徐 聰,郭春鈺,艾 雯,熊淑華,于雪峰,陳偉高
(1.南昌大學(xué)a.第四附屬醫(yī)院骨科,南昌 330002;b.第二附屬醫(yī)院藥劑科;c.第二附屬醫(yī)院骨科,南昌 330006;2.贛南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院藥劑科,江西 贛州 341000;3.江西中醫(yī)藥大學(xué)研究生學(xué)院,南昌 330004)
腰椎手術(shù)失敗綜合征 (failed back surgery syndrome,F(xiàn)BSS)指在行椎板切除術(shù)或椎間盤摘除術(shù)后,患者仍有腰部、臀部或下肢的頑固性疼痛或其他不適癥狀,經(jīng)過一段緩解期后復(fù)發(fā)[1]。 FBSS 發(fā)病率為5%~10%,硬膜粘連是FBSS 最常見的病因之一,再次手術(shù)效果成功率為30%~35%,并且15%~20% 的病例癥狀會加重[2]。因此,如何解決脊柱術(shù)后硬膜粘連的問題,對于改善患者的治療效果具有極為重要的意義。 目前,比較一致的觀點認為,單純采用某一種方法很難達到理想效果。 將多種方法協(xié)同作用,或許能將瘢痕形成降低到比較少的程度[3]。為此,本實驗采用聚-DL-乳酸(poly-DL-lactic acid,PDLLA)可吸收生物膜聯(lián)合丹參注射液預(yù)防腰椎全椎板切除術(shù)后硬膜外粘連,取得了滿意的效果,報告如下。
1.1.1 實驗材料
PDLLA 可吸收生物膜(規(guī)格為50 mm×150 mm×0.2 mm,迪康中科生物醫(yī)學(xué)材料有限公司,批號:M130101),丹參注射液(10 mL,安微天洋藥業(yè)有限公司,批號:061242),HE 染色試劑盒(EYSIN 試劑盒,上海億欣生物科技有限公司)。 BX51 光學(xué)顯微鏡(日本Olympus 公司)。
1.1.2 實驗動物
選取清潔級新西蘭大白兔60 只,雌雄兼有,年齡1~2(1.76±0.87)歲,體質(zhì)量2.0~3.3(2.56±0.35)kg,由南方醫(yī)科大學(xué)動物中心提供,動物合格證號:scxk粵2012-031。實驗大鼠于南方醫(yī)科大學(xué)動物中心普通兔飼料單籠飼養(yǎng),飲水充足。 動物籠具內(nèi)溫度為(22±2)℃,濕度為(72±2)%,24 h 自動晝夜循環(huán),光照10~12 h·d-1。
1)將60 只新西蘭大白兔按隨機數(shù)字表法分為5 組:實驗1 組(明膠海綿片組)、實驗2組(明膠海綿片+丹參注射液組)、實驗3 組(PDLLA 可吸收生物膜組)、實驗4 組(明膠海綿片+丹參注射液+PDLLA 可吸收生物膜組)和空白對照組,每組12只。 2)5 組均于實驗前1 d 禁食,采用3% 戊巴比妥鈉30 mg·kg-1在兔耳緣行靜脈注射麻醉。麻醉后,在無菌條件下,按背部后正中入路行腰椎(L5-7)全椎板切除術(shù)。 兩椎體間肌肉不切斷,咬除椎板面積,每個節(jié)段約為0.5 cm2×1.3 cm2。剔除硬膜外脂肪,充分暴露硬膜,動物模型均建立成功。 模型建立成功后,實驗1 組、實驗2組、實驗3 組和實驗4 組分別在椎板缺損處覆蓋明膠海綿片、明膠海綿片+丹參注射液(將丹參注射液0.5 mL 倒入明膠海綿片中)、PDLLA 可吸收生物膜及明膠海綿片+丹參注射液+PDLLA 可吸收生物膜(將丹參注射液0.5 mL 倒入明膠海綿片中,上面再覆蓋PDLLA 可吸收生物膜)??瞻讓φ战M不作任何處理。 5 組分別在術(shù)后2、4、8及12 周斷頸處死大白兔各3 只,完整取下腰椎標本,觀察大體標本的情況(L6 椎板缺損處瘢痕增生及明膠海綿片和防粘連膜的自身改變的情況),并于L6 椎板缺損處作橫斷面鋸開,取椎板標本。 椎板標本脫鈣后,置于4%多聚甲醛液中4 ℃冰箱固定24 h,乙醇脫水,二甲苯透明,石蠟包埋,切片厚5 μm,進行常規(guī)HE 染色,具體操作步驟見試劑盒說明書。同時,采用Rydell 肉眼評判標準[4]和改良Nussbaum組織學(xué)評判標準[5]對5 組術(shù)后2、4、8 及12 周大體標本及光學(xué)顯微鏡下組織學(xué)變化的情況進行觀察、評判(肉眼觀察和病理學(xué)觀察)。
大體標本粘連、瘢痕粘連肉眼觀察按文獻[4]的標準進行評定。0 級:硬膜外瘢痕組織與硬脊膜無粘連;Ⅰ級:硬膜外瘢痕組織與硬脊膜有輕度粘連,但很容易鈍性分離;Ⅱ級:硬膜外瘢痕組織與硬脊膜相粘連,不容易鈍性分離,但強行分離不會造成硬脊膜的撕裂;Ⅲ級:硬膜外瘢痕組織與硬脊膜緊密相連,不能夠鈍性分離,強行鈍性分離會造成硬脊膜的撕裂損傷。
瘢痕粘連組織學(xué)評定按文獻[5]的標準進行評定。 0 級:硬膜外瘢痕粘連面積<25%,膠原纖維稀疏,瘢痕無明顯的側(cè)方、后方延伸;0.5 級:硬膜外瘢痕粘連面積<50%,膠原較致密,瘢痕側(cè)方延伸到神經(jīng)根和椎板間隙之間或部分嵌入椎板間隙;1 級:硬膜外瘢痕粘連面積>50%,膠原致密,瘢痕包繞,延伸到一側(cè)或雙側(cè)神經(jīng)根,嵌入椎板間隙,硬膜囊或脊髓受壓變形。
5 組術(shù)后2~4 h 進食、飲水恢復(fù)正常。 切口干燥,無滲液、紅腫及感染。
實驗1 組、實驗2組、實驗3 組、實驗4 組和空白對照組的切口愈合時間分別為:(8.20±0.84)、(5.50±0.67)、(8.50±1.17)、(5.40±0.67)和(8.30±0.75)d,實驗2、實驗4 組的切口愈合時間與實驗1 組、實驗3 組和空白對照組比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(均P<0.05)。
實驗1 組:術(shù)后2 周,有血腫形成和機化的肉芽組織,明膠海綿有吸收的跡象。 粘連程度為0 級。術(shù)后4 周,瘢痕形成,但粘連可分離。 明膠海綿降解成碎片,剩余近1/2。粘連程度為Ⅰ級。術(shù)后8 周,瘢痕明顯,且質(zhì)地變硬,但強行可分離。 明膠海綿降解成較小的碎片,幾乎被完全吸收。 粘連程度為Ⅱ級。術(shù)后12 周,硬膜外瘢痕組織與硬脊膜緊密相連,已不能鈍性分離。 明膠海綿被完全吸收。 粘連程度為Ⅲ級。
實驗2組:術(shù)后2 周,無機化的肉芽組織,明膠海綿開始吸收。粘連程度為0 級。術(shù)后4 周,少量瘢痕形成,無粘連,可輕松分離。 硬脊膜與椎板間留有腔隙。 明膠海綿降解成碎片,剩余近1/3。 粘連程度為0 級。 術(shù)后8 周,少量瘢痕形成,無粘連,但很容易分離。 硬脊膜與椎板間留無明顯腔隙,明膠海綿被完全吸收。 粘連程度為0 級。 術(shù)后12 周,輕度瘢痕形成,并輕度粘連,但很容易鈍性分離。 明膠海綿較多的吸收。 粘連程度為Ⅰ級。
實驗3 組:術(shù)后2 周,硬脊膜完好,硬脊膜與椎旁肌間可見少量的薄膜狀肉芽組織及與椎板間松動、無粘連。 粘連程度為0 級。 術(shù)后4 周,硬脊膜分解為大碎片, 但與背側(cè)椎旁肌間有一層假膜相隔,無粘連。硬膜外血管清晰。明膠海綿降解成碎片,剩余近1/3。 粘連程度為0 級。 術(shù)后8 周,硬脊膜吸收近1/3,無瘢痕、無粘連,且有潛在腔隙形成,粘連程度為0 級。 術(shù)后12 周,硬脊膜基本降解吸收。 硬膜外瘢痕有些增生,但不嚴重,尚能分離。 硬膜外無間隙,粘連程度為0 級。
實驗4 組:術(shù)后2 周,硬脊膜完好,未見肉芽組織。 硬脊膜與椎板間松動、無粘連,硬脊膜與椎板間留有腔隙,硬膜外血管清晰。明膠海綿開始吸收。粘連程度為0 級。 術(shù)后4 周,硬脊膜分解為較大碎片,硬脊膜與椎板間松動、無粘連,硬脊膜與椎板間留有腔隙,硬膜外血管清晰。 明膠海綿降解成碎片,剩余近1/2。 粘連程度為0 級。 術(shù)后8 周,硬脊膜吸收近1/3,無瘢痕、無粘連,且有潛在腔隙形成。 明膠海綿剩余近1/4。粘連程度為0 級。術(shù)后12 周,硬脊膜剩余近1/3,無瘢痕、無粘連,但硬脊膜與椎板間隙不明顯。明膠海綿基本降解吸收。粘連程度為0 級。
空白對照組:各不同時間點的大體標本觀察的結(jié)果與實驗1 組相同。
實驗1 組:術(shù)后2 周,成纖維細胞增生活躍,并伴大量吞噬細胞。 粘連明顯,但易分離。 術(shù)后4 周,粘連廣泛,明膠海綿部分吸收。 術(shù)后8 周,膠原致密。瘢痕粘連,不易分離。術(shù)后12 周,大片成纖維細胞和大片的瘢痕粘連。
實驗2組:術(shù)后2 周,無明顯成纖維細胞,但伴有少量吞噬細胞,膠原稀疏。 無明顯粘連。 術(shù)后4周,少量成纖維細胞增生和吞噬細胞,無明顯粘連。術(shù)后8 周,成纖維細胞和吞噬細胞較前要多。 有輕度粘連,但易分離。 術(shù)后12 周,成纖維細胞增生明顯,膠原輕度致密。 瘢痕有粘連,但易分離。
實驗3 組:術(shù)后2 周,無明顯肉芽組織形成,背側(cè)肌肉間有少量薄膜狀肉芽組織,但中性粒細胞反應(yīng)明顯,成纖維細胞增生不活躍,膠原稀疏。 術(shù)后4周,炎性細胞(中性粒細胞、嗜酸粒細胞、單核巨噬細胞、淋巴細胞和漿細胞)反應(yīng)減輕。 椎旁肌與PDLLA 生物膜間有膜狀纖維組織,與硬脊膜無粘連。 術(shù)后8 周,硬膜外未見瘢痕組織,但可見骨缺損邊緣骨母細胞增生活躍。 術(shù)后12 周,有散在的、較小的碎片PDLLA 生物膜,硬膜與瘢痕無粘連。
實驗4 組:術(shù)后2 周,無明顯肉芽組織形成,薄膜與背側(cè)肌肉間有少量薄膜狀肉芽組織,但中性粒細胞反應(yīng)較明顯,成纖維細胞增生不活躍,膠原稀疏。術(shù)后4 周,炎性細胞反應(yīng)明顯減輕。背側(cè)椎旁肌與膜間有膜狀纖維組織,膠原密度低,與硬膜無粘連。術(shù)后8 周,炎性細胞反應(yīng)較前減輕。硬膜外無明顯瘢痕組織,骨缺損邊緣骨母細胞增生活躍。 術(shù)后12 周,無炎性細胞,但有少量瘢痕。硬膜外有部分空腔隙,硬膜與瘢痕無粘連。
空白對照組:在不同時間點的病理表現(xiàn)與實驗1 組相同。
實驗2組、實驗3 組和實驗4 組術(shù)后Rydell評級為0、Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ級瘢痕粘連的例數(shù)均顯著低于實驗1 組和空白對照組(均P<0.01)。 見表1。
表1 5 組術(shù)后Rydell 評級的瘢痕粘連結(jié)果 例
實驗2組、實驗3 組和實驗4 組術(shù)后改良Nussbaum 組織學(xué)評級為0、0.5 及1 級瘢痕粘連的例數(shù)均顯著低于實驗1 組和空白對照組 (均P<0.01)。 見表2。
表2 5 組術(shù)后改良Nussbaum 組織學(xué)評級的瘢痕粘連結(jié)果例
全椎板切除術(shù)及椎間盤摘除術(shù)是脊柱外科常見的手術(shù),術(shù)后硬膜外瘢痕增生、粘連也是造成術(shù)后癥狀不能緩解和手術(shù)失敗的主要原因之一,其機制主要是由于術(shù)中所造成的損傷需通過成纖維細胞的增生來修復(fù)。 在修復(fù)過程中,由早期肉芽組織和晚期瘢痕組織的形成所致,但成纖維細胞的來源目前存在爭議。1948 年,Key 等[6]首先提出纖維化形成的“前源學(xué)說”,并認為,術(shù)中損傷纖維環(huán)是造成硬膜粘連的主要原因。 1974 年,LaRocca 等[7]又提出了“后源學(xué)說”,并認為,術(shù)后硬膜和神經(jīng)根周的粘連主要來自直接覆蓋在硬膜上未經(jīng)處理的骶棘肌粗糙面和手術(shù)中剝離的骨膜纖維層。 在此基礎(chǔ)上,1995 年,Songer 等[8]于是提出“三維立體學(xué)說”,并認為,硬膜周圍瘢痕既有來自后方損傷的骶棘肌,又有來自前方損傷的纖維環(huán)和后縱韌帶,而且形成的粘連又會向神經(jīng)根周圍發(fā)展,導(dǎo)致側(cè)方受累。1992 年,Touliatos 等[9]亦認為,合并血腫的軟組織創(chuàng)傷,無論在椎管的哪一個部位,均會引起硬膜周圍的纖維化與粘連。 本研究中,光學(xué)顯微鏡下觀察結(jié)果顯示,術(shù)后2、4、8 及12 周椎板切除部位瘢痕內(nèi)有新生的肌纖維細胞,且背側(cè)多于腹側(cè),各周的瘢痕組織背側(cè)較腹側(cè)成熟早。 因此,筆者也認為,椎板切除后,粘連形成主要源自于椎管后方的創(chuàng)傷、血腫和成纖維細胞的增生。
目前,預(yù)防腰椎術(shù)后硬膜外粘連的材料非常豐富,大體可以分為下列幾類[10]:1)硬體材料,如自體板層骨、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA)、人工椎板、鈦網(wǎng)及Kiel bone。 2)軟體材料,如游離脂肪、膨體聚四氟乙烯(ePTFE)及聚乳酸材料。 3)半流體材料,如透明質(zhì)酸(hyaluronic acid,HA)、幾丁質(zhì)及聚合纖維素(PCMC)。 還有作為化學(xué)屏障的藥物,如甾體類消炎藥及絲裂霉素C 等。
本研究中所用的PDLLA 可吸收生物膜是以聚-DL-乳酸為原料生產(chǎn)的軟體材料,該產(chǎn)品為白色織物狀,具有良好的柔軟性和貼附性,在術(shù)中應(yīng)用不需要進行縫合固定。PDLLA 可吸收生物膜具有微孔結(jié)構(gòu)(孔徑1~3 μm),可以透過水分子和空氣。 必要時,可在PDLLA 可吸收生物膜中添加各種醫(yī)用輔助材料,改善膜的柔軟性、透氣性和降解速度。PDLLA 可吸收生物膜在椎板切除術(shù)后應(yīng)用時,主要是利用膜的屏障作用,將成纖維細胞和血腫有效地隔開??删S持屏障作用2 個月左右,3~6 個月可完全降解為乳酸,并通過三羧酸循環(huán)形成水和二氧化碳排出體外[11]。 另外,PDLLA 可吸收生物膜完全吸收后,其背側(cè)形成的瘢痕組織,即成自然的屏障,在硬膜外形成潛在腔隙。 本研究結(jié)果顯示,放置PDLLA可吸收生物膜后,硬膜外腔隙未見瘢痕粘連。 表明,PDLLA 醫(yī)用膜確實起到了屏障隔離的作用。
丹參注射液是臨床最常用的活血化瘀藥物,具有活血化瘀、理氣通絡(luò)之功效。 有研究[12]認為,其預(yù)防硬膜外粘連的優(yōu)點是:1)藥物來源廣泛,安全、可靠,不良反應(yīng)小。 2)劑型穩(wěn)定,容易調(diào)控劑量。 3)丹參水溶性成分具有活血化瘀,改善微循環(huán)的作用。可以促進局部血腫的吸收,避免局部血腫機化。 4)丹參有激活纖溶系統(tǒng),具有促進纖維蛋白溶解,抑制纖維細胞增殖和分泌,降低纖維蛋白原,減少膠原纖維形成和纖維組織增生等抗纖維化的藥理作用。本研究結(jié)果顯示,實驗2組、實驗3 組和實驗4 組術(shù)后Rydell 評級為0、Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ級瘢痕粘連的例數(shù)均顯著低于實驗1 組和空白對照組(均P<0.01),實驗3 組、實驗4 組術(shù)后Rydell 評級為0、Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ級瘢痕粘連的例數(shù)與實驗2組比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(均P>0.05)。同樣,實驗2組、實驗3 組和實驗4 組術(shù)后改良Nussbaum 組織學(xué)評級為0、0.5 及1 級瘢痕粘連的例數(shù)均顯著低于實驗1 組和空白對照組(均P<0.01),實驗3 組、實驗4 組術(shù)后改良Nussbaum 組織學(xué)評級為0、0.5 及1 級瘢痕粘連的例數(shù)與實驗2組比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(均P>0.05)。 這些結(jié)果表明,丹參有明顯地抗纖維化及抗粘連的作用,并且減輕了機體的炎性反應(yīng)。 本研究結(jié)果還顯示,實驗2組、實驗4 組的切口愈合時間與實驗1 組、實驗3 組和空白對照組比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(均P<0.05)。 進一步證實了丹參的活血化瘀、理氣通絡(luò)之功效。
總之,明膠海綿+丹參注射液+PDLLA 可吸收生物膜的防粘連效果更為突出,而且還能減輕機體的炎性反應(yīng),是一種臨床上預(yù)防術(shù)后硬膜外粘連較為理想的材料。
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