模拟人后外侧入路髓核摘除构建的椎间盘退行性变动物模型

背景：椎间盘退变的病理生理学机制至今尚未明了,所以制作一种与自然椎间盘退行性病变过程相类似的、适用于这些治疗方法的动物模型有助于对椎间盘退行性变的诱因、病理生理变化及某些治疗方法的研究。 目的：模拟人后路髓核摘除术进行后外侧穿刺抽吸髓核建立椎间盘退行性变动物模型的可行性研究及其优点。 方法：随机选取日本大耳白兔20只,根据解剖结构观察结果,为防止纤维环后外侧穿刺损伤血管,采用右后外侧入路,行L1~2和L3~4椎间盘后外侧穿刺髓核抽吸法摘除部分髓核组织,将L2~3椎间盘纳入对照组。术后2,4,8,12周分别对造模后椎间盘及对照椎间盘(L2~3)行X射线及MRI影像学观察。 结果与结论：日本大耳白兔20只均进入结果分析,术后2,4,8,12周实验组椎间盘高度指数持续下降(P < 0.05),说明造模后椎间盘间隙高度会逐渐降低,并且各时间点椎间盘高度指数明显低于对照组(P < 0.05)。与对照组比较,造模后2,4,8,12周时实验组椎间盘MRI T2WI信号逐渐下降,并且随时间延长逐渐降低,呈低信号改变。通过影像学观察发现本模型退行性变的征象与人腰椎间盘退行性变的征象一致,提示模拟人后路髓核摘除术建立后外侧纤维环穿刺髓核抽吸的椎间盘退行性变动物模型成功建立,为运用组织工程修复重建退行性变椎间盘的研究提供有效的动物模型。     

退行性变椎间盘的细胞培养

背景：目前尚未见成熟的成年人退行性变椎间盘的细胞培养模型报道。 目的：采用组织块细胞培养法及酶消化细胞培养法进行成人退行性变椎间盘细胞培养的可行性。 设计、时间及地点：对比观察的细胞学实验,于1998-12/1999-04在青岛大学医学院山东省创伤骨科研究所完成。 材料：5份标本来源于青岛大学附属医院骨科确诊为退行性椎间盘病变患者。 方法：①组织块法培养椎间盘细胞：将组织块剪碎至小于1 mm×1 mm×1 mm,牢固敷贴于培养瓶底壁上;第1份标本加入含青霉素100 u/mL,链霉素100 mg/L,体积分数为0.1的胎牛血清的HAMF12培养基,第18天培养基中胎牛血清的体积分数更换为0.2继续培养。第2份标本初始胎牛血清体积分数为0.2,其余条件与第1份相同。第50天用2.5 g/L的胰蛋白酶溶液对细胞进行消化传代。②酶消化法培养椎间盘细胞：将组织块剪碎加入2.5 g/L的胰蛋白酶溶液消化髓核30 min,离心去除上清液;消化的组织加入2 g/L的胶原酶,静止消化4 h;离心直至胶原酶完全清洗干净;取离心沉淀物置于培养瓶中：第1份标本加入足量的含青霉素100 U/mL,链霉素100 mg/L,含体积分数为0.1胎牛血清的HAMF12培养基,第10天培养基中胎牛血清的体积分数更换为0.2继续培养;第2,3份标本初始胎牛血清体积分数为0.2,其余条件与第1份相同。第50天用2.5 g/L的胰蛋白酶溶液对细胞进行消化传代。 主要观察指标：细胞的传代情况,细胞的形态学、超微结构观察。 结果：①在生长及增殖过程中,体积分数为0.2胎牛血清培养细胞增殖速度明显高于体积分数为0.1胎牛血清时的速度。②髓核软骨细胞多呈星形或多角形,细胞核偏于细胞的一侧而贴近细胞膜,来源于纤维环的成纤维细胞呈梭形,细胞核位于梭形细胞的正中央,细胞的纤丝较长。③来源于髓核组织的细胞透射电镜下可见两类形态、结构截然不同的细胞：脊索细胞和软骨样细胞。 结论：两种方法均能获得大量的退行性变椎间盘细胞,并成功地进行细胞传代。     

针刺髓核构建退行性变椎间盘模型★

背景：目前对椎间盘退行性变尚无有效治疗方法，实验性椎间盘退行性变模型的建立，是研究椎间盘退行性变病理过程和尝试基因治疗等的基础，建立的动物模型要求与人类的椎间盘退行性变具有相似性和可比拟性。 目的：拟建立一种稳定、重复性强的椎间盘退行性变动物模型。 设计、时间及地点：随机对照动物实验，于2005-10/2006-03在哈尔滨医科大学附属第一临床医院中心实验室完成。 材料：选用健康成年新西兰大白兔30只，按随机数字表法分为2组，手术组15只，对照组15只。 方法：手术组以18#腰穿针针刺L1~5节段椎间盘，至少穿刺5次，直至胶冻样髓核组织出现为止；对照组做同样皮肤切口，拨开肌肉，暴露椎间盘后即缝合。 主要观察指标：手术8周以后通过MRI和组织病理学检查观察腰椎间盘退行性变情况。 结果：①对照组腰椎MRI检查未见异常；手术组L1~2腰椎间盘则相继出现T2加权像低信号、T1加权像信号无明显改变等变化。②组织学切片显示，手术组椎间盘髓核纤维软骨样变性。 结论：针刺髓核的方法可以成功构建椎间盘退行性变新西兰大白兔模型。     

经皮纤维环穿刺法建立兔椎间盘退行性变动物模型

背景：合适的椎间盘退变动物模型是椎间盘组织工程研究的必要条件,但目前尚缺乏公认的模型制备方法。 目的：采用C形臂辅助下经皮纤维环穿刺法制备兔椎间盘退变动物模型,并评估其可行性。 方法：选定新西兰大白兔L2/3和L3/4椎间盘作为穿刺干预椎间盘,L1/2和L5/6椎间盘作为空白对照组,采用C形臂辅助下经皮穿刺法干预椎间盘。于术后2,4,8,12周各选择2只兔麻醉后拍摄兔腰椎核磁共振影像,处死动物采集椎间盘,进行椎间盘髓核蛋白多糖测定。核磁共振检查观察椎间盘退行性改变,二甲基亚甲蓝染色分光光度法测定髓核中蛋白多糖含量变化。 结果与结论：术后4周穿刺干预椎间盘髓核区域核磁共振信号强度及髓核内蛋白多糖含量同空白对照组相比均下降(P < 0.05),其后两者呈现逐渐下降趋势。结果证实,C形臂X射线机辅助下经皮纤维环穿刺法可用于椎间盘退变动物模型的制备。     

细胞因子及基因治疗椎间盘退行性变的研究动态

椎间盘退行性变主要是由于各种原因导致的细胞因子减少、致炎因子增多并降解细胞外基质，细胞赖以生存的环境被破坏，从而导致椎间盘退行性变。椎间盘为一免疫豁免部位，为椎间盘的细胞因子及其基因治疗提供了有利条件。近年来细胞因子及其基因治疗作为可望从根本上逆转椎间盘退行性变的新方法备受关注。多种细胞因子及其转导入椎间盘的基因可以不同程度的促进细胞外基质合成，从而延缓或逆转椎间盘退行性变。目前的研究还多处于实验阶段，如何延长转入基因表达时间，如何选择一种高效且低毒性的载体等问题将成为以后研究的重点。     

细胞移植及髓核组织工程重建修复椎间盘退变

背景：通过细胞组织工程将细胞或细胞支架复合体植入退变缺损的椎间盘内,使退变的椎间盘再生可能是治疗椎间盘退变性疾病最为理想的方法。 目的：评价组织工程髓核体内移植抑制腰椎间盘退变的临床疗效及应用前景。 方法：由第一作者检索1990/2010 PubMed数据、中国知网及万方数据库有关组织工程髓核、组织工程材料及骨髓间充质干细胞治疗腰椎间盘退变方面的文献。 结果与结论：目前常用的细胞支架主要包括胶原支架、琼脂糖支架、藻酸盐支架、聚乙醇酸支架与壳聚糖支架以及复合材料等。通过自体椎间盘细胞或间充质干细胞结合基因技术筛选种子细胞,进行细胞和/或细胞支架复合体移植恢复或再生相关细胞外基质的合成,通过逆转和修复椎间盘细胞病理性改变,为退变的椎间盘组织和功能恢复提供了全新的治疗策略。     

抽吸法诱导兔椎间盘退变模型的病理及影像表现

背景：椎间盘退变的病理生理学机制至今尚未明了,需要构建更稳定和简便易得的椎间盘退变模型,观察其病理及影像表现,揭示其内在因素。 目的：实验希望通过病理学及影像学检测,来验证利用抽吸法构建兔椎间盘退变模型的可行性、以及造模的简便和稳定性。 材料：10月龄健康新西兰大耳白兔42只, 雌雄不拘,随机分为对照组和实验组各21只。速眠新由长春市军需大学兽医研究所提供。 方法：设两组兔椎间盘高度指数均为100%。利用21G皮肤穿刺针分别在实验组白兔L4~5单节段刺入,抽吸髓核8~12 mg造模;对照组不做处理。造模完毕,两组兔分别于4,12,20周各取7只进行指标检测。 主要观察指标：利用椎间盘高度指数百分比、X射线片、MRI及Alcian blue组织染色观察退变椎间盘的变化。 结果：4,12,20周实验组退变椎间盘高度指数百分比分别为(81.0±3.2)%,(75.0±2.5)%,(71.0±1.8)%,与对照组相比差异有显著性意义 ( P < 0.05)。退变椎间盘T2加权像信号明显降低,Alcian blue组织染色显示退变椎间盘组织中聚集蛋白多糖含量明显降低。 结论：抽吸法构建兔椎间盘退变模型简便可靠,其退变过程的病理及影像表现与人椎间盘退变过程的病理及影像表现十分相似。     

后路椎板成形并突出髓核摘除治疗颈椎管狭窄并颈椎间盘突出症

目的 探讨单开门后路减压并突出髓核摘除治疗颈椎管狭窄并颈椎间盘突出症的疗效.方法 1999年8月至2008年8月,采用后路单开门减压并突出髓核摘除治疗19例颈椎管狭窄并颈椎间盘突出症患者,18例获得平均46个月(3-108个月)的随访,观察比较手术前后神经功能(JOA评分)的变化情况.结果 18例患者术后JOA评分(14.22±1.86)分,与术前(6.72±2.42)分比较差异有统计学意义(P<0.01),术后神经功能平均改善77%.结论 后路单开门减压并突出髓核摘除治疗颈椎管狭窄并颈椎间盘突出症安全可靠.     

多次胶原酶消化法培养小鼠椎间盘髓核细胞

背景：椎间盘为无血运组织,椎间盘髓核细胞为分化终末细胞,细胞增殖能力较差,体外培养难度较大。 目的：探索小鼠椎间盘髓核细胞体外分离培养的方法。 方法：取小鼠椎间盘髓核组织,使用多次胶原酶消化的方法,分离培养髓核组织细胞,接种,传代,取第2代细胞,分别采用免疫细胞化学和RT-PCR方法检测椎间盘髓核细胞特征性分泌物Ⅱ型胶原和聚合蛋白的分泌量及mRNA的表达,并与软骨细胞,成骨细胞及成纤维细胞进行比较。 结果与结论：椎间盘髓核细胞贴壁后呈现软骨细胞的形态;Ⅱ型胶原和聚合蛋白染色均为阳性;Ⅱ型胶原和聚合蛋白mRNA表达与软骨细胞相同,与成纤维细胞和成骨细胞存在明显差别。说明多次胶原酶消化的方法可以获得大量纯净的椎间盘髓核细胞,性状稳定。     

退变椎间盘的细胞培养

背景：目前尚未见成熟的成年人退行性变椎间盘的细胞培养模型报道,而此模型为建立椎间盘组织工程的细胞学基础。 目的：建立成人椎间盘细胞培养模型,奠定椎间盘组织工程研究的细胞学基础。 设计及地点：对比观察的细胞学实验,在山东省创伤骨科研究所完成。 材料：标本来源于青岛大学附属医院骨科5例确诊为退行性椎间盘病变患者。L2~3椎间盘1例,L4~5椎间盘3例,L5~S1椎间盘1例。 方法：对5例取自腰椎间盘突出症退变椎间盘的手术标本,采用系列酶消化法细胞培养和组织块细胞培养两种方法,应用HAMF12培养基加体积分数为10%和20%的胎牛血清分别进行了细胞培养,均获得了传代,并对培养细胞进行了光镜和电镜的形态学观察。 主要观察指标：①细胞生长状况。②光镜下细胞形态观察。③透射电镜超微结构观察。 结果：酶消化法和组织块法均能获得大量的退变椎间盘细胞,并成功地进行细胞传代。培养细胞的分泌物质可能对细胞的生长起一定的限制作用,去除该物质后细胞可迅速增生。但在细胞生长及增殖过程中,体积分数为20%胎牛血清下细胞增殖速度明显高于体积分数为10%胎牛血清时的速度。全部退变椎间盘标本中均发现了脊索细胞。 结论：成人退变椎间盘可以用来获得椎间盘组织工程所需的细胞。     

人正常椎间盘髓核细胞体外不同培养代次的生物学性状分析：适应于组织工程椎间盘种子细胞的选择**

背景：目前用作组织工程椎间盘研究的种子细胞主要来源于体外培养的髓核细胞,而体外培养的髓核细胞传至一定代次后即出现老化现象,老化的细胞失去生长能力不适于组织工程研究。 目的：比较不同代次正常髓核细胞的形态学、增殖特性以及细胞的主要细胞外基质成分基因表达情况。 方法：以酶消化法分离、培养人正常椎间盘髓核细胞,对不同代次髓核细胞采用光镜、电镜等形态学方法进行大体形态和超微结构观察,采用XTT实验检测不同代次细胞间的生长动力学差异,测定髓核细胞的活力和细胞Ⅱ型胶原及糖胺多糖mRNA表达。 结果与结论：传3代之前细胞形态饱满,胞浆丰富,细胞呈多角形、短梭形,细胞内细胞器丰富,形态正常,线粒体含量少,核糖体含量多,说明细胞代谢旺盛,增殖能力强,生长曲线和XTT实验也提示传3代之前髓核细胞活性高,增殖能力强,细胞活力高,细胞外基质分泌旺盛。从传4代起,部分细胞形态逐渐向长梭形演化,逐渐表现为成纤维细胞的形态,说明细胞开始出现“返祖”现象,也称为老化现象,细胞的生长趋缓,传六七代后细胞均表现为长梭形,粗面内质网扩张,线粒体增多,细胞活力降低,细胞外基质明显减少,生长处于停滞状态。实验结果提示,体外培养条件下,人髓核细胞前3代细胞形态良好,增殖能力强,适合作为组织工程椎间盘的种子细胞,而细胞传4代后增殖能力逐渐减弱,不宜作为组织工程椎间盘的种子细胞。     

人工髓核置换三维有限元模型的建立

背景：目前人工髓核置换主要集中在临床使用及观察方面，尚缺乏更多力学实验数据的支持，需要可靠的物理模型或大量体外实验论证分析。 目的：建立L4/L5节段人工髓核置换三维有限元模型，拟为生物力学实验研究提供标准数学模型。 设计、时间及地点：观察性实验，于2006-07/11在南方医科大学珠江医院骨科中心完成。 材料：健康志愿者及人工髓核置换患者各1名，进行64层螺旋CT扫描。扫描数据以Dicom 3.0标准直接存储。根据国人实际情况，实验选用最常用PDN-SOLO-7型进行建模，PDN-SOLO-7型代表假体高度7.0 mm，横径25 mm，弹性模量为 45 MPa，泊松比为0.49，面接触摩擦系数为0.3 MU。 方法：在Mimics 10.11软件建立L4/L5运动节段及PDN-SOLO-7型人工髓核模型。模仿腰椎后路人工髓核置换，建立人工髓核置换三维有限元几何模型。各组件在ANSYS 11.0 转化成体单元网格。L4和L5体单元网格导回Mimics根据灰度值进行材质分配。余组件直接定义材料参数。在ANSYS用高级有限元装配技术，建立L4/L5节段人工髓核置换三维有限元模型。 主要观察指标：观察人工髓核置换后有限元模型的模拟单元，节点及构成组件。 结果：建立了人工髓核置换后三维几何和有限元模型。人工髓核置换模型分为92 516个四面体单元，153 963个节点，由L4、L5、纤维环、上下终板、7条韧带和人工髓核13个组件构成，由三维10 节点SOLID92固体单元模拟。 结论：通过64层螺旋CT扫描获得腰椎精确几何数据，Mimics通过基于阈值算法及参数化建模提供精确模型，利用灰度值赋材质，建立高仿真脊柱节段及人工髓核置换有限元模型。     

腰椎间盘髓核退变MRI表现与生化改变的对照分析

目的：分析退变腰椎间盘髓核的MRI信号表现与生化改变的相关性。 方法：36个腰椎间盘髓核样本取自2006-08/2007-01在山东省千佛山医院手术的33例腰椎间盘突出症的患者, 依据Minna tertti分类法Ⅱ、Ⅲ类各18个。术前测量髓核及脑脊液矢状面MRI T2WI平均信号强度，计算二者的比值；术后测量髓核的水、胶原和蛋白多糖含量。用Pearson相关检验评估T2WI信号值和水、蛋白多糖和胶原含量之间的相关性。 结果：经Pearson相关检验表明，Ⅱ、Ⅲ类腰椎间盘的髓核平均信号强度比值与蛋白多糖、水含量呈正相关，与蛋白多糖含量之间的相关系数分别为0.745，0.723，P < 0.001；与水含量之间的相关系数分别为0.732，0.714，P < 0.001；与胶原含量呈负相关，相关系数分别为-0.679，-0.681，P < 0.001。 结论：退变腰椎间盘髓核MRI信号表现与其生化改变是一致的，信号强度随水、蛋白多糖含量的减少和胶原含量的增加而降低。