微創(chuàng)腰椎間盤分流術(shù)治療椎間盤源性腰痛的基礎(chǔ)與臨床研究.pdf

1、第一部分外層纖維環(huán)損傷建立小型豬腰椎間盤退變模型
　　目的：建立與評(píng)估小型豬腰椎間盤退行性變模型，為研究微創(chuàng)腰椎間盤分流術(shù)治療椎間盤源性腰痛提供適宜的動(dòng)物模型。方法：12只1歲齡的成年雌性巴馬豬，隨機(jī)分為退變組與對(duì)照組，各6只。退變組用3.5mm環(huán)鋸損傷T12-L1，L1-2，L2-3、L3-4椎間盤的側(cè)方外層纖維環(huán)，深度控制在3mm。對(duì)照組僅顯露相應(yīng)的腰椎間盤而不損傷。在手術(shù)后4、8、12周時(shí)對(duì)椎間盤退變進(jìn)行評(píng)估，
　　方

2、法：（1）磁共振評(píng)估：根據(jù)矢狀位T2WI和矢狀位T2 mapping掃描等評(píng)估；（2）組織學(xué)評(píng)估：包括HE染色、Masson三色膠原染色和II型膠原免疫組織化學(xué)染色評(píng)估腰椎間盤的退變；（3）分子生物學(xué)與組織化學(xué)觀察：通過酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA法）檢測髓核組織中乳酸和蛋白多糖含量的變化，利用實(shí)時(shí)定量 RT-PCR比較分析髓核組織蛋白多糖（aggrecan）和II型膠原基因（col-II）表達(dá)水平和含量的變化。結(jié)果：與對(duì)照組相比，退變組

3、椎間盤在術(shù)后4周即顯示出退變，隨時(shí)間延長退變逐漸加重。表現(xiàn)為MRI矢狀位T2WI髓核高信號(hào)區(qū)減少，信號(hào)強(qiáng)度降低，椎間高度塌陷；矢狀位T2 mapping結(jié)果顯示：術(shù)后4周、8周、12周退變組T2值經(jīng)隨機(jī)區(qū)組方差分析，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=71.37，P=0.000）；對(duì)照組T2值，經(jīng)隨機(jī)區(qū)組方差分析，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=0.531，P=0.589）。HE染色與 Masson染色顯示退變組4周時(shí)椎間盤發(fā)生輕度退行性變，鏡下表現(xiàn)為纖維環(huán)排

4、列紊亂，髓核內(nèi)細(xì)胞數(shù)量減少，髓核和纖維環(huán)部分分界不清。8周時(shí)退變進(jìn)一步加重，髓核皺縮，與纖維環(huán)之間出現(xiàn)大片的空白區(qū)，髓核內(nèi)的細(xì)胞進(jìn)一步減少甚至消失，纖維環(huán)進(jìn)一步迂曲，甚至斷裂。12周時(shí)椎間盤嚴(yán)重退變，高度明顯降低，髓核與纖維環(huán)分界不清，椎間盤呈現(xiàn)出纖維化。Ⅱ型膠原免疫組化染色結(jié)果顯示，退變組與對(duì)照組相比，染色陽性平均光密度值明顯減少，表明髓核細(xì)胞合成Ⅱ型膠原能力明顯下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）。ELISA試劑盒對(duì)髓核組織中乳酸

5、與蛋白多糖含量進(jìn)行測定，
　　結(jié)果：顯示退變組乳酸含量比對(duì)照組明顯增高，有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.01)；并且隨著時(shí)間的延長，退變組乳酸含量逐漸上升，而對(duì)照組乳酸含量基本保持不變；退變組蛋白多糖含量明顯降低，與對(duì)照組相比有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.01)。實(shí)時(shí)定量RT-PCR分析蛋白多糖在mRNA水平的變化，退變組蛋白多糖mRNA的量均比對(duì)照組要低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）。退變組隨著時(shí)間的推移，蛋白多糖mRNA水平的量逐漸減少

6、，而對(duì)照組并未見明顯變化。col-II與蛋白多糖在mRNA水平呈現(xiàn)相同的變化趨勢。
　　結(jié)論：應(yīng)用微型環(huán)鋸損傷外層纖維環(huán)，可建立小型豬腰椎間盤結(jié)構(gòu)內(nèi)紊亂的退變模型，為研究椎間盤源性腰痛的實(shí)驗(yàn)提供了理想的動(dòng)物模型。
　　第二部分應(yīng)用尼龍線的腰椎間盤分流術(shù)修復(fù)小型豬退變椎間盤的生物學(xué)作用
　　目的：應(yīng)用編織型多股尼龍線（直徑0.55mm）建立小型豬腰椎間盤與椎旁肌肉分流通道，評(píng)估分流手術(shù)對(duì)退變椎間盤的生物學(xué)效應(yīng)及其安全性。

7、
　　方法：24只1歲齡的成年雌性巴馬豬，隨機(jī)分為分流組與退變組，各12只，均使用3.5mm環(huán)鋸損傷最外層纖維環(huán)，方法同第一部分。分流組采用帶尼龍線的中空穿刺針,由損傷處的纖維環(huán)穿刺進(jìn)入椎間盤髓核，直至對(duì)側(cè)的纖維環(huán)，然后緩慢退出穿刺針，將尼龍線留置于椎間盤內(nèi)，尼龍線另一端引出椎間盤入椎旁肌肉中，長度約8-10cm。退變組僅損傷外層纖維環(huán)而不植入尼龍線。在手術(shù)后1個(gè)月，3個(gè)月，6個(gè)月應(yīng)用磁共振、組織學(xué)、免疫組織化學(xué)及分子生物學(xué)與組織

8、化學(xué)觀察全面評(píng)估分流手術(shù)對(duì)退變椎間盤的生物學(xué)效應(yīng)，及尼龍線植入椎間盤內(nèi)的安全性。
　　結(jié)果：所有動(dòng)物均順利接受手術(shù)，有2只動(dòng)物因切口深部感染剔除出本研究，另行補(bǔ)充動(dòng)物完成實(shí)驗(yàn)。磁共振顯示分流組與退變組椎間盤均退變，T2 mapping掃描顯示3個(gè)時(shí)間點(diǎn)分流組與退變組T2值總體比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.01)，分流組均高于退變組。組織學(xué)結(jié)果顯示術(shù)后兩組椎間盤均呈退行性變，分流組可見尼龍線位于髓核內(nèi)，周圍無炎癥細(xì)胞浸潤，與椎間盤相容

9、性好，術(shù)后6個(gè)月時(shí)可見尼龍線單股纖絲之間有細(xì)胞外基質(zhì)包繞；退變組術(shù)后6個(gè)月時(shí)髓核已消失，呈現(xiàn)纖維化。Ⅱ型膠原免疫組化染色結(jié)果顯示，各個(gè)時(shí)間點(diǎn)尼龍分流組與退變組相比，染色陽性平均光密度值均明顯增高，表明尼龍分流術(shù)能明顯緩解椎間盤退變導(dǎo)致的髓核細(xì)胞合成Ⅱ型膠原能力的下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p<0.01）。分子生物學(xué)與組織化學(xué)結(jié)果顯示退變組乳酸含量隨著時(shí)間的延長逐漸升高，分流組在1個(gè)月時(shí)乳酸含量與退變組差異不明顯，但術(shù)后3個(gè)月和6個(gè)月時(shí)乳酸含

10、量明顯較退變組降低；而蛋白多糖、Ⅱ型膠原等細(xì)胞外基質(zhì)含量則較退變組明顯增多，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p<0.01）。髓核組織細(xì)胞胞外基質(zhì)合成相關(guān)基因TIMP-1、TIMP-2和Sox9的表達(dá)水平分流組明顯高于退變組，髓核組織分解相關(guān)基質(zhì)金屬蛋白酶基因MMP-3、-7、-9、-13表達(dá)水平分流組則明顯低于退變組，兩組相比具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（p<0.01），表明分流組椎間盤的合成代謝高于退變組，而分解代謝低于退變組。
　　結(jié)論：應(yīng)用尼龍線在退

11、變椎間盤與椎旁肌肉組織之間建立分流通道，可增加椎間盤的含水量和蛋白多糖含量，降低盤內(nèi)乳酸蓄積，改善pH值，減少細(xì)胞外基質(zhì)分解代謝，促進(jìn)合成代謝，能夠延緩椎間盤的退行性變，有望應(yīng)用于臨床治療椎間盤源性腰痛。
　　第三部分經(jīng)皮微創(chuàng)腰椎間盤分流術(shù)治療椎間盤源性腰痛的初步臨床研究及療效相關(guān)因素分析
　　目的：分析經(jīng)皮微創(chuàng)腰椎間盤分流術(shù)治療椎間盤源性腰痛的臨床療效及相關(guān)因素。方法：我們與美國Aleeva公司合作設(shè)計(jì)了將尼龍線微創(chuàng)經(jīng)皮植

12、入患者腰椎間盤內(nèi)的操作工具，用于治療椎間盤源性腰痛，即為腰椎間盤分流術(shù)。15例經(jīng)術(shù)前篩選，并由椎間盤造影術(shù)診斷為椎間盤源性腰痛的患者，在局麻下行腰椎間盤分流術(shù)。手術(shù)節(jié)段L3-41例，L4-56例，L5-S17例，L3-4合并L4-51例。術(shù)后1個(gè)月，6個(gè)月，2年通過VAS評(píng)分，ODI評(píng)分和影像學(xué)綜合評(píng)估臨床療效，術(shù)后4年時(shí)通過VAS評(píng)分和ODI評(píng)分評(píng)估療效，并做療效相關(guān)因素分析。
　　結(jié)果：臨床應(yīng)用顯示所有患者均成功行腰椎間盤分流

13、術(shù)，無手術(shù)并發(fā)癥。術(shù)后4年隨訪1例患者因腰椎間盤突出癥行手術(shù)治療，其余14例患者VAS評(píng)分與ODI評(píng)分均有明顯下降，VAS改善率達(dá)79.51％±11.69%；ODI改善率為78.19%±12.93%。與術(shù)前相比差異具有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）。磁共振檢查顯示平均 DHI術(shù)后兩年與術(shù)前相比，有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P<0.01，t=-3.502）；根據(jù) Pfirrmann分級(jí)，10例為Ⅲ級(jí)椎間盤退變（髓核信號(hào)中度減弱），占66.67%

14、；5例患者為Ⅳ級(jí)椎間盤退變（髓核信號(hào)嚴(yán)重減弱），占33.33%。術(shù)前6例HIZ術(shù)后隨訪顯示無明顯變化。對(duì)所有患者2年隨訪時(shí)的磁共振均行薄層掃描（層厚0.6mm），并進(jìn)行圖像重建，結(jié)果顯示有4例患者的尼龍線結(jié)放置于偏前的纖維環(huán)中，另外11例患者尼龍線結(jié)均放置于髓核的中央。對(duì)比評(píng)估后結(jié)果顯示尼龍線放置于髓核的患者疼痛與功能的改善明顯優(yōu)于放置在纖維環(huán)中的患者，且椎間高度也較后者保持的更好。提示手術(shù)中應(yīng)嚴(yán)格在透視監(jiān)控下，按操作步驟進(jìn)行，保證尼龍