本实验参照Feeney自由落体模型设计并适当改进，并使用不同程度的打击力制作大鼠脑外伤模型。该模型装置由撞杆、下落击锤和外周导管组成，具体制作步骤如下：
首先，将大鼠提前三天单独喂养，术前禁食八个小时。实验时，用3.6％水合氯醛以1ml每100g剂量腹腔内注射麻醉，俯卧位固定于脑立体定位仪支架上。然后，消毒皮肤，正中剪开，剥离骨膜，暴露右顶骨；用牙科钻在冠状缝后1.5mm，中线后2.5mm处钻一直径为5mm的骨窗，保持硬膜完整。
把撞杆放在硬膜上，在不同高度上分别使用10g砝码，进行撞击。通过调节撞击锤的质量和下落的高度来复制不同程度的脑皮质挫伤模型。在轻度损伤的情况下，这个模型类似于创伤性颅脑损伤的脑震荡而并不出现明显的挫伤或局灶性损害。如果进行更大力度的打击，这个模型就可以制造类似于临床见到的脑挫伤的局灶性损伤。
打击后，切口内滴注4万U硫酸庆大霉素4～5滴，骨蜡封闭骨窗，缝合头皮。在恒温烤箱旁护理。假手术组仅开颅窗后用骨蜡封闭，不施加打击。观察记录得分。接着，术后护理：术后将动物分笼饲养，自然光照、通风；并勤换清洁、干燥的饲养笼垫料，始终保持干燥；加强营养，喂食鸡蛋、葵花籽，将饲料、饮水置于动物可及范围；严密观察动物精神状态、饮食、排尿排便、有无肢体水肿压伤、有无泌尿系统血性分泌物等情况；腹腔注射青霉素10万U每次。每日2次；预防自残；预防肠梗阻。
自由落体脑外伤模型的优点是，本模型脑组织局部损伤重，多位于同侧大脑半球，非损伤区尤其是对侧半球无明显损伤。打击部位位于顶叶支配运动和躯体感觉的“后肢”区域，此区相对平坦且操作方便。该区受损后可产生损伤对侧肢体的神经功能障碍，如活动受限、行动迟缓等。此模型死亡率低，未发现低位脑干及延髓损伤，可能与作用力方向上的脑干压缩损伤少有关。该模型与临床脑外伤力学机制最相似，充分模拟临床局灶性创伤性脑损伤及脑水肿，对损伤机制、生物学效应及相关病生理药效学研究有重要价值。
