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.     

基质细胞衍生因子-1在人正常和退变椎间盘中的表达、分布及意义

目的:比较人正常和退变椎间盘髓核中央区、髓核与纤维环交界区、纤维环外层、纤维环内层及软骨终板5个相邻部位的基质细胞衍生因子-1 (SDF-1)的表达情况,探讨退变椎间盘SDF-1的表达在上述五个相邻部位是否具有差异.方法:获取20例腰椎间盘突出症患者的椎间盘(L4/5,病理证实为退变椎间盘组织),并纳入退变组;7例急性腰椎爆裂骨折患者的椎间盘(L3/4)及3例脊柱侧凸患者的椎间盘(L2/3,病理证实为正常椎间盘组织),纳入正常组.HE染色观察两组椎间盘的组织学结构,免疫组织化学、Western-blot、rt-PCR检测椎间盘髓核中央区、髓核与纤维环交界区、纤维环内层、纤维环外层及软骨终板5个部位的SDF-1表达情况及分布,并将退变椎间盘上述5个部位的SDF-1免疫组化积分光密度值与供者年龄、椎间盘Thompson分级作相关分析.结果:正常组的上述5个部位SDF-1免疫组化积分光密度值分别为420.87±89.93、407.80±100.76、380.02±85.05、342.89±63.76、344.06±88.97;Western-blot灰度比值分别为0.08±0.03、0.08±0.05、0.07±0.04、0.05±0.03、0.05±0.02;rt-PCR灰度比值分别为0.22±0.06、0.22±0.05、0.20±0.04、0.20±0.04、0.20±0.04.退变组上述5个部位SDF-1免疫组化积分光密度值分别为7355.13±2271.74、5959.58±2436.23、5397.49±3044.80、1605.44±825.31、361.91±104.22; Western-blot灰度比值分别为0.55±0.29、0.52±0.28、0.42±0.18、0.21±0.12、0.06±0.04;rt-PCR灰度比值分别为0.75±0.30、0.71±0.26、0.55±0.22、0.36±0.17、0.22±0.13.退变椎间盘5个部位的SDF-1表达均高于正常组(P＜0.05),且SDF-1表达量髓核中央区＞纤维环内层＞纤维环外层＞软骨终板,差异有统计学意义(P＜0.05),而髓核中央区和髓核与纤维环交界区比较无统计学差异(P＞0.05);退变椎间盘上述5个部位的SDF-1表达与椎间盘Thompson分级、年龄呈正相关性(P＜0.05).结论:SDF-1广泛表达于退变和正常的椎间盘中,其表达在退变椎间盘中上述5个相邻部位存在差异.     

纤维环切口方式对椎间盘生物力学强度影响的动物实验研究

目的探讨不同切口方式处理椎间盘纤维环对髓核摘除术后山羊椎间盘生物力学强度的影响。方法取30只成年健康山羊,雌雄各半,随机分为A、B、C 3组(n=10)。3组行L_(3、4)及L_(4、5)椎间盘髓核摘除术中,切开纤维环时,分别采用工作套筒刺入(A组)、圆形切口切开(B组)、方形切口切开(C组)。记录并比较3组山羊体质量、雌雄比例、年龄、术中出血量及切口愈合时间;术后观察各组山羊存活及切口愈合情况。术后24周时处死山羊,MRI检查髓核信号强度;游标卡尺测量L_(3、4)及L_(4、5)椎间盘高度,取均值,并计算手术前后高度丢失程度;生物力学测定L_(3、4)诱发椎间盘突出的压力值及椎间盘承受的最大压力值;大体、组织学染色观察L_(4、5)椎间盘纤维环的修复效果。结果 3组山羊体质量、雌雄比例、年龄、术中出血量、切口愈合时间比较差异均无统计学意义(P0.05),具有可比性。3组山羊均存活至实验完成。MRI检查3组椎间盘均可见退变现象,信号均降低;根据改良Thompson分级法,A组椎间盘退变程度高于B、C组(P0.05),B、C组间比较差异无统计学意义(P0.05)。3组术前椎间隙高度比较差异无统计学意义(P0.05);但术后24周A组椎间隙高度高于B、C组,其丢失程度低于B、C组差异均有统计学意义(P0.05)。A组诱发椎间盘突出的压力值及椎间盘承受的最大压力值均显著大于B、C组(P0.05),B、C组间差异无统计学意义(P0.05)。HE及Masson染色示:A组纤维环连续性良好层次较清淅;B、C组切开处可见纤维环连续性破坏,瘢痕组织填充明显。结论椎间盘髓核摘除术中,采用工作套筒切开纤维环对纤维环结构破坏小,对维持椎间盘生物力学强度及术后纤维环修复起到积极作用。     

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。     

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。     

椎间盘纤维环中糖胺多糖的实验研究

目的　研究正常和退变腰椎间盘纤维环中糖胺多糖 (GAG)含量及其主要成份百分组成 ,探讨椎间盘退变的发生机理。方法　对 34个正常纤维环和 35个椎间盘突出症纤维环标本中GAG含量进行测定 ,并用醋酸纤维素膜电泳和光密度扫描的方法对GAG主要成份百分组成进行测定。结果　正常纤维环GAG含量为 4 17± 0 94g/10 0 g ,退变纤维环GAG含量为 3 5 7± 0 98g/10 0g ,低于正常组 (P <0 0 5 ) ;退变组GAG中硫酸软骨素 (CS)百分值低于正常组 (P <0 0 5 ) ;而其透明质酸 (HA)和硫酸角质 (KS)高于正常组 (P <0 0 5 )。结论　椎间盘纤维环中GAG含量下降 ,是引起纤维环胶原纤维稳定性降低 ,影响纤维环板层滑动 ,导致椎间盘退变、突出症发生的重要原因之一。退变纤维环GAG含量下降由其主要成分CS含量下降所致     

纤维环穿刺抽吸法和纤维环切开法建立兔椎间盘退变模型的比较

[目的]通过纤维环穿刺抽吸法和纤维环切开法建立兔椎间盘退变模型,分析此两种方法的可行性及特点.[方法]取10个月龄健康日本大耳白兔24只,随机分为2组,其中A组为纤维环穿刺抽吸组,利用18G穿刺针分别在兔L3、4、L4、5、L5、6椎间盘刺入并抽吸髓核8～ 12 mg;B组为纤维环切开组,利用手术刀分别在兔L3、4、L4、5、L5、6椎间盘纤维环上做水平位切口;造模完毕,两组兔分别于术后4、8、12、16周进行MRI检查,病理组织学观察和免疫组化染色观察.[结果]A、B两组退变椎间盘MRI T2加权像信号随时间延长呈现持续减弱趋势,术后4、8周纤维环穿刺组T2加权像信号强度评分较纤维环切开组低(P＜0.05),组织学观察发现造模组髓核细胞逐渐减少;免疫组化染色观察Ⅱ型胶原和蛋白聚糖表达含量随时间延长逐渐降低,且B组含量明显低于A组.[结论]两种方法均能建立兔椎间盘退变模型,但纤维环切开法椎间盘的退变程度较纤维环穿刺法出现较早且较为剧烈.     

LOX在人体退变椎间盘髓核组织中的表达及临床意义

目的探讨赖氨酰氧化酶(LOX)在人体退变椎间盘髓核组织中的表达及其临床意义。方法选取自2018-01—2018-12诊治的22例腰椎间盘突出症患者作为观察组,将4例同期突发创伤导致腰椎椎体骨折行手术摘除椎间盘的年轻患者作为对照组。按照椎间盘Pfirrmann分级分组,对照组为Ⅰ级(A组);观察组细分为4组,B组为Ⅱ级,C组为Ⅲ级,D组为Ⅳ级,E组为Ⅴ级。取各组椎间盘髓核组织行免疫组化、Western Blot、PT-PCR检测。结果观察组髓核细胞数量及细胞外基质成分明显少于对照组。LOX在髓核细胞中的阳性表达率与Pfirrmann分级、年龄呈负相关。各组LOX蛋白表达量:A组2.69±0.24,B组2.24±0.32,C组1.34±0.19,D组1.30±0.32,E组1.01±0.12。各组LOXmRNA表达量:A组1.06±0.03,B组0.83±0.07,C组0.71±0.09,D组0.53±0.09,E组0.27±0.05。随着椎间盘退变程度加重,髓核组织LOX蛋白表达水平、mRNA表达水平呈逐渐降低趋势。结论 LOX的蛋白及mRNA表达水平随着人体椎间盘退变程度加重而降低,LOX可能参与了人体椎间盘髓核组织退变的发生与发展过程。     

SIRT1基因敲除对骨关节炎小鼠VEGF/AKT信号通路的影响

目的通过研究沉默信息调节因子1(SIRT1)基因敲除对骨关节炎小鼠VEGF/AKT通路的作用,探讨骨关节炎关节软骨退变的可能机制。方法将小鼠分为两组:SIRT1~(+/+)小鼠骨关节炎模型组(A组,n=6);SIRT1~(-/-)小鼠骨关节炎模型组(B组,n=6)。荧光定量聚合酶链反应检测SIRT1基因表达情况;HE染色、番红O-固绿双染色观察膝关节软骨形态结构改变,Mankin评分评价膝关节关节软骨退变,免疫组化染色检测膝关节软骨细胞中SIRT1、VEGF和AKT蛋白水平。结果 B组SIRT1 m RNA表达量为2.24417±1.316569,明显低于A组(P0.01)。HE染色和番红O-固绿双染色结果显示,B组膝关节关节软骨退变明显,Mankin评分分值为9.8333±1.94079分,明显高于A组(P0.05),B组SIRT1、VEGF和AKT免疫组化染色积分分别为3.3333±1.96638、10.0000±2.44949和1.3333±1.21106,B组SIRT1蛋白表达与A组相比差异不显著(P0.05);B组VEGF蛋白表达明显高于A组(P0.05);B组AKT蛋白表达明显低于A组(P0.01)。结论 SIRT1基因敲除可能通过激活VEGF/AKT通路加重骨关节炎关节软骨的退变,因此SIRT1基因可能对骨关节炎起到保护作用。     

慢病毒介导的IGF-1与PDGF基因对人退变椎间盘髓核组织的影响

目的观察比较人正常和退变髓核的细胞学和生物学差异,并研究IFG-1和PDGF对人退变髓核的修复作用。方法取患者自愿捐赠的人退变及正常髓核组织,一部分制作成组织切片,进行HE染色观察髓核退变前后形态变化,免疫组织化学染色观察Ⅰ型胶原、Ⅱ型胶原、B淋巴细胞瘤2(B-cell lymphoma 2,Bcl-2)、Bcl-2相关X(Bcl-2 associate X,Bax)蛋白表达;另一部分髓核组织进行细胞培养,倒置显微镜观察细胞形态,Western blot检测Ⅱ型胶原蛋白表达。然后进行基因转染实验,分为4组,A组为退变髓核细胞;B、C、D组分别用IGF-1基因慢病毒颗粒、PDGF基因慢病毒颗粒和携带IGF-1、PDGF双基因的慢病毒颗粒转染退变髓核细胞。转染21 d,倒置显微镜观察各组细胞形态,流式细胞仪测定各组细胞IGF-1和PDGF阳性率,免疫组织化学染色和Western blot检测各组细胞Ⅱ型胶原蛋白表达。结果 HE染色示,正常组中央髓核组织可见大量脊索细胞和少量类软骨细胞;而退变组髓核细胞明显减少,且髓核组织内可见大量纤维软骨组织。免疫组织化学染色示,退变组Ⅰ型胶原、Bax蛋白阳性细胞百分比显著高于正常组,Ⅱ型胶原、Bcl-2蛋白阳性细胞百分比显著低于正常组,差异均有统计学意义(P0.05)。Western blot检测示,退变组Ⅱ型胶原蛋白相对表达量显著低于正常组(t=65.493,P=0.000)。基因转染后21 d,与A组比较,B、C、D组细胞活性增加,形态变得较为规则。流式细胞仪检测示B、D组IGF-1阳性率较A组明显增高,C、D组PDGF阳性率较A组明显增高(P0.05)。免疫组织化学染色观察示,A、B、C、D组Ⅱ型胶原蛋白阳性染色情况依次为(±)、(+)、(+)、(++)。Western blot检测示,A、B、C、D组Ⅱ型胶原蛋白相对表达量依次增加,各组间比较差异均有统计学意义(P0.05)。结论 IGF-1与PDGF均能逆转椎间盘髓核细胞的退变且二者具有协同作用,为其今后应用于临床治疗椎间盘退变性疾病提供了实验依据。     

颈椎间盘突出症合并腰椎间盘突出症的非手术治疗

目的：研究非手术治疗颈椎间盘同症合江腰椎间盘同症的疗效。方法：核计从１９９０．２至１９９８．２,住院患者中颈椎间估出症合交腰椎间盘突出症５５例,同期颈椎间突出症３５７例,腰椎间盘突出症５８９例,分别占１５．４１％和９．３４％,优良率为８０％。而且作者描述了该疾病的症状、体征、非手术治疗的方法,同时介绍了牵引、推拿的注意事项。结论：非手术治疗（包括干扰素治疗）颈椎间盘突出症合并腰椎间盘突出症是有效的     

人工髓核假体置换术治疗腰椎间盘突出症

目的 比较人工髓核假体（PDN）置换术和传统单纯髓核摘除术治疗腰椎间盘突出症的疗效,评价人工髓核假体置换术的实用价值。方法 施行人工髓核假体置换术18例,16例为单节段腰椎问盘突出症,2例为两节段腰椎间盘突出,均采用单枚PDN置人单个椎间盘间隙。对照组单纯髓核摘除术30例,22例为单节段腰椎间盘突出,8例为两节段腰椎间盘突出。观察两组病例的临床效果。结果 PDN组术后临床症状均消失,运动功能明显好转。6例获得9～22个月的随访,9例获得3～9个月的随访,椎间隙高度较手术前平均增加10．5％,无髓核假体移位突出,术后疗效明显优于单纯髓核摘除术组,两者相比差异有显著性（P〈0．01）。结论 PDN置换术既能恢复脊柱的节段稳定性,又保持脊柱节段的活动性,适当的假体设计与材料选择也能使椎间盘与椎体后柱的负荷获得再平衡,有广泛的应用前景。     

Human intervertebral disc cell culture for disc disorders

Repair of degenerated intervertebral discs by engineered tissue is a clinical challenge in spinal surgery. Prerequisites are cultivation of intervertebral disc cells and determination of their biologic properties. The influence of disc damage in different spinal disorders on the outcome of disc cell cultures has not been discussed previously. This study showed the feasibility of cultivation of cells from damaged human intervertebral discs and the dependence of cellular culture properties on the underlying disc disorder. Human intervertebral disc cells were isolated from disc tissue obtained during surgical procedures for scoliosis, osteochondrosis, and disc herniation. After proliferation in monolayer culture, cells were embedded in a mixed matrix composed of fibrin and hyaluronic acid. Deoxyribonucleic acid content, hydroxyproline content, and proteoglycan synthesis were determined on Days 7, 14, and 21. In a three-dimensional environment only cells obtained from scoliotic and osteochondrotic discs showed significant deoxyribonucleic acid and proteoglycan synthesis. However, hydroxyproline content increased only in cells from scoliotic discs. The results of this study show that the formation of extracellular matrix components under three-dimensional culture conditions is dependent on the nature of intervertebral disc damage of the tissue processed.     

Thoracic disc herniation mimicking acute lumbar disc disease

STUDY DESIGN: Case report of a 49-year-old woman with a lower thoracic disc herniation mimicking acute lumbosacral radiculopathy. OBJECTIVE: To describe an unusual case of thoracic disc herniation mimicking acute lumbar disc disease. SUMMARY OF BACKGROUND DATA: Symptomatic thoracic disc herniation is rare and its clinical manifestations differ widely from those of cervical and lumbar disc herniations. Midline back pain and signs of spinal cord compression progressing over months or years are the predominant clinical features. Acute and subacute thoracic disc herniation occurs in less than 10% of patients, and isolated root pain is unusual. METHODS: A 49-year-old woman had acute low back pain radiation into the left buttock and the lateral aspect of the left leg and left foot. Magnetic resonance imaging study showed a bulging disc and posterior osteophytes at T11-T12. RESULTS: Surgical removal of the herniated disc and osteophytes rapidly relieved her symptoms and neurologic deficits. A follow-up neurologic examination 3 years later showed normal motor and sensory functions, although low back soreness was noted occasionally. CONCLUSION: A case of thoracic disc herniation mimicking an acute lumbosacral radiculopathy is presented. Compression of the lumbosacral spinal nerve roots at the lower thoracic level after exit from the lumbar enlargement may be the mechanism for this unusual presentation.     

炎症在腰椎间盘退变、突出、吸收发病机制中的作用

腰椎间盘退变、突出是下腰痛的主要原因,炎症与腰椎间盘退变及下腰痛密切相关.病理性退变的椎间盘细胞出现炎症介质异常表达,炎症介质诱导激活基质金属蛋白酶,加剧椎间盘退变.纤维环破裂、髓核组织暴露于硬膜外,激发急性创伤炎症反应,合成、分泌大量炎症介质,引起神经根炎,导致坐骨神经痛,同时炎症反应促使腰椎间盘突出组织吸收.该文就近年来有关炎症与腰椎间盘病变关系的研究进展作一综述.     

全椎间盘置换术治疗腰椎间盘源性退行性疾病

目的 评价腰椎全椎间盘置换治疗腰椎间盘源性退行性疾病的效果.方法 应用两种人工腰椎间盘移植物治疗90例108节段具有明确腰椎间盘源性退行性疾病且6个月保守治疗无效的患者,男28例,女62例;年龄25~54岁,平均39.2岁;单节段植入85例,双节段10例,三节段1例;L3-4节段6例,L4-5节段39例,L5S1A节段63例.使用Prodisc L人工腰椎间盘48节段,Maverick人工腰椎间盘60节段.手术均取腹膜后人路.术后采用改良Odom评估、Oswestry评分、VAS评分及影像学检查四种方法对症状及疼痛改善程度进行评价.结果 手术时间75~160min,平均115.5min.术中血管损伤1例.术后并发深静脉血栓1例.术后90例患者均随访12个月.随访时间分别为:术后4、6、26、52周.术后Odom评估显示:优76例,良10例,可4例,优良率95.55%.住院时间2.5~6d.平均3.4d.术后翻修2例.影像学检查:假体下沉2例,两种假体移植物均无明显向前或后迁移.结论 应用腰椎全椎间盘置换可恢复退变节段的间盘高度和神经根管的高度及前、后径,保留腰椎后柱结构的完整性和稳定性.