頸椎后凸畸形動(dòng)物模型構(gòu)建及其相關(guān)研究.pdf

1、研究目的：本研究通過頸椎后凸畸形動(dòng)物模型的構(gòu)建、同時(shí)行一系列頸椎后凸畸形的基礎(chǔ)和臨床研究,達(dá)到如下目的： 1.建立頸椎后凸畸形的動(dòng)物模型,為頸椎后凸畸形研究提供一有效的載體。 2.通過對(duì)模型的影像學(xué)測量,證實(shí)模型后凸畸形的形成,分析畸形的特征。 3.對(duì)比正常組和模型組的ROM、彎曲剛度、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)壓力的不同,分析頸椎后凸畸形生物力學(xué)的變化規(guī)律。 4.研究正常組和模型組的軟骨終板超微結(jié)構(gòu)的不同,分析椎體軟骨

2、終板的軟骨細(xì)胞和基質(zhì)的改變。 5.研究頸椎椎體在矢狀面上的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律,指導(dǎo)頸椎后凸畸形的矯形治療；提供頒脊髓矢狀徑正常參考值,篩選出較科學(xué)的評(píng)估頸脊髓病影像學(xué)標(biāo)準(zhǔn)；研究頸椎后凸畸形臨床預(yù)后和形態(tài)學(xué)測量的相關(guān)性,篩選出較科學(xué)的影像學(xué)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。 6.對(duì)10例頸椎后凸畸形的患者行個(gè)性化的治療,總結(jié)頸椎后凸畸形的臨床特征和手術(shù)策略的選擇。 材料和方法： 1.38只3月大山羊、雌性、體重10-15Kg左右,終極破

3、壞組、椎板切除組(10只)、鈦纜固定組、頸椎夾板組和正常對(duì)照組各7只。同等條件下飼養(yǎng)4～6月,在術(shù)后當(dāng)天、手術(shù)后3～4月、手術(shù)后5～6月攝頸椎正側(cè)位片,頸椎屈伸側(cè)位片。 2.分別對(duì)各組頸椎側(cè)位片和屈伸側(cè)位片用Photoshop CS2 9.0進(jìn)行測量,按隨機(jī)的順序進(jìn)行測量。測量后的數(shù)據(jù)用excel輸入電腦,測量(C2-6節(jié)段)5條線的長度(椎間盤的前,中及后緣高度,后凸節(jié)段的椎體的前緣和后緣高度)和1個(gè)角度(后切線夾角值)。

4、 3.采用新鮮山羊標(biāo)本頸椎(C2-T1)節(jié)段,正常組5只,后凸畸形組5只(終板破壞組1只、椎板切除組2只、鈦纜固定1只(固定鈦纜已取出)、頸椎夾板組1只)。標(biāo)本取材后兩端鋸平用聚甲基丙烯酸甲酯將C2和T1兩頭包埋,制成完整頸椎實(shí)驗(yàn)標(biāo)本,在萬能材料試驗(yàn)機(jī)測試。測量并計(jì)算出頸椎各節(jié)段運(yùn)動(dòng)的ROM、彎曲剛度。同時(shí)應(yīng)用壓敏片測量頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的壓力狀況。 4.通過肌肉注射苯巴比妥處死動(dòng)物,在血液循環(huán)中止前,取出需要檢查的椎體終板,放

5、在2.5％的戊二醛中固定。經(jīng)EDTA脫鈣處理后,選取脫鈣較好的上終板從中間分成兩半,在前后兩半各較中心的位置取材,做成切片,行透射電鏡觀察終板的超微結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)羊中有椎板切除組和椎體釘固定組各1只,取后凸節(jié)段頂點(diǎn)的終板(C3/4或C4/5的上下終板);對(duì)照組：1例正常組羊的終板(C3/4、CA/5的上下終板)。 5.在60例正常志愿者的不同體位的頸椎側(cè)位片上,測量頸椎空間位置角、頸椎下終板傾斜角、頸椎弧度的頂點(diǎn)；選120正常志愿者

6、的MRI片作為測量對(duì)象,測量各節(jié)段頸脊髓矢狀徑、頸椎管有效矢狀徑、M值：對(duì)61頸椎后凸畸形患者分別測量頸椎后凸畸形頂點(diǎn)的脊髓矢狀徑、椎管有效矢狀徑、延髓和腦交界的延髓橫徑(M值)、后凸節(jié)段后切線夾角和COBB角,研究上述測量值與臨床出現(xiàn)癥狀的相關(guān)性。 6.10例較嚴(yán)重的頸椎后凸畸形患者,其中頸椎骨折脫位致頸椎后凸畸形2例,退變性頸椎后凸畸形1例,椎板切除后頸椎后凸畸形1例,特發(fā)性頸椎后凸畸形6例。對(duì)他們給予個(gè)性化的治療方案,治療

7、頸椎后凸畸形。 研究結(jié)果： 1.模型組在術(shù)后3～4月頸椎后凸畸形已形成,后凸節(jié)段為C2-C5。椎板切除組：術(shù)后當(dāng)天-8.90°,術(shù)后3-4月19.30°,術(shù)后5～6月20.20°；C2及后結(jié)構(gòu)切除組：術(shù)后當(dāng)天-25.43°,術(shù)后3～4月7.88°,術(shù)后5～6月21.97°；椎體釘組：術(shù)后當(dāng)天-7.02°,術(shù)后3～4月18.07°,術(shù)后5～6月26.43°；椎體終板切除組：術(shù)后當(dāng)天-9.1°,術(shù)后3～4月12.60°,術(shù)后

8、5～6月23.11°；頸椎夾板組：術(shù)后當(dāng)天-11.45°,術(shù)后3～4月23.25°：正常組：顯示未有后凸畸形形成,術(shù)后當(dāng)天-16.04°,術(shù)后5～6月-16.40°。 2.頒椎屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí),模型組C2/3～C4/5各節(jié)段的后切線夾角變化值相對(duì)于術(shù)后當(dāng)天來說是減少的,而C5/6和C6/7節(jié)段的變化值保持不變或略增大；模型組椎間盤的椎間盤的前后高度之比和椎體前后緣高度之比在術(shù)后降低：而正常組不同時(shí)間段的比較未見明顯差別。 3.

9、在C2-3～C4-5節(jié)段,與正常組相比,后凸畸形組的ROM值有較大下降,而彎曲剛度有大幅度的上升：在C5-6和C6/7節(jié)段,兩者差距較小。正常組羊的關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的接觸面積較規(guī)則,多為橢圓形,壓力分布較均勻；后凸畸形組,在C2/3～C5/6節(jié)段,關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的接觸面積不規(guī)則,呈點(diǎn)接觸,接觸面的壓力較集中。 4.正常組顯示止常軟骨細(xì)胞結(jié)構(gòu),軟骨陷窩存在,核膜完整,核染色質(zhì)均勻分布,膠原纖維排列緊密整齊,且上終板前后朱見明顯差別,上終極和

10、下終板未見明顯差別；后凸畸形組則顯示空泡變性軟骨細(xì)胞：軟骨陷窩消失,核膜不完整,核染色質(zhì)結(jié)構(gòu)模糊,出現(xiàn)大量固縮軟骨細(xì)胞,其至溶解消失,膠原纖維排列極不規(guī)整,其為松散,出現(xiàn)大量膠原溶解。在觀察視野中,椎板切除組上終板的前部軟骨細(xì)胞要少于上終板后部的軟骨細(xì)胞數(shù)量；在椎體釘組上終板的前部鮮見軟骨細(xì)胞,且細(xì)胞損害較后部嚴(yán)重。 5.頸椎的伸屈運(yùn)動(dòng),是以頸4或頸5為弧形的中心的頸椎椎體在矢狀面上的旋轉(zhuǎn)和位移；頸脊髓矢狀徑、頸椎管有效矢狀徑及

11、M值隨著年齡的增K而減少,頸脊髓矢狀徑和M值隨著頸椎長度的增加而增加：后凸頂點(diǎn)脊髓矢狀徑和M值的比值與臨床癥狀出現(xiàn)呈主要相關(guān)性(p<0.01),其次是術(shù)前的Cobb角和后切線夾角。 6.患者畸形外觀明顯改善,頸部疼痛癥狀全部消失,神經(jīng)功能明顯改善。術(shù)后頸椎MR顯示：頸椎生理曲度重建,后凸畸形區(qū)域腦脊液線清晰,脊髓未見壓迫。術(shù)后3天X線片顯示：后凸cobb角為-12.3°～11.2°,平均-2°；術(shù)后后切線夾角-14.7°～19.

12、4°,平均1°。病例1、4、5術(shù)后神經(jīng)癥狀有明顯改善,AISA神經(jīng)功能評(píng)分分別為D、C、D級(jí),而其他7例患者都獲完全緩解AISA神經(jīng)功能評(píng)分均為E級(jí)。 結(jié)論： 1.本實(shí)驗(yàn)成功地構(gòu)建出了頸椎后凸畸形的動(dòng)物模型,為其研究提供一有效的載體；提示：青少年特發(fā)性頸椎后凸畸形的病因是椎體終板結(jié)構(gòu)受損,或長期的頸椎屈曲狀態(tài)。 2.后凸節(jié)段多發(fā)生在C2-C5節(jié)段,后凸畸形節(jié)段的頸椎前屈后伸活動(dòng)是明顯減少的,而臨近節(jié)段頸椎的活動(dòng)有

13、一定程度的增大；頸椎后凸畸形的形成和椎間高度的改變,頸椎后部和前部的不平衡生長,椎體高度的丟失密切相關(guān)。 3.在后凸節(jié)段,頸椎后凸畸形組羊的ROM明顯小于正常組,彎曲剛度明顯大于正常組,但在臨近節(jié)段基本相同,甚至結(jié)果相反,這由于后凸節(jié)段領(lǐng)椎關(guān)節(jié)的異常融合,和臨近節(jié)段的代償反應(yīng)所致；頸椎后凸畸形羊的關(guān)節(jié)接觸面積不規(guī)則,呈點(diǎn)狀接觸,局部受力不均勻,應(yīng)力增大。 4.模型組椎體的軟骨終板軟骨細(xì)胞和基質(zhì)明顯受損,軟骨終板的生長受到

14、抑制,頸椎前部短縮,形成頸椎后凸畸形。頸椎后凸畸形一旦形成,導(dǎo)致頸椎應(yīng)力分布的進(jìn)一步失衡,又會(huì)進(jìn)一步加重軟骨終板損害。 5.總結(jié)出頸椎椎體在矢狀面的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律,提供椎體正?？臻g位置標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù),為頸椎后凸畸形的矯形提供理論基礎(chǔ)；提供頸脊髓矢狀徑等正常參考值；C/M比值是臨床評(píng)估頸脊髓疾病的良好標(biāo)準(zhǔn)之一；當(dāng)后凸節(jié)段后切線夾角為20°和Cobb角為22°時(shí),當(dāng)后凸頂點(diǎn)脊髓矢狀徑和M值的比值小于0.338時(shí),出現(xiàn)臨床癥狀,需治療干預(yù)。