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腰椎管狭窄症所致神经源性间歇跛行机理的实验研究

刘学勇  
【摘要】: 目的 随着世界人口的老龄化,罹患腰椎管狭窄症的患者显著增加。神经源性间歇跛行通常由腰椎管狭窄症引起,并被认为是腰椎管狭窄症的核心症状。如果阐明神经源性间歇跛行的病理生理,对进一步了解腰椎管狭窄症的发病机制及治疗都会有相当大的推进作用。因此近年对神经源性间歇跛行的研究也就开始受到关注。 造成神经源性间歇跛行的原因主要有两方面因素,即静态因素-神经及血管组织直接受压造成的神经电生理、血供及组织学的改变;动态因素-在马尾神经受压的基础上,由于步行及姿势的改变而对马尾神经组织及周围血管造成进一步的压迫和肌肉收缩、运动单位神经电活动增加而对马尾神经造成的负荷增加而引起的神经电生理及血液供应的改变。以往的实验研究主要是关于马尾神经单纯受压状态,即静态状态下神经电生理及组织学的变化,很少有关于动态因素下的神经源性间歇跛行的研究。高频率刺激曾被作为动态因素应用于腰椎管狭窄症的研究中,但由于在行走过程中,腰椎管狭窄症患者的硬膜外腔压力在行走开始之后马上显著增加,这样就使不考虑压迫因素的动态增加而单纯应用高频率刺激的实验不能很好地反应临床实际情况。因此一个合理的研究神经源性间歇跛行的动物模型应该同时考虑神经电活动增加及压力增加两个动态因素。 大鼠是最常用的实验动物之一,它提供了最具功能特征的哺乳动物模型系统,在制作人类疾病模型方面具有很多独特的优势。另外,其纯和的遗传性状、良好的重复性、经济性及易于处理操作性也是它的优势。虽然气球及尼龙带已被应用于狗及猪等大动物上以造成一定压力或比例的压迫,但 由于大鼠的椎管横截面积小及动脉栓子导管气球会很快漏气,使得它们应 用于大鼠显得不实际。应用硅胶片以造成一定比例的椎管狭窄是合理可行 的,但由于以往大鼠的椎管横截面积未知,过去的实验也因而显得不够精 确。目前为止,尚无一个理想的大鼠模型来研究神经源性间歇破行的发病 机制。 前列腺素*具有很强的周围血管扩张活性及抗血小板凝聚作用。在 治疗动脉阻塞性疾病及其他缺血性疾病中,它的作用已被证实。虽然一些 临床使用经验证明其在治疗腰椎管狭窄症时有效,但其在神经源性间歇破 行中的具体作用机制尚不明了。 本实验的目的就是首先确定大鼠椎管横截面积,造成精确的双节段大 鼠马尾神经一定比例压迫(静态因素入并明确马尾神经受压程度的临界 值。在此基础上,首次通过高频率刺激及压迫追加来施加动态因素,以建立 一个能够反应临床实际情况的大鼠腰椎管狭窄动物模型,并通过此模型研 究在静及动态因素协同作用下马尾神经电生理及血流的变化,以此模拟腰 椎管狭窄症患者的行走过程来研究神经源性间歇破行的病理生理。同时应 用前列腺素EI,验证其在该状态下对马尾神经电生理及血流的作用。上述 研究将有可能为人类腰椎管狭窄症的研究提供一个有用的大鼠模型,对腰 椎管狭窄症的发病机理及治疗的研究具有现实的意义。 方 法 确定椎管横截面积:先取9八 周龄,体重300-350克的雄性SD大鼠 27只,测量L4及o椎管横截面积,据此制作可造成椎管横截面积减小 30%-40%的硅胶片。硅胶片为前小后大形,即将其前半部分插人椎管可 造成椎管横截面积减小30%,继续将其后半部分插人则可造成椎管横截面 积减小40%。 压迫模型:取同样SD大鼠,按实验要求分成若干组(各实验具体分组 情况详见各润实验人每组6只。正常对照组只行u椎板切除。其他实 验组先行u椎板切除,然后将硅胶片插人IA及u椎管以造成椎管横截面 积减小30%的双节段腰椎管狭窄。压迫施加 2小时后,一个实验组保持压 力不变,不给予高频率刺激作为单纯压迫恒定组。在研究神经电生理及血 ·2· 流量变化的实验中,有两个实验组在压迫2小时后,施加高频率刺激6分 钟。这两个实验组之一在高频率刺激时保持压迫程度不变(HFS压迫恒定 组人另一组则在高频率刺激同时将压迫程度由 30%增加至 40%*F’S压 迫增加组人高频率刺激及压迫追加 6分钟后,再将 HTh压迫增加组的压 迫程度由40%减至30%。一个实验组只在压迫2小时后单纯增加压迫6 分钟(单纯压迫增加组L不给予高频率刺激。在研究前列腺素*作用的 实验中,将前列腺素m应用于处理因素与HF’S压迫增加组相同的实验对 象u 压迫增加组人 神经电生理检测:将针形电极制成钩状,在压迫头侧置于u及u硬膜 外,分别将其固定于h及n椎板下缘。在压迫尾侧,将电极置于别及SZ 硬膜外并将其固定于a及SZ椎板上缘。这两对电极均是阴极置于尾侧。 .它们作为复合肌肉动作电位的刺激电极和复合感觉神经动作电位的记录电 极。另将两根针形电极分别置于距尾根6用厘米的尾部肌肉中用以记录复 合肌肉动作电位。另两个环行电极置于两针形电极的稍远处尾部皮肤用作 复合感觉神经动作电位的刺激电极。这两对置于尾部的电极均是阴极置于 头侧。接地电极置于SZ的电极及置于尾部的电极之间。检


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