體外沖擊波對家兔脊髓損傷的影響實驗研究

李建偉 張景春 高鋼 黃建軍

體外沖擊波治療方法被廣泛應(yīng)用于人體骨骼肌肉系統(tǒng)疾病及軟組織疾病以來，其良好的療效已被醫(yī)學(xué)界廣為認(rèn)可，治療腰椎肥大性脊柱炎、第三腰椎橫突綜合征、脊柱小關(guān)節(jié)炎等下腰部疼痛疾病也取得了良好的臨床效果[1-2]。研究表明，其對人體重要神經(jīng)組織可能造成損傷，但是如何應(yīng)用沖擊波治療因個體解剖結(jié)構(gòu)異?；驔_擊波焦點定位誤差所可能導(dǎo)致的脊髓損傷是筆者關(guān)注的重點[3]。明確對脊髓造成損傷的最低沖擊波能量水平至關(guān)重要。本實驗旨在通過動物造模實驗研究初步明確沖擊波能量對脊髓的影響，現(xiàn)報道如下。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及動物分組 清潔級健康雄性新西蘭大白兔50只，體重（2.45±0.25）kg，由山西中醫(yī)院實驗動物中心提供。A組：高沖擊能量模型組；B組：中度沖擊能量模型組；C組：低沖擊能量模型組；D組：對照組；E組：陽性對照組。

1.2 主要試劑及儀器 1%戊巴比妥鈉 （上?；瘜W(xué)試劑公司）、注射用頭孢唑林鈉 （山西醫(yī)科大學(xué)制藥廠）HK.ESWOAJ Ⅱ 電磁式聚焦式?jīng)_擊波骨科治療機(jī)（深圳慧康）；常規(guī)手術(shù)器械 （上海醫(yī)療儀器廠）。

1.3 動物模型建立 將40只家兔術(shù)前 1 d 行后肢功能 BBB評分，用1%戊巴比妥鈉（50 mg/kg）經(jīng)腹腔內(nèi)注射麻醉后，咬除 T7~10棘突及椎板，顯露該節(jié)段脊髓后逐層縫合，肌注抗生素預(yù)防感染。聚焦式?jīng)_擊波骨科治療機(jī)的焦點對準(zhǔn)大鼠T7~10脊髓進(jìn)行沖擊[4-5]。A組：高沖擊能量組（切除椎板后不損傷脊髓，給予16 KV能量沖擊2000次）；B組：中度沖擊能量組（切除椎板后不損傷脊髓，給予13 KV能量沖擊2000次）；C組：低沖擊能量組（切除椎板后不損傷脊髓，給予10 KV能量沖擊2000次）；E組：陽性對照組，傷后30 min按30 mg/kg注射甲基強(qiáng)的松龍，1 d后給予15 mg/kg。D組：陰性對照組（不切除椎板及損傷脊髓，給予16 KV能量沖擊2000次）。

1.4 BBB 評分 評價大鼠雙后肢的運(yùn)動功能，分?jǐn)?shù)從0到21分，滿分21分。通過觀察后肢運(yùn)動，負(fù)重步行，持續(xù)協(xié)調(diào)足底步態(tài)，尾部的觀察。觀察沖擊前、沖擊后8、12、24 h的BBB 評分。

1.5 體感誘發(fā)電位測定 用 30 g/L戊巴比妥鈉按 1 ml/kg耳緣靜脈麻醉成功后，固定兔子于固定板上，叉狀刺激電極放在后肢跟腱內(nèi)上方，針式記錄電極放在插入兩耳之間的矢狀縫處，參考電極接兔子鼻尖部，前肢接地。以電壓脈沖的方式刺激脛后神經(jīng)，波寬0.2 ms，頻率為2 Hz，強(qiáng)度以刺激側(cè)后足輕微抖動為準(zhǔn)，約2~3 mA，分析時間為20 ms，平均100~120次檢測[6]。分別記錄各組實驗家兔造模后體感誘發(fā)電位（SEP）P波潛伏期及P-N波幅降低率，比較各組前后及組間的體感誘發(fā)電位（SEP）P波潛伏期差值及P-N波幅降低率差值。

1.6 光鏡學(xué)觀察 沖擊24、48 h后，同樣麻醉灌注后取出T7~10脊髓。4%多聚甲醛固定后，常規(guī)脫水、石蠟包埋，于中段橫行切片，片厚 5 μm，進(jìn)行常規(guī)HE染色。

1.7 統(tǒng)計學(xué)處理 所得數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件，計量資料以（s）表示，采用t檢驗，計數(shù)資料采用 字2檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 HE染色 對照組和低能量組脊髓HE染色結(jié)果大體正常，神經(jīng)元沒有明顯變化，沒有膠質(zhì)細(xì)胞增生。中能量組脊髓組織有輕度水腫現(xiàn)象。高能量組水腫加重可見彌散紅細(xì)胞。未出現(xiàn)神經(jīng)核壞死及脫髓鞘現(xiàn)象，見圖1。

圖1 各組形態(tài)學(xué)光鏡圖片

2.2 沖擊波對各組沖擊前后BBB評分的測定 與正常對照組神經(jīng)功能評分比較，高能量和中能量沖擊組處理后8、12、24 h神經(jīng)功能評分明顯下降，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。低劑量和對照組神經(jīng)功能評分無明顯差異，見表1。

表1 沖擊波對各組沖擊前后BBB評分的測定(s)分

表1 沖擊波對各組沖擊前后BBB評分的測定(s)分

*與A組比較，P<0.05；△與B組比較，P<0.05；﹟與沖擊前比較，P<0.05

組別 沖擊前 沖擊后8 h 沖擊后12 h 沖擊后24 h A組（n=10）19.8±2.3 14.3±2.5﹟ 14.5±2.3﹟ 15.5±2.6﹟B組（n=10）20.2±2.1 15.5±2.1﹟ 15.7±2.3﹟ 16.2±2.5﹟C 組（n=10）19.9±2.2 18.3±2.4*△ 18.4±2.1*△ 18.5±2.6*△D 組（n=10）20.3±2.1 18.7±2.3*△﹟ 18.8±2.1*△﹟ 18.9±2.4*△﹟E組（n=10）19.7±2.2 16.2±2.5﹟ 16.5±2.6﹟ 16.6±2.7﹟

2.3 體感誘發(fā)電位測定的比較 術(shù)前各組的SEP檢測，與潛伏期比較，沖擊后， C、D組變化不明顯，A、B、E組變化明顯，其中A 組變化最明顯，潛伏期延長至（28.32±0.58）ms，波幅下降至（2.48±0.21）μV。見表2。

表2 沖擊波對各組沖擊后12 h的體感誘發(fā)電位測定的比較(s)

表2 沖擊波對各組沖擊后12 h的體感誘發(fā)電位測定的比較(s)

*與沖擊前比較，P<0.05；△與A組比較，P<0.05；﹟與B組比較，P<0.05

沖擊前 沖擊后12 h組別潛伏期（ms）波幅（μV）潛伏期（ms）波幅（μV）A組（n=10）10.12±0.58 5.34±0.49 28.32±0.58* 2.48±0.21*B組（n=10）10.22±0.43 5.64±0.67 21.34±2.54*△ 3.89±0.56*△C組（n=10）10.26±0.35 5.43±0.64 11.24±2.66△﹟ 5.41±0.69△﹟D組（n=10）10.24±0.64 5.55±0.65 11.65±1.78△﹟ 5.39±0.58△﹟E組（n=10）10.54±0.56 5.58±0.45 18.43±2.12*△ 4.12±0.43*△

3 討論

體外沖擊波治療（ESWT）是近年來骨科治療的常用療法，近年來取得長足的進(jìn)步。體外沖擊波治療能夠促進(jìn)骨折愈合，治療肩關(guān)節(jié)鈣化性肌腱炎、股骨頭無菌性壞死、足底筋膜炎、肱骨外上髁炎等疾病[7]。聚焦式?jīng)_擊波是能量波，高能量沖擊會引起脊髓損傷。

本研究形態(tài)學(xué)觀察可以看到，對照組和低能量組脊髓HE染色結(jié)果大體正常，神經(jīng)元沒有明顯變化，沒有膠質(zhì)細(xì)胞增生，高能量組脊髓組織明顯異常，可見彌散的紅細(xì)胞，神經(jīng)元結(jié)構(gòu)疏松化，間隙增寬，有輕度水腫現(xiàn)象，但未發(fā)現(xiàn)突起消失，核濃縮、尼氏體溶解增多[8]。

從BBB評分和體感誘發(fā)電位測定來看，與正常對照組神經(jīng)功能評分比較，高能量和中能量沖擊組處理后8、12、24 h神經(jīng)功能評分明顯下降，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。低劑量和對照組神經(jīng)功能評分無明顯差異，說明沖擊波對脊髓未造成損傷，進(jìn)而促使大鼠后肢未出現(xiàn)相應(yīng)的功能障礙。D組未見脊髓損傷說明在沖擊波沖擊時，椎板可能有一定的阻擋沖擊波作用，緩解了沖擊波對脊髓的損傷[9]。術(shù)前各組的SEP檢測，與潛伏期比較，沖擊后，C、D組變化不明顯，A、B、E組變化明顯，其中A組變化最明顯。

沖擊波對脊髓的作用，一般的壓迫、牽拉、打擊等造成脊髓損傷是不一樣的。沖擊波的能量經(jīng)耦合劑傳遞到大鼠背部，由于腦脊液與脊髓的聲阻抗不一樣，相應(yīng)能量出現(xiàn)變化，而造成神經(jīng)組織損傷。脊髓微循環(huán)血管的內(nèi)皮細(xì)胞通透性增加，血管破裂出血，同時產(chǎn)生大量的氧自由基，細(xì)胞膜通透性增加，鈣離子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)致細(xì)胞壞死等變化，出現(xiàn)神經(jīng)元出現(xiàn)變化[10]。

綜上所述，應(yīng)用體外沖擊波治療脊柱疾病時可能對脊髓造成損傷。沖擊波10~16 KV能量對兔背部沖擊是安全的。但對于ESW不同類型，沖擊的脈沖能量、沖擊次數(shù)、發(fā)生頻率、治療療程數(shù)和間隔等應(yīng)該詳細(xì)研究，而家兔為低等動物，其解剖及生理結(jié)構(gòu)與人類尚有很大差別，因此對于沖擊波對高等動物或人類脊髓的影響程度，需要進(jìn)一步的研究。

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