组织工程化同种异体椎间盘移植的动物实验研究

目的观察组织工程技术的运用能否延缓椎间盘移植后的退行性改变。方法将髓中受细胞复合至同种异体椎间盘,体外培养后植入犬L4／k椎间隙作为实验组（A组）,对照组（B组）行同种异体椎间髓移植。使用影像学、生物力学及组织学分析评估植入椎间盘的转归并行组间比较。结果移植椎间盘可与宿主椎体实现骨性融合。对照组椎间盘术后退变明显,12周时其椎间盘高度及髓核信号比灰度值明显低于实验组,稳定性丧失明显;组织学观察发现实验组移植椎间盘结构保持较好,髓核细胞数量较多,排列规则;对照组髓核形态保持欠佳,结构紊乱,髓核细胞数量减少,退行性改变明显。结论通过复合种子细胞实现异体椎间盘的组织工程化可有效延缓椎间盘移植后的退行性改变。     

hBMP7基因修饰的髓核细胞与同种异体椎间盘复合后体内原位移植的实验研究

目的 探讨用人骨形态发生蛋白7（human bone morphogenetic protein 7, hBMP7）基因修饰的犬髓核细胞与同种异体椎间盘复合后体内原位移植的方法阻止或延缓同种异体椎间盘移植后退变的能力。方法 将18个比格犬椎间盘（L4-5）置于-196 ℃冻存液中保存2个月,随机分为A、B、C三组,A组以rAAV2-hBMP7转染犬髓核细胞,将能够表达hBMP7蛋白的髓核细胞悬液（5×10⁶ 个/ml,20 μl）注射入复温后的椎间盘中体外培养,B组以相同数量未转染的hBMP7的髓核细胞注入椎间盘后体外培养,C组以20 μl DMEM/F12细胞培养液生理盐水注射后体外培养。将培养7 d的3组椎间盘分别移植至15只比格犬的L4-5,在术前、术后即刻及术后1、3、6个月通过X线检测移植椎间盘的愈合情况及其高度变化;通过MRI T2像分析椎间盘的退变情况;术后6个月时处死动物取材,分析腰椎屈伸、侧弯及扭转的生物力学变化;组织学染色检测椎间盘的结构及退变情况;PCR法检测3组髓核组织中hBMP7 mRNA的表达。结果 X线检测显示3组移植椎间盘高度变化指数（DHVI）差异无统计学意义（P＞0.05）;MRI检测结果显示：在术后12、24周时,B、C两组移植椎间盘的MRI T2像信号灰度比明显低于A组（P＜0.05）;生物力学检测结果显示：C组的左右扭转度明显大于A、B组（P＜0.05）,而A、B两组间的差异无统计学意义（P＞0.05）,而对屈伸及侧弯活动度检测发现3组间差异无统计学意义;PCR检测结果显示：6个月时A组仍可检测到hBMP mRNA的高表达;组织学检测结果显示：移植后6个月时仍有外源性髓核细胞存活,A组相对于B、C两组髓核结构更加完整,所含细胞外基质更多。结论 表达hBMP7的髓核细胞能阻止同种异体椎间盘移植后的退变性。     

脐带华通胶间充质干细胞移植对退变椎间盘影响的实验研究

目的:探讨人华通胶间充质干细胞(Wharton′s jelly-derived mesenchymal stem cells,WJMSCs)移植对犬退变椎间盘的影响。方法:从新生儿脐带中提取WJMSCs,取增殖良好的第3代细胞,用含有绿色荧光蛋白的腺相关病毒(r AAV2-EGFP)感染标记细胞。选择20只健康成年比格犬作为实验动物,使用穿刺抽吸髓核组织法建立椎间盘退变模型(L4/5、L5/6、L6/7)。4周后将犬各节段椎间盘进行分组:L3/4为对照组(A组);L4/5为退变组(B组);L5/6为注射组(C组),注射生理盐水;L6/7为移植组(D组),移植绿色荧光蛋白标记的WJMSCs细胞悬液。造模术前、术后4、8、12、24周行腰椎X线及MRI检查。24周后处死动物取材进行冰冻切片荧光、HE染色及番红O染色等组织学检测,提取髓核组织总RNA,反转录后行Real Time PCR检测,观察蛋白多糖、Ⅱ型胶原、SOX-9及Ⅰ型胶原基因表达变化。结果:分离培养的WJMSCs贴壁生长,呈梭形形态,r AAV2-EGFP病毒感染后第3天表达绿色荧光。影像学检查结果显示各组椎间盘高度指数及相对灰度指数在造模术前、术后第4周无统计学差异,术后8、12、24周,D组椎间盘相对高度指数及相对灰度指数较B、C组高(P0.05),比A组低(P0.05)。术后24周,D组髓核组织冰冻切片内能够检测到GFP阳性的WJMSC细胞,HE染色显示D组髓核组织退变比B组和C组轻,番红O染色结果显示D组染色较B组和C组深,基因表达检测结果显示D组Ⅱ型胶原、蛋白多糖及SOX-9基因表达比B、C组高(P0.05),但比A组低(P0.05)。结论:人WJMSCs移植入犬退变椎间盘内能够存活,促进椎间盘细胞外基质Ⅱ型胶原及蛋白多糖合成,维持椎间盘高度及髓核含水量,能够有效延缓椎间盘退变进展。     

组织工程椎间盘体内原位植入的实验研究

目的:观察组织工程椎间盘原位植入Beagle犬腰椎间盘后支架与种子细胞的转归及犬腰椎间盘的形态与功能变化。方法:应用聚乳酸聚酯(polyL-lactic-co-glycolicacid,PLGA)可吸收多孔支架复合犬髓核细胞构建组织工程椎间盘。将18只Beagle随机分为3组,均摘除L4/5椎间盘髓核,A组单纯髓核摘除,B组植入空白PLGA支架,C组植入组织工程椎间盘。术后定期行X线片及MRI检查,分别于术后4、8及12周处死动物行组织病理及免疫组化观察。结果:全部动物术后存活。4周后,X线片示3组椎间盘高度均有下降,C组下降幅度较小,与A、B组比较有显著性差异(P0.05);A组和B组手术节段屈伸活动度(ROM)明显大于C组(P0.05);MRI示A组与B组椎间盘退变明显,呈"黑间盘"改变,而C组椎间盘退变程度较轻,呈灰色,MRIT2加权像上椎间盘信号灰度值测量结果示A、B组明显低于C组(P0.05)。术后4周B、C组组织学观察未见到支架材料结构,A、B组椎间盘内纤维组织增生形成瘢痕样组织,C组于术后8周仍能观察到植入的红色荧光细胞,有大量类软骨细胞增生伴丰富的细胞外基质。术后8周免疫组化显示三组均有Ⅰ、Ⅱ型胶原着色,其中C组Ⅱ型胶原染色强度高于Ⅰ型,A、B组Ⅰ型胶原染色强度高于Ⅱ型。结论:PLGA组织工程椎间盘支架在体内可降解吸收;种子细胞可存活并分泌Ⅰ、Ⅱ型胶原,能阻止纤维组织侵入及瘢痕形成;维持了脊柱节段稳定及生理活动功能。     

微囊化同种异体骨髓间充质干细胞移植预防兔椎间盘退变的实验研究

目的:探讨超顺磁性氧化铁(superparamagnetic iron oxide,SPIO)磁粒子标记的微囊化同种异体骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,bMMSCs)移植预防椎间盘退变的可行性.方法:选用60只健康新西兰大白兔.随机平均分为A、B、C、D、E 5组,每组12只.A、B、C、D组应用髓核抽吸法制作L2/3、L3/4、L4/5椎间盘退变模型,取同种异体兔bMMSCs行体外培养,并在体外纯化扩增,用SHO标记后行微囊化,于造模手术当时植入(A组)兔手术节段椎间盘内;B组植入未微囊化bMMSCs;C组移植空微囊;D组仅制作模型,不移植;E组为正常对照组.分别于建模后2、4、6、8周时用MRI扫描对标记干细胞在椎间盘内分布进行示踪,并于相应时间点处死动物后取L2/3、L3/4、L4/5髓核组织,用间苯三酚分光光度法测定蛋白多糖含量的变化,免疫组化法测定Ⅱ型胶原含量的变化.所得数据进行统计学分析.结果:bMMSCs能被SPIO有效标记,应用MRI扫描可观察到其在体内的分布,8周时MRI图像与4周时相比,干细胞由注射部位向周边发生了迁徙.建模后2、4、6、8周各时间点.A组髓核中蛋白多糖和Ⅱ型胶原的含量均高于B组、C组和D组,差异有统计学意义(P<0.05);B组均高于C组及D组,差异有统计学意义(P<0.05);各时间点E组与B组、C组及D组相比差异有统计学意义(P<0.05);术后6、8周时A组与E组之间差异无统计学意义(P>0.05);各时间点C组和D组之间差异无统计学意义(P>0.05).结论:微囊化bMMSCs移植后能恢复兔髓核中细胞外基质含量,其效果优于单纯bMMSCs移植.     

组织工程学方法培养的同种异体纤维环细胞移植与椎间盘再生的实验研究

椎间盘是人体中最缺乏血供的组织,它的再生能力与关节软骨一样低下。在行髓核摘除术后,纤维环的再生很少,其结果导致椎间盘的变性将不可避免。该实验采用组织工程学方法。利用薄膜封闭的蜂窝状发育不全的胶原基质支架(ACHMS支架)作为纤维环细胞的载体,将纤维环细胞移植于经激光气化切除的椎间盘内。研究移植的纤维环细胞对兔椎间盘的再生能力。从20只日本白兔上分离出纤维环细胞。用PKH-26萤光染色标记后将其种植于蜂窝状发育不全的胶原基质支架内,支架周围用薄膜包绕封闭。纤维环细胞在薄膜封闭的蜂窝状发育不全的胶原基质支架内培养1周后移植于受体白兔的椎间盘空隙内。这些受体白兔的椎间盘髓核组织已被吲哚花青绿染料加强的激光所气化。分别于术后2、4、8、12周对白兔麻醉后摄腰椎软组织X线片,测量椎间盘高度,并取出腰椎标本。对移植同种异体纤维环细胞的兔椎间盘组织进行连续冰冻切片、番红精-O染色后组织学检查,观察PKH-26荧光标记的同种异体纤维环细胞的增殖情况。结果显示,同种异体纤维环细胞能存活,并具有增殖能力,在接受细胞移植的椎问盘内形成     

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。     

犬同种异体腰椎间盘移植的手术技术

[目的]研究并描述一种在无内固定辅助条件下建立犬同种异体椎间盘移植模型的手术技术。[方法]选取1岁龄健康杂种犬25只,处死其中的5只,在无菌条件下取L1~6椎间盘共25个液氮保存,剩余20只犬用于建立L5、6椎间盘移植模型的研究。术中,术后1、4、6、8、12周进行X线检查,观察移植椎间盘的位置、高度变化以及相邻椎体的愈合情况。[结果]椎间盘移植术前选取合适大小的供体椎间盘,术中注意保留前、后纵韧带及对侧纤维环,可以实现在无内固定条件下成功建立同种异体椎间盘移植模型。本研究椎间盘移植成功17例,其余2例出现椎间盘脱出,1例出现椎间盘感染。术后3个月影像学检查示移植椎间盘的上下终板与相邻椎体形成骨性愈合。与术前相比,术后3个月随访椎间盘高度无明显变化(P>0.05)。[结论]采用恰当的手术技术,有助于在无内固定辅助下成功实施同种异体椎间盘移植手术。本研究提供了一种建立犬同种异体椎间盘移植模型的可行的手术方案。     

硫酸软骨素酶处理的异体去细胞神经修复周围神经缺损的实验研究

目的 评价应用硫酸软骨素酶ABC降解硫酸软骨素蛋白多糖的去细胞异体神经修复神经缺损的效果.方法 经硫酸软骨素酶ABC处理后化学去细胞异体神经修复大鼠15 mm坐骨神经缺损为实验组(A组),对照组为未经酶处理的化学去细胞异体神经移植组(B组)和自体神经移植组(C组).术后8、12周进行痛觉刺激试验.术后12周进行肌电图检查,检测小腿三头肌湿重和有髓神经纤维密度,评价其修复周围神经缺损的效果.结果 术后8周,A组痛觉恢复率高于B、C组.术后12周A、C组痛觉均恢复,B组部分大鼠痛觉恢复.术后12周,A、C组小腿三头肌湿重差异无统计学意义,移植段神经5mm处有髓神经纤维密度A组高于C组,移植段神经10 mm处有髓神经纤维密度差异无统计学意义,移植段神经以远5 mm处胫神经平面有髓神经纤维密度A组略低于C组.肌电图动作电位波幅A组和C组无明显差别.神经传导速度A组低于C组.A、C组上述指标均优于B组.结论 经硫酸软骨素酶ABC处理的去细胞神经,有利于轴突进人生长,缩短靶器官神经重新支配时间,提高修复效果.     

深低温保存温度及时间对椎间盘生物活性的影响

目的:探讨深低温保存温度及保存时间对椎间盘生物活性的影响。方法:取1岁龄Beagle犬新鲜椎间盘72个,分为对照组(A组,n=8)、-80℃保存组(B组,n=32)和-196℃保存组(C组,n=32)。B和C组在冷冻保存液中分别保存于-80℃低温冰箱及-196℃液氮中,在保存2w、2m、6m及12m时每组每个时间点取8个椎间盘,通过溴化吡啶/二乙酸荧光素(EB/FDA)荧光染色法检测椎间盘组织中不同部位的细胞存活率,以二甲基亚甲蓝(DMMB)染色法检测髓核组织蛋白多糖(PG)含量,以羟脯氨酸检测法测定纤维环组织中的总胶原含量;对照组取标本后直接进行以上检测。结果:B和C组椎间盘在保存至2w时各部位细胞存活率较A组明显下降,2m~12m保存期间,B、C两组椎间盘各部位的细胞存活率均维持在相对恒定的水平,但均较2w时下降;B组及C组外层纤维环细胞存活率在保存2w和2m时无明显差别(P>0.05),在保存6m及12m时C组明显高于B组(P<0.05);C组内层纤维环及髓核组织细胞存活率在各检测时间点均明显高B组(P<0.05)。B、C两组在各检测时间点PG含量均较A组明显降低,在保存2m~12m期间,C组PG含量均高于B组(P<0.05)。B、C两组总胶原蛋白含量在保存期间随时间逐渐降低,但两组间未见明显差异(P>0.05)。结论:利用-196℃保存椎间盘组织,无论在细胞总的存活率及PG含量上均优于-80℃保存;-196℃保存12个月时椎间盘细胞存活率及PG含量均维持在相对稳定的水平,能满足同种异体椎间盘移植的要求。     

TGF-β3修饰退变髓核细胞移植修复兔退变椎间盘的效果观察

目的探讨TGF-β3基因修饰后退变髓核细胞生物学效应以及植入兔退变椎间盘后对退变椎间盘的影响。方法将重组腺病毒载体Ad-TGF-β3与第2代退变髓核细胞按10∶1比例混合培养转染(Ad-TGF-β3组),待细胞融合后传代,MTT检测转染细胞增殖活性,Western blot检测TGF-β3蛋白含量,免疫细胞化学染色观察对数生长期转染细胞Ⅱ型胶原染色阳性率;采用病毒空载体转染髓核细胞(Adv组)和未经转染髓核细胞(空白组)作为对照。取30只新西兰兔,体重3.2～3.5 kg,雌雄不限,通过针刺L3、4、L4、5和L5、6椎间盘制备椎间盘退变模型。将实验动物按照随机数字法分为3组,转染细胞组(A组,n=12)、退变细胞组(B组,n=12)和空白对照组(C组,n=6)。A、B组将100μL浓度为1×105个/mL对应细胞悬液注射入退变椎间盘,C组同法注入等量PBS。注射后6、10、14周取A、B组各4只、C组2只实验动物处死,取L3、4、L4、5和L5、6椎间盘行组织学观察,RT-PCR检测Ⅱ型胶原和蛋白多糖mRNA表达。结果 Ad-TGF-β3转染后髓核细胞活性明显改善;转染后3、7、14 d,TGF-β3在髓核细胞内表达逐渐升高;Ad-TGF-β3组髓核细胞细胞质内见棕黄色Ⅱ型胶原阳性染色,阳性率显著高于Adv组及空白组(P<0.05)。组织学观察示,A组椎间盘退变程度较B、C组明显减轻。6、10、14周A组Ⅱ型胶原和蛋白多糖mRNA表达显著高于B、C组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 TGF-β3基因修饰退变髓核细胞后可明显改善细胞生物活性,转染后髓核细胞植入兔体内可明显增加退变椎间盘的基质分泌。     

Enhanced prolylhydroxylase activity in the posterior annulus fibrosus of canine intervertebral discs following long-term running exercise

Summary The effect of long-term exercise on the intervertebral disc collagen concentration (hydroxyproline), collagen-synthesizing enzymes (prolyl-4-hydroxylase, PH, and galactosyl-hydroxylysyl glucosyltransferase, GGT) and hydroxypyridinium crosslinks was studied in ten female beagle dogs. The dogs were run on a treadmill for 1 year starting at the age of 15 weeks. The daily running distance was gradually increased to 40 km, which distance the dogs ran for the final 15 weeks. Ten untrained dogs from the same breeding colony served as controls. The nucleus pulposus and anterior and posterior halves of the annulus fibrosus of C2–3, T10–12, L4–5 disc segments were analysed. Crosslinks were measured from the anterior annulus fibrosus of the T10–11 disc. Hydroxyproline and hydroxypyridinium concentrations remained similar in both groups. PH and GGT were significantly elevated by running in the posterior annulus fibrosus of the thoracic and lumbar discs and in the lumbar nucleus pulposus. In the thoracic nucleus pulposus GGT was reduced significantly. The results suggest activated collagen metabolism in the posterior annulus fibrosus of the thoracic and lumbar discs as a result of locally increased strains on the spine.The research was carried out at the Department of Anatomy, University of Kuopio     

椎体终板损伤对兔椎问盘髓核Ⅰ、Ⅱ型胶原的影响

目的 观察椎体终板损伤对兔椎间盘髓核Ⅰ、Ⅱ型胶原的影响并探讨其机制.方法 4个月龄清洁级日本大白兔12只,完整取出40个包含终板的完整椎间盘(L2-L5),随机分为实验组和对照组,每组20个.实验组参考Daniel Haschtmann的方法建立终板损伤模型.椎间盘整体培养2周后,免疫组织化学方法观察椎间盘髓核中Ⅰ、Ⅱ型胶原的表达情况,并用HMIAS-2000图像分析系统进行半定量分析.结果 免疫组织化学染色显示:实验组椎间盘髓核Ⅰ型胶原的表达比对照组高;而Ⅱ型胶原的表达则比对照组低,差异均有统计学意义(P<0.05).结论 外伤致椎体终板损伤后会导致椎间盘髓核Ⅰ、Ⅱ型胶原的变化,继而加速椎间盘退行性变.     

移植骨髓间充质干细胞对兔退变椎间盘髓核细胞凋亡的影响

目的 观察骨髓间充质干细胞(MSCs)移植对兔退变椎间盘髓核细胞凋亡的影响.方法 以各兔L2/3、L3/4、L4/5、L5/6节段分为正常组、退变组、成纤维细胞(SFs)移植对照组、MSCs移植治疗组.MSCs和SFs分别经绿色荧光蛋白(GFP)转染后,注射植入退变椎间盘的髓核.通过透射电镜观察退变椎间盘凋亡髓核细胞形态;用实时定量聚合酶链反应(PCR)检测退变组织中髓核细胞凋亡相关基因bcl-2和box mRNA的表达;免疫荧光法标记髓核细胞凋亡相关蛋白Caspase-3,并通过TUNEL法标记凋亡髓核细胞,激光共聚焦显微镜检测髓核细胞凋亡蛋白表达率和细胞凋亡比率.结果 透射电镜下,退变椎间盘中凋亡髓核细胞呈现出核染色质边集,空泡形成,核膜断裂,凋亡小体形成等变化.MSCs移植治疗组bcl-2 mRNA的表达量高于退变组和SFs移植对照组(P<0.05),bax mRNA的表达量与退变组差异无统计学意义(P>0.05).MSCs移植治疗组细胞凋亡率和Caspase-3表达率均高于正常组[细胞凋亡率分别为(16.75±2.14)%和(6.86±1.08)%;Caspase-3表达率分别为[(20.34±1.03)%和(6.09±0.77)%](P<0.05),低于退变组和SFs移植对照组[细胞凋亡率分别为(31.87±4.16)%和(29.02±2.16)%;Caspase-3表达率分别为(31.50±3.78)%和(30.20±4.93)%](P<0.05).结论 髓核细胞凋亡在椎间盘退变过程中起重要作用.MSCs移植能有效抑制椎间盘髓核细胞凋亡,延缓椎间盘退变过程.     

骨髓间充质干细胞-壳聚糖凝胶复合体移植治疗椎间盘退变

目的 观察兔骨髓间充质干细胞.壳聚糖凝胶复合体移植修复椎间盘髓核缺损退变的效果.方法 建立兔椎间盘髓核缺损退变模型,将兔骨髓间充质干细胞-壳聚糖凝胶复合体注射移植入缺损退变模型中,兔继续培养4周后处死,取出移植修复的椎间盘进行组织HE染色、Aggre-can番红O染色及Ⅱ-collagen免疫组织化学染色,与正常椎间盘及未行移植的缺损退变椎间盘进行随机对照,检测移植修复的效果.结果 骨髓间充质干细胞-壳聚糖凝胶复合体可以在缺损的椎间盘中正常生长,并呈现向类髓核细胞分化的趋势,合成分泌Ⅱ-collagen和Aggrecan,维持原椎间盘髓核组织的生物学特性,而缺损退变组髓核组织纤维化、完整性丧失,水分丢失,Ⅱ-collagen合成明显减少(P<0.05).结论 兔骨髓间充质干细胞-壳聚糖凝胶复合体能够修复椎间盘缺损退变.     

兔退变椎间盘体内转染hTGF-β1、β3的生物学效应

目的 应用重组腺相关病毒2(recombinant adeno-associated virus,rAAV2)介导人转化生长因子β1(human transforming growth factor-β1,hTGF-β1)和β3(hTGF-β3)单基因或双基因联合体内转染退变兔髓核细胞,观察基因产物的表达及其对基质成分...     

Matrix replenishment by intervertebral disc cells after chemonucleolysis in vitro with chondroitinase ABC and chymopapain

BACKGROUND CONTEXT: One of the advantages of chemonucleolysis for the treatment of a herniated intervertebral disc is the potential for the disc to self-repair. It has been suggested that the enzymes used for chemonucleolysis differentially affect the potential of the disc cells to promote repair. PURPOSE: To test the ability of nucleus pulposus and anulus fibrosus cells to repair the extracellular matrix degraded in vitro by either chondroitinase ABC or chymopapain. STUDY DESIGN: An alginate cell culture system was used to monitor the progress of matrix repair after chemonucleolysis in vitro. METHODS: Rabbit nucleus pulposus or anulus fibrosus cells precultured for 10 days in alginate gel were briefly exposed to low concentrations of chondroitinase ABC or chymopapain and then returned to normal culture conditions for up to 4 weeks. At each time point, the contents of DNA and matrix macromolecules and proteoglycan synthesis were measured. RESULTS: The DNA content of enzyme-treated alginate beads during the following 4 weeks of culture was higher in the chondroitinase ABC group than in the chymopapain group (NP, p<.01, and AF, p<.05). The content of proteoglycan in beads containing nucleus pulposus and anulus fibrosus cells in the chondroitinase ABC group was higher than that in the chymopapain group (NP and AF, p<.001). The rate of proteoglycan synthesis and the content of collagen did not, however, differ between those two groups. CONCLUSIONS: Intervertebral disc cells exposed to chondroitinase ABC reestablish a matrix richer in proteoglycan than cells exposed to chymopapain. This may be because of differences in the substrate spectrum of each enzyme. Although these results cannot be translated directly to the in vivo situation, they suggest the possibility that cells in discs subjected to chondroitinase ABC-induced chemonucleolysis retain a greater ability to replenish their extracellular matrix with proteoglycans than cells in discs exposed to chymopapain.     

凝固椎间盘髓核的生物力学研究

目的观察凝固髓核的轴向抗压缩能力,探讨其临床应用的可行性。方法将12只杂种犬的16个椎间盘分为4组：空白对照组4个,明矾溶液1组（注入明矾溶液3d）4个,明矾溶液2组（注入明矾溶液2周）4个,明矾溶液3组（注入明矾溶液1个月）4个。外接压力泵,并维持160kPa压力5min,将0．15ml10％明矾溶液缓慢注入椎间盘髓核,使椎间盘髓核凝固以实验椎间盘为中心,取一个脊柱功能单位作为生物力学检测的标本。检测标本的轴向载荷位移曲线及使标本髓核突出的轴向载荷。结果轴向载荷500N时,明矾溶液凝固的髓核（3个时间组）与正常椎间盘被压缩的位移无统计学差异;轴向载荷2058N（210kg）时,正常椎间盘髓核可被挤出;轴向载荷2538N（259kg）时,明矾溶液凝固的髓核（1个月）被挤出。结论明矾溶液可使椎间盘髓核产生凝固,凝固髓核的轴向抗压能力略有增强,可达到强化髓核的目的。