着，使用测量规进行扩髓，直至针的暴露部分与测量规的长度相等。然后将针回撤约三毫米，以便在测量规指示的水平位置留出足够的空间进行截针。

使用钢针切割器夹压钢针远端末端3毫米处，然后在标尺水平位置切断钢针。使用直径为针直径1.5倍的杆状物将钢针对齐至关节面。拍摄X线片以确认针贯穿肢体髓腔全长，且未从近端或远端突出。

为确定冲击深度，需在X光片上测量目标骨折位置处皮质骨的直径。使用骨折定位夹具将带有固定针的试样放置于骨折装置中。将冲击压头置于未受伤的肢体上。

切勿让冲头下落。在优化步骤中，骨骼应保持完整。对冲头施加足够的向下的力以压缩软组织，但不得使骨骼发生骨折。

调整撞击深度至皮层直径的75倍，以考虑软组织的影响。将下落高度设置为2厘米。通过将冲头连接至已激活的电磁铁，使其处于起始位置。

将试验肢体置于骨折装置中。将足背紧贴骨折定位夹具。短暂踩下脚踏开关以释放冲头，然后将其复位至起始位置。

对受冲击的试验肢体进行X线摄影，并检查是否存在骨折迹象。当使用较低速度并控制冲击深度时，骨折征象可能较为隐匿。若未产生骨折，将下落高度增加两厘米。

如果产生骨折，记录下落高度，并将其乘以 1.1。此结果即为新的下落高度。使用该新的下落高度对下一个试验肢体进行骨折处理。

继续该操作步骤，直至所有试验样本均发生断裂。记录最终的下落高度以及优化过程中的所有参数。记录试验样本的年龄、性别、基因型和体重。

使用可调节的骨折装置并优化参数后，简单横断骨折的制备效果显著改善。优化前组在58个样本中仅成功生成了27个简单横断骨折，成功率为46.55%；而优化后组的成功率则达到98.28%。

该技术问世后，提高了骨折造模研究中动物模型的严谨性和可重复性。在完成该操作步骤后，可进一步采用其他技术（如显微CT和组织学）来回答有关骨折形态的更多问题。