人工生物膜修复椎间盘纤维环的动物实验研究及疗效评估

摘要

目的:用不同方法处理椎间盘纤维环,观察人工生物膜对椎间盘纤维环缺损的修复作用,并通过生物力学测试、组织形态学及影像学技术评估其修复效果。腰椎间盘突出症目前已经成为多发病,手术治疗也是最主要的治疗方法,腰椎间盘切除术简单易行,对病人损伤小,痛苦少,安全性高,医疗成本也低,但椎间盘切除术仅对突出髓核做切摘,在切除髓核的同时,多对椎间盘纤维环进行更大范围的破坏,而不进行修补,故术后再次突出率较高,并且因手术对纤维环的破坏,部分病人会在术后出现短暂的下腰痛。故在进行椎间盘切除术时,对纤维环加以修复,降低术后复发及术后下腰痛发生率是很有必要的。近年来,随着可降解的生物合成材料及组织工程技术的飞速发展,人们对于纤维环修复及再生的研究也逐渐深入。回顾近10年对此课题的研究,纤维环修复、再生主要技术包括:外科手术直接缝合纤维环;细胞和基因治疗;组织工程支架技术;细胞和基因治疗与支架联合应用。目前纤维环修复及再生的困难存在以下几个方面,(1)缺乏合适的纤维环细胞培养基及诱导其增生分化成具有纤维环细胞形态及功能结构的纤维环细胞的细胞外环境;(2)选择合适的纤维环细胞培养及植入支架,其支架应当符合以下特点:A填充或修补纤维环缺损以抑制髓核突出;B、能固定于周围组织上[如终板或周围纤维环];C、能维持或复原脊柱运动节段的力学特点;D、既不刺激神经束膜也不与其粘连。(3)支架及植入组织必须有相应的良好的固定结构,且不影响局部结构。纤维环的修复及重建是解决脊柱退变性疾病及椎间盘摘除术后复发等一系列并发症的理想治疗策略。目前为止,我们的真正挑战是如何处理已受损的纤维环,纤维环修复与重建方法如何与临床应用相结合。本研究旨在探索修复纤维环的合适材料及方法,从而延缓椎间盘因手术而致的退变进程,提高腰椎间盘突出症的临床治疗满意率。
　　 方法:
　　 选用8只骨骼发育成熟的成年本地山羊,雌雄各4只,体重15-20公斤,2-3岁龄,分笼饲养,实验动物等级为一级,普通动物。积极准备后,禁食水24小时,肌肉注射药物全麻,在无菌手术条件下,经左侧腰背肌外缘斜行切口,将髂腰肌钝性分离,推至腹侧,暴露至后腹膜外,显露出L2-3、L3-4、L4-5椎间盘前外侧,然后将三个间盘随机设计按以下三种方法之一处理:1、暴露出椎间盘纤维环,不作任何处理;2、暴露出椎间盘纤维环后,将其切开,用人工生物膜填充缺口;3、暴露出椎间盘纤维环,尖刀将其切开,制造出5×10mm缺口,作为对照组。随后逐层缝合手术切口,术后每天肌注青霉素240万单位,连续注射4天。于术后第12天拆除切口缝线。术后12周空气栓塞处死所有实验动物后,收取所有实验动物的腰椎标本,处死前将所有动物随机分为1组(测试纤维环强度)和2组(组织学及影像学评估组织反应),处死后,完整取出所有动物的腰椎,1组随即测试其生物力学测试,即使用自制容量-压力测试装置进行容量-压力测试,评估其纤维环生物学强度。2组在取出标本后,随即以福尔马林溶液将其固定,常温下保存,依次进行MRI及组织学检查。MRI检查:对所得标本的矢状位及冠状位T1、T2加权像的扫描。组织学检查:将所取标本经椎间盘上、下缘横行切开,单独保存后,胶钙脱水后,去除椎间盘上下残存在骨质,将其蜡块包埋,后用leica-rm2125切片机切片,创光至约5um。每一间盘均切片两张,同时给予马松染色和HE染色,大体及光镜下观察椎间盘纤维环连续性及结构完整性。
　　 结果:
　　 人工生物膜修复组与单纯切开组,椎间盘纤维环完整性及生物强度均不如单纯暴露组,人工生物膜修复组优于单纯切开组,两者具有有显著的统计学差异,人工生物膜可以与椎间盘纤维环的胶原纤维良好融合。
　　 结论:
　　 人工生物膜可以对椎间盘纤维环缺口起到修复作用,可以使其生物力学强度恢复76.4％,人工生物膜可以促进椎间盘结构完整性的恢复。

目录

文摘

英文文摘

前言

材料与方法

结果

附图

附表

讨论

结论

参考文献

综述 纤维环修复与重建的研究现状及最新进展

致谢

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