可控轴向压力致兔腰椎间盘退变模型的建立及评价

[目的]建立可控轴向压力诱发的椎间盘退变动物模型并考察其特性.[方法]取4个月龄日本大白兔40只,将其随机分为5组(每组8只).采用基于横穿椎体的克氏针的自制加压装置,分别对2～4组动物腰椎间盘施加10 kg压力1、2、4周及8周,第1组作为假手术对照组.Thompson分级法及兔腰椎间盘磁共振(MRI)评价退变程度,HE染色及Ⅰ、Ⅱ型胶原免疫组化染色考察其组织学改变.另外构建纤维环损伤致兔腰椎间盘退变模型,并对标本行HE染色以供比较.[结果]①Thompson分级:第2组7只均为Ⅱ级,第3组6只Ⅲ级,第4组5只为Ⅳ级,第5组4只动物退变程度达到V级.②MRI评分显示,第2组椎间盘以轻度退变为主;第3组椎间盘主要为中度退变.第4组、第5组则以重度退变为主.③HE染色显示,该模型椎间盘各区域的退变情况较纤维环损伤模型更为均匀.④免疫组化染色显示,退变过程中椎间盘基质成分退化的趋势与人体相符.[结论]可控轴向压力致兔腰椎间盘退变模型可以高效诱发椎间盘退变,尤其在轻、中度椎间盘退变方面具有优势.该模型可供深入研究,并用于椎间盘退变的治疗研究.     

大鼠尾椎间盘退变造模器械的研发与应用

目的:研制一种简便、微创、针刺深度可控的大鼠椎间盘退变模型的造模器械。方法 :自行设计一种新型针刺大鼠尾椎间盘退变的造模器械,由C型套环和针筒两部分构成。取3月龄雄性SD大鼠20只,分为针刺组(10只)和对照组(10只),将造模器械的C型套环套在鼠尾上,用21G针对针刺组的大鼠尾椎Co6/7、Co8/9椎间盘分别行横贯(10mm)和半横贯穿刺(5mm);对照组大鼠尾椎无任何处理。造模前和造模后4周时对两组大鼠的尾部行X线片和MRI检查,在X线片上测量椎间盘高度,计算目标椎间盘高度指数(DHI)比;在MRI T2像上采用Pfirrmann评分评价目标椎间盘退变情况。再处死大鼠取目标椎间盘固定切片后行番红O染色,观察椎间盘退变情况;对非针刺节段尾椎间盘内注射造影剂(碘海醇)后,X线下显影并用针抽吸髓核组织。结果:造模过程中大鼠无死亡,术后无感染等并发症。向大鼠椎间盘注射碘海醇后造影显影良好,可以抽取一定量的髓核组织。造模后4周,针刺组Co6/7和Co8/9的DHI比分别为0.65±0.07和0.73±0.09、Pfirrmann退变评分分别为4.3±0.82和3.5±0.71分,对照组分别为0.98±0.02和0.97±0.02、1.1±0.32分和1.1±0.32分,两组同节段比较均有显著性差异(P0.05),针刺组两个节段间比较有显著性差异(P0.05),对照组两个节段间比较无显著性差异(P0.05)。番红O染色针刺组Co6/7髓核消失,与纤维环界限不清,终板骨化;针刺组Co8/9穿刺侧髓核和纤维结构紊乱,另一侧髓核与纤维环较完整;对照组Co6/7和Co8/9髓核、纤维环和终板形状完整,结构清晰。结论:造模器械穿刺可以成功建立大鼠尾椎间盘退变模型,且横贯穿刺较半横贯穿刺椎间盘退变重;利用该造模器械可以向椎间盘内注射造影剂或药物,抽取髓核。     

动静力失衡对大鼠颈椎不同节段椎间盘退变影响的显微CT形态学和组织学研究

目的:评价大鼠动静力失衡颈椎退变模型对C4～C7各节段终板磨损面积、椎间高度和椎间盘退变的影响,并分析终板磨损面积和椎间高度与椎间盘退变的相关性.方法:24只3月龄雌性SD大鼠随机分为模型组(14只)和对照组(10只).对照组仅做皮肤切口;模型组大鼠横向切断颈背部肌肉以及韧带,制作大鼠动静力失衡颈椎退变模型.术后12周、18周、24周分三次取大鼠颈椎标本.标本取材后进行显微CT扫描以及番红O快绿染色.测量C4/5、C5/6、C6/7各个节段椎间高度,计算上述三个节段的终板磨损比例,并对椎间盘退变程度进行评分.应用SPSS 13.0比较不同组相同节段椎间盘的终板磨损率,椎间高度和退变评分,并分析终板磨损率与椎间盘退变之间的相关性.结果:显微CT扫描发现模型组术后12周各个节段软骨终板均出现明显的磨损,磨损主要位于终板的腹侧.颈椎节段越高,磨损程度越轻.术后18周、24周,模型组C5/6、C6/7软骨终板磨损比例明显大于对照组,有统计学意义(P＜0.05).术后各个时间点,模型组不同节段终板磨损率情况不同,其中C6/7节段明显大于C4/5节段(P＜0.05).组织学切片显示,软骨终板的形态学改变早期以磨损为主,晚期则出现了大量钙化.术后12周,模型组C5/6、C6/7椎间高度明显低于对照组,术后18周、24周时高度进一步下降.术后12周,模型组的各节段椎间盘退变评分明显高于对照组(P＜0.05).术后24周时,模型组C4/5退变评分为11.5±1.0分,C5/6为11.8±1.0分,C6/7为12.8±0.8分.不同节段椎间盘退变评分差异有显著性(P＜0.05),其中C6/7椎间盘退变评分最高,明显大于C4/5、C5/6节段(P＜0.05).相关分析显示:终板磨损比例与椎间盘高度、椎间盘退变评分具有明显的相关性.结论:在大鼠动静力失衡颈椎退变模型中C6/7终板磨损比例较大,椎间盘高度降低出现较早,组织学上椎间盘退变程度也较严重,是该模型椎间盘退变的主要节段.软骨终板的形态学改变与椎间高度的降低和椎间盘退变程度有明显的相关性.     

大鼠腰椎间盘针刺退变模型的建立

[目的]建立大鼠腰椎间盘针刺退变模型并进行MRI和组织学观察。[方法]Sprague-Dawley大鼠32只,20只进行腰椎间盘纤维环厚度测量,确定针刺深度;12只经腹膜手术,L3、4、L4、5、L5、6椎间盘使用21G针分别行纤维环部分针刺或全层针刺,L6S1椎间盘作为对照,术前及术后4、8周行MRI检查,然后处死,椎间盘行HE染色。[结果]测量大鼠腰椎间盘纤维环厚度后,确定适用于L3、4、L4、5、L5、6、L6S1椎间盘纤维环部分针刺深度为1.5mm,纤维环全层针刺深度为2.3mm。MRI检查在纤维环全层针刺4周,部分针刺8周后的椎间盘信号强度显著降低。组织学检查发现纤维环全层针刺和部分针刺椎间盘4周时都发生退变,而纤维环全层针刺退变较严重。[结果]纤维环部分针刺或全层针刺方法可以成功建立大鼠腰椎间盘退变模型,方法可靠、有效、重复性好。     

大鼠正常与退变性髓核突出导致神经根性疼痛的对比研究

目的探讨正常与退变髓核突出对大鼠疼痛阈值以及背根神经节中TNF-α表达的影响,研究椎间盘退变与神经根性疼痛之间的关系。方法72只大鼠随机分为4组:正常对照组(n=18)、假手术组(n=19)、正常髓核(N-NP)组(n=16)和退变髓核(P-NP)组(n=19)。对P-NP组大鼠利用尾椎椎间盘纤维环穿刺的方法建立椎间盘退变模型。分别取出N-NP组和P-NP组大鼠自体的正常髓核与退变髓核组织,置于手术显露后的腰5左侧神经根处,建立髓核突出致神经根性疼痛动物模型。采用行为学测试的方法分别观察各组大鼠术前1天,术后1、4、7、10、14、21天机械刺激阈值与热刺激阈值的变化;采用免疫组化方法分别检测术后第4、14天各组大鼠背根神经节中TNF-α的表达。结果行尾椎间盘纤维环穿刺后2周,组织学与MRI检查均证实椎间盘组织发生明显退变。对照组和假手术组动物未出现明显的痛觉过敏现象,N-NP组和P-NP组大鼠机械性刺激阈值均显著下降,该痛觉过敏现象持续至术后2周消失;与正常髓核组织相比,退变髓核所致机械性刺激阈值下降程度更为严重。各实验组均未发生热刺激阈值的规律性变化。术后第4、14天对照组和假手术组背根神经节中未见TNF-α明显表达,而正常及退变髓核组TNF-α表达量均显著升高。结论大鼠尾椎纤维环穿刺是建立大鼠椎间盘退变模型的一种有效方法。与正常髓核组织相比,发生退变的髓核组织可导致神经根性疼痛的加重,提示椎间盘退变过程中释放的炎症因子在疼痛的发生机制中可能起到了重要作用。     

压力可控型椎间盘退变模型的建立及相关研究

[目的]建立压力可控型椎间盘退变模型并进行相关研究.[方法]80只成年大鼠随机分为A、B、C、D 4组,分别模拟人类在站立(A组)、坐位直立(B组)、坐位前屈(C组)3种状态下椎间盘内的压力情况,应用恒定加压装置对第9、10尾椎加压,D组为对照组(一般人椎间盘面积为1 250 mm3,大白鼠为2.8 mm2,人在站立位时椎间盘内压力为500 N,坐位为750 N,坐位前屈为1 350 N,换算成大白鼠椎间盘的压力分别是1.12 N,1.68 N,3.08 N).A、B、C组每日加压4 h,对照组仅在尾椎穿针,不加压;4组分别在7、14 d后取标本进行组织学观察,应用免疫组化和阿利新蓝分析测量胶原纤维(Ⅱ型)和蛋白多糖含量,观察椎间盘退变情况.[结果](1)A组、D组类似,椎间盘组织形态、基质胶原和PG含量和成分无明显变化;(2)C组椎间盘发生软骨细胞变性、坏死,髓核皱缩,纤维环胶原纤维变性、排列紊乱,软骨终板钙化、断裂,胶原纤维排列紊乱等组织形态学改变.髓核和软骨终板中PG总量和Ⅱ型胶原表达下降(P<0.05);(3)B组14 d时形态学未观察到软骨细胞坏死等退变表现,但Ⅱ型胶原以及PG含量比对照组明显减少(P<0.05),退变程度较C组轻.[结论]应用恒定加压装置模拟人类脊柱坐位前屈压力加压大鼠尾椎可迅速建立大鼠椎间盘退变模型.     

人工髓核柔性稳定系统对犬邻近颈椎间盘影响的实验研究

目的：比较人工髓核柔性稳定一体化系统与钢板内固定系统置入对犬施术节段邻近颈椎间盘退变的影响。方法：选择健康杂种犬23只,雌雄不限,犬龄1.5～2.5岁,体重20.0～30.0kg。预实验组5只,测量犬颈椎间盘压力正常参考值。18只实验用犬随机分为人工髓核柔性稳定组（A组,9只）及钢板内固定组（B组,9只）,均经前路行C3/4椎间盘摘除、内置物置入手术。术中测量邻近颈椎间盘（C4/5）压力,并计算施术前后C4/5椎间盘压力差作为撑开压力,t检验比较A、B组间压力差有无显著性差异。术后6个月处死动物,行影像学（Pearce标准）及组织学观察,评价邻近上位颈椎间盘（C2/3）退变程度。结果：A、B组间施术前后邻近颈椎间盘（C4/5）压力差无显著性差异（P〉0.05）。术后6个月,B组动力位X线片发现C2/3有失稳表现者4例（44.4%）。MRIT2加权像C2/3椎间盘Pearce分级A组（平均1.78级）低于B组（平均3.22级）;A组C2/3椎间盘退变组织学分级（平均1.56级）亦低于B组（平均2.78级）,且差异均有显著性（P〈0.05）。各组内撑开压力与椎间盘退变分级呈正相关（P〈0.05）。结论：过高的撑开压力易导致犬施术节段邻近颈椎间盘退变,应用人工髓核柔性稳定系统较钢板固定可以有效防止邻近节段的退变。     

腰椎间盘退变动物模型的建立及影像学改变

目的建立腰椎间盘退变的动物模型。方法取新西兰大白兔6只,采用腹膜后入路进行腰椎手术,L3/L4椎间盘作为对照椎间盘;L4/L5椎间盘作为假手术椎间盘,只进行暴露;L5/L6椎间盘作为处理椎间盘,手术暴露后用24 G针头从椎间盘的前外侧针刺3次。4周后通过X线片观察针刺损伤对椎间盘高度的影响,通过MRI观察椎间盘在针刺损伤后退变的程度。结果腹膜后入路可以很好的显露新西兰大白兔腰椎间盘,所有动物均成活至术后4周,统计学分析说明针刺、手术暴露以及对照对术后4周椎间盘高度、MRI的T2加权信号强度的影响不同。用Newman-Keuls法对3样本均数两两比较结果显示：L3/L4与L4/L5之间的均数比较P〉0.05;L3/L4和L5/L6之间的均数比较P〈0.01;L4/L5和L5/L6之间的均数比较P〈0.01。结论术后4周针刺损伤实验动物椎间盘可以造成椎间盘高度、MRI的T2加权信号强度的降低,具有统计学意义。椎间盘损伤是造成椎间盘退变的原因之一。     

大鼠尾椎间盘退变不同时期Hippo信号差异性研究

目的:探讨纤维环穿刺诱导的不同时期大鼠尾椎椎间盘退变过程中Hippo信号通路的表达变化。方法:SD雄性大鼠共60只,随机分为三组:未行尾椎纤维环穿刺的20例作为对照组(A组);40只大鼠进行尾椎纤维环穿刺,构建椎间盘退变动物模型,术后4周(B组,20只)和术后3个月(C组,20只)为实验组,术后4周和3个月行尾椎X线、MRI和病理学HE染色观察,评估上述三组椎间盘退变状况;免疫组化染色检测椎间盘髓核组织内Hippo信号通路下游因子Yes相关蛋白(Yes-associated protein,YAP)、磷酸化Yes相关蛋白(phosphorylat Yes-associated protein,p-YAP)和富半胱氨酸蛋白61 (cysteine-rich angiogenic inducer 61,CYR61)表达情况,分析早期和后期椎间盘退变Hippo信号通路表达变化情况。结果:与A组相比,B和C两组椎间盘纤维环穿刺术后椎间盘高度明显丢失(P0.05),MRI T2像灰度值增加(P0.05),表明椎间盘已经发生退变。且与A组(2.44±0.17)相比,B、C两组椎间盘退变病理学分级评分(4.33±0.23、4.22±0.22)显著增加(P0.05);p-YAP免疫组化和蛋白印迹检测显示B组表达相对减少,在A组中表达稍高,B和C组间p-YAP的表达具有显著性差异(0.33±0.02 vs 0.99±0.11,P0.05),而B组和A组(0.56±0.05)相比较无明显差异(P0.05);YAP在B组表达明显增高,而在C组表达明显减少,与B组相比YAP表达具有显著性差异(P0.05)。但是,与YAP表达不一致的是下游靶基因CYR61在B组中呈低表达,且与C组相比差异无统计学意义(P0.05)。结论:Hippo信号通路参与不同时期椎间盘退变的发生发展,在维持椎间盘内稳态中起重要作用。     

颈椎矢状力线和颈椎间盘退变的关系

[目的]探讨T_1倾斜角等颈椎矢状力线和颈椎间盘退变的关系。[方法]回顾分析2016年8月～2017年8月60例颈椎退行性疾病患者,其中男25例,女35例,年龄51～68岁,平均(61.00±5.30)岁,病程5～13个月,平均(9.60±2.55)个月。所有患者拍摄颈椎侧位X线片以及颈椎MR,依据Pfirrmann分级评定椎间盘退变;测量矢状面位移(SVA)、颈椎前凸角(CL)、颈倾斜角(NT)、胸廓入射角(TIA)、T_1倾斜角(T_1S)。[结果] 60例患者中按T_1S测量结果分为T_1S<25°组27例,T_1S≥25°组33例, T_1S<25°组C_(5/6)和C_(6/7)节段的颈椎椎间盘退变Pfirrmann评级显著大于T_1S≥25°组,差异有统计学意义(P<0.05)。T_1S与C_(5/6)椎间盘退变分级呈负相关(R=-0.590,P<0.05),与C_(6/7)椎间盘退变分级呈负相关(R=-0.794, P<0.05)。60例患者按椎间盘退变Pfirrmann评分分为两组,≤15分25例,>15分35例,两组间TIA、T_1S和NT的差异无统计学意义(P>0.05)。≤15分组的CL显著大于>15分组,差异有统计学意义(P<0.05)。≤15分组的C_(2-7)SVA显著小于>15分组,差异有统计学意义(P<0.05),CL与Pfirrmann分级呈负相关(R=-0.865,P<0.05),C_(2～7)SVA与Pfirrmann分级呈正相关(R=0.791,P<0.05)。[结论]颈椎矢状力线与颈椎椎间盘退变相关,CL与椎间盘退变呈负相关,C_(2-7)SVA与椎间盘退变呈正相关,T_1S与C_(5/6)、C_(6/7)椎间盘退变呈现负相关。     

腰椎椎间隙高度与上位椎体高度的比值与椎间盘退行性变Pfirrmann分级的相关性

目的 探讨腰椎椎间隙高度与上位椎体高度的比值与椎间盘退行性变程度之间的关系,为腰椎椎间盘退行性疾病的诊断和治疗提供客观准确的依据。方法 回顾性分析2019年1月—2019年6月来本院就诊的61例腰椎椎间盘退行性变患者临床资料。在腰椎侧位X线片上测量腰椎椎间隙及相应上位椎体的高度,并计算椎间隙高度与上位椎体高度的比值;在腰椎矢状位MRI上评估腰椎椎间盘退行性变Pfirrmann分级;比较不同Pfirrmann分级椎间盘的椎间隙高度与上位椎体高度比值的差异,并采用Spearman相关分析研究椎间隙高度与上位椎体高度比值与相应节段椎间盘Pfirrmann分级之间的相关性。结果 除L₁/L₂节段,其余各节段椎间隙高度与上位椎体高度比值均随着Pfirrmann分级增加而逐渐减小,差异均有统计学意义（P < 0.05）。相同Pfirrmann分级的不同节段椎间盘之间椎间隙高度与上位椎体高度比值差异无统计学意义（P > 0.05）。Spearman相关分析结果显示,L₂/L₃、L₃/L₄、L₄/L₅、L₅/S₁节段Pfirrmann分级与椎间隙高度与上位椎体高度比值呈负相关（r =-0.568,P < 0.05）。结论 临床上测量L₂/L₃、L₃/L₄、L₄/L₅、L₅/S₁节段椎间隙高度与上位椎体高度比值对腰椎椎间盘退行性疾病的诊断可能具有重要意义。     

Stable mechanical environments created by a low-tension traction device is beneficial for the regeneration and repair of degenerated intervertebral discs

BACKGROUNDBy blocking the cascade of reactions leading to intervertebral disc degeneration through immobilization-traction, a delay in intervertebral disc degeneration and its regeneration, to some extent, has been observed. However, the precise balance of regulation of the microenvironment of intervertebral disc biomechanics and coordination of the complex spatiotemporal reconstruction of the extracellular matrix have not yet been solved, and clinical results are far from successful.PURPOSEIn the present study, a mechanical degeneration model was constructed to evaluate the possibility and effectiveness of disc regeneration or repair through low-tension traction of degenerated discs so as to provide basic biomechanical information for clinical optimization of the traction device and to establish traction parameters for prevention and treatment of disc degeneration.STUDY DESIGNA macro-, micro-, and nano-level structural analysis of degenerative discs of rat tail before and after controlled traction.METHODSSix-month-old male Sprague-Dawley rats were randomly divided into seven groups: Group A: control group (instrumented with Kirschner [K]-wires only); Group B: Model group (caudal vertebrae immobilized using a custom-made external device to fix four caudal vertebrae [Co7−Co10], while Co8−Co9 vertebrae underwent 4 weeks of compression to induce disc degeneration); Group C: experimental control group (devices removed after the 4 week compression described in Group B, and recovered by themselves for 4 weeks). The remaining four groups represented intervention groups (Groups D and F: Co8−Co9 vertebrae compressed for 4 weeks followed by 2 or 4 weeks of in situ traction, respectively; Groups E and G: vertebrae compressed for 4 weeks followed by 2 or 4 weeks of excessive traction, respectively). X-ray and magnetic resonance imaging were performed at each time point to measure disc height and T2 signal intensity. At the end of the experiment, the animals were euthanized and tail vertebrae harvested for analysis of intervertebral disc histopathology, proteoglycan content, elastic modulus of fibers of the annulus fibrosus (AF) and nucleus pulposus (NP), and microstructure of the bony end plate.RESULTSAfter 2 to 4 weeks of continuous traction (in situ and excessive traction), the Co8–Co9 intervertebral disc space of rats in Groups D to G increased significantly compared with Groups B and C (p < .05). In addition, signs of tissue regeneration were apparent in all four intervention groups (D–G). In addition, histologic scores of the intervention groups (D–G) were significantly lower than those in the model and experimental control groups (Groups B and C, respectively), although no significant difference was found between those four groups. Compared with the model group (Group B), total proteoglycan content of the NP in the intervention groups (D–G) increased significantly (p < .05). After 2 to 4 weeks of intervention (in situ and excessive traction), the morphology of pores in the bony end plate, their number, and the diameter had recovered significantly compared with those in Group B. The in situ traction group was superior to the excessive traction group, and 4 weeks in situ group significantly superior to the 2 weeks group. In all intervention groups, in both the inner and outer AF, mean fibril diameter decreased significantly (p < .05), although they remained larger in the excessive traction group than that in the in situ traction group. Consistent with trend in collagen fiber diameter, the outer AF was stiffer than the inner, and the modulus of the AF in each intervention group not significantly different from that of the control group (Group A) except Group C. However, within the NP, the variation in trend in diameter and modulus of collagen fibers was essentially inconsistent with that of the AF.CONCLUSIONSDegenerated discs exhibit greater reconstruction after low tension traction. It is clear that the intervertebral disc mechanical microenvironment depends to a greater extent on low-tension traction than high-tension traction.     

基于有限元模型研究椎骨错缝对颈椎病患者关节应力的影响

目的：应用颈椎三维有限元模型,探讨颈椎＂椎骨错缝＂对颈椎病患者关节和椎间盘应力的影响。方法：选取颈椎病患者,通过颈椎动静态触诊和X线判定发生＂椎骨错缝＂的患者1例（男,28岁）,CT扫描C1-C7（层厚0.75mm）,基于CT数据,应用特定三维有限元分析软件对椎骨错缝节段（C4-C6）进行三维有限元模型创建,基于本模型应用软件模拟临床手法矫正＂错缝椎骨＂C5,然后应用有限元分析软件计算和分析这一形变过程关节突关节和椎间盘的应力变化。结果：错缝节段C5对相邻节段C4,5、C5,6的椎间盘和关节突关节的应力均发生改变,且C5,6椎间盘和关节突关节的应力均明显大于C4,5椎间盘和关节突关节受到的应力。结论：＂椎骨错缝＂后易引起相应关节突关节和椎间盘的异常应力,而手法矫正＂椎骨错缝＂能有效改善异常应力分布。     

Association and histological characteristics of endplate injury and intervertebral disc degeneration in a rat model

IntroductionThe purpose of this study was to construct a rat caudal vertebral body fracture model and to analyze the association and histological characteristics of vertebral body fracture with endplate injury and adjacent intervertebral disc degeneration.Materials and methodsThis study included 144 clean-grade male Sprague-Dawley rats, which were randomly divided into a control, middle vertebral body injury (MI), and endplate injury (EI) groups. A vertebral body fracture with or without endplate injury was developed by either drilling a hole in the middle of a rat caudal vertebral body to create a fracture with an intact endplate or drilling a hole in the vertebral body near the intervertebral disc to create a vertebral body fracture with endplate injury. The histological differences in the adjacent intervertebral discs of vertebral body fractures with or without endplate injury were detected using imaging, non-specific histological staining, immunohistochemistry and TUNEL assay.ResultsImaging results revealed that the EI group showed a significant decrease in intervertebral space height and intervertebral disc T2 signal over time. Non-specific histological staining revealed that in the EI group, the intervertebral disc was degenerative. Immunohistochemistry indicated that Aggrecan and Collagen-II were decreased and inflammatory factors were increased in the EI group. The TUNEL detection found that apoptosis was significantly increased in the EI group as compared with the MI and control groups.ConclusionIn rat caudal vertebral body fractures, a fracture with endplate injury is more likely to induce or accelerate degeneration of adjacent intervertebral discs.     

三维平衡正脊手法治疗神经根型颈椎病的有限元分析

目的:探讨"三维平衡正脊"手法治疗神经根型颈椎病(cervical spondylotic radiculopathy,CSR)的生物力学特点。方法:将1例CSR患者行"三维平衡正脊"手法治疗,并在治疗过程中运用力学检测系统监测手法过程中的力学变化。利用螺旋CT对患者颈部进行断层扫描获取DICOM数据,依次运用Mimics软件、Geomagic Studio软件、ANSYS Workbench软件建立神经根型颈椎病三维有限元模型;模拟加载"三维平衡正脊"手法,将各部分力学参数代入有限元模型,运用ANSYS软件进行有限元分析,研究"三维平衡正脊"作用下患者的椎体、椎间盘的内部应力变化及位移变形情况。结果:建立的CSR患者C_3-C_7有限元模型包括5节椎体、4节椎间盘、3种韧带,涉及153 471个节点,64 978个单元。手法完全加载后,C_3-C_7椎体应力部位主要在C_5棘突前部及根部、椎弓及二者联合处,最大应力达到17.781 MPa;变形部位主要集中在C_3椎体关节突、横突前部,以及C_4椎体上关节突、横突,C5椎体关节突。C_3-C_7椎间盘应力主要分布于C_(3,4)椎间盘前部及C_(4,5)、C_(5,6)髓核部;位移情况扩展到C_(3,4)髓核中后部,C_(4,5)、C_(5,6)髓核周围及颈间盘前部。结论:C_3-C_7神经根型颈椎病患者三维有限元模型的建立较能真实地模拟颈椎几何形态及材料属性,亦较准确地反映颈椎的生物力学特性,验证"三维平衡正脊"手法对CSR的内在作用机制,证明治疗的安全性及成效性,指导更规范的手法操作,避免医疗事故的发生。     

国人颈椎椎间盘解剖参数与常用人工椎间盘尺寸的比较

目的　分析临床上常用的人工椎间盘尺寸是否与国人颈椎椎体解剖尺寸相匹配,并据此提出适合国人的人工颈椎椎间盘设计方案。方法利用CT测量138例国内患者C_(2～7)椎体的相关解剖学数据(椎体终板前后径、横径,椎间隙高度,矢状角大小),并分别与4种常用人工椎间盘(Bryan、Prestige LP、Discover、Prodisc-C)的尺寸进行比较,分析人工椎间盘的尺寸是否与各个椎间隙尺寸相匹配,并计算不匹配率。结果 4种常用人工椎间盘中,在椎体终板前后径上与国人颈椎椎体解剖尺寸的不匹配率为15.22%(C_3/C_4节段,Prestige LP、Prodisc-C)至57.61%(C_6/C_7节段,Discover);在横径上的不匹配率为24.28%(C_3/C_4节段,Prodisc-C、Prestige LP)至94.93%(C_6/C_7节段,Bryan)。所有患者中,19.71%的椎体终板前后径大于最大人工椎间盘,52.17%的椎体终板最大横径大于最大人工椎间盘。除了因高度不固定而无法比较的Bryan人工椎间盘,其他人工椎间盘的最大高度均满足患者各节段的最大椎间隙高度,但39.13%的颈椎椎间隙高度小于最小的人工椎间盘高度。C_2/C_3、C_3/C_4、C_4/C_5、C_5/C_6、C_6/C_7节段平均矢状角分别为3.64°、4.51°、5.04°、5.15°、4.13°,纳入的4种人工椎间盘中只有Discover有固定的7°前凸角与之相符。结论目前临床上常用的人工椎间盘尺寸与国人椎体解剖数据存在较大差异,应设计更多的人工椎间盘尺寸来匹配国人颈椎。     

BNIP3与LC3B在椎间盘退行性变过程中的作用

目的研究BCL2/腺病毒E1B19k Da相互作用蛋白3(BNIP3)基因及微管相关蛋白轻链3B(LC3B)基因在退变椎间盘中的表达情况,探讨其与椎间盘退行性变分级之间的相关性。方法收集2016年4月—2016年7月因腰椎椎间盘突出症于本院接受手术治疗的21例患者的退变腰椎椎间盘标本25个,依据Pfirrmann分级分成5组,分别采用实时荧光定量PCR技术和蛋白质印迹法检测BNIP3、LC3B的m RNA和蛋白表达量,用实时荧光定量PCR技术检测Bcl-2、Bax、Caspase-3的mRNA表达量,并分析BNIP3表达量、LC3B表达量、细胞自噬、细胞凋亡与Pfirrmann分级之间的关系。结果退变椎间盘组织中BNIP3、LC3B在mRNA和蛋白水平的表达均随椎间盘退行性变程度加重而减少。Bcl-2 m RNA的表达随椎间盘退行性变程度加重而减少,Bax与Casepase-3 mRNA的表达随椎间盘退行性变程度加重而增多。结论随着椎间盘退行性变程度的加重,BNIP3与LC3B的表达减少,组织内细胞凋亡水平升高,细胞自噬对组织的保护作用逐渐下降。提示BNIP3与LC3B在腰椎椎间盘退行性变过程中具有重要的调节作用,可能是细胞自噬和凋亡之间的桥梁蛋白。     

新型微支架装载脂肪间充质干细胞移植修复椎间盘退行性变

目的探讨一种新型生物材料明胶微支架装载脂肪间充质干细胞(ADMSC)移植修复犬椎间盘退行性变的治疗效果。方法选用12只健康成年比格犬,采用穿刺抽吸髓核法建立椎间盘退行性变模型(L37),提取自体ADMSC并应用Luc-GFP慢病毒标记。4周后将犬椎间盘节段分为对照组(L7/S1)、模型组(L3/L4)、干细胞组(L4/L5,造模后注射ADMSC)、微支架组(L5/L6,造模后注射明胶微支架)、微支架装载干细胞组(L6/L7,造模后注射ADMSC和微支架共培养物)。分别于造模前及造模后4、8、12、24周行腰椎X线及MRI检查,观察椎间盘相对高度(术后椎间盘高度与术前椎间盘高度的比值)及相对灰度(MRI髓核组织灰度值与脑脊液灰度值的比值)的变化。24周后取椎间盘髓核组织,行冰冻切片荧光、HE染色及番红O染色观察,用ELISA法检测软骨相关蛋白SOX-9、PG和COL2的含量。结果影像学结果显示,造模后各组椎间盘相对高度及相对灰度与对照组相比均明显降低;造模后8、12、24周,微支架装载干细胞组椎间盘相对高度及相对灰度高于模型组、干细胞组和微支架组,差异均有统计学意义(P 0.05)。术后24周,微支架装载干细胞组和干细胞组髓核组织冰冻切片内能够检测到Luc-GFP+-ADMSC表达,且微支架装载干细胞组表达比干细胞组多。HE和番红O染色显示微支架装载干细胞组椎间盘退行性变比模型组、干细胞组和微支架组轻,蛋白定量检测结果显示微支架装载干细胞组髓核组织内SOX-9、PG和COL2表达高于模型组、微支架组和干细胞组,差异均有统计学意义(P 0.05)。结论明胶微支架装载ADMSC移植可延缓比格犬椎间盘退行性变,有望为发生退行性变的椎间盘组织的修复治疗提供新的策略。     

循环机械压力诱导下兔椎间盘退变器官模型的建立及意义

背景：力学因素是导致椎间盘退变（IDD）的重要诱因,建立力学相关性IDD的器官模型能为IDD机制的研究提供理想的模型基础。 目的：建立兔椎间盘器官模型,并施以循环机械压力,探究循环机械压力载荷对IDD的影响。 方法：6月龄新西兰大白兔随机分为加力组和对照组,静脉给予1.3 ml肝素（5000 U/ml）,待肝素体内循环5 min后处死。无菌条件下完整取出带部分椎骨的腰段椎间盘,放入20%胎牛血清的培养液中培养。加力组应用加力器施以0.2 MPa压力值,每日加压1次,每次30 min。经过各个时段的培养后,苏木精-伊红（HE）染色观察椎间盘大体组织形态学变化;氯化硝基四氮唑蓝（NBT）染色及4＇,6-二眯基-2-苯基吲哚（DAPI）复染检测椎间盘细胞成活率;Realtime RT-PCR和Western-blotting检测蛋白多糖（AGN）、Ⅱ型胶原（COLⅡ）的mRNA和蛋白表达。 结果：对照组和加力组培养至第7 d的组织形态学无明显变化,培养至第14 d均表现为组织形态学破坏,且以加力组表现更为明显。对照组培养至第7 d的细胞成活率及AGN、COLⅡ表达与0 d相比无明显变化;对照组培养第14 d与0 d比较,培养第7 d加力组与对照组比较,培养第14 d加力组与对照组比较,均表现为细胞成活率明显下降,AGN、COLⅡ表达下调。 结论：成功建立短周期兔椎间盘体外器官模型,并在此模型基础上阐明循环机械压力载荷可直接导致椎间盘退变样改变。