目的：由于它們的大小（~1mm），小鼠模型在繪制其關節表面的生物力學特性方面提出了重大挑戰。本研究的目的是確定是否可以使用自動壓痕技術來繪制小鼠膝關節表面的生物力學特性，并確定自發發展為骨關節炎的小鼠品系 (STR/ort) 的關節軟骨的早期改變（OA）在他們膝蓋的內側。

材料和方法：生物力學測量是在五只健康的 Balb/c 雄性（12-15 周齡）和五只年齡和性別匹配的 STR/ort 小鼠的左股骨髁和脛骨平臺上進行離體的，使用 3 軸機械配備多軸稱重傳感器的測試儀（Mach-1 v500css，Biomomentum，Laval）。使用直徑為 0.35 mm 的球形壓頭（1 秒內壓入 30 m，松弛 20 秒）進行壓痕測量（30-42/表面）。在進行生物力學測試后，將關節表面固定在 4% 多聚甲醛中進行組織學評估。報告的數據是壓痕深度為 10m 的結構剛度。為了比較健康和 OA 發育動物之間的結構剛度，每個關節表面分為 4 個區域，外側內側 (I)、內側內側 (II)、內側 (III) 和外側 (IV)。數據報告為每個這些區域的平均值 ± SE (n = 5)。通過方差分析進行統計分析。

結果：在健康動物中，10 m 壓痕深度處的結構剛度映射顯示出與大型動物相似的空間分布（圖 1 和 2，插入）。OA 和健康小鼠的內側髁外側和內側半部的結構剛度（圖 1）相似。OA 和健康小鼠的外側平臺剛度也沒有顯著差異。相比之下，OA 小鼠內側髁外半部的剛度 (5.9±0.7 N/mm) 顯著低于健康小鼠 (10.2±1.1 N/mm, ANOVA, p<0.05)。OA 小鼠外側髁突和外側平臺內半部的結構剛度低于健康小鼠（ANOVA，p<0.05）。

結論：本研究表明，這種自動壓痕技術可以繪制小鼠膝關節的生物力學特性。機械特性的映射顯示出與先前觀察到的較大物種（人類、綿羊和大鼠）相似的分布模式。在已知會在 STR/ort 應變中發生 OA 的部位識別出結構剛度較低的軟骨區域，表明該方法可用于識別和表征 OA 影響的關節表面。正在進行研究以通過組織學驗證受影響區域的軟骨質量。這些結果表明，壓痕映射可用于小鼠模型，以測試旨在抑制軟骨降解或改善其在 OA 或關節損傷后愈合的藥物的功效。