不同密度同種異體骨移植對犬脊柱融合術(shù)效果的影響

曹廣如，蔡玉強，王霞，王翀，陳琦，孫領(lǐng)霞，段領(lǐng)艷

(遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，貴州遵義563000)

不同密度同種異體骨移植對犬脊柱融合術(shù)效果的影響

曹廣如，蔡玉強，王霞，王翀，陳琦，孫領(lǐng)霞，段領(lǐng)艷

(遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，貴州遵義563000)

目的 探討高密度與正常密度同種異體骨移植對犬脊柱融合術(shù)效果的影響。方法 從32只中華田園犬中隨機選取2只，處死后取其新鮮股骨，分別制備高密度和正常密度同種異體骨。將剩余每只中華田園犬的3個椎間隙(L1/2、L2/3、L3/4)進行標(biāo)記，并隨機分為對照組、高密度組和正常密度組，每組包括30個椎間隙。各組行脊柱融合術(shù)，正常密度組、高密度組摘除椎間盤后分別植入裝有正常密度、高密度同種異體骨的融合器，對照組僅行椎間盤摘除，不植入同種異體骨。觀察動物術(shù)后進食、活動及切口愈合等一般情況。術(shù)后12周處死實驗動物，取出融合術(shù)后節(jié)段脊柱(L1～4)，分別經(jīng)醫(yī)師手法檢查和影像學(xué)檢查判斷椎體融合情況，計算融合率。結(jié)果 實驗動物術(shù)后精神可，飲食良好，活動自由，無癱瘓，切口愈合良好，無感染，體質(zhì)量無明顯變化。手法檢查結(jié)果顯示，對照組椎體融合率為0(0/30)，高密度組為27.58%(8/29)，正常密度組為71.43%(20/28)；影像學(xué)檢查結(jié)果顯示，對照組椎體融合率為0(0/30)，高密度組為41.38%(12/29)，正常密度組為71.43%(20/28)；高密度組和正常密度組椎體融合率均高于對照組，正常密度組椎體融合率高于高密度組(P均<0.05)。結(jié)論 與高密度同種異體骨移植比較，犬脊柱融合術(shù)中采用正常密度同種異體骨移植后的椎體融合率高。

脊柱融合術(shù)；椎體融合；同種異體骨移植；密度；犬

據(jù)統(tǒng)計，脊柱融合術(shù)術(shù)后椎體不融合率高達45%[1，2]。椎體融合受多種因素影響，全身因素如年齡、營養(yǎng)情況、骨質(zhì)疏松、吸煙、藥物等，局部因素有植骨區(qū)因素、內(nèi)固定因素、植入物因素。其中植入物的成骨性、骨誘導(dǎo)性及骨傳導(dǎo)性是導(dǎo)致椎體不融合的重要原因[3]。自體骨移植相容性良好，但取骨后供區(qū)易并發(fā)感染、疼痛及感覺異常；且患者需大量骨移植時自體骨骨量不足[4]。目前臨床多進行同種異體骨移植，同種異體骨孔徑等微觀結(jié)構(gòu)受取骨部位及供體年齡等的影響，關(guān)于其密度對脊柱融合術(shù)后椎體融合的影響報道較少。為此，我們于2015年1月～2016年1月進行了如下研究。

1 材料與方法

1.1 材料 雄性中華田園犬32只，犬齡24～36個月，體質(zhì)量8.5～10.4 kg，由遵義醫(yī)學(xué)院實驗動物中心提供。實驗前適應(yīng)性飼養(yǎng)2周，實驗操作遵守《關(guān)于善待實驗動物的指導(dǎo)性意見》標(biāo)準(zhǔn)。椎間融合器購于上海超聚新材料科技有限公司，炫速雙源CT購于德國西門子公司，超低溫冰箱購于美國Thermo Electron公司，高速磨鉆購于美國樞法模.丹歷公司，光學(xué)顯微鏡購于上海光學(xué)儀器廠。

1.2 同種異體骨制備 隨機選取2只中華田園犬，快速靜脈推注異丙酚7 mg/kg，使其進入麻醉狀態(tài)，再快速推注KCl 10 mL將其處死。取其新鮮股骨，去骨皮質(zhì)，保留松質(zhì)骨。洗凈、切塊，經(jīng)高壓沖洗后保留骨組織。0.1%新潔爾滅浸泡消毒30 min，經(jīng)環(huán)氧乙炔滅菌，冷凍干燥形成深凍干燥骨，于-80 ℃冰箱保存。將異體骨經(jīng)常規(guī)細(xì)菌培養(yǎng)3次，確認(rèn)無細(xì)菌生長后切割至合適大小，填入PEEK椎間融合器中。將其分為兩部分，一部分在融合器內(nèi)不經(jīng)壓縮，為正常密度；另一部分在融合器內(nèi)經(jīng)填充壓實致輕微膨出，為高密度。融合器內(nèi)空腔體積為0.06 cm3，根據(jù)公式(密度=質(zhì)量/體積)計算融合器內(nèi)異體骨密度。正常密度異體骨質(zhì)量為(0.052±0.003)g，密度為(0.827±0.132)g/cm3；高密度異體骨質(zhì)量為(0.187±0.004)g，密度為(3.168±0.124)g/cm3；兩者密度比較P均<0.05。

1.3 同種異體骨移植 將剩余每只中華田園犬的3個椎間隙(L1/2、L2/3、L3/4)進行標(biāo)記，并隨機分為對照組、高密度組和正常密度組，每組30個椎間隙。將各組動物禁食、禁水12 h，采用3%戊巴比妥鈉1 mL/kg腹腔注射麻醉，脫毛后取仰臥位固定于手術(shù)臺上。消毒鋪巾，于腹旁正中經(jīng)腹直肌作一長10 cm的切口，開腹后根據(jù)髂前上棘連線確定手術(shù)間隙，將腸管用紗布進行保護，并撥至一旁。將腹主動脈、下腔靜脈撥至一旁，分離腹膜后脂肪、椎旁肌肉，暴露L1～4椎體前緣。切開前縱韌帶，摘除椎間盤組織。用撐開器將椎間隙撐開，將終板軟骨刮除，高速磨鉆打磨上下骨性終板，生理鹽水沖洗。每只犬根據(jù)標(biāo)記好的椎間隙分組情況進行處理，正常密度組行椎間盤摘除后植入裝有正常密度同種異體骨的融合器，高密度組行椎間盤摘除后植入裝有高密度同種異體骨的融合器，對照組僅行椎間盤摘除，不植入同種異體骨。取出撐開器，止血，清洗，采用明膠海綿填塞，生理鹽水沖洗腹腔后關(guān)腹。

1.4 相關(guān)指標(biāo)觀察

1.4.1 術(shù)后一般情況 觀察動物術(shù)后進食、活動及切口愈合等一般情況。

1.4.2 椎體融合情況 ①手法檢查：術(shù)后12周處死實驗動物，取出融合術(shù)后節(jié)段脊柱(L1～4)，浸泡于10%甲醛溶液中進行固定。由2位經(jīng)驗豐富的脊柱外科醫(yī)生采用盲法獨立觀察椎間隙情況。將標(biāo)本剔除肌肉、脂肪等軟組織，去除椎體間融合器以外的成骨，進行屈伸、側(cè)方活動。2位醫(yī)生均認(rèn)為椎體穩(wěn)定則判定為融合，如果1位或2位均認(rèn)為椎體不穩(wěn)定則判定為未融合。計算椎體融合率。②影像學(xué)檢查：對融合術(shù)后節(jié)段脊柱進行側(cè)位X線片檢查，由2位經(jīng)驗豐富的影像科醫(yī)生采用盲法獨立閱片。以融合節(jié)段融合期內(nèi)有連續(xù)骨橋形成判定為融合，若出現(xiàn)透亮影、假關(guān)節(jié)或骨縫則判定為未融合。計算椎體融合率。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS16.0統(tǒng)計軟件。計數(shù)資料以率表示，組間比較采用χ2檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 術(shù)后一般情況 實驗動物術(shù)后精神可，飲食良好，活動自由，無癱瘓，切口愈合良好，無感染，體質(zhì)量無明顯變化。

2.2 椎體融合情況

2.2.1 手法檢查結(jié)果 正常密度組和高密度組術(shù)后12周分別有1、2枚椎體間融合器脫出，最終對照組、高密度組、正常密度組納入有效椎間隙分別為30、29、28個。手法檢查時肉眼見部分椎間隙有代償性骨橋生成，且包裹椎間隙。對照組椎體融合率為0(0/30)，高密度組為27.58%(8/29)，正常密度組為71.43%(20/28)；高密度組和正常密度組椎體融合率均高于對照組，正常密度組椎體融合率高于高密度組(P均<0.05)。

2.2.2 影像學(xué)檢查 對照組椎間隙未見連續(xù)骨小梁形成，椎體上下緣骨密度升高，椎間隙有明顯透亮影，椎體融合率為0(0/30)。高密度組17個椎間隙可見融合器內(nèi)同種異體骨被吸收，未形成連續(xù)骨小梁，12個間隙見有骨小梁形成，椎體融合率為41.38%(12/29)。正常密度組20個椎間隙可見骨小梁形成，椎體融合率為71.43%(20/28)。高密度組和正常密度組椎體融合率均高于對照組，正常密度組椎體融合率高于高密度組(P均<0.05)。見插頁Ⅱ圖5。

3 討論

伴腰椎滑脫的椎管狹窄是一種退行性變，椎板切除聯(lián)合脊柱融合術(shù)可明顯改善患者病情[5]。術(shù)后椎體間融合可為前中柱提供有效支撐，分擔(dān)椎弓根釘棒系統(tǒng)承受的負(fù)荷，預(yù)防椎弓根螺釘松動、斷裂。良好的血運和擴大接觸面積是脊柱融合的前提，在后外側(cè)橫突、椎板、棘突、關(guān)節(jié)突融合時應(yīng)盡量去除軟組織、骨皮質(zhì)。研究表明，脊柱融合術(shù)中采用椎弓根螺釘固定融合的患者再次手術(shù)率、并發(fā)癥發(fā)生率及神經(jīng)根損傷發(fā)生率高，且出血量多、手術(shù)時間長[6,7]。椎弓根釘棒系統(tǒng)在脊柱融合術(shù)中比較常用，內(nèi)固定可在早期提供生物力學(xué)穩(wěn)定，但脊柱存在生理彎曲且受活動度影響，使脊柱受旋轉(zhuǎn)和剪切應(yīng)力的影響，接觸界面不穩(wěn)定，造成骨溶解，從而影響脊柱融合[8～10]。

植入物也是影響椎體融合的重要因素。自體骨移植相容性良好，但取骨后供區(qū)易并發(fā)感染、疼痛及感覺異常，尤其是需要大量骨移植時，自體骨不能提供足夠的骨量，此時可以采取同種異體骨移植的方法[11，12]。同種異體骨是目前臨床使用較多的骨移植材料，隨著技術(shù)的進步，其組織相容性及安全性得到提高[13，14]。劉智等[15]比較了融合術(shù)中應(yīng)用同種異體骨與自體骨移植治療腰椎退行性疾病的差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)自體骨植骨手術(shù)時間短、術(shù)中損傷輕微、早期融合率高，但同種異體植骨可達到與自體骨植骨類似的近期臨床效果。提示在無法進行自體骨移植或自體骨移植骨量不足的情況下可選用同種異體骨移植。

本研究實驗動物選擇的是中華田園犬，其頭骨連著頸椎，有7節(jié)頸椎、13節(jié)胸椎、7節(jié)腰椎，生理結(jié)構(gòu)與人類相近。融合器選用PEEK融合器，可維持椎間隙高度且能保證其內(nèi)同種異體骨不受脊柱軸向應(yīng)力的影響而導(dǎo)致密度改變；另外，PEEK融合器不會在影像學(xué)檢測時顯影，因此不會影響影像學(xué)檢查結(jié)果。本研究中手法檢查和影像學(xué)檢查結(jié)果均顯示，高密度組和正常密度組椎體融合率均高于對照組，正常密度組椎體融合率高于高密度組。說明犬脊柱融合術(shù)中采用正常密度同種異體骨移植后的椎體融合情況更好。分析原因，高密度同種異體骨植入后可能產(chǎn)生膨脹，從而增加了與骨床接觸的壓力，不利于傳導(dǎo)脊柱軸向應(yīng)力，導(dǎo)致椎體融合率低。本研究僅選擇了術(shù)后12周作為觀察時間點，未來需延長觀察時間，對其遠(yuǎn)期椎體融合率進行對比觀察。

[1] 李來華,張永福,侯兵.后路釘棒撐開復(fù)位內(nèi)固定及植骨融合術(shù)治療寰樞椎脫位的療效分析[J].中華神經(jīng)外科雜志,2016,32(1):64-66.

[2] 曹正培.微創(chuàng)經(jīng)椎間孔腰椎椎間融合術(shù)對老年腰椎退變性疾病患者的臨床效果[J].醫(yī)療裝備,2016,29(5):175-176.

[3] 賈連順.現(xiàn)代脊柱外科學(xué)[M].北京:人民軍醫(yī)出版社,2007:263.

[4] 任先軍,焦文昌.椎體終板的解剖與椎間植骨融合的相關(guān)性研究[J].中國矯形外科雜志,2002,9(6):5990-5932.

[5] 裴飛舟.后路腰椎椎管減壓融合內(nèi)固定術(shù)治療退變性腰椎椎管狹窄合并節(jié)段性腰椎不穩(wěn)的臨床療效[J].中國傷殘醫(yī)學(xué),2015,23(15):29-30.

[6] 廉民學(xué),何百祥,鮑剛,等.改良椎管擴大成形術(shù)和后路椎弓根螺釘固定術(shù)在腰椎椎管腫瘤手術(shù)中的比較[J].西安交通大學(xué)學(xué)報:醫(yī)學(xué)版,2016,37(2):166-169.

[7] 王剛.通用型脊柱內(nèi)固定系統(tǒng)與椎弓根螺釘固定系統(tǒng)治療胸腰椎骨折的比較[J].中國現(xiàn)代藥物應(yīng)用,2016,10(2):46-47.

[8] 顏峰.椎間融合術(shù)配合中藥外敷治療退行性腰椎滑脫癥[J].中醫(yī)正骨,2016,2(1):38-40.

[9] 馮驍杰,汪鍇,李紹波.經(jīng)傷椎椎弓根釘棒系統(tǒng)內(nèi)固定治療胸腰椎骨折[J].基層醫(yī)學(xué)論壇,2016,20(16):2230-2231.

[10] 楊振國,王樹強,范杰,等.釘棒系統(tǒng)復(fù)位內(nèi)固定聯(lián)合經(jīng)椎弓根撬撥植骨術(shù)治療胸腰椎壓縮性骨折[J].中醫(yī)正骨,2016,28(5):31-34.

[11] 余科,劉文佳,陳河林,等.自體骨環(huán)植骨并同期種植的動物實驗研究[J].口腔醫(yī)學(xué)研究,2016,3(4):347-351.

[12] 劉久翔,王青,范衛(wèi)民,等.體骨軟骨移植術(shù)治療膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的臨床療效[J].江蘇醫(yī)藥,2016,42(7):830-832.

[13] 王振昊,彭磊,劉建莉,等.自體骨聯(lián)合同種異體骨與同種異體骨在治療胸腰椎爆裂骨折中的療效差異中國矯形外科雜志,2016,24(14):1278-1282.

[14] 平付敏,楊海平,葛素蘭,等.同種異體骨骨髓基質(zhì)細(xì)胞復(fù)合物聯(lián)合VEGF對兔橈骨缺損愈合的影響[J].山東醫(yī)藥,2012,52(10)：23-25.

[15] 劉智,韋蒙,廖文奔.同種異體骨與自體骨后路腰椎Cage椎間融合術(shù)治療腰椎退行性疾病[J].中國骨科臨床與基礎(chǔ)研究雜志,2015,7(5):290-293.

貴州省衛(wèi)生廳科學(xué)技術(shù)基金資助項目(gzwkj2013-1-011)。

蔡玉強(E-mail: caihuofu@sina.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.04.009

R687.3

A

1002-266X(2017)04-0032-03

2016-05-11)