椎板切除术后预防硬膜外瘢痕粘连的 实验研究 熊 敏

椎板切除术后预防硬膜外瘢痕粘连的 实验研究 熊 敏
椎板切除术后预防硬膜外瘢痕粘连的 实验研究 熊 敏

椎板切除术后预防硬膜外瘢痕粘连的

实验研究

熊 敏3# 宋跃明3 刘立岷3

摘 要 为了寻找预防椎板切除后硬膜粘连的材料,选用家兔30只,随机分为三组,每组10只。每只作L3、L5椎板切除,形成两个大小1cm×0.5cm的缺损,一个缺损无任何覆盖,作空白对照;另一个缺损分别在硬膜外覆盖几丁糖、聚乳酸(PLA)膜及明胶海绵,即为几丁糖组、PLA 膜组及明胶海绵组。术后2,4,6,8及10周处死动物,通过肉眼、光镜及透射电镜,观察瘢痕生长及硬膜外粘连情况。结果表明,几丁糖组和PLA膜组硬膜外均光滑、无增厚,硬膜外腔隙未见纤维组织增生或粘连;几丁糖具有明显抑制成纤维细胞生长和促进表皮细胞生长的作用,切口愈合快。而各组空白对照和明胶海绵组硬膜外纤维组织增生或粘连明显,硬膜外腔隙基本消失。认为,可生物降解吸收的几丁糖、PLA膜能有效地预防椎板切除术后瘢痕粘连。

关键词 椎板切除术 硬膜外粘连 几丁糖 聚乳酸膜 明胶海绵

椎板切除术是脊柱外科最常用的手术方式之一。椎板切除术后硬膜周围纤维化与瘢痕组织形成,可引起硬膜和神经根周围广泛粘连。硬膜囊受压和神经根滑动受限,是导致腰椎间盘突出症术后下腰部手术失败的常见原因[1,2]。目前尚无有效方法预防术后硬膜外瘢痕粘连。为此,我们进行了医用聚乳酸(polylactic acid,PLA)膜、几丁糖及明胶海绵预防椎板切除后硬膜周围纤维化与粘连的实验研究。

1 材料与方法

1.1 动物分组

选用30只成年家兔,体重为2.5kg~3kg,雌雄不限。随机分为三组,每组10只,即几丁糖组、PLA膜组及明胶海绵组。自身对照。

1.2 实验材料

几丁糖(上海其胜生物制剂实业公司生产), PLA膜(华西医科大学生物制品研究所提供),明胶海绵(上海中华制药厂生产)。

1.3 实验方法

3%戊巴比妥钠30mg/kg兔耳缘静脉注射麻碎,

3 华西医科大学附属第一医院骨科(四川成都,610041) # 现在十堰市东风汽车公司中心医院骨科无菌下作兔腰背部正中切口,显露L3、L5椎板并切除,形成两个大小1cm×0.5cm的缺损,一个缺损无任何覆盖,作空白对照;另一个缺损分别覆盖几丁糖、PLA膜或明胶海绵。术后2,4,6,8及10周,每组随机选取2只兔处死,进行观察与检测。

1.4 观察内容

1.4.1 肉眼观察 瘢痕组织等级评定标准[3]:0级,未见瘢痕组织或肉芽组织;Ⅰ级,少量瘢痕组织或肉芽组织呈薄膜状;Ⅱ级,一定数量的瘢痕组织或肉芽组织,结构疏松,质软与硬膜可分离;Ⅲ级,瘢痕组织数量较多,质较硬,与硬膜粘连,不易分离;Ⅳ级,瘢痕组织数量多,完全填充缺损,质地坚硬,与硬膜广泛致密粘连。

1.4.2 光镜观察 每组取5只动物处死后,取出包括骶棘肌在内的手术段脊柱,用10%福尔马林液同步固定与脱钙2周,脱水、石蜡包埋和HE染色,光镜观察。

1.4.3 透射电镜观察 分别取术后2,4及8周的样本紧靠硬脊膜处的瘢痕组织,经固定漂洗、包埋后,制成超薄切片,透射电镜观察。

1.5 统计学处理

实验获得的数据采用多个样本比较(Kruskai2 Wallis)和样本间两两比较秩和检验(Wilcoxon),检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 切口愈合

几丁糖组创面愈合时间为5天,无感染。各组空白对照、PLA膜组和明胶海绵组平均愈合时间为8天,明胶海绵组中1例切口有轻微的炎性反应。几丁糖组创面愈合时间较其它组均提早2天~3天。经统计学处理有显著性差异(P<0.05)。

2.2 瘢痕生长情况

2.2.1 明胶海绵组 术后2周肉眼见有血肿形成和机化的肉芽组织;4周形成瘢痕,粘连可分离;8周瘢痕质地变硬,需锐性分离,明胶海绵完全吸收。光镜下术后2周成纤维细胞增生活跃,伴大量吞噬细胞,粘连明显,易分离;4周粘连广泛,明胶海绵部分吸收;8周明胶海绵完全吸收,胶原致密,瘢痕粘连不易分离。透射电镜下术后2周见成纤维细胞体积大,呈梭形,粗面内质网丰富,但单位面积内含量少; 8周细胞内粗面内质网消失,成纤维细胞成熟,无合成功能。

2.2.2 PLA膜组 术后2周肉眼未见肉芽组织;4周PLA膜分解为较大碎片;8周PLA膜基本降解吸收,无瘢痕且有潜在腔隙形成(图1)。光镜下术后2周有轻微的异物反应;4周及8周硬膜表面光滑,无瘢痕及粘连。透射电镜观察,术后2周纤维细胞体积大,粗面内质网丰富,但单位面积含量少。术后8周纤维细胞成熟,无合成功能。

2.2.3 几丁糖组 术后2周肉眼见成纤维细胞极少,呈梭形或“幼稚”形(图2);4周及8周成纤维细胞增殖不明显,无粘连。光镜下术后2,4及8周均无瘢痕形成,硬膜外血管清晰可见。透射电镜下术后2周成纤维细胞较小,呈星芒状,

内含丰富的粗面

图2 术后2周,几丁糖组成纤维细胞增殖不明显,呈梭形或“幼稚”形(HE×50)内质网,单位面积内含量较多(图3);8周为新生的横纹肌纤维。

2.2.4 空白对照 以上各组的空白对照,肉眼、光镜及电镜,每个时间点结果均与明胶海绵组相同。

2.3 瘢痕组织粘连分级及统计学处理

各组瘢痕组织粘连分级情况见附表。每组间两两比较,几丁糖组与PLA膜组间无显著性差异(P> 0.05),但分别与明胶海绵组和各组空白对照比较有显著性差异(P<0.05)。

附表 各组硬膜外瘢痕粘连分级(n=60)

 组 别

粘连分级

0级 Ⅰ级~Ⅱ级 Ⅲ级~Ⅳ级

 几丁糖组 9 1 0

 PLA膜组 9 1 0

 明胶海绵组 0 0 10

 空白对照 0 1 29

 合 计 18 3

39

 图1 术后8周,PLA膜降解吸收后形成潜在腔隙

(HE×50

)

图3 术后2周,几丁糖组成纤维细胞小,呈星芒状,内含丰富的粗面内质网(透射电镜×8000)

3 讨论

1948年K ey等首次提出了椎板切除和椎间盘摘除术后纤维化形成的前源学说———术中损伤纤维环是造成硬膜粘连的主要原因。1974年Larocca等又提出了后源学说,指出纤维化主要由背侧损伤的骶棘肌粗糙面成纤维细胞侵入肌间血肿所致,并建立了椎板切除后膜的理论。90年代,Songer等[4]研究发现,损伤的纤维环、后纵韧带及骶棘肌均导致硬膜和神经根周围的粘连,提出粘连形成的三维立体学说,认为,预防硬膜周围纤维化最好的材料是半流体物质。Touliatos等[5]亦提出,合并血肿的软组织创伤,无论在椎管的哪一个部位均会引起硬膜周围的纤维化与粘连。本组光镜及电镜观察均发现,2,4及8周椎板切除部瘢痕内有新生的肌纤维细胞,背侧多于腹侧,各期瘢痕组织背侧均较腹侧成熟早。我们认为,椎板切除后粘连形成主要源于椎管后方的创伤、血肿和成纤维细胞的增生。因此,实验中当硬膜外放置PLA膜覆盖后,硬膜外腔隙未见瘢痕粘连。而PLA 膜的作用主要是利用膜的屏障作用将成纤维细胞和血肿有效地隔开,待膜完全吸收,其背侧形成的瘢痕组织即成自然的屏障,在硬膜外形成潜在腔隙。空白对照均无覆盖物,则瘢痕粘连多而致密。明胶海绵用于椎板切除后预防硬膜和神经根周围的纤维粘连无效,其原因可能为吸收过程中,成纤维细胞顺着明胶海绵的孔隙蔓延椎管内而加重瘢痕生成。

几丁糖是以蚕蛹为原料制成的几丁质(N2乙酰氨基葡萄糖多聚体),是一种组织相容性良好的体内植入性生物材料[6]。几丁糖具有选择性抑制人成纤维细胞生长和促进表皮细胞生长的独特生物活性[7,8]。几丁糖选择性地抑制成纤维细胞生长,从而阻断了胶原纤维来源,达到了预防粘连的目的。胶原合成是在成纤维细胞粗面内质网的核糖体上进行的,细胞合成功能与粗面内质网数量成正比。我们在透射电镜下见2周末几丁糖组与其它组比较,成纤维细胞内单位面积所含粗面内质网密集,其周围胶原纤维很少。原因是正常情况下成纤维细胞合成胶原的功能在术后10天左右最活跃,15天左右合成速度不再增加[9],故此时几丁糖组内成纤维细胞受到抑制,仍处于幼稚阶段,表现出单位面积内粗面内质网较多。但因其细胞数目少、体积小,所产生的胶原纤维也较少。另外,几丁糖是一种高分子聚合物[6],且为半流体物质,降解吸收速度慢,局部停留时间长,充分发挥生物屏障作用充填死腔,减少血肿形成。它既可包绕神经根,又可保护硬膜,达到了全方位的保护作用。因此,几丁糖能有效地预防术后椎管瘢痕粘连的产生,是临床上预防椎板切除术后硬膜外粘连较为理想的材料。

4 参考文献

1 Brabera J,G onzalez J,Esquerdo J et al.Prophylaxis of the laminectomy membrane:An experimental study in dogs.J Neurosurg,1978;49:419

2 Akdemir H,Pasaogin A,Selcuklu A et al.Prevention of adhesion after laminetomy:An experimental study in dogs.Res Exp Med Berl,1993;193:39

3 金大地,林献章,王 立等.生物降解聚丙交酯膜对椎管术后瘢痕粘连预防作用的研究.中国脊柱脊髓杂志, 1997;7(4):163

4 Songer MN,Ghosh L,Spencer DL.Effects of sodium hyaluronate on peridural fibrosis after laminectomy and discectomy.Spine,1990;15:550

5 Touliatos AS,Soucacos PN,Beris AE.Postdiscectomy peridural fibrosis:Comparison of conventional versus mi2 crosurgical techniques.Microsurgery,1992;13:192

6 侯春林,卢建照,包聚良等.几丁质生物学特性研究.中国修复重建外科杂志,1993;7(2):115

7 盛志坚,侯春林.几丁糖影响体外细胞生长的实验研究.中国修复重建外科杂志,1993;7(4):244

8 张前法,杨志明,彭文珍等.兔肌腱细胞和成纤维细胞与人工材料体外联合培养的形态学观察.中国修复重建外科杂志,1997;11(2):103

9 Erle EP,Walton VW.Wound Repair.Second Edition, London WB.Saunders Company,1976:20~201

(收稿:1998205211)

AN EX PERIMENT A L STU DY OF PREVENTI ON OF PERI DUR A L A DH E SI ON F O LLOWING LAMINE CT OM Y/Xiong Min,Song Yueming,Liu Limin.Department of Orthopedic S urgery,1st U2 niversity Ho spital,West China University of Medical Sciences,Chengdu,P.R.China610041 Abstract In order to find an ideal biological material to prevent peridural adhesion follow2 ing laminectomy,30rabbits were used as animal model,in each of which2defects with a size of 1cm×0.5cm were made following laminectomy of L3,L5spine.One of the defects was covered extradurally with chitosan,gelatin foam or PLA membrane respectively,while the other defect was exposed as control.All of these animals were sacrificed on the2nd,4th,6th,8th and10th week after operation,and the extradural fibrosis and adhesion of every animal were evaluated by gross observation and histological examinations.It was revealed that in the chitosan and PLA membrane groups,the extradural tissue was smooth without thickening and there was no fibrous proliferation or adhesion in the epidural cavity,and that in the chitosan group,the growth of fi2 broblast was restrained but the growth of the epithelial cells was promoted significantly,thus, wound healing was rapid.In the control group and gelatin foam group,obvious extradural fibrosis and adhesion were observed and the extradural space had almost disappeared.Therefore,it was concluded that the biodegradable PLA membrane and chitosan were both an ideal material in the prevention of postoperative epidural adhesion.

K ey w ords Laminectomy Epidural adhesion Chitosan Polylactic acid mem2 brane G alatin foam

第五届全国暨首届世界华人显微外科学术交流会和中青年

优秀论文评选会联合征文通知

中华医学会显微外科分会决定于1999年10月于北京召开第五届全国暨首届世界华人显微

外科学术交流会和中青年优秀论文评选会。现将征文有关事宜通知如下:

一、征文内容

1.显微外科的有关解剖和基础实验研究。

2.显微外科在外科各相关学科(脑、颌面、眼、耳鼻喉、烧伤整形、骨科、手外、泌尿、普外、妇科

等)临床应用研究。

二、论文要求

1.请寄全文及400字~600字的摘要(包括目的、方法、结果、结论)各一份。摘要不符合要求

者恕不受理。内容应是最新学术研究成果,力求科学性强、数据可靠、观点鲜明、论据充分、

文字精炼。16开稿纸撰写(或打印均可),字迹清楚。自留底稿。

2.来稿请寄北京复兴路28号解放军总医院骨科王岩收,邮编:100853,电话:66939436。

3.论文截稿时间为1999年6月1日。

4.凡参加中青年优秀论文评选者请在论文右上角注明“优”字样。论文的第一作者必须是中

青年医师本人,年龄在45岁以内(1954年1月1日以后出生)。

5.报送的材料必须附有作者的简历和所在单位盖章的推荐函(需另附纸)。

三、其它事宜

有关会议的其它事宜,收稿后另行通知。

中华医学会显微外科分会

1998206220

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