硬膜切开减压术实施时间对急性脊髓损伤的影响

刘 洋，王文己

(兰州大学第一医院骨科，甘肃兰州 730000)

脊髓挫伤多伴发于脊柱外伤，减压手术可以解除脊髓的机械压迫、改善脊髓血流、减轻后续出现的继发性损伤，是治疗此类急性脊髓挫伤的重要措施[1-2]。临床常用的硬膜外减压术可以解除硬膜外的压迫，一定程度上降低硬膜内压力，但由于硬膜的限制，髓外的压力可能无法完全解除，从而使脊髓出现缺血、水肿及系列的继发性损伤[3]。以往有研究证实，硬膜切开术可以降低脊髓内压力[4-5]，从而改善脊髓血流灌注，减轻继发性损伤，促进神经功能的恢复[6]。但亦有研究证明，硬膜切开术对脊髓挫伤后的神经功能恢复无效[7]。我们推测：如此不一致的结果可能与脊髓挫伤后硬膜切开的时机不同有关。而急性脊髓挫伤后，硬膜切开术实施的时间对神经功能恢复的影响，目前尚无确切研究。

因此，本研究探讨脊髓急性挫伤后，硬膜切开术的实施时机对脊髓损伤的影响，旨在确定硬膜切开术的最佳时间。

1 材料与方法

1.1 动物及分组 选择成年健康Sprague-Dawley(SD)大鼠66只，雌性，体质量190～220 g(平均205.2 g)。随机分为6组：A组(6只)为正常对照组，单纯椎板减压；B组(12只)脊髓损伤组；C组(12只)脊髓损伤后立即行硬膜切开术；D组(12只)脊髓损伤后1 h行硬膜切开术；E组(12只)脊髓损伤后6 h行硬膜切开术；F组(12只)脊髓损伤后12 h行硬膜切开术。各组动物均在相同条件下一笼2只饲养，接受12 h循环光照，进食饲料相同，自由饮水。

1.2 脊髓损伤模型制作及硬膜切开术 采用改良的Allen重物打击法制作大鼠脊髓损伤模型。大鼠称重，选用100 g/L水合氯醛(350 mg/kg)腹腔注射麻醉，选择T8～T11棘突为中心的后正中切口，长约3.0 cm，游离皮下组织逐渐剥离椎旁肌并牵向两侧，暴露T8～T10棘突及椎板，用椎板钳咬除一半T9椎板及整个T10椎板以显露拟损伤的脊髓部位，显露T9节段硬膜。应用NYU-Ⅱ型脊髓打击器对脊髓进行打击(10 g-50.0 mm)，然后按照实验分组分别在不同时间点进行损伤节段的硬膜切开术，均在显微镜下操作，切开长度为10 mm(以损伤部位为中心)。A组动物仅行椎板切除后缝合，B组动物不行硬膜切开，直接缝合。

术后即刻行皮下注射生理盐水5 mL以补充血容量。给予青霉素5万U腹腔内注射以预防伤口及尿路感染，1次/d，持续3 d。每日更换垫料，保持干燥，并观察和记录垫料有无血尿痕迹。大鼠排尿困难时按摩膀胱2次/d协助排尿，记录尿量及血尿情况，直至自主排尿恢复。

1.3 后肢功能评分 采用BBB评分法对术后动物后肢的功能进行记录(术前3 d进行训练及适应，并剔除原有的功能障碍个体)，记录时间分别为术后1、3、7、14、21、28 d。由2名对实验分组未知的人员共同完成。

1.4 标本取材 术后28 d，戊巴比妥钠深麻醉后将动物灌注处死，再次暴露手术部位脊髓，剪断神经根，游离脊髓并完整取出损伤部位为中心的脊髓(长约1.2 cm)。放入40 g/L多聚甲醛继续固定24 h。经石蜡包埋后进行连续切片(切片厚10 μm、间隔80 μm)，贴到的载玻片上，45 ℃恒温箱烘干存放备用。

1.5 脊髓损伤空洞体积比及损伤长度计算 将切片行HE染色后，用显微镜在相同条件下同次拍照，观察并描迹出脊髓的周界和损伤空洞的轮廓，利用Imagej软件进行空洞三维重建，进而计算空洞体积。空洞划定以观察到的正常组织为边界[正常组织的标记标准为：灰质神经元正常(一个×400的视野中有3个或3个以上正常的神经元)，无炎性细胞浸润；白质没有髓鞘碎裂，无炎性细胞浸润]。

标记连续切片上的脊髓周界，重建后计算出脊髓组织体积，为了避免损伤后的组织变形及萎缩引起的干扰，采用空洞体积百分比(CV%)

CV%=CV/SCV×100%，其中CV——空洞体积(cavity volume)；SCV——脊髓体积(spinal cord volume)。分别将头端及尾端空洞面积最小的组织切片定义为损伤的两端，两者之间的距离为脊髓损伤的长度(lesion length)。

2 结 果

2.1 动物的一般情况 所有动物术后均出现完全性瘫痪，有4只动物死亡(B组、C组、D组及F组各1只)，死亡原因为尿路感染和肠梗阻。

2.2 后肢运动功能的恢复情况(BBB评分) 术后1 d，所有动物BBB评分均为0分，随后逐步恢复，C组及D组动物损伤后BBB评分在术后7 d得到明显的恢复，较B组有显著差异(P<0.01)，而E组BBB评分也较对照组有显著提高(P<0.05)，但F组动物BBB评分虽然高于B组，但两者无统计学差异(P>0.05)。

至术后28 d，C组及D组动物都可以持续地足底负重，并出现偶尔或频繁地前后足协调行走动作，BBB评分明显高于B组(P<0.01)；E组动物可达到持续性负重步行，偶尔出现前后肢的协调运动，BBB评分高于B组(P<0.05)，但低于C组及D组(P<0.05)；F组动物仅仅偶见到负重脚掌站立，前后足无协调性运动，BBB评分与B组无统计学差异(P>0.05，图1)。

2.3 不同时间点硬膜减压后脊髓空洞体积比的比较

B组的脊髓损伤空洞比达到(43.58±7.15)%，F组与其比较无统计学差异(P>0.05)；C组及D组的空洞体积比分别为(33.83±6.04)%和(34.46±6.63)%，均明显小于B组(P<0.01)；E组空洞体积比经组内比较，也明显小于B组(P<0.01)，但明显大于C组及D组(P<0.05，图2)。

图1 硬膜切开时机对后肢功能恢复的影响

Fig.1 Effects of operation time of durotomy on locomotor function recovery

与B组比较，*P<0.05。

2.4 不同时间点硬膜减压后脊髓损伤长度的比较 B组脊髓的损伤长度达(5 151±171.64)μm，明显高于C组[(3 799±207.08)μm]及D组[(4 043±186.32)μm](P<0.01)，说明伤后1 h内的硬膜切开减压术可以减轻脊髓的损伤；E组脊髓损伤长度(4 637±252.34)μm，小于B组(P<0.05)，但却大于C组及D组(P<0.05)；F组与B组比较无统计学差异(图3)。说明在伤后6 h进行硬膜切开减压可以一定程度地减轻脊髓损伤程度，但不如伤后1 h内明显；伤后12 h进行硬膜切开减压对减轻脊髓损伤无明显作用。

3 讨 论

急性脊髓损伤机制包括“原发性损伤”及后续出现的“继发性损伤”两个方面，治疗的措施多基于减轻“继发性损伤”。减压手术是急性脊髓损伤后的重要治疗措施，常规的硬膜外减压(如椎板减压)可一定程度的减轻硬膜外的压力，但无法更好地减轻硬膜下的压力。本实验结果显示，早期的“硬膜切开术”可以减轻脊髓损伤。结合以往的研究分析，可能的原因有：①硬膜切开术可以更加有效的降低椎管内的压力，进而减轻对脊髓的压迫；②通过降低脊髓外的压力，起到早期改善脊髓微循环的作用，有学者将椎管内压力增高导致的脊髓微循环障碍称作脊髓的“骨筋膜氏综合征”[8]，因此，早期有效的减压非常重要；③减轻后续的一系列继发性炎症反应，如巨噬细胞的活化及胶质的增生[9]。

图2 硬膜切开时机对脊髓损伤后空洞体积比的影响Fig.2EffectsofoperationtimeofdurotomyoncavityvolumeafterspinalcordinjuryA:正常对照组;B:脊髓损伤组;C:伤后立即行硬膜切开组;D:伤后1h行硬膜切开组;E:伤后6h行硬膜切开组;F:伤后12h行硬膜切开组。与B组比较,*P<0.05。

图3 硬膜切开时机对脊髓损伤长度的影响

Fig.3 Effects of operation time of durotomy on lesion length after spinal cord injury

与B组比较，*P<0.05。

既往对脊髓损伤后硬膜切开减压的研究中，所得到的结果并不完全相同。在脊髓损伤后立即进行硬膜切开减压(伴或不伴硬膜成形)，会明显减轻脊髓损伤程度及利于神经功能的恢复[9]；但是在脊髓损伤后24 h进行硬膜切开减压，则在减轻损伤后利于神经恢复方面并无明显效果，反而会增加组织损伤的体积[7]。因此，我们推测，硬膜切开减压的时机会直接影响到减压的效果。因为实际情况的局限、转运及就诊会花费一定时间，一般无法在损伤后的即刻进行硬膜切开减压手术，那么在脊髓损伤后何时是硬膜切开减压的最佳时机，尚未见相关的研究报道。本实验在脊髓损伤后不同时间点行硬膜切开术后，观察大鼠的神经损伤及功能恢复的情况。结果发现，在损伤后6 h 之内进行硬膜切开，可明显减轻脊髓的损伤，改善神经功能的恢复；在损伤后12 h再行硬膜切开，对减轻神经损伤并无明显作用。分析可能原因为：①脊髓的继发性损伤与时间有着密切的相关性[10]，早期的组织反应可分为超急性期、急性期[1]，而微循环的改变是最早病理学变化，被认为是继发性损伤的“始动因素”，早期及时的减轻椎管内压力，有利于尽早改善脊髓微循环。②脊髓损伤后的继发性损伤过程有着明显的序贯性，继微循环的改变之后，组织出现水肿，还将出现血-脊髓屏障的破坏，后续大量的炎性细胞可在损伤后3 h内浸润到损伤部位，成为损伤进一步加重的因素[11]，当更多的病理事件相继出现后(如自由基和脂质过氧化反应、细胞坏死等)，再行减压则无法逆转损伤的进一步加重。JALAN等[7]的研究发现，在损伤后24 h进行硬膜切开减压后不但在神经功能恢复上无明显效果，反而增加了组织损伤的范围，这可能与损伤后的脊髓失去硬膜的保护有关。因此，硬膜切开后有无必要进行硬膜的重新修复，尚无定论。

本研究证实在急性脊髓挫伤后6 h内行硬膜切开减压对减轻脊髓损伤及神经功能恢复有较明确的效果，如可在损伤即刻及损伤后1 h进行硬膜切开减压，则效果更明显，由此可推测：在脊髓急性挫伤后，在6 h内如可以尽早行硬膜切开减压，则可起到减轻继发损伤的程度，改善神经功能的恢复，但如损伤时间超过12 h，则已错过硬膜切开减压的最佳时机。但是，本实验选用单一的原发损伤程度(挫伤打击量：10 g-50.0 mm)，硬膜切开减压的最佳时机是否与脊髓原发损伤的程度也有关系，还需进一步研究进行确定；此外，硬膜切开减压是否会增加并发症发生率及死亡率，也需进一步的研究证实。

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