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编号:10222561
几丁糖膜预防椎板切除术后硬膜周围粘连的实验研究
http://www.100md.com 《中国脊柱脊髓杂志》 1999年第3期
     作者:张 抒 侯春林 陈爱民 曹永成 丁吉元

    单位:张 抒 第二军医大学长征医院骨科 200003 上海市(现在济南军区总医院骨科 250031 山东省济南市);侯春林 陈爱民 第二军医大学长征医院骨科;曹永成 丁吉元 济南军区总医院病理科

    关键词:几丁糖膜;椎板切除术;粘连

    几丁糖膜预防椎板切除术后硬膜周围粘连的实验研究 摘要 目的:观察几丁糖膜对预防椎板切除术后硬膜周围粘连的作用。方法:24只成年新西兰白兔L3、L5水平切除椎板1.0×0.5cm,L3硬膜外放置几丁糖膜( A点),L5作为空白对照(B点)。分别于术后3周、6周、12周进行大体形态、组织学观察。结果:A点硬膜与瘢痕无明显粘连,硬膜外有空隙,未见明显异物、炎症反应;B点硬膜与瘢痕紧密粘连,瘢痕侵入椎管内,对硬膜有压迫。结论:几丁糖膜具有明显的预防硬膜周围粘连的作用。
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    An experimental study on prevention of postlaminectomy adhesion by the use of chitosan membrane/ZHANG Shu HOU Chunlin CHEN Aimin,et al//Chinese Journal of Spine and Spinal Cord,1999,9(3):145~148

    Abstract Objective:To study the effect of chitosan membrane in the prevention of extradural adhesion after laminectomy.Method:Laminectomies were performed at lumbar vertebrae L3 and L5 in 24 adult rabbits.Two laminectomy sites provided auto-controls within each animal.A piece of chitosan membrane was placed into L3,and L5 served as a control.The animals were killed at 3,6,12 weeks after surgery and were evaluated grossly and histologically.Result:The results revealed that adhesion of the dura to the scar tissue occured to the entire exposed surface at the control levels,no adhesion of dura was observed and the extradural space was well preserved at the chitosan membrane levels.Conclusion:Chitosan membrane promises to be useful for the prevention of scar extension into the spinal canal and preventing adhesion of scar tissue to dura after laminectomy.
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    Author′s address Department of Orthopaedics,Changzheng Hospital,Second Military Medical University,Shanghai,200003

    Key words Chitosan membrane Postlaminectomy Adhesion

    椎板切除术后如何预防硬膜周围粘连一直是骨科领域亟待解决的难题之一。有研究证实几丁糖能抑制纤维细胞分裂,减少瘢痕组织形成,促进组织生理性愈合〔1〕。我们将几丁糖膜作为生物屏障材料设计了本实验研究,探索其预防硬膜周围粘连作用,为临床应用提供实验依据。

    1 材料与方法

    1.1 几丁糖膜

    由上海其胜生物材料技术研究所提供。术前60钴常规照射灭菌,密闭包装。
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    1.2 实验模型

    1.2.1 动物分组 新西兰白兔24只,年龄4~8个月,体重2.5~3.0kg,雌雄不分,按术后处死时间随机分为3周、6周、12周组。采用自身对照。

    1.2.2 手术方法 取背部正中纵行切口,长10cm。切开皮肤、皮下组织,向两侧剥离骶棘肌。用微型骨凿仔细凿去L3及L5椎板,造成1.0×0.5cm椎板缺损,切除部分黄韧带,暴露硬膜,去除硬膜外脂肪。L3缺损区置入几丁糖膜(A点),L5缺损区不置入任何覆盖物作为对照(B点)。

    1.3 观察内容及方法

    1.3.1 大体观察 术后3周、6周、12周各处死兔子4只,肉眼观察硬膜与瘢痕粘连情况,参考Lawson标准行粘连程度评定。0度:硬膜与瘢痕无明显粘连;1度:硬膜外有薄而散在的膜性粘连,但牵扯瘢痕组织粘连易与硬膜分离;2度:硬膜与瘢痕粘连较广泛和致密,但仍可钝性分离,分离后硬膜完整;3度:粘连致密,硬膜与瘢痕需锐性分离,分离后的硬膜难以保持完整。
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    1.3.2 光镜观察 术后3周、6周、12周各处死兔子4只,将术段脊柱连同骶棘肌整块取出,以10%福尔马林液固定24h,3%硝酸脱钙10d。将L3、L5椎板缺损段脊柱标本均等分为2段,分别脱水、石蜡包埋,每段横切片1枚,厚度4μm,HE染色。参考He和Revel评分标准,请不详实验分组的病理医师对硬膜粘连范围进行评分。0度:硬膜和瘢痕组织无粘连,1分;1度:硬膜和瘢痕组织之间仅见少量纤维束,2分;2度:硬膜和瘢痕粘连范围少于椎板缺损横径2/3,3分;3度:硬膜和瘢痕组织广泛粘连,其范围大于椎板缺损横径2/3,和/或瘢痕组织侵入到神经根,4分。

    1.3.3 电镜观察 术后6周处死兔子1只,大体观察以后在A、B两点部位取靠近硬膜侧瘢痕组织,各切成1×1×1.5mm大小,作超薄切片,日本电子公司JEM-200CX透射电镜观察。

    1.4 统计学处理

, 百拇医药     大体观察因标本数量较少未作统计学处理。组织学评分同组A、B两点做配对t检验,组间做两两方差分析。

    2 结果

    2.1 大体观察

    3周组:A点硬膜与瘢痕无明显粘连,硬膜光滑,部分硬膜外见薄而散在的膜性粘连,易与硬膜分离,粘连程度为0~1度。A点4个标本中,几丁糖膜形状均已消失,硬膜表面可见少量粘性液体。B点硬膜与瘢痕粘连广泛和致密,但可钝性分离,分离后硬膜表面不光滑,可见少量肉芽组织附着,粘连程度为1~2度。

    6周组:A点硬膜与瘢痕粘连轻,易分离,分离后硬膜完整、光滑。粘连程度同3周组。4个样本几丁糖均已完全降解吸收。B点硬膜与瘢痕粘连致密,需钝性或锐性分离,分离后部分硬膜不完整,部分硬膜虽完整,但表面不光滑,有瘢痕组织附着。粘连程度为2~3度。

    12周组:A点硬膜粘连情况同6周组,B点硬膜粘连较重,大都需锐性分离,分离后硬膜难以保持完整。粘连程度为2~3度。
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    2.2 光镜观察

    各时间组A点硬膜与瘢痕之间有空隙,粘连轻,瘢痕组织增生少,未见明显异物及炎性反应(图1、2,插Ⅲ)。B点硬膜与瘢痕粘连重,硬膜外空隙消失,瘢痕增生多,部分瘢痕向椎管内生长,对硬膜有压迫(图3、4,插Ⅲ)。组内A、B两点比较相差均显著(P<0.01)。组间两两比较相差均不显著(P>0.05)。粘连范围积分统计结果见附表。

    附表 光镜观察硬膜粘连范围评分结果(n=8)(/Images/2003/8/12/10/42/72/90_1.GIF (854 bytes)±s)

    部位

    观察时间

, http://www.100md.com     3周

    6周

    12周

    A点

    1.250±0.463

    1.625±0.518

    1.750±0.463

    B点

    3.125±0.835

    2.875±0.835

    3.125±0.641

    3周组:B点内可见不完全吸收的血肿,富含毛细血管和成纤维细胞。与B点比较,A点内血肿轻,成纤维细胞数目较少,间质中有轻微的炎性细胞,异物反应较轻。
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    6周组:B点内毛细血管数减少,成纤维细胞多数呈梭形,趋于成熟。A点内部分成纤维细胞呈梭形,成熟纤维细胞较B点少,未见明显炎细胞及异物反应。

    12周组:B点内大部分成纤维细胞转化为纤维细胞,毛细血管散在。A点内细胞成分较B点多而幼稚。

    3.3 电镜观察

    6周时A、B两点瘢痕组织中成纤维细胞超微结构未见明显病理性改变,含内质网丰富,核内异染色质呈团块状分布。A点胶原纤维排列较紊乱及稀疏。B点胶原纤维密集、粗大。

    3 讨论

    3.1 预防硬膜周围粘连材料的选择

    LaRocca〔2〕根据“椎板切除膜”理论,推论在肌肉和硬膜之间放置一惰性膜就能阻止硬膜周围纤维化的发展,并经实验得到证实。以后许多学者在这方面相继进行了大量的研究,用了多种不同材料试图用物理或化学的方法来阻止瘢痕产生及与硬膜的粘连,所得结论各报道不完全相同。游离脂肪移植预防粘连效果被大多数学者所认可,但近年来游离脂肪移植存在的脂肪萎缩、纤维化、坏死、感染率增加,甚至严重压迫硬膜而出现马尾神经综合征等并发症已越来越引人们的注意〔3~5〕。Songer〔6〕等报告透明质酸钠可包围神经根和硬膜的各个方面,其防粘连效果优于游离脂肪移植。但Jacobs等(1980)却发现透明质酸钠加重硬膜外瘢痕的生成及粘连。最近项耀钧〔7〕等采用几丁糖凝胶进行了预防硬膜周围粘连的动物实验,结果报告其防粘连效果均优于游离脂肪和透明质酸钠。但是,由于几丁糖凝胶属于半流体物质,具有向低处流动特点,在临床实际应用时可能会随病人体位改变而流出体外,或随切口内引流条排出,从而影响治疗效果,故临床应用有争议。在本实验中我们将能与硬膜紧密粘连的几丁糖膜作为防粘连材料,探讨其防粘连效果,结果证明它具有良好的防粘连作用。
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    3.2 几丁糖膜预防硬膜周围粘连的可能机制

    3.2.1 生物屏障作用 几丁糖膜植入体内早期由于膜的特有粘性作用而与硬膜紧密粘合,并将椎管缺损部位完全封闭,将血肿和骶棘肌与硬膜有效地隔开来,此后几丁糖膜虽然逐步溶胀为凝胶状态,但几丁糖凝胶的弹性、粘性特性使这种生物屏障作用得以继续存在。在机体创伤修复过程中,伤后3周内是胶原纤维分泌最旺盛的时期,其后胶原纤维的增长就很少了。几丁糖凝胶在椎管内能停留3周以上,这一降解吸收时相使之能有效地防止瘢痕与硬膜接触,从而减少粘连形成。待瘢痕组织增生相对静止以后,几丁糖被完全吸收,其背侧形成的瘢痕组织即成自然屏障,在硬膜外形成一自然腔隙,防止椎管医源性狭窄,维持了硬膜外有效空间。

    3.2.2 止血作用 几丁糖作为止血剂,无论是溶液还是固体粉末,都能有效地起到止血作用。在狗的皮肤创面上,涂以几丁糖溶液,在显示止血活性的同时,还显示了它作为止血剂的另一优点,能阻止血浆纤维蛋白束的形成。Brandenberg〔8〕等将几丁糖作为一种新的局部毛细血管渗血止血药,用于切除脑皮质的猫脑内,经大体标本和组织学观察都证明几丁糖是一种具有良好生物相容性的局部止血剂。Klollevold〔9〕等研究了几丁糖局部应用于兔舌伤口止血后的全身作用,结果出血时间较术前缩短32% 。根据LaRocca理论,椎板切除部位的血肿机化与硬膜周围粘连形成密切相关。因此我们认为几丁糖膜置入椎管缺损部位与损伤的骶棘肌粗糙面紧密粘合,减少肌肉出血,在预防硬膜粘连中起着重要作用。
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    3.2.3 抑制瘢痕组织形成,促进组织生理性愈合 几丁糖能够抑制瘢痕组织形成而又促进组织生理性愈合已被许多实验所证实。Biagini〔10〕等用几丁糖包裹组织扩张器,结果在扩张器周围的组织呈生理性生长,纤维结缔组织增生不明显。Bartone〔11〕等研究了几丁糖对狗泌尿生殖系统损伤愈合的作用,证实可减少纤维结缔组织的形成。本实验超微结构显示A点胶原纤维较B点稀疏,故我们推测几丁糖抑制瘢痕形成作用也是预防硬膜粘连的机理之一。

    4 参考文献

    [1] Mallete WC. Chitin in Nature and Technology.New York:Plenum Press,1986.435.

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    [3] Martin-Ferrer.Failare of autogenous fat grafts to prevent postoperative epidural fibrosis in surgery of the lumbar spine. Neurosurgery, 1989,24:718.

    [4] Mayer PT,Jacobsen FS.Cauda equina syndrome after surgical treatment of lumbar spinal stenosis with application of free autogenous fat graft.J Bone Joint Surgery(Am), 1989,71:1090.

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    [6] Songer MN, Ghosh L, Spencer D. Effects of sodium hyaluronate on peridural fibrosis after lumbar laminectomy and discectomy. Spine, 1990, 15:550.

    [7] 项耀均,王秋根.壳多糖预防椎板切除后硬膜周围纤维化与粘连的作用.第二军医大学学报,1997,18(5):458.

    [8] Brandenberg G, Leibrock LG, Shuman R, et al. Chitosan : a new topical hemostatic agent for diffuse capillary bleeding in brain tissue. Neurosurgery, 1984, 15(1):9.

    [9] Klollevold PR, Lew DS,Ellis DG, et al. Effect of chitosan on lingual hemostasis in rabbits. J Oral Maxillofac Surg, 1991,49(8):858.

    [10] Biagini G, Bertani A, Muzzarelli R, et al. Wound management with N-carboxybutyl chitosan. Biomaterials, 1991,12(3):281.

    [11] Bartone FF, Adickes ED. Chitosan : effects on wound healing in urogenital tissue: preliminary report. J Urol, 1988,140(sppl):1134.

    收稿日期:1998-04-02 修回日期:1999-03-02, 百拇医药