大鼠脊髓损伤后二次继发性损伤的发现及其治疗

摘要

在大多数国家，脊髓损伤(spinalcordinjurySCI)的年发生率为每百万20-40人，虽然预防措施已经启动，但这一指数并未有减小的迹象(Tator，Fehlings，1991；Profyrisetal.，2004)。脊髓外伤的主要原因是交通事故(45.4％)，少部分是高处坠落(16.8％)和运动损伤(16.3％)引起(Fernandezetal.，2006)，在我国因矿难事故而致SCI数也是惊人的。SCI往往导致患者终生残疾，造成社会和家庭的巨大痛苦及沉重负担。在脊髓损伤后有一由原发性损伤引发的继发性损伤，其所造成的损伤范围几倍于原发性损伤。因此，如何减轻继发性损伤是国际上多年来重点研究的课题。但至今除了在损伤8小时内给予大剂量甲基强的松龙一个方法有一定效果外，还没有其他比较公认的方法。 要寻找人类脊髓损伤的合理治疗方法，必须有一个标准化、高重复的动物模型。目前最常用的是美国纽约大学的大鼠撞击伤模型较好地模拟人类的SCI。但其高重复性还比较难达到。此外，为研究SCI病理变化的机制及治疗对策，还需要不同损伤范围的动物模型。为此，我们研制了一高重复、多用途的模型。首先从椎板去除术的手术方法上改进，改以往用咬骨钳反复咬除去除椎板，采用经椎弓根剪断方式去除椎板，保证了从脊髓最大横径处暴露脊髓；利用导管将撞击头可精确地预定在脊髓表面，在导管内用重物撞击撞击头，保证了撞击的可重复性。也可将重物直接放在脊髓表面，按设定的速度挤压脊髓。还设计了不同形状的撞击和挤压头。用窄扁挤压头，挤压重量20克，缓慢挤压T8节脊髓，共10例，在脊髓中线附近可见与脊髓纵行方向垂直的平均0.59±0.11mm宽的矩形损伤区。用直径与脊髓直径相等的撞击头，25克的重物，从2cm高度自由落下，造成脊髓撞击伤10例，见硬膜下弥漫性出血，脊髓出现明显水肿，并造成一近似于倒三角形与脊髓纵行方向垂直的损伤区，损伤区内充满坏死组织，在脊髓中线附近损伤区的最大损伤平均宽度为1.00±0.04mm。 在使用了此模型造成大鼠脊髓较小范围的挤压伤后，我们通过观察损伤后0h-4w的病理变化，发现损伤区范围进行性扩大的同时，在伤后48-72h之间的存在第二次继发性损伤。由于目前国际只认识到SCI继发性损伤是由原发性损伤引发的，因此治疗的对策主要集中于减轻原发性损伤对脊髓的致病作用，其有效窗口很窄。发现第二次继发性损伤，为治疗SCI后损伤提供了一个极好的机会。 针对48-72h时第二次继发性损伤的发现，我们利用挤压损伤模型，在损伤后24h通过尾静脉注射给药方式用藻酸双酯钠、疏血通分别进行治疗。在72h时，与未治疗组相比，藻酸双酯钠、疏血通治疗组损伤区内弥漫性出血消失；2w时，藻酸双酯钠损伤区面积与损伤区最大横径分别为1.09±0.34mm2、1.85±0.33mm，而疏血通治疗组分别为0.96±0.20mm2、1.84±0.40mm，与未治疗组相比较均有显著性差异(p＜0.01)，而且未形成明显空腔；免疫组织化学染色显示，与未治疗组相比经藻酸双酯钠、疏血通治疗后损伤区内NF阳性纤维明显增多。 在脊髓继发性损伤中，出血、缺血是其主要的病理变化，而且我们发现藻酸双酯钠、疏血通对脊髓二次继发性损伤有明显治疗作用，而它们主要作用就是保护血管、纠正缺血。为此我们观察了脊髓挤压伤后0h-4w损伤区血管变化情况，采用单宁酸-氯化铁灌注，结合HE、免疫组织化学方法复染方法，显示在损伤后24h内，损伤区内血管与神经细胞都广泛丢失，损伤后72h-1w，在没有星形胶质细胞出现的损伤区观察到新生血管逐渐增加，损伤2w后空腔逐渐形成，损伤区新生血管较前减少，但却与星形胶质的突起相互关联，而到4w时，空洞完全形成，新生血管与星形胶质的突起相互支持围绕空洞存在。 通过以上实验我们认为：1.多用途脊髓致伤仪可以建立重复性很高的大鼠挤压伤或撞击伤模型；2.在挤压伤模型中发现与证实了脊髓损伤后在48-72h之间存在二次的继发性损伤；3.藻酸双酯钠和疏血通对脊髓的二次继发性损伤有明显的治疗作用；4.单宁酸-氯化铁灌注染色方法是一种观察脊髓血管以及损伤后血管变化的有效方法，星形胶质细胞对损伤区内新生血管存活具有支持作用。 综上所述，建立的多用途脊髓致伤仪为观察脊髓脊髓损伤后病理变化以及实验性治疗奠定了基础，二次的继发性损伤发现使治疗时间窗延长，通过藻酸双酯钠和疏血通为临床及战伤治疗提供了实验依据，血液供应对脊髓损伤后修复至关重要。

目录

独创性声明及保护知识产权声明

缩略语表

文献回顾

实验一多用途致伤仪及高重复性大鼠脊髓损伤模型的建立

实验二大鼠脊髓继发性损伤病理变化的研究

实验三大鼠二次继发性脊髓损伤治疗的研究

实验四大鼠脊髓损伤后血管重新构建的研究

小 结

附 图

参考文献

附 录

个人简历

致 谢