劉 洋，王文己

(蘭州大學(xué)第一醫(yī)院骨科，甘肅蘭州 730000)

脊髓挫傷多伴發(fā)于脊柱外傷，減壓手術(shù)可以解除脊髓的機(jī)械壓迫、改善脊髓血流、減輕后續(xù)出現(xiàn)的繼發(fā)性損傷，是治療此類急性脊髓挫傷的重要措施[1-2]。臨床常用的硬膜外減壓術(shù)可以解除硬膜外的壓迫，一定程度上降低硬膜內(nèi)壓力，但由于硬膜的限制，髓外的壓力可能無(wú)法完全解除，從而使脊髓出現(xiàn)缺血、水腫及系列的繼發(fā)性損傷[3]。以往有研究證實(shí)，硬膜切開(kāi)術(shù)可以降低脊髓內(nèi)壓力[4-5]，從而改善脊髓血流灌注，減輕繼發(fā)性損傷，促進(jìn)神經(jīng)功能的恢復(fù)[6]。但亦有研究證明，硬膜切開(kāi)術(shù)對(duì)脊髓挫傷后的神經(jīng)功能恢復(fù)無(wú)效[7]。我們推測(cè)：如此不一致的結(jié)果可能與脊髓挫傷后硬膜切開(kāi)的時(shí)機(jī)不同有關(guān)。而急性脊髓挫傷后，硬膜切開(kāi)術(shù)實(shí)施的時(shí)間對(duì)神經(jīng)功能恢復(fù)的影響，目前尚無(wú)確切研究。

因此，本研究探討脊髓急性挫傷后，硬膜切開(kāi)術(shù)的實(shí)施時(shí)機(jī)對(duì)脊髓損傷的影響，旨在確定硬膜切開(kāi)術(shù)的最佳時(shí)間。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物及分組 選擇成年健康Sprague-Dawley(SD)大鼠66只，雌性，體質(zhì)量190～220 g(平均205.2 g)。隨機(jī)分為6組：A組(6只)為正常對(duì)照組，單純椎板減壓；B組(12只)脊髓損傷組；C組(12只)脊髓損傷后立即行硬膜切開(kāi)術(shù)；D組(12只)脊髓損傷后1 h行硬膜切開(kāi)術(shù)；E組(12只)脊髓損傷后6 h行硬膜切開(kāi)術(shù)；F組(12只)脊髓損傷后12 h行硬膜切開(kāi)術(shù)。各組動(dòng)物均在相同條件下一籠2只飼養(yǎng)，接受12 h循環(huán)光照，進(jìn)食飼料相同，自由飲水。

1.2 脊髓損傷模型制作及硬膜切開(kāi)術(shù) 采用改良的Allen重物打擊法制作大鼠脊髓損傷模型。大鼠稱重，選用100 g/L水合氯醛(350 mg/kg)腹腔注射麻醉，選擇T8～T11棘突為中心的后正中切口，長(zhǎng)約3.0 cm，游離皮下組織逐漸剝離椎旁肌并牽向兩側(cè)，暴露T8～T10棘突及椎板，用椎板鉗咬除一半T9椎板及整個(gè)T10椎板以顯露擬損傷的脊髓部位，顯露T9節(jié)段硬膜。應(yīng)用NYU-Ⅱ型脊髓打擊器對(duì)脊髓進(jìn)行打擊(10 g-50.0 mm)，然后按照實(shí)驗(yàn)分組分別在不同時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行損傷節(jié)段的硬膜切開(kāi)術(shù)，均在顯微鏡下操作，切開(kāi)長(zhǎng)度為10 mm(以損傷部位為中心)。A組動(dòng)物僅行椎板切除后縫合，B組動(dòng)物不行硬膜切開(kāi)，直接縫合。

術(shù)后即刻行皮下注射生理鹽水5 mL以補(bǔ)充血容量。給予青霉素5萬(wàn)U腹腔內(nèi)注射以預(yù)防傷口及尿路感染，1次/d，持續(xù)3 d。每日更換墊料，保持干燥，并觀察和記錄墊料有無(wú)血尿痕跡。大鼠排尿困難時(shí)按摩膀胱2次/d協(xié)助排尿，記錄尿量及血尿情況，直至自主排尿恢復(fù)。

1.3 后肢功能評(píng)分 采用BBB評(píng)分法對(duì)術(shù)后動(dòng)物后肢的功能進(jìn)行記錄(術(shù)前3 d進(jìn)行訓(xùn)練及適應(yīng)，并剔除原有的功能障礙個(gè)體)，記錄時(shí)間分別為術(shù)后1、3、7、14、21、28 d。由2名對(duì)實(shí)驗(yàn)分組未知的人員共同完成。

1.4 標(biāo)本取材 術(shù)后28 d，戊巴比妥鈉深麻醉后將動(dòng)物灌注處死，再次暴露手術(shù)部位脊髓，剪斷神經(jīng)根，游離脊髓并完整取出損傷部位為中心的脊髓(長(zhǎng)約1.2 cm)。放入40 g/L多聚甲醛繼續(xù)固定24 h。經(jīng)石蠟包埋后進(jìn)行連續(xù)切片(切片厚10 μm、間隔80 μm)，貼到的載玻片上，45 ℃恒溫箱烘干存放備用。

1.5 脊髓損傷空洞體積比及損傷長(zhǎng)度計(jì)算 將切片行HE染色后，用顯微鏡在相同條件下同次拍照，觀察并描跡出脊髓的周界和損傷空洞的輪廓，利用Imagej軟件進(jìn)行空洞三維重建，進(jìn)而計(jì)算空洞體積?？斩磩澏ㄒ杂^察到的正常組織為邊界[正常組織的標(biāo)記標(biāo)準(zhǔn)為：灰質(zhì)神經(jīng)元正常(一個(gè)×400的視野中有3個(gè)或3個(gè)以上正常的神經(jīng)元)，無(wú)炎性細(xì)胞浸潤(rùn)；白質(zhì)沒(méi)有髓鞘碎裂，無(wú)炎性細(xì)胞浸潤(rùn)]。

標(biāo)記連續(xù)切片上的脊髓周界，重建后計(jì)算出脊髓組織體積，為了避免損傷后的組織變形及萎縮引起的干擾，采用空洞體積百分比(CV%)

CV%=CV/SCV×100%，其中CV——空洞體積(cavity volume)；SCV——脊髓體積(spinal cord volume)。分別將頭端及尾端空洞面積最小的組織切片定義為損傷的兩端，兩者之間的距離為脊髓損傷的長(zhǎng)度(lesion length)。

2 結(jié) 果

2.1 動(dòng)物的一般情況 所有動(dòng)物術(shù)后均出現(xiàn)完全性癱瘓，有4只動(dòng)物死亡(B組、C組、D組及F組各1只)，死亡原因?yàn)槟蚵犯腥竞湍c梗阻。

2.2 后肢運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)情況(BBB評(píng)分) 術(shù)后1 d，所有動(dòng)物BBB評(píng)分均為0分，隨后逐步恢復(fù)，C組及D組動(dòng)物損傷后BBB評(píng)分在術(shù)后7 d得到明顯的恢復(fù)，較B組有顯著差異(P<0.01)，而E組BBB評(píng)分也較對(duì)照組有顯著提高(P<0.05)，但F組動(dòng)物BBB評(píng)分雖然高于B組，但兩者無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。

至術(shù)后28 d，C組及D組動(dòng)物都可以持續(xù)地足底負(fù)重，并出現(xiàn)偶爾或頻繁地前后足協(xié)調(diào)行走動(dòng)作，BBB評(píng)分明顯高于B組(P<0.01)；E組動(dòng)物可達(dá)到持續(xù)性負(fù)重步行，偶爾出現(xiàn)前后肢的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，BBB評(píng)分高于B組(P<0.05)，但低于C組及D組(P<0.05)；F組動(dòng)物僅僅偶見(jiàn)到負(fù)重腳掌站立，前后足無(wú)協(xié)調(diào)性運(yùn)動(dòng)，BBB評(píng)分與B組無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05，圖1)。

2.3 不同時(shí)間點(diǎn)硬膜減壓后脊髓空洞體積比的比較

B組的脊髓損傷空洞比達(dá)到(43.58±7.15)%，F(xiàn)組與其比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)；C組及D組的空洞體積比分別為(33.83±6.04)%和(34.46±6.63)%，均明顯小于B組(P<0.01)；E組空洞體積比經(jīng)組內(nèi)比較，也明顯小于B組(P<0.01)，但明顯大于C組及D組(P<0.05，圖2)。

圖1 硬膜切開(kāi)時(shí)機(jī)對(duì)后肢功能恢復(fù)的影響

Fig.1 Effects of operation time of durotomy on locomotor function recovery

與B組比較，*P<0.05。

2.4 不同時(shí)間點(diǎn)硬膜減壓后脊髓損傷長(zhǎng)度的比較 B組脊髓的損傷長(zhǎng)度達(dá)(5 151±171.64)μm，明顯高于C組[(3 799±207.08)μm]及D組[(4 043±186.32)μm](P<0.01)，說(shuō)明傷后1 h內(nèi)的硬膜切開(kāi)減壓術(shù)可以減輕脊髓的損傷；E組脊髓損傷長(zhǎng)度(4 637±252.34)μm，小于B組(P<0.05)，但卻大于C組及D組(P<0.05)；F組與B組比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(圖3)。說(shuō)明在傷后6 h進(jìn)行硬膜切開(kāi)減壓可以一定程度地減輕脊髓損傷程度，但不如傷后1 h內(nèi)明顯；傷后12 h進(jìn)行硬膜切開(kāi)減壓對(duì)減輕脊髓損傷無(wú)明顯作用。

3 討 論

急性脊髓損傷機(jī)制包括“原發(fā)性損傷”及后續(xù)出現(xiàn)的“繼發(fā)性損傷”兩個(gè)方面，治療的措施多基于減輕“繼發(fā)性損傷”。減壓手術(shù)是急性脊髓損傷后的重要治療措施，常規(guī)的硬膜外減壓(如椎板減壓)可一定程度的減輕硬膜外的壓力，但無(wú)法更好地減輕硬膜下的壓力。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，早期的“硬膜切開(kāi)術(shù)”可以減輕脊髓損傷。結(jié)合以往的研究分析，可能的原因有：①硬膜切開(kāi)術(shù)可以更加有效的降低椎管內(nèi)的壓力，進(jìn)而減輕對(duì)脊髓的壓迫；②通過(guò)降低脊髓外的壓力，起到早期改善脊髓微循環(huán)的作用，有學(xué)者將椎管內(nèi)壓力增高導(dǎo)致的脊髓微循環(huán)障礙稱作脊髓的“骨筋膜氏綜合征”[8]，因此，早期有效的減壓非常重要；③減輕后續(xù)的一系列繼發(fā)性炎癥反應(yīng)，如巨噬細(xì)胞的活化及膠質(zhì)的增生[9]。

圖2 硬膜切開(kāi)時(shí)機(jī)對(duì)脊髓損傷后空洞體積比的影響Fig.2EffectsofoperationtimeofdurotomyoncavityvolumeafterspinalcordinjuryA:正常對(duì)照組;B:脊髓損傷組;C:傷后立即行硬膜切開(kāi)組;D:傷后1h行硬膜切開(kāi)組;E:傷后6h行硬膜切開(kāi)組;F:傷后12h行硬膜切開(kāi)組。與B組比較,*P<0.05。

圖3 硬膜切開(kāi)時(shí)機(jī)對(duì)脊髓損傷長(zhǎng)度的影響

Fig.3 Effects of operation time of durotomy on lesion length after spinal cord injury

與B組比較，*P<0.05。

既往對(duì)脊髓損傷后硬膜切開(kāi)減壓的研究中，所得到的結(jié)果并不完全相同。在脊髓損傷后立即進(jìn)行硬膜切開(kāi)減壓(伴或不伴硬膜成形)，會(huì)明顯減輕脊髓損傷程度及利于神經(jīng)功能的恢復(fù)[9]；但是在脊髓損傷后24 h進(jìn)行硬膜切開(kāi)減壓，則在減輕損傷后利于神經(jīng)恢復(fù)方面并無(wú)明顯效果，反而會(huì)增加組織損傷的體積[7]。因此，我們推測(cè)，硬膜切開(kāi)減壓的時(shí)機(jī)會(huì)直接影響到減壓的效果。因?yàn)閷?shí)際情況的局限、轉(zhuǎn)運(yùn)及就診會(huì)花費(fèi)一定時(shí)間，一般無(wú)法在損傷后的即刻進(jìn)行硬膜切開(kāi)減壓手術(shù)，那么在脊髓損傷后何時(shí)是硬膜切開(kāi)減壓的最佳時(shí)機(jī)，尚未見(jiàn)相關(guān)的研究報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)在脊髓損傷后不同時(shí)間點(diǎn)行硬膜切開(kāi)術(shù)后，觀察大鼠的神經(jīng)損傷及功能恢復(fù)的情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在損傷后6 h 之內(nèi)進(jìn)行硬膜切開(kāi)，可明顯減輕脊髓的損傷，改善神經(jīng)功能的恢復(fù)；在損傷后12 h再行硬膜切開(kāi)，對(duì)減輕神經(jīng)損傷并無(wú)明顯作用。分析可能原因?yàn)椋孩偌顾璧睦^發(fā)性損傷與時(shí)間有著密切的相關(guān)性[10]，早期的組織反應(yīng)可分為超急性期、急性期[1]，而微循環(huán)的改變是最早病理學(xué)變化，被認(rèn)為是繼發(fā)性損傷的“始動(dòng)因素”，早期及時(shí)的減輕椎管內(nèi)壓力，有利于盡早改善脊髓微循環(huán)。②脊髓損傷后的繼發(fā)性損傷過(guò)程有著明顯的序貫性，繼微循環(huán)的改變之后，組織出現(xiàn)水腫，還將出現(xiàn)血-脊髓屏障的破壞，后續(xù)大量的炎性細(xì)胞可在損傷后3 h內(nèi)浸潤(rùn)到損傷部位，成為損傷進(jìn)一步加重的因素[11]，當(dāng)更多的病理事件相繼出現(xiàn)后(如自由基和脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)、細(xì)胞壞死等)，再行減壓則無(wú)法逆轉(zhuǎn)損傷的進(jìn)一步加重。JALAN等[7]的研究發(fā)現(xiàn)，在損傷后24 h進(jìn)行硬膜切開(kāi)減壓后不但在神經(jīng)功能恢復(fù)上無(wú)明顯效果，反而增加了組織損傷的范圍，這可能與損傷后的脊髓失去硬膜的保護(hù)有關(guān)。因此，硬膜切開(kāi)后有無(wú)必要進(jìn)行硬膜的重新修復(fù)，尚無(wú)定論。

本研究證實(shí)在急性脊髓挫傷后6 h內(nèi)行硬膜切開(kāi)減壓對(duì)減輕脊髓損傷及神經(jīng)功能恢復(fù)有較明確的效果，如可在損傷即刻及損傷后1 h進(jìn)行硬膜切開(kāi)減壓，則效果更明顯，由此可推測(cè)：在脊髓急性挫傷后，在6 h內(nèi)如可以盡早行硬膜切開(kāi)減壓，則可起到減輕繼發(fā)損傷的程度，改善神經(jīng)功能的恢復(fù)，但如損傷時(shí)間超過(guò)12 h，則已錯(cuò)過(guò)硬膜切開(kāi)減壓的最佳時(shí)機(jī)。但是，本實(shí)驗(yàn)選用單一的原發(fā)損傷程度(挫傷打擊量：10 g-50.0 mm)，硬膜切開(kāi)減壓的最佳時(shí)機(jī)是否與脊髓原發(fā)損傷的程度也有關(guān)系，還需進(jìn)一步研究進(jìn)行確定；此外，硬膜切開(kāi)減壓是否會(huì)增加并發(fā)癥發(fā)生率及死亡率，也需進(jìn)一步的研究證實(shí)。

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