温敏性羟丁基壳聚糖对脊柱外科术后并发脑脊液漏的早期防治作用

温敏性羟丁基壳聚糖对脊柱外科术后并发脑脊液漏的早期防治作用

脊柱外科医生的脑脊液形成通常发生在临床上。许多患者通过保守治疗后可以治愈，但由于它们可能发展为硬脑膜损伤、硬脑膜塌陷和对生命威胁的脑脊炎，或形成假性脑膜炎，可能会导致对脊柱的压迫。因此，对csv的预防和治疗引起了骨科尤其是脊柱外科医生的关注。近年来,国内外学者围绕这一课题做了不少临床研究,但对如何处理术中CSFL及预防术后CSFL仍未达成统一意见。我们在前期实验合成了具有温敏性的壳聚糖的一种新的衍生物-羟丁基壳聚糖,并通过家犬的脑脊液漏模型验证了其在椎板切除术中损伤硬脊膜后并发CSFL的早期防治作用,现报告如下。1材料和方法1.1美蓝戊巴比妥钠粉体羟丁基壳聚糖(浓度2%自制),76%泛影葡胺(上海淮海制药厂),美蓝(江苏济川制药集团公司),戊巴比妥钠粉剂(美国Bioszune公司)。硬膜外导管(临沂市兴华医用器材有限公司),X线摄片机(上海华线医用核子仪器有限公司)。1.2动物和小组成年雄性家犬12只,体重14~20Kg,由第二军医大学实验动物中心提供。随机分为2组,每组6只。A组为实验组,B组为对照组。1.3家犬硬脊膜损伤模型的造模试验动物用3%戊巴比妥钠(30mg/kg)静脉注射麻醉。取俯卧位固定于手术台上,取下肢大隐静脉行静脉切开并置管安装三通,连接输液器,静脉内输注生理盐水,背部剪毛,术区消毒,分别于腰2、3椎体及腰5、6椎体做背部正中纵形切口,各长约3.5厘米,依次显露和切除L2、3和L5、6棘突及椎板,暴露硬脊膜,于腰6椎体水平做硬脊膜纵形切口,长0.15厘米,自硬脊膜切口向头侧插入硬膜外导管约2.5厘米,用0号丝线行荷包缝合固定导管(见图1)。然后,于腰3椎体水平做另一硬脊膜纵形切口,长约0.8厘米(见图2)。自硬膜下导管注入生理盐水,确认腰3椎体处硬脊膜裂口有液体流出,而腰6椎体处的硬脊膜裂口无液体渗漏,即为家犬硬脊膜损伤及脑脊液漏模型造模成功。在A组家犬(实验组)的腰3硬膜外注入羟丁基壳聚糖溶液3毫升,待羟丁基壳聚糖凝胶化后,于腰6处硬膜下导管尾端缓慢注入美蓝溶液,观察美蓝自腰3硬脊膜裂口处溢出情况,记录美蓝溶液迅速溢出时注入美蓝溶液的量,将溢出的液体拭干。而B组(对照组)实验家犬造模成功后,即从腰6椎体处的硬膜下导管尾端直接缓慢注入美蓝溶液,观察美蓝溶液自腰3硬脊膜裂口处溢出情况。最后,逐层缝合各切口。每只家犬同法进行3次,取平均值,进行统计分析。然后,两组分别随机选取1只家犬,经上述方法实验完成后,将实验家犬俯卧位放于X线摄片机床上,于腰6椎体处的硬膜下导管尾端缓慢注入76%泛影葡胺0.5毫升,10分钟后拍腰椎侧位X线片,观察腰椎管造影情况。1.4统计方法应用SPSS13.0统计软件,采用配对t检验对两组注入美蓝溶液的量进行分析,显著性水平置于0.01。2组患者硬膜污染情况对比两组12只实验家犬腰3硬脊膜背侧脑脊液漏模型均造模成功,可见自腰6椎体硬膜下导管注入生理盐水0.3~0.5毫升后,腰3椎体处硬脊膜裂口有透明液体流出,而腰6椎体处的硬脊膜裂口无液体渗漏。美蓝溶液自腰3硬脊膜裂口处迅速溢出时,A组注入的美蓝溶液为0.36±0.06毫升,而B组为0.62±0.06毫升,两组差异具有显著性(P<0.01)。A组美蓝溶液在硬膜囊内扩散过程见图3,B组美蓝溶液在硬膜囊内扩散并自硬脊膜裂口溢出情况见图4。A组家犬在硬膜下导管尾端缓慢注入76%泛影葡胺0.5毫升后,腰椎管造影的X线片(见图5)可见:腰2、3及腰5、6的棘突及椎板均已咬除,腰2、3、4椎体节段的硬膜囊边界显影清晰,腰2、3、4椎体的硬膜外(背侧)未见高密度影,即未见造影剂自腰3处的硬脊膜裂口内漏出;B组椎管造影的X线片(见图6)可见:腰3硬膜囊后侧边界显影模糊,于腰3椎体的硬膜外、背侧可见不规则的高密度影,即造影剂自腰3处的硬脊膜裂口内漏出。3讨论3.1csfl模型的建立脊柱外科术后并发CSFL的病例在骨科临床中并不少见,据文献报道脊柱外科手术中硬脊膜损伤的发生率为0.6%~17.4%,术后CSFL的发生率为2.31%~9.37%。而且,随着开展的高难度的脊柱外科手术的增多,术后并发CSFL的病例有增多趋势。而目前国内学者及国外学者对CSFL的研究大多为临床病例的回顾性研究,本文设计了脑脊液漏动物模型,并且从大体观察及影像学检查两个方面来衡量建模的效果。而家犬因其脑脊液容量相对较大,在大体观察时容易评判结果,并且有文献报道犬的脑脊液压力在8.8mmHg左右,与人的脑脊液压力相近;同时,家犬做为实验动物,体积相对较大,行影像学检查时也方便对结果的观察。本次实验我们为了提高对大体观察结果的准确性,加用了美蓝做为显示剂,同时,于下位椎体放置硬膜下导管,方便注射显示剂及造影剂。从两组动物的大体观察结果及对照组的椎管造影结果看,本次的家犬脑脊液漏模型的建立是成功的,这为以后的CSFL的动物实验奠定了基础。3.2羟丁基壳聚糖的作用机理既往研究已证实:壳聚糖及其衍生物具有无毒、无刺激,组织相容性良好并可在体内自然降解的生物特性。而羟丁基壳聚糖是通过对壳聚糖分子上的6-OH和NH2进行化学修饰而得来的一种壳聚糖衍生物,具有良好的组织相容性。研究表明:羟丁基壳聚糖凝胶具有独特的物理性质—温敏性,即在温度达到最低临界温度以上时,该材料可由液态转化为凝胶。利用该特性,我们对其制备工艺进行改进,使其最低邻界温度控制在14℃(浓度为5%时)-25℃(浓度为1%时)之间,当达到生理温度(37℃)时其凝胶的机械强度大大增加,这更利于对硬脊膜损伤后脑脊液漏的防治。本次实验首先制做硬脊膜裂伤的动物模型,而后通过向硬膜囊内注入生理盐水及美蓝溶液,来模拟脑脊液压力的变化,造成肉眼可见的脑脊液漏,而造成脑脊液漏时注入的美蓝溶液量则反映了脑脊液压力变化的大小,借此可衡量实验材料对硬脊膜裂口的封堵作用及对抗脑脊液压力变化的能力。实验结果表明:家犬硬脊膜裂伤后,应用羟丁基壳聚糖,对硬脊膜裂口可起到明显的封堵作用,在严密缝合切口各层后,可以有效预防术后早期脑脊液漏的发生。其作用机理可能为:低温(4~10℃)保存的羟丁基壳聚糖注射剂喷涂在硬脊膜外裂口周围后,首先在重力作用下迅速填满裂口周围空隙,并在硬膜外形成一层保护层,而后,在体温的作用下,羟丁基壳聚糖迅速凝胶化形成具有一定强度的凝胶,在严密缝合切口各层后将外界压力均匀分布于硬脊膜周围,利用外界压力、缝合张力及材料与组织之间的粘合力使凝胶与硬脊膜成为一个整体,在脑脊液压力波动不是很大的情况下,有效预防脑脊液自裂口漏出。温敏性羟丁基壳聚糖在预防硬脊膜损伤后发生CSFL的优势在于:它充分利用了智能型生物材料的相态转化,即在应用早期利用材料液态的流动性和可塑性,可以有效填满裂口周围空隙,发挥了液态优势;而凝胶化后,它又转化为具有一定强度的半固体材料,而在压力、张力及粘合力的作用下发挥一种固体物理介质的作用。同时,由于我们对其制备工艺进行了改进,使这种凝胶在生理温