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预防椎板切除术后硬脊膜周围粘连的研究进展

  施洪臣,周强

  中图分类号 R687 文献标识码 A

  “椎板切除”是手术治疗腰椎间盘突出、椎管狭窄等脊柱疾患中的常规步骤,但部分病例椎板切除部在术后愈合过程中所形成瘢痕组织可突入椎管,造成医源性椎管狭窄。当瘢痕与神经根外膜或硬脊膜形成粘连、产生压迫时,可使腰腿疼痛症状复发,导致手术失败,即出现“下腰部手术失败综合征(failed back surgery syndrome,FBSS)。”其发生率高达6%~15%。如何防止椎板切除术后硬膜周围瘢痕粘连成为目前脊柱外科领域亟待解决的难题之一。自1948年Key和Ford提出纤维化形成的前源学说,认为术后瘢痕形成来源于椎管前方损伤的纤维环开始。多年来诸多学者针对此项难题进行了大量的动物实验和临床研究,并取得了一定的成果,对预防此症的发生起到了积极的作用,现综述如下。

本文地址:http://www.cdu76.com/academic/report/229.html
文章摘要:预防椎板切除术后硬脊膜周围粘连的研究进展_上海典范医疗科技有限公司,梦的衣裳兵工啊啊,杀菌机祈愿民族自决。

  1 病因和机理研究

  Key于1948年提出了纤维化形成的前源学说后,很多学者在此方面做了进一步研究;LaRocca于1974年提出了瘢痕形成的后源学说,并建立了椎板切除膜(lam inectomy -membrane)理论;90年代,Songer等动物实验发现硬膜周围的纤维化既来自后方损伤的骶棘肌创面,亦来自前方损伤的纤维环和后纵韧带,后者的纤维瘢痕包绕神经根,导致侧方受累,由此提出了纤维化形成的三维立体学说;Robertson则认为硬膜外纤维化是椎间盘摘除术后,在硬膜外腔引起的一系列炎症反应所形成的瘢痕压迫神经根及硬脊膜而出现的症状。

  综合以上各观点可看出FBSS的发生与以下2大因素有关:(1)创伤 椎板切除术后所引起的医源性创伤,在术后切除部分修复过程中,血肿机化、瘢痕产生并形成压迫是发生FBSS的病理基础。而手术切除或损伤椎板、黄韧带、骶脊肌、周围脂肪等天然的钢性阻隔物组织,破坏了脊柱后部结构的完整性和稳定性,失去了有效阻止椎板切除膜向椎管内前移再生,引起硬膜及神经根粘连成为FBSS发生的必要条件。(2)炎症 根据Robertson的理论可知FBSS的发生是手术局部损伤、血肿形成及炎症反应综合作用的结果。创伤后的修复本身就是炎症反应过程,而损伤的部位、强度、损伤前后机体的机能状态则会影响炎症反应的强度。所以,椎管疾患病人术前全身机能状态,局部病变状况,术中手术损伤程度,术后治疗、护理、康复锻炼等都会影响到FBSS发生的机率。

  2 预防方法的研究

  2.1 手术改进

  传统的手术行椎板切除后,使脊柱后柱的完整性、稳定性遭到很大破坏。椎管后部丧失了椎板、黄韧带形成的天然阻隔屏障,创伤修复过程中形成的瘢痕可直接突入椎管内,与硬膜、神经根粘连,引起腰腿痛症状复发。手术粗暴,损伤骶脊肌或硬膜外的脂肪层、术后渗血多、局部残留组织碎屑、线头、引流条等异物都可加重局部炎症反应,提高FBSS的发生率。而手术操作轻柔,减少出血,术后彻底冲洗、引流可减少瘢痕粘连的发生,提高手术效果。近年来流行的改进术式如保留黄韧带腰椎微创切除术、保留椎板加椎管内置管冲洗术,开窗减压术等,存在暴露范围不足等缺点,临床效果有待进一步证实。椎间盘镜、脊柱镜的应用,大大降低了下腰部手术对脊椎的损伤,但手术暴露范围小,并仍存在出血、瘢痕粘连等不足,而且部分病例术中仍需改为常规手术治疗。针对术后尽量恢复脊柱后柱的完整性,以保持其稳定性的要求,有学者提出了“腰椎切除回植术”、“自体椎弓重建术”、“颈椎管扩大椎板成形术”。尤其是“双开门髂骨块成形术”,能更有效、合理地扩大颈椎管,使脊髓达到充分减压,并减少硬脊膜粘连和防止术后再关门之可能,同时保留棘突,为肌肉提供了良好的附着部位。在上述改进术式基础上,2001年宋跃明应用羟基磷灰石(HA)代替髂骨行颈椎双开门扩大成形治疗,在获得上述优点的基础上,可避免因手术取髂骨带来的更多副损伤,并减少了因骨源多少要求对手术的限制。对于半椎板切除术,2004年陈昌伟等人设计了“半棘突翻转造盖术”,术后保留椎管周径完整、保留部分棘突,具有屏障阻隔、稳定脊柱、保持肌肉附着等优点。但总的来说,目前的所有改进术式都存在着自身的缺点,且临床效果仍有待进一步证实,故未得到广泛推广。

  2.2防粘连材料

  2.2.1 人工材料

  2.2.1.1 明胶海绵

  明胶海绵是较早用于椎板切除术后预防硬膜和神经根周围的瘢痕粘连的材料,在Scheuerma等(1951年)和LaRocca等(1974年)的实验中收到了较好的效果,但以后不少学者的实验均证明明胶海绵植入后可达到止血的目的,但其结构不具备良好的屏障作用,不能有效隔离成纤维细胞与血肿达到防粘连效果。且有人在椎板切除部位行游离脂肪移植同时加用明胶海绵,发现移植的脂肪坏死明显,认为明胶海绵妨碍脂肪成活而使瘢痕粘连更为广泛。近年来的相关研究也证实明胶海绵无防粘连作用,或仅在早期有一定作用。

  2.2.1.2 硅胶

  硅胶膜制成的管状物在椎板切除术后置于神经根周围,起到了插入膜的作用,能有效地预防瘢痕粘连。国内外学者均进行了这方面的实验,取得了明显的效果,认为硅胶膜能减少瘢痕生成,有效地预防硬膜外粘连,其支架诱导作用优于自体游离脂肪移植。但硅胶制品组织相容性差,不能被机体吸收,置入后作为异物长期在体内存留可产生机械刺激作用,目前临床应用较少。

  2.2.1.3 透明质酸钠

  透明质酸钠是一种高分子的氨基多糖,具有较高粘度的高分子聚合物。它是体内结缔组织及滑液的组成成分,具有可靠的生物相容性、无毒、无致畸、无致癌性,且具有抑制炎症反应,减少肉芽组织和粘连生成的作用,所以透明质酸钠是一种很好的植入材料。许多报道表明透明质酸钠用于肌腱、筋膜、腱鞘等损伤取得了较好效果。Songer等用其进行实验研究,发现椎板切除部的瘢痕生成及硬膜外粘连均明显少于对照组,而且优于游离脂肪移植。但Jacobs等(1980年)却发现透明质酸钠加重硬膜外瘢痕的生成及粘连。亦有学者研究认为透明质酸钠仅在早期有防粘连作用,晚期作用不明显。另有学者发现浓度>1.5%时高分子透明质酸钠才有防粘连效果,且以分子量为1.5×10-6的透明质酸钠效果最优。黄德清等则发现植入的透明质酸钠在椎管内约存2周,且仅对椎管内侧方粘连有一定的预防作用,在背侧却形成致密粘连。刘瑞军等发现透明质酸钠防粘连效果随时间推移变化很大:2周时预防粘连效果很好,4周以后粘连即逐渐加重,至8周以后完全没有预防粘连效果。

  2.2.1.4 几丁糖

  几丁糖是一种天然的多糖类纤维素,它作为创面愈合的促进剂具有止血、止痛、抑制微生物生长等作用,它还对巨嗜细胞、成纤维等细胞具有调节作用。实验结果表明几丁糖在较低的浓度(0.1mg/ml)即可抑制成纤维细胞的增殖,对成纤维细胞增殖的抑制作用比透明质酸钠强。多位学者实验也证实几丁糖膜具有明显的预防硬膜周围粘连的作用。但也有学者认为几丁糖凝胶属于半流体物质,具有向低处流动特点,可能会随病人体位改变或随引流条而流出体外,从而影响预防效果。基于其吸收较快的特点,申勇等开发研制了吸收降解缓慢的几丁糖改性膜,并与透明质酸钠对照。结果发现几丁糖改进膜在体内的吸收时间较长,可以在神经根周围形成一层物理保护层,有效地防止了椎板渗血和血液渗入到神经根和硬脊膜周围,减少了神经根与周围的粘连。

  2.2.1.5 膨体聚四氟乙烯

  膨体聚四氟乙烯(expanded polyretra fluoro ethylene,ePT-FE)生物相容性极佳,可以始终保持结构稳定,防止成纤维细胞穿透,为2次手术提供可分离的安全界面,是较理想的防粘连材料。它已被证实可防止心包和腹膜的瘢痕粘连,常用于疝的修补手术和颌面外科。Lawson等发现聚四氟乙烯结合物具有预防椎板切除术后硬膜粘连的作用。DiFazio等在动物实验中将其作为预防椎板切除术后硬膜粘连的材料,结果显示膨体聚四氟乙烯效果优于脂肪移植片和硅胶片。国内闻久全等在临床上应用由美国戈尔公司生产的人工硬脊膜(ePTFE)进行临床研究证实膨体聚四氟乙烯是防止术后成纤维细胞侵入的有效屏障,并能降低术后神经根痛的发生率,为再次手术提供良好的界面。

  2.2.1.6聚乳酸膜

  聚乳酸(polylatic acid,PLA)膜具有机械阻隔、抑制成纤维细胞增生和胶原分泌,后期椎板修复后的生物阻隔作用。LEE等(1984年)将其用于防硬膜粘连研究,取得效果较好。后有学者将聚乳酸与弹性蛋白酶(Elastase)联合应用,发现预防硬膜粘连的效果更佳,但单独应用效果反不及弹性蛋白酶。赵建华等实验亦发现聚乳酸薄板生物相容性好,可降解、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。

  2.2.1.7 聚氨基酸膜

  聚氨基酸膜是通过机械阻挡瘢痕组织向硬脊膜方向生长发挥防粘连作用的。由于该膜无毒,无害,可自行吸收,吸收后留下空腔,恰好维持硬膜外有效的空间,具有一定的实用性。陈裕光等应用聚氨基酸膜进行兔子实验证实其能有效的预防椎管内瘢痕粘连。

  2.2.1.8 ADCON-L

  ADCON-L是目前临床应用较为广泛的一种可以吸收的、液态的抗粘连胶状物。狗腰椎间盘切除模型的动物实验表明其可显著减少硬膜外纤维化,而且不影响后纵韧带和纤维环等周围组织的愈合。298例前瞻性、多中心、随机双盲对照研究表明,ADCON-L可以阻止术后硬膜外纤维化,减少瘢痕,提高椎间盘切除术后临床疗效。但也有报道表明使用ADCON-L限制了破裂硬脊膜的修复,有导致脑脊液漏的可能。可见ADCON-L防粘连综合效果有待进一步商榷。

  2.2.1.9 聚乙交酯膜

  聚乙交酯膜(polyglycolicacid membrane,PGA)在体内降解为羟基乙酸,并最终代谢为CO2和H2O。并且它具有良好的可塑性,可覆盖在硬膜后方及侧方,包绕神经根,保护硬膜,防止纤维结缔组织侵入椎管内。王伟等利用新西兰兔实验证实PGA具有较明胶海绵更显著的防粘连效果。

  2.2.1.10 生物膜及蛋白

  有学者进行了蛋白和生物膜的防粘连动物实验和临床研究,结果提示此系列材料防粘连效果差别很大。重组人骨形态形成蛋白(recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2)经动物实验证实,可刺激椎板切除部位骨的生长,从而起到防瘢痕粘连目的,并且对脊髓及硬膜囊无不良影响。戎利民等证实纤维蛋白凝胶能减少实验动物椎板切除术后硬膜外疤痕形成和粘连。肝素化或非肝素化的胶原凝胶(collagengel)及Avitene(microfibrilla bovine collagen)对抑制瘢痕及防止粘连的作用很小或无作用。重组组织纤溶酶原活化凝胶(recombinant tissue-plasm inogen activatorgel,rt-PA)亦无抑制瘢痕形成及预防粘连的作用。Zenoderm生物膜是猪真皮经特殊加工制成的一种游离细胞的胶原基质,有报道曾用于临床并起到了防粘连效果。但Boot等否定了该膜预防瘢痕与粘连的作用,作者用该膜预防椎板切除术后瘢痕与硬膜粘连的实验,却见其术后局部瘢痕明显多于对照组。

  2.2.1.11 其它

  还有一些学者进行了其它多种防粘连合成材料的尝试,并取得了不同的效果。聚乙烯醇水凝胶(polyvinylalcoholhy-drogel)对低分子物质有良好的通透性,但大的纤维母细胞无法透过聚乙烯醇水凝胶,因而可阻止炎性细胞的侵润和椎管内瘢痕形成及粘连。实验证实其是防止瘢痕组织形成的良好材料。高分子纤维(HUCMC)生物相容性好、能降解、可吸收、药物存留时间长、覆盖均匀,可起到三维的遮挡保护作用,有效地防止椎板切除后硬膜周围的纤维化和粘连。另外应用玻璃酸钠、多聚糖、聚合纤维素(PCMC)、GT1587、GT1403、聚甲基丙烯酸甲酯等材料的研究均有报道。

  2.2.2 自体组织

  2.2.2.1 自体脂肪

  自体脂肪移植是目前实验及临床应用最多的一种方法。游离脂肪移植后在移植部位有3种转归:(1)周围血管长入,再生而成活;(2)坏死,部分溶解吸收;(3)部分纤维细胞增生。不同的转归起到不同的防粘连效果。Langenskiold和Kiviluoto率先实验证明游离脂肪可有效地阻止瘢痕向椎板切除后的椎管内延伸,并发现移植的脂肪能成活。此后很多学者进行了相似的研究并取得了良好的预防粘连效果,使得自体游离或带蒂脂肪移植成为应用较广泛的方法。近年来移植的游离脂肪出现萎缩、纤维化、坏死、感染、甚至压迫硬膜,发生马尾神经综合征等并发症的报道越来越多,其防粘连效果引起了争议。有学者认为脂肪不能防止粘连,或仅

  在早期发挥防粘连作用,到中晚期其脂滴消失后,遗留的纤维骨架则与硬脊膜和肌肉粘连。王光达等进行防粘连材料对脊髓电生理的影响的研究中发现移植物向椎管内嵌入,致使硬膜囊及神经根受压的组织形态学变化,尚可使脊髓及神经传导机能障碍进一步加重,因此脂肪移植的应用应慎重。

  2.2.2.2 自体中厚皮片移植

  临床上所取的中厚皮层约0.2~0.3mm,不含皮肤附件,不能分泌皮脂,也不会长出毛发,置入体内后就失去了其原有的皮肤功能;另外表皮与硬脊膜和肌纤维膜组织属性不同,其表面又是无生物活性的角质层。这两方面原因使表皮不会与任何组织粘连融合,因此将其作为防粘连材料效果较好。宫良泰等将狗的自体中厚皮片置入硬膜外进行防粘连实验,发现中厚皮片的真皮面与肌肉愈为一体,表皮面与硬脊膜无任何粘连,硬脊膜本身也无病理性改变。亦有临床病历应用报道,术后随访最长达4a,患者无症状复发或新症状出现。

  2.2.2.3 自体腰背筋膜

  利用腰部浅层深筋膜作为骶棘肌和脊髓间的介入隔离膜,可机械地阻挡骶棘肌、骨膜剥离纤维层及骨断端的纤维组织长入,朝向硬膜的脂肪光滑面还能保持硬膜外的有效空间,防止与硬膜发生再粘连。秦国斌采用局部翻转的腰部浅层深筋膜作为介入膜覆盖椎板缺损,实验证实自体腰筋膜能够预防硬膜外粘连,且方法简便易行,实用有效,无不良刺激和排异反应。但亦有学者认为自体腰背筋膜虽非异物,不引起组织纤维化反应,但它们的组织属性与硬脊膜和肌纤维外膜相同,都是结缔组织,同时由于损伤组织的修复过程就是结缔组织增生的过程,因此,它们必然与硬脊膜和肌肉融合粘连成一体,不会有防粘连的作用。

  2.2.2.4 其它自体组织

  McMillan等在动物实验中采用网膜蒂状移植片预防椎板切除术硬膜外瘢痕粘连,收到良好的效果。有人采用自体真皮移植于硬膜外间隙的报导,但真皮防止粘连效果欠佳。其它如棘上韧带等作为防粘连材料应用于临床或实验研究,效果尚待进一步证实。

  2.2.3同种异体组织

  2.2.3.1 异体硬脊膜

  硬脊膜几乎没有细胞,抗原性弱,具备基质的特异性,而不具备个体和种属的特异性。作为椎板切除术后防粘连移植物,通过屏障作用,可有效阻止背侧受损的骶棘肌成纤维细胞向硬膜外腔侵入,减少瘢痕形成。另外其在体内不是被吸收,而是逐渐被宿主组织取代,故其屏障作用将永久存在,重建的硬膜外腔也不会消失,可起到可靠的防粘连效果。黄德清等用酒精保存的硬脊膜预防硬膜外粘连取得了成功。同时,由于实验发现移植片对来自椎板内侧骨膜纤维层之粘连的预防作用受到限制,他们利用透明质酸钠与异体硬脊膜联合应用进行实验,取得了更佳的防粘连效果。

  2.2.3.2 异体半脱钙股骨片

  与其他覆盖材料相比,异体半脱钙股骨片的一个显著特点是它的骨诱导作用。它能以自身为支架,诱导新生骨沿其生长,另外异体半脱钙股骨片具有良好的生物相容性、物理性能,既能克服柔性和黏性材料刚度差,又能弥补刚性材料可塑性差、不易固定的不足。可用于节段性椎板成形术。徐少文等利用异体半脱钙股骨片重建椎板进行椎板切除术后防粘连研究,术后随访3a,得出此方法具有可行性的结论。

  2.2.3.3戊二醛交联人胎羊膜

  胎羊膜(GCA)为光滑半透明薄膜,其胎儿面为一层上皮细胞,极度光滑,胎膜本身免疫性极低,交联后几乎无免疫性,而机械强度大大增加。陶惠人等对戊二醛交联人胎羊膜(GCA)的研究发现,GCA机械地阻挡了骶棘肌及骨断端的成纤维活动向椎管内发展,减少了椎管内瘢痕形成的量,而且光滑面与组织不粘连,使硬膜外有一天然的空隙存在,也减少了2次手术的困难。

  2.2.4 复合应用

  近年来,很多学者为追求更好的防粘连效果,在原来单一植入物应用预防粘连基础上,合并2种移植物或移植物与生物材料、化学合成材料联合应用进行防粘连研究,收到了较好的效果。

  Kuivia等在实验中用自体脂肪移植覆盖硬膜,并在脂肪上覆盖原椎板及关节突的骨皮质。术后16周组织学观察发现手术局部形成正常的椎板,这不仅减少了瘢痕与硬膜粘连,而且提高了术后脊柱稳定性的恢复。

  石宗义采用生物性带蒂筋膜脂肪片与半流体物质玻璃酸钠联合应用,既克服了玻璃酸钠半衰期短、易吸收的不足,又使带蒂筋膜脂肪片较游离脂肪保持血供,防止脂肪萎缩及纤维化。玻璃酸钠作为半流体基质保证了硬脊膜与周围组织的有效流动,后期筋膜脂肪片与硬脊膜之间形成疏松组织,构成生物隔屏障,最终达到预防粘连效果。

  张兴林在保存硬脊膜与透明质酸钠联合应用预防椎管内粘连研究中,利用透明质酸钠溶液具有高度粘弹性,充填后主要分布存留于椎管侧方及神经根周围,防止该处粘连发生,克服了单一应用膜性材料防止椎管内粘连效果欠佳的缺点。并且利用透明质酸钠分子网对炎性介质的扩散及成纤维细胞的活性有明显的抑制作用,使移植片及硬膜囊的炎症及纤维化反应减轻,新建硬膜外腔壁更光滑。起到很好的防粘连互补作用。

  李甲振等看到单纯用膜性物质存在其与椎板边缘对合不完全的缺点,用生物膜包裹明胶海绵制成生物膜与明胶海绵复合物,放入椎板缺损区,预防瘢痕与硬脊膜粘连、减少瘢痕形成,取得较好效果。

  辛杰等将明胶海绵表面涂布生物蛋白胶,与明胶海绵组成复合物,修复硬膜破裂缺损。在止血同时,使神经组织与外界完全封闭隔离,既防止脑脊液外漏,又阻止渗血进入硬膜腔,减少硬膜内血肿及瘢痕形成,进而减轻其神经组织间粘连。

  2.3 中药

  针对当前国内外对于FBSS的主要研究方法是在硬膜囊与骶棘肌之间放一惰性遮挡物以防止瘢痕组织与硬膜囊接触,一些学者独辟蹊径,采用中医药方法进行类似研究。李华南等动物实验发现,椎板缺损区注入半流质状丹参水溶性药液后,可达到很好的三维防粘连效果。分析机理为半流质状丹参具有活血化瘀,改善微循环,提高免疫力,抑制成纤维细胞和炎性细胞的渗出、激活单核/吞噬细胞系统、促进胶原纤维蛋白降解的作用,加上半流质丹参溶液具有流动性,可充填神经周围,因此可达到很好的三维防粘连效果。沈全等进行黄芪防硬膜外粘连的实验研究后认为黄芪可(1)抑制成纤维细胞功能;(2)增强免疫力,增强网状内皮系统的吞噬能力;(3)影响某些细胞因子的含量和活性,通过影响干扰素而减少胶原合成,发挥抗粘连作用。

  2.4 抗炎药物

  根据Robertson的理论可知FBSS的发生是椎板切除术后一系列炎症反应的结果,因此控制或改变硬膜周围组织的炎症过程,是减少瘢痕粘连治疗的关键措施。非甾类消炎镇痛

  药预防椎板切除术后硬脊膜外粘连主要是通过抑制COX活性,抑制前列腺素合成而起作用的。另外通过降低毛细血管通透性,抑制炎症介质5-羟色胺(5-HT)、磷脂酶A2(PLA2)等物质的释放,达到控制硬膜。杨茂伟等应用塞来昔布预防椎板切除术后硬脊膜外粘连的研究也证实抗炎药物的防粘连作用。

  2.5 照射

  Gerzten等对动物模型在椎板切除术前、后施行低剂量外部照射,可显著降低硬膜外瘢痕粘连的范围及程度。提示此方法对防止椎板切除术后继发于硬膜外纤维化的复发性神经根及下腰痛,改善预后有效。Bora等的实验亦证实高选择性单一节段低剂量照射能有效防止椎板切除术后硬膜外纤维化。但此方法尚处于动物实验阶段,目前缺少临床应用研究报道。

  2.6 术后康复治疗措施

  神经根能随下肢运动而上下移动,有研究者由此提出术后行直腿抬高运动,能促进神经根本身的血液循环,有利于神经根的炎性反应早期消退,同时避免其在局部组织修复过程中的粘连。但术后过早运动,明显增加伤口渗血,同时活动引起的摩擦反而增加血肿、瘢痕形成。故利用康复治疗预防瘢痕粘连的发生尚待进一步研究。

  3 展望

  理想的术式应该是既能解除脊柱病患,而又几乎没有副损伤;理想的材料应该是能很好的发挥屏障作用,而又无毒副作用,并且随着时间的延长能被吸收;理想的药物应该是能有效地达到防粘连效果,又不会给患者带来其它不适。目前的技术、方法还达不到上述理想的效果。但应该相信,澳门买球开户:在大量学者的不懈努力研究下,随着新技术、新材料不断涌现,FBSS这一难题将很快得到解决。

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