关于针刺与异常机械应力对大鼠椎间盘纤维环纳米级生物力学性能影响的初步对比研究

发布时间：2020-09-10 09:06

　　目的:建立一种简便易行的大鼠尾椎椎间盘退变模型,通过在同一大鼠尾椎建立不同机制(针刺以及异常机械应力)的椎间盘退变模型以尽可能减少个体误差,并以此模型为基础探索以上两种不同退变机制分别对纤维环单根胶原纤维纳米级别生物力学特性的影响。方法:选用14只三月龄发育成熟的雄性清洁级SD大鼠,戊巴比妥麻醉后,手法定位大鼠尾椎间盘位置(Co5-Co10)。在自制限制器的协助下,使用20G穿刺针对Co6-Co7椎间盘行半程穿刺操作(穿深5mm)。之后在Co7-Co10之间加装自行设计的外固定支架造模完成。4周后,麻醉全部14只大鼠尾椎行磁共振矢状位T2加权像扫描,并通过磁共振指数对各目标椎间盘退变程度加以评分。之后过量麻醉处死大鼠,随机选择七只大鼠行固定、脱水、染色(HE染色和番红O-快绿染色)并以经典的Masuda(增田)标准对椎间盘退变程度加以评分(评价内容包括髓核内容物、纤维环形态以及髓核纤维环边界);剩余七只大鼠采用手动方式取出完整的尾椎间盘并作冰冻切片(横截面),之后利用原子力显微镜(AFM)对纤维环内、外层扫描从而获得纳米级胶原纤维图像以及相应区域的胶原纤维弹性模量数据。结果:异常压应力组以及针刺组大鼠尾椎间盘MRI信号明显低于正常组及邻近组大鼠尾椎间盘,组织切片染色发现针刺组与异常压应力组大鼠椎间盘也表现出明显退变迹象。原子力显微镜扫描发现所有实验组外层纤维环胶原纤维弹性模量均大于内层胶原纤维的弹性模量。与正常组相比,异常压应力组椎间盘纤维环外层胶原纤维弹性模量由142.89±17.15 MPa增长到167.10±35.05MPa(P=0.0625),针刺组大鼠尾椎间盘纤维环外层弹性模量由142.89±17.15MPa增长为225.73±25.39MPa(P=0.0004)。结论:在本实验中,自行设计的大鼠退变模型成功引起椎间盘退变,造模成功。针刺组纤维环胶原纤维弹性模量显著大于异常压应力组,这表明针刺机制诱导的椎间盘退变与异常压应力诱导的退变不同,纤维环胶原纤维表现出明显僵硬化现象,这种纳米级别的特殊改变为我们提供了一个理解针刺对椎间盘退变影响的全新视野,同时也为未来开发椎间盘退变治疗方法和选择提供了一定的指导。
【学位单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R681.5
【部分图文】：

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大鼠尾椎间盘退变模型完成图

克氏针,合并图,动物模型,近端

有与克氏针直径相符针孔，针孔间隔依次为13mm、12mm、13mm，20G穿刺针（苏大附一院提供），空心骨钻（广州华创医疗器械有限公司）。穿刺辅助模具及模型用具如图2，共分上下两部分，两部分均对应每隔12mm穿一孔洞，中央区域做一锥形孔洞以适应大鼠尾巴直径近端向远端逐渐变小的特点（近远端孔径直径根据适龄大鼠尾巴实际测量直径制作）。最后实际大鼠模型如图.1b。图 1a 自制大鼠尾椎间盘退变模型示意。Co6-Co7 椎间盘为针刺组，Co8-Co9 为异常压应力组（两侧拉伸可以防止大鼠尾巴卷曲，干扰实验结果）13mm 11mm 13mmProximalDistalCo6-Co7Needle-puncturedCo8-Co9CompressedCo5-Co6NormalCo10-Co11Adjacent

磁共振,磁共振扫描,椎间盘,大鼠

实验结果手术良好，均存活过 4 周的实验期。g，外固定支架（约 5.0g）对大鼠日常架滑脱现象。状面 T2 加权像尾椎图像见图 3a，依结果显示，针刺组与压缩组大鼠椎间 T2 加权像低信号，且磁共振指数显示0.01）。临近组 Co10-Co11 椎间盘含水。针刺组与压缩组之间椎间盘髓核含水

【参考文献】