不同程度急性壓迫對兔頸2脊髓損傷影響的實驗研究.pdf

1、脊髓損傷(Spinal cord injury，SCI)中頸髓是最常見的損傷部位，以不完全損傷常見。頸髓損傷造成的感覺運動和大小便功能障礙等對人體的損害也是災(zāi)難性的，恢復(fù)的可能性較小。隨著社會的發(fā)展，急性、慢性脊髓損傷的患者逐年增加，相關(guān)的研究日趨引起研究者的重視。因而，對急性脊髓損傷的研究始終是脊柱外科的熱點。臨床上，椎骨骨折、椎間盤突出、脊柱結(jié)核及髓外腫瘤等都可以壓迫脊髓致頸椎管容積顯著減小而引起脊髓急性壓迫損傷。脊髓受壓后常引起脊

2、髓缺血，并由缺血引起神經(jīng)組織損傷。急性期病程發(fā)展迅速，數(shù)小時至數(shù)天內(nèi)受損脊髓的神經(jīng)功能便會消失，中樞神經(jīng)系統(tǒng)再生耗時長、難度大，各種并發(fā)癥造成的功能障礙大多無法恢復(fù)甚至死亡，給社會和家庭帶來沉重的負(fù)擔(dān)。雖然近些年治療脊髓損傷在干細(xì)胞移植、基因治療等方法上有一定前景，但治療效果仍然處于進(jìn)一步隨訪研究。
　　 研究表明，脊髓壓迫損傷包括原發(fā)性機(jī)械性損傷和繼發(fā)性損傷兩種。原發(fā)指由機(jī)械因素所致被動地組織缺損、撕裂和出血等病理變化，傷后短

3、時間內(nèi)立即出現(xiàn)(4h內(nèi))不可逆;繼發(fā)性損傷是在原發(fā)機(jī)械損傷后的一系列生化級聯(lián)反應(yīng)，數(shù)分鐘到數(shù)天內(nèi)啟動，逐漸形成可導(dǎo)致病變程度加重、范圍擴(kuò)大。原發(fā)性損傷的病理過程不可控制，而繼發(fā)性損傷則可以適當(dāng)干預(yù)。脊髓損傷結(jié)局更多取決于繼發(fā)性損傷的發(fā)展進(jìn)程。因此，在脊髓損傷治療的研究中主要側(cè)重于繼發(fā)性損傷的分子機(jī)制方面，如何對其發(fā)生機(jī)制進(jìn)行研究及給予有效的治療策略成為近些年相關(guān)學(xué)者關(guān)注的熱點。在脊髓繼發(fā)性損傷過程中，細(xì)胞凋亡發(fā)揮重要作用，少突膠質(zhì)細(xì)胞凋

4、亡可導(dǎo)致神經(jīng)纖維脫髓鞘病變。
　　 目前上頸髓急性壓迫損傷及其病理變化的臨床研究尚不充分，相關(guān)數(shù)據(jù)多見于臨床推測。臨床上，有時影像學(xué)表現(xiàn)脊髓受壓明顯卻神經(jīng)癥狀很輕或無神經(jīng)癥狀，亦有報告脊柱彎曲骨折脫位但卻無神經(jīng)癥狀，說明脊髓神經(jīng)組織有一定的耐受變形和壓力的能力，這與Steal的三分法原則相似，即正常成人寰樞椎椎管前后內(nèi)徑約為30.0mm，頸髓和齒突直徑各占約1/3，因此寰樞椎壓迫脊髓尚有一定的自由空隙，但什么程度時脊髓耐受壓迫變

5、形而不出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，即Steal三分法原則有前后移動10.0mm的“安全范圍”，是否超過此范圍就一定引起脊髓壓迫，其意義值得進(jìn)一步探討。胡念斌等報道當(dāng)脊髓亞急性受壓(36.5±8.82)％時術(shù)中脊髓的SSEP和術(shù)后脊髓形態(tài)學(xué)檢查與正常比較之沒有統(tǒng)計學(xué)意義。趙延寶等研究認(rèn)為頸髓向中線移位的距離在不超過脊髓本身的1/3是安全的。Penning等研究報道脊髓在慢性受壓時，椎管容積達(dá)到30％時才會出現(xiàn)臨床癥狀，但仍然有很多學(xué)者對這些參數(shù)的正

6、確性和靈敏度存在懷疑。頸2是上頸椎中的高位節(jié)段，此節(jié)段脊髓壓迫性損傷相關(guān)研究報道不多，且易引起死亡，研究困難。相關(guān)動物實驗?zāi)Ｐ鸵彩侨绱?，施加壓迫過重則模型立即死亡，壓迫較輕則無影響，不能達(dá)到預(yù)期實驗?zāi)繕?biāo)。因而，建立一種受傷機(jī)制與臨床相似，損傷強(qiáng)度易調(diào)控且具重復(fù)性的上頸髓急性壓迫動物模型，對頸髓損傷后的病理變化及治療用藥研究具有重要意義。對于實驗性脊髓損傷的動物模型評估方法主要包括運動功能評價、神經(jīng)電生理評價、組織學(xué)評價和影像學(xué)評價，有機(jī)

7、的結(jié)合起來四者可以確定脊髓損傷的程度，判斷動物模型恢復(fù)情況和治療效果。因此，我們通過對兔頸2椎體解剖數(shù)據(jù)研究及影像學(xué)測量，在皮層體感誘發(fā)電位的監(jiān)測下，建立兔頸2節(jié)段不同程度急性脊髓壓迫模型，通過對脊髓損傷后影像學(xué)、神經(jīng)電生理、改良Tarlov運動評分、組織形態(tài)學(xué)變化的觀察，分析其可能存在的相關(guān)性。為進(jìn)一步研究頸髓急性壓迫損傷功能異常與椎管容積的變化，研究有效治療方案提供判斷的指標(biāo);給篩選治療研究提供了依據(jù)，即何種程度壓迫模型樣本存在脊髓

8、損傷，何種程度損傷模型樣本病理變化可逆的，為藥物治療等基礎(chǔ)研究提供依據(jù)。
　　 目的：通過外科手術(shù)制備不同程度急性壓迫的兔頸2頸髓損傷實驗動物模型。觀察模型脊髓在受不同壓迫后早期影像學(xué)、神經(jīng)電生理、后肢運動功能變化和病理學(xué)改變，為進(jìn)一步研究頸髓急性壓迫損傷功能異常與椎管容積的變化奠定基礎(chǔ)。
　　 方法：對8只日本大耳兔做第2頸椎解剖學(xué)研究，測量頸2椎管矢狀徑、后壁和棘突后緣的距離。將32只日本大耳兔隨機(jī)分為4組，每組8只

9、。用10％水合氯醛腹腔注射麻醉(3～5ml/kg)，俯臥固定于有石膏床的兔臺上，以頸2為中心，剪毛備皮并連接體感誘發(fā)電位監(jiān)測儀，刺激電極和皮層記錄電極術(shù)中監(jiān)測皮層體感誘發(fā)電位(corticalsomatosensory evoked potentials，CSEP)，用0.5％碘伏消毒，鋪巾，后正中切口，逐層分離，無菌條件下顯露頸2棘突，手術(shù)刀分離頸2兩旁肌肉后顯露棘突，咬骨鉗咬除頸2棘突正中處達(dá)椎管后壁外側(cè)，此處攻口開窗，緩慢擰入特制

10、平頭不銹鋼螺釘施加壓迫，根據(jù)之前測得頸2解剖學(xué)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，各組擰進(jìn)椎管內(nèi)螺釘0mm（A組）、1.0mm（B組）、1.5mm(C組)、2.0mm（D組），致脊髓急性壓迫，觀察其不同受壓程度下影像學(xué)、神經(jīng)電生理及病理學(xué)的變化。術(shù)中全程皮層體感誘發(fā)電位監(jiān)測，如開窗后置釘前體感誘發(fā)電位提示脊髓受損，則排除;監(jiān)測術(shù)前、術(shù)中壓迫10min和術(shù)后24h神經(jīng)電生理波幅變化;術(shù)中擰入螺釘施加壓迫后10min，若測誘發(fā)電位波幅下降達(dá)50％水平，且3次監(jiān)測均

11、恒定，則判定為壓迫后脊髓損傷。術(shù)中術(shù)后給予補(bǔ)液，兔清醒后注意保暖，每8h擠尿一次，術(shù)后24h處死并切取受壓節(jié)段脊髓行TTC染色和組織病理學(xué)切片，處死前行影像學(xué)檢查和改良Tralov評分法行后肢運動評分。
　　 結(jié)果：影像學(xué)顯示:1.0mm壓迫組椎管侵占率為(23.21±0.02)％;1.5mm壓迫組椎管侵占率為(33.61±0.01)％;2.0mm壓迫組椎管侵占率為(46.57±0.02)％。病理學(xué)顯示:壓迫組神經(jīng)元細(xì)胞損傷數(shù)目

12、越多，白質(zhì)纖維脫髓鞘越重。0.0mm對照組顯示，光鏡下脊髓細(xì)胞及神經(jīng)纖維結(jié)構(gòu)正常、清晰完整、排列規(guī)律，可觀察到較多大小不等的尼氏體和被藍(lán)染的核仁，核膜清晰，核大而圓位于細(xì)胞中央，胞漿弱嗜酸性呈淡紅色，多有突起;灰白質(zhì)結(jié)構(gòu)正常，未見組織明顯出血、水腫等;1.0mm壓迫組光鏡下脊髓結(jié)構(gòu)基本正常，少量炎癥細(xì)胞浸潤，灰白質(zhì)均受累，中央管周圍少量灶性出血，可見部分神經(jīng)元胞體腫脹，體積增大;1.5mm壓迫組光鏡下脊髓內(nèi)大量炎性細(xì)胞浸潤，灰質(zhì)內(nèi)有較多

13、灶性出血，灰白質(zhì)水腫海綿樣，細(xì)胞周圍組織間隙增寬，明顯的脫髓鞘改變，并伴有神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的增多等改變;2.0衄壓迫組光鏡下灰質(zhì)內(nèi)有大面積出血灶，灰白質(zhì)水腫，并可見少量紅色神經(jīng)元，其神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞腫脹，部分核固縮、深染，胞質(zhì)呈深伊紅色。TTC結(jié)果示各組壓迫段及其前后節(jié)段均不同程度缺血，壓迫程度加重缺血面積增大，且壓迫后段有不同程度出血和組織壞死。其中:壓迫段缺血狀況最為嚴(yán)重，脊髓灰質(zhì)隨壓迫程度漸加重而大片蒼白改變;壓迫前段較對照A組呈現(xiàn)相對缺

14、血，B組有小塊蒼白區(qū)域出現(xiàn)，而C、D壓迫組則隨著壓迫程度加重出現(xiàn)大片蒼白改變;壓迫后段B、C組壓迫不僅有缺血狀況，D壓迫組還可見出血壞死的表現(xiàn)，染色后由于壞死組織脫落，在脊髓斷面上出現(xiàn)空洞。脊髓壓迫段及其相鄰節(jié)段的形態(tài)發(fā)生改變。術(shù)中頸髓施壓后皮層體感誘發(fā)電位示:B、C、D組脊髓損傷兔分別為1、5、8只，脊髓損傷樣本量與壓迫程度呈現(xiàn)同趨相關(guān)。改良Tralov評分示脊髓損傷兔均有行走緩慢、步態(tài)異常等運動功能障礙，其中2.0mm螺釘壓迫組最為