医用臭氧硬膜外腔注射对腰椎间盘突出症大鼠血液生化及神经微结构的影响

摘要

目的：臭氧(O zone，O3)又称三原子氧，是氧分子(Oxygen，O2)的同素异形体，具有仅次于氟的强氧化性。医用臭氧(Oxygen-Ozone，O2-O3)是以医用纯氧为原料制成的臭氧和氧气的混合物，可在气相条件下或溶解在水中发挥治疗作用，其有效成分是臭氧。近十几年来，西欧一些国家采用椎间盘内和椎旁间隙注射的方法治疗椎间盘突出症取得良好的疗效，国内多家单位也开展了此项治疗，但实验研究报道较少。臭氧作为一种强氧化剂，在治疗的同时对机体是否产生毒性作用，这引起了临床医务工作者的关注和重视，目前臭氧的最适注射剂量还没有确定。本研究首先建立一种腰椎间盘突出症的实验动物模型，然后从生化改变和神经微结构两方面观察不同浓度的医用臭氧硬膜外腔注射对腰椎间盘突出症大鼠的安全性和毒性作用，根据研究结果对临床合理用药提出建设性意见，为下一步研究奠定理论基础。 方法：成年雄性Wistar大鼠70只，体重300g左右，随机分为两组：正常组(A组)为10只，造模组(B组)为60只。造模经检测成功的大鼠又随机分为四组：造模对照组(BS组)穿刺后不注射臭氧或纯氧；造模纯氧组(BO2组)注射医用纯氧50μl；造模医用臭氧组(BO2-O340、BO2-O380组)分别注射40、80mg/L医用臭氧50 μl。腹腔注射1％氯胺酮50mg/kg麻醉，断尾、取尾椎髓核每个约10mg，取5个髓核与50 μl生理盐水制成混悬液备用。以L4～5棘突间隙为穿刺点A组硬膜外腔注射20 μl生理盐水和2％利多卡因30 μl。B组硬膜外腔注射20 μl自体髓核混悬液和2％利多卡因30 μl。造膜前1天及造模后3天和6天对其马尾神经传导速度进行观察。造膜后7天给予A组和B组腹腔注射1％氯胺酮50mg/kg麻醉，L4～5棘突间隙为穿刺点行硬膜外腔穿刺，先分别注射20 μl生理盐水和2％利多卡因30 μl。在原穿刺点对BO2组再注射医用纯氧50 μl；BO2-O340、BO2-O380组分别再注射40、80mg/L医用臭氧50μl。A组和BS组穿刺成功后0，1，4，24h，BO2组、BO2-O340及BO2-O380组于注射前、注射后1，4，24h采集血液1ml，分别测定超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase，SOD)活性及丙二醛(Malondialdehyde，MDA)浓度，并计算SOD与MDA的比值(SOD/MDA)。穿刺及注射臭氧24h取血后将大鼠麻醉进行灌注、处死，取腰神经根作微结构的观察(光镜、电镜)。结果： 1大鼠腰椎间盘突出症模型的建立：大鼠硬膜外腔移植自体髓核能使B组逐渐出现活动频繁、易激惹、马尾神经传导速度减慢，术后第6d最明显。B组术后3d、6d的MCV和SCV明显低于A组(P<0.05)，B组术后6d明显低于术后3d(P<0.05)。 2硬膜外腔注射医用臭氧对腰椎间盘突出症大鼠血清SOD、MDA含量及其比值的影响：(1)与A组比较，血清中SOD活性、MDA含量及其比值在BS组均显著降低(P<0.05)；(2)与BS组比较，血清中SOD活性在BO2-O340组注射后1h无明显变化，注射后4h与24h显著升高(P<0.05)，在BO2-O380组注射后1h及24h无明显变化，注射后4h显著升高(P<0.05)；MDA含量在BO2-O340组注射后1h无明显变化，注射后4h和24h均显著降低(P<0.05)，在BO2-O380组注射后1h及24h无明显变化，注射后4h显著升高(P<0.05)；SOD/MDA比值在BO2-O340组注射后1h无明显变化，注射4h和24h显著升高(P<0.05)。 3腰神经根微结构变化的观察：HE染色结果为A组神经纤维轴索、髓鞘结构正常，BS组神经根水肿，并有炎性细胞浸润，髓鞘变形，神经纤维出现脱髓鞘改变；与BS组比较，BO2、BO2-O340及BO2-O380组观测细胞数量、细胞形态等均无明显变化和差别。电镜下，A组神经纤维、髓鞘结构正常，BS组出现有髓神经纤维肿胀，分层、溶解、破裂、松解以及变性，髓鞘之间水肿、髓鞘疏松等改变；与BS组比较，BO2、BO2-O340和BO2-O380组在电镜观察下亦均无明显变化和差别。 结论： 1大鼠自体髓核移植后，感觉运动神经传导速度明显减慢，提示采用自体髓核移植建立腰椎间盘突出症模型成功。 2BS组血清中SOD活性低于A组，而MDA高于A组提示腰椎间盘突出症大鼠抗氧化能力下降。40mg/L和80mg/L的医用臭氧硬膜外腔注射后血清中的SOD有一定程度的升高作用，提示硬膜外腔注射医用臭氧可增强机体抗氧化能力，减少自由基的损伤。但80mg/L的医用臭氧注射后血清中的MDA含量有短暂升高提示随着剂量的增加(40-80mg/L)医用臭氧注射有潜在的毒性作用。 3大鼠硬膜外腔移植自体髓核能使腰神经根微结构产生明显改变进一步说明腰椎间盘突出症模型建立成功。 40mg/L和80mg/L的医用臭氧硬膜外腔注射后24h大鼠神经根(光镜、电镜水平)无明显的受损加重表现，说明腰椎间盘突出症大鼠硬膜外腔注射医用臭氧短期内是相对安全的，对于长期影响有待进一步研究。

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综述医用臭氧与疼痛临床

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