1.7.1. Tiêu chuẩn lựa chọn các mơ hình động vật
Khi quyết định chọn lựa các lồi động vật cho một mơ hình thực nghiệm cụ thể cĩ một số tiêu chí cần được xem xét. Cần phải cĩ một thiết kế nghiên cứu hồn chỉnh trước khi lựa chọn các lồi động vật để sử dụng làm nghiên cứu. Theo như tác giả Schimandle và Boden [137] các tiêu chí để lựa chọn động vật thí nghiệm bao gồm: giá cả và điều kiện chăm sĩc, tính sẵn cĩ, sự chấp thuận của xã hội, khả năng của các lồi động vật sống được trong điều kiện nuơi nhốt và làm vệ sinh một cách dễ dàng. Các điều kiện nuơi nhốt và sử dụng động vật được kiểm sốt bởi Đạo luật Bảo vệ Động vật (Federal Animal Protection Act) áp dụng trong các nghiên cứu khoa học và các tiêu chí kiểm sốt cĩ thể thay đổi khác nhau giữa các quốc gia.
Các yêu cầu tối thiểu để sử dụng động vật trong nghiên cứu khoa học cần cĩ là các điều kiện nuơi dưỡng và chăm sĩc như kích thước chuồng trại, điều kiện ánh sáng, vệ sinh sàn nhà … và cần phải tuân thủ quy trình chăm sĩc khi tiến hành một nghiên cứu trên động vật. Các đặc điểm cụ thể sẽ thay đổi tùy theo từng lồi. Các tiêu chí khác bao gồm chi phí thấp để duy trì việc chăm sĩc, dễ dàng thao tác, khả năng chống nhiễm trùng và bệnh tật, tính đồng nhất giữa các động vật, đặc điểm sinh học tương tự như con người, dễ dàng phẫu thuật, sự tiện nghi và nhân viên hỗ trợ với một cơ sở dữ liệu về thơng tin sinh học đầy đủ cho các lồi. Ngồi ra, tuổi thọ của các lồi được
chọn phải phù hợp với thời gian nghiên cứu. Cụ thể hơn, đối với các nghiên cứu đánh giá sự tương tác giữa vật liệu – mơ sụn (chẳng hạn như cấu trúc vi mơ và thành phần của sụn) cũng như mơ hình ghép sụn và các đặc tính tái tạo sụn, điều này rất quan trọng vì các kết quả sau đĩ dùng để ngoại suy cho các trường hợp thực nghiệm trên người. Cuối cùng kích thước của động vật phải được xem xét để đảm bảo rằng phù hợp với số lượng và kích thước của mảnh ghép được lựa chọn [138]. Theo tác giả Hazzard và CS nhận xét rằng trong một lĩnh vực nghiên cứu, khơng cĩ mơ hình động vật duy nhất nào phù hợp cho tất cả các mục đích nghiên cứu, cũng như khơng cĩ một mơ hình động vật nào bị bỏ đi vì khơng phù hợp cho tất cả các mục đích nghiên cứu. Do đĩ, nhiều hệ thống mơ hình thực nghiệm là cần thiết để thiết lập một mơ hình nghiên cứu đa dạng phù hợp cho nhiều mục đích nghiên cứu khác nhau [70].
Riêng đối với lĩnh vực cơng nghệ mơ sụn, khi lựa chọn một mơ hình động vật ngồi việc tuân thủ các tiêu chuẩn chung để lựa chọn một lồi động vật phù hợp thì cần phải xem xét đến các tiêu chí cĩ liên quan đến tế bào cần cấy ghép, giá thể ghép và các yếu tố hoạt hĩa sinh học hỗ trợ sử dụng để nuơi cấy tế bào. Kích cỡ trung bình của các khiếm khuyết sụn của người là khoảng 550 mm3, và tổn thương sụn của người địi hỏi điều trị thường cĩ đường kính từ 10 mm trở lên [34]. Các mơ hình động vật gặm nhấm, động vật lưỡng cư và động vật nhỏ cĩ chi phí hiệu quả, dễ sử dụng và hữu ích cho các nghiên cứu thí điểm và nghiên cứu bằng chứng. Chuột và thỏ cĩ sẵn nên được sử dụng nhiều cho nghiên cứu thực nghiệm in vivo để đánh giá tiềm năng sửa chữa sụn của tế bào và mơ người. Các mơ hình động vật lớn với sụn khớp cứng hơn cho phép nghiên cứu cả độ dày từng phần và sửa chữa tồn bộ bề dày của sụn cũng như sửa chữa xương dưới sụn. Độ dày khớp và độ dày lớp sụn cho mơ hình chĩ, mèo và lợn nhỏ vẫn nhỏ hơn đáng kể so với con người. Việc sửa chữa và phục hồi các khiếm khuyết sụn và xương cĩ kích thước và thể tích tương đương với tổn thương của con người cĩ ý nghĩa lâm sàng cĩ thể được nghiên cứu trên mơ hình ngựa cho kết quả đáng tin cậy hơn. Đối với các mơ hình động vật lớn hơn cĩ thể gần tương đồng với tình trạng lâm sàng ở người, nhưng chúng cĩ những bất lợi về tài chính, chăm sĩc, theo dõi sau mổ ghép và thu nhận mảnh ghép sau đĩ rắc rối về mặt y đức hơn [34].
1.7.2. Mơ hình động vật thỏ để đánh giá vật liệu ghép tấm sụn cơng nghệ mơ
Thỏ là một trong những lồi động vật thường được sử dụng cho nhiều nghiên cứu yhọc đặc biệt là trong lĩnh vực xương khớp. Đĩ là do thỏ cĩ những thuận lợi nhất định trong việc xử lý và thao tác vì chúng cĩ khớp lớn hơn và cĩ kích thước tốt để dễ dàng tiến hành phẫu thuật và xử lý mẫu. Thỏ cĩ độ dày sụn khớp từ 0,25 mm-0,75 mm, và cĩ kích thước cơ thể thuận tiện cho việc phẫu thuật ghép và chăm sĩc sau ghép. Ngồi ra, cơ thể thỏ đạt đến sự trưởng thành của mơ sụn xương trong thời gian ngắn vào khoảng 6 tháng tuổi, điều này rất phù hợp để triển khai các nghiên cứu liên quan về xương khớp do khơng phải chờ đợi lâu để thu thập kết quả. Thỏ đã được sử dụng rộng rãi để đánh giá khả năng sửa chữa sụn trong các nghiên cứu kéo dài đến 16 tuần, mặc dù một số nghiên cứu trên thỏ kéo dài 1 năm đã được thực hiện [60], [99].
So với các lồi khác, chẳng hạn như các lồi linh trưởng và một số động vật gặm nhấm, ở thỏ cĩ sự thay đổi và đổi mới của mơ sụn nhanh hơn. Điều này cĩ thể gây ra các khĩ khăn để ngoại suy kết quả từ các nghiên cứu thực nghiệm trên thỏ để áp dụng các kết quả nghiên cứu trên người. Tuy nhiên, thỏ thường được sử dụng để sàng lọc vật liệu cấy ghép trước khi thử nghiệm trên mơ hình động vật lớn hơn.
Tĩm lại, rõ ràng là mỗi lồi động vật đều cĩ những ưu điểm, nhược điểm riêng của chúng để sử dụng phù hợp trên các mơ hình thực nghiệm. Thỏ là một mơ hình động vật được sử dụng phổ biến để chứng minh sự đáp ứng của mơ xương với vật liệu cấy ghép do các đặc điểm nổi bật của chúng như được sự đồng thuận của xã hội, chấp nhận về mặt y đức, tính kinh tế cũng như khả năng lây truyền bệnh từ động vật sang người là tương đối thấp ... Ngồi ra, đặc tính lành thương nhanh cũng là một ưu điểm làm cho chúng trở thành đối tượng sử dụng phổ biến trong các mơ hình động vật.