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        聚乳酸防粘连膜预防椎板切除术后硬脊膜外纤维瘢痕粘连的实验研究

          赵建华 王民刚 蒋祖言 王远亮 彭学良

          【摘 要】 以60只家兔全椎板(L3,L5)切除为实验模型,研究了自制的聚乳酸防粘连膜、明胶海绵在预防硬膜外纤维瘢痕粘连中的作用。通过大体观察及组织学检查,结果显示,聚乳酸防粘连膜生物相容性好,能降解,可吸收,局部存留时间长,能有效地防止椎板切除后硬膜外纤维瘢痕粘连;明胶海绵早期防止纤维瘢痕粘连有一定作用,晚期作用不明显。

          【关键词】椎板切除术; 硬脊膜; 瘢痕; 粘连; 聚乳酸

          椎板切除术后硬膜外纤维瘢痕粘连是产生复发症状的重要原因之一。如何防止这种并发症亦是骨科领域亟待解决的难题。作者采用自制的聚乳酸防粘连膜预防家兔椎板减压术后硬膜外纤维瘢痕粘连获得成功,现报道如下。

          1 材料与方法

          健康成年家兔60只,体重2.2~2.8kg。在同一家兔的L3、L5两部位行全椎板切除术,一处缺损作为空白对照,另一处缺损在椎板硬膜外与椎旁肌间放置明胶海绵或者自制聚乳酸防粘连膜。分别于术后2、4、6、12、24周处死12只家兔,行大体形态观察和组织学检查。

          本实验所用聚乳酸材料是先由乳酸合成丙交酯,即3,6-二甲基-1,4二氧杂环己烷-2,5-二酮,再开环聚合得分子量1万以上聚乳酸,最后加工制作而成。在体内聚乳酸先水解为乳酸,再进入三羧酸循环,代谢为水和二氧化碳而被吸收。聚乳酸防粘连膜置入体内后6周将失去原有结构,半年内大部分吸收,1年内完全吸收。在术前2周,术后2、4、6、12、24周取兔耳静脉血为测定标本。采用上海长征试剂厂生产的试剂,在贝克曼全自动生化分析仪CX-4上进行测试。测定肌酐(Cr)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)。经统计学处理表明,各组间无显著性差异(P>0.05)。说明聚乳酸材料与明胶海绵一样对家兔心、肝、肾功能无显著性影响。术后3个月大体形态和组织学观察结果表明,聚乳酸实验组动物心、肝、肾与明胶海绵组动物心、肝、肾组织均未见病理改变。术后2周组织学观察见聚乳酸材料周围仅有极小组织反应。说明本实验所用自制聚乳酸材料对机体无毒副作用,具有很好的生物相容性,可吸收。

          2 结果

          2.1肉眼观察 见表1。

          表1 各组椎板切除术后不同时间的肉眼观察结果

        时间(周) 空白对照组 聚乳酸防粘连膜组 明胶海绵组
        2 硬脊膜背侧椎板缺损处有伴出血灶的肉芽组织,质硬脆,硬膜与椎板间松动度小 聚乳酸防粘连膜完好,与背侧椎旁肌间可见少量薄膜状肉芽组织,硬脊膜与椎板间有一定松动 明胶海绵已碎裂,周围可见炎症水肿,质硬脆,硬脊膜与椎板间有一定松动度
        4 已形成较为致密的粘连,瘢痕面积超过椎板缺损区 聚乳酸防粘连膜形态仍在,但质脆,呈胶冻状,与背侧椎旁肌间有一层假膜相隔,无粘连,硬脊膜外血管清晰可见 明胶海绵已部分溶解吸收,硬脊膜外无明显纤维瘢痕粘连
        6 瘢痕组织质更硬,与硬脊膜广泛粘连,硬膜与椎板间无松动度 聚乳酸防粘连膜已降解成较大的碎片,未见明显吸收,材料与硬脊膜、椎旁肌间无明显变化,硬脊膜与椎板间仍有一定松动度 明胶海绵已完全吸收,椎板间缺损较前缩小,硬脊膜与背侧椎旁肌间轻度粘连,硬脊膜与椎板间松动度小
        12 瘢痕较前缩小,与椎板缺损缘一致。 聚乳酸防粘连膜降解成较小的碎片,椎板缺损区较6周时明显缩小 硬膜外可见广泛纤维瘢痕组织粘连,其厚度超过空白对照组,硬脊膜与椎板间无活动度
        24 瘢痕组织更加缩小,与硬脊膜仍有一定粘连,硬脊膜与椎板间松动度介于2周与6周时之间 聚乳酸防粘连膜仅残存部分小碎片,椎板缺损区较前更小,其中2例椎板缺损区消失,其背侧与椎旁肌间可见一层假膜相隔,无粘连 硬膜外仍有大量纤维瘢痕组织粘连,较空白对照组重

          2.2不同时期各组硬脊膜外纤维瘢痕粘连率 见表2

          2.3组织学观察 见表3

          表2 不同时间各组硬脊膜外纤维瘢痕粘连发生率比较

        术后时间(周) 对照组 聚乳酸防粘连膜组 明胶海绵组
        观察
        例数
        粘连数 粘连发生率(%) 观察
        例数
        粘连数 粘连发生率(%) 观察
        例数
        粘连数 粘连发生率(%)
        2 12 12 100 6 0 0 6 0 0
        4 12 12 100 6 0 0 6 0 0
        6 12 12 100 6 0 0 6 2 33.3
        12 12 12 100 6 0 0 6 6 100
        24 12 12 100 6 0 0 6 6 100

          表3 各组椎板切除术后不同时间的组织学观察结果

        时间(周) 空白对照组 聚乳酸防粘连膜组 明胶海绵组
        2 硬脊膜外大量的炎性肉芽组织充填,成纤维细胞及骨缺损边缘的骨母细胞增生活跃,肉芽组织内以中性炎细胞浸润为主,硬膜粘连较广泛 硬膜外可见完整聚乳酸防粘连膜覆盖,无明显肉芽组织形成,中性白细胞反应较明显,聚乳酸防粘连膜与背侧肌肉间见少量薄膜状肉芽组织,但成纤维细胞增生不活跃,胶原稀疏 硬膜外可见明胶海绵覆盖,无明显肉芽组织,中性白细胞反应较明显,明胶海绵与背侧肌肉间可见少量薄膜状肉芽组织,但成纤维细胞增生不活跃,胶原稀疏
        4 大部分成纤维细胞转化为纤维母细胞,血管减少,部分间质发生透明变性 炎性细胞反应减轻,背侧椎旁肌与材料间形成膜状纤维组织,与聚乳酸防粘连膜无粘连 炎细胞反应减轻,硬膜外明胶海绵已部分溶解、吸收,背侧椎旁肌下可见少量膜状纤维组织,与硬膜间无粘连
        6 肉芽组织完全纤维化,胶原致密,透明变性严重,硬膜与瘢痕粘连致密 聚乳酸防粘连膜呈大块碎片状,硬膜外未见瘢痕组织,骨缺损边缘的骨母细胞增生活跃 硬膜外明胶海绵已完全被降解吸收,背侧椎旁肌下纤维组织增生明显,其中2例椎旁肌下纤维组织与硬脊膜间有片状粘连
        12 细胞成分更少,可见增加的走行不规则的胶原纤维形成的瘢痕组织,其中可见内腔扩大的血管及部分骨化,瘢痕组织和硬膜广泛粘连 聚乳酸防粘连膜呈小块碎片状,硬膜外可见部分空腔隙,椎板骨缺损边缘新生骨与聚乳酸材料相互包绕,背侧椎旁肌缘仍无明显纤维瘢痕组织 硬膜外可见走行不规则的胶原纤维形成的瘢痕组织,且瘢痕组织和硬膜广泛粘连
        24 较12 周时无大差异 可见散在残存部分小碎片聚乳酸材料,椎板修复完成 较12周时无明显差异

          经X2检验,结果表明,术后6周内,明胶海绵组与聚乳酸防粘连膜组的硬膜外纤维瘢痕粘连发生率均显著低于对照组(P<0.005);术后6周时,明胶海绵组的硬膜外纤维瘢痕粘连发生率与对照组有显著性差异(P<0.05),聚乳酸防粘连膜组的粘连发生率显著低于对照组(P<0.005)。6周后,明胶海绵组的粘连发生率与对照组无显著性差异(P>0.05),聚乳酸防粘连膜组的粘连发生率仍显著低于对照组(P<0.005)。说明聚乳酸防粘连膜在整个实验中,能有效地防止椎板切除后硬膜外纤维瘫痕粘连;明胶海绵早期防止纤维瘢痕粘连有一定作用(6 周内),晚期作用不明显。

          3 讨论

          3.1 椎板切除,椎管探查术后硬膜与神经根周围粘连瘢痕形成的原因

          1948年Key 与Ford 首先对椎板切除、椎间盘摘除术后硬膜周围纤维化的形成进行了研究,认为术中损伤纤维环是造成这一并发症的主要原因。LaRocca则通过动物实验证明硬膜纤维瘢痕粘连是来自椎板外损伤肌肉的粗糙面向椎管内再生的结果。如果在椎板切开处放一隔离物阻断其纤维组织的延伸,则可避免硬膜外腔瘢痕的产生。这一观点被众多的骨科学者所接受,并一直指导着预防术后硬膜外纤维瘢痕粘连的基础研究和临床实践。直至九十年代,Songer等研究发现,硬膜周围的纤维化既来自后方损伤的骶棘肌,亦来自前方损伤的纤维环和后纵韧带,同时前方的粘连会包绕神经根而导致侧方受累。本实验椎板切除后未累及椎管前方及侧方,纤维瘢痕粘连主要来源于后方的创伤、血肿和纤维母细胞的增殖,外源的屏障材料可阻挡硬膜的粘连。我们认为硬膜外纤维瘢痕粘连形成的基本条件是:(1)创伤致血肿,纤维母细胞增生;(2)瘢痕与硬脊膜接触。

          3.2 硬膜外纤维瘢痕粘连的预防与聚乳酸防粘连膜的作用

          硬膜周围纤维化的预防目前主要采用3种方法:(1)采用显微外科技术减少创伤。Touliatos 实验证明采用显微外科技术避免后纵韧带、纤维环损伤或减少血肿均可有效控制硬膜外纤维瘢痕粘连。(2)采用隔离物避免瘢痕与硬脊膜接触。Lawson和本实验结果均证明未累及椎管前方及侧方的椎板切除术后,采用坚硬的材料作为隔离物能有效防止硬膜外纤维瘢痕粘连;累及椎管前方及侧方的椎板切除术后,应采用半流体的物质作为隔离物,可达到全方位的保护效果。(3)采用药物控制创伤炎症反应。He和Hinton分别采用优洛芬和地塞米松防止硬膜周围纤维化获得成功。

          本实验主要观察明胶海绵和聚乳酸防粘连膜对防止椎板切除术后硬膜外纤维瘢痕粘连的作用。实验显示:术后早期,明胶海绵防止硬膜外纤维瘢痕粘连有一定作用,晚期作用不明显;这可能与它局部存留时间短有关;聚乳酸防粘连膜在整个实验中,能有效防止椎板切除术后硬膜外纤维瘢痕粘连,这与它能存留足够的时间以完善其屏障作用有关。从实验看,聚乳酸防粘连膜的作用机制为:(1)早期机械的隔离作用;(2)抑制成纤维细胞的增生和胶原的分泌;(3)后期椎板修复后的生物阻隔作用。

          【参考文献】略

          本文选自(中国脊柱脊髓杂志1997年第7卷第6期)

          原文名:聚乳酸薄板预防椎板切除术后硬脊膜外纤维瘢痕粘连的实验研究

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