摘要：背景：TGF-β被描述为纤维化和瘢痕形成的介质。一些研究通过抑制TGF-β来减少实验性瘢痕形成。成纤维细胞被定义为来源于纤维化的细胞群，阻止成纤维细胞侵入可能损害硬膜外纤维化。为此，我们评估了作为机械屏障的生物相容性材料和TGF-β抑制剂肽在降低硬膜外纤维化中的作用。

 

方法：对40只新西兰白兔进行了L6椎板切除术。分为四组，分为四组，每个兔子被随机分配接受胶原海绵支架（CS组），明胶基凝胶（GCP组），P144?（iTGFβ组），或未治疗（对照组）。术后4周，用组织形态测定法测定瘢痕区细胞密度、胶原含量和新骨形成。两位经验丰富的病理学家对硬脑膜粘连、疤痕密度和炎症浸润进行了盲法评分。

 

结果：所有组的椎板切除术部位都充满纤维组织，硬脑膜出现粘连。只有GCP组胶原含量和瘢痕密度显著降低。

 

结论：GCP治疗可降低硬膜外纤维化，但不能完全防止硬膜粘连。

 

 

背景：组织损伤后，组织修复过程细胞外基质成分的过度生产和沉积，形成疤痕。当疤痕在硬脑膜上形成时，被命名为硬膜外纤维化。它的存在使得再次手术更加困难，增加了手术时间和硬脑膜撕裂和神经根损伤的风险。考虑到腰椎再手术的发生率在4%到19%之间，这是脊柱手术的一个常见问题。为了防止硬膜外纤维化，尽管游离脂肪移植物有可能导致神经根或脊髓压迫，但在临床实践中，插入是一种常见的手术。此外，不同的机械屏障和抗炎疗法已被用于预防硬膜外纤维化，临床成功率可变或有限。一种理想的材料，以防止硬膜外纤维化应能够最大限度地减少神经压迫的风险，而不是干扰周围组织的愈合。它还应具有生物相容性，以尽量减少异物反应和炎症反应。转化生长因子β（TGF-β）在体内不同的细胞和组织中起着广泛的作用。TGF-β1在瘢痕组织，特别是系统性硬化中的表达增强。与组织再生相比，通过瘢痕形成愈合的伤口中发现TGF-β1含量增加。这导致了临床上用抗体和针对TGF-β1的小分子阻止瘢痕形成。为了评价TGF-β1在硬膜外纤维化中的作用，我们将抗TGF-β1合成肽p144@应用于兔脊柱手术模型。p144在肝纤维化、博来霉素诱导的皮肤硬化和硅酮假体周围纤维化的动物模型中显示纤维化减少。在其他研究中，Adcon L@和Duragen@在预防硬膜外纤维化方面显示出良好的效果。AdCON-1，明胶和碳水化合物聚合物（GCP）制成的可吸收凝胶基质，在三周内起到使成纤维细胞消失的屏障作用。Duragen@一种胶原海绵（CS），通常用作硬膜移植，允许成纤维细胞浸润，以胶原基质孔为支架，形成新的胶原，6-8周后消失。我们建立了一个椎板切除术后硬膜外纤维化的家兔模型，并评估了屏障材料Adcon L@和Duragen@以及TGF-β1阻断肽p144@对硬膜外纤维化的影响。

 

方法：本研究使用40只新西兰白兔（体重4-5公斤），接受L6椎板切除术。创建了四个实验组：对照组，用生理盐水冲洗椎板切除术部位（n=10）。GCP组，Adcon L@被均匀地放置在覆盖椎板切除缺损的椎板切除部位（n=10）。CS组，切割Duragen@sheet以适应椎板切除术缺陷，并放置在椎板切除术部位（n=10）。iTGFβ组,p144@肽源于人TGF-β的III型受体序列，被均匀地放置在覆盖椎板切除缺损的椎板切除部位（n=10）。在以前的动物研究中已经评估了iTGFβ的细胞毒性.任何因麻醉或椎板切除术（如硬膜撕裂、神经压迫）而出现并发症的兔子均被列为不合格并排除在研究范围之外。

 

手术：动物在L6和L7之间从一个椎弓根到另一个椎弓根接受了L6到黄韧带的完整椎板切除术。所有动物在手术前12小时禁食。动物用肌肉注射美托咪定（0.15 mg/kg）和氯胺酮（10 mg/kg）进行镇静。静脉注射2–8 mg/kg异丙酚诱导麻醉，并在整个手术过程中1.5–3%的七氟醚维持麻醉。麻醉状态下，动物俯卧在手术台的加热垫上。腰骶部用电剪刀修剪，并用聚维酮碘消毒。通过触诊确定L6，在棘突的中心做一个大约7厘米的中线切口。骨平面暴露，解剖椎旁肌肉组织达到并切开L5和L6之间的黄韧带，然后，用一个45°角的1-mm Kerrison-Rongeur，在L6和L7之间以及从一个椎弓根到另一个椎弓根，进行L6到黄韧带的完整椎板切除术，形成一个长约20 mm、宽约7 mm的缺损。手术后，用2/0聚乳酸缝线缝合筋膜。在7天内给予抗生素（青霉素/链霉素0.1 ml/kg/24 h）。所有兔子都单笼饲养，可以自由采食和饮水，而不需要固定。手术后4周，兔子被处死。

 

组织学和组织形态学分析：为了进行组织学评估，采集脊椎，在4%福尔马林中固定1周，在8周内在脱钙溶液（10%EDTA，7.5%PVP，10 mM Trishcl ，PH 6.95）中脱钙，在分级乙醇中脱水，并嵌入石蜡中。从每个治疗组的中段和两端获取4μm厚的连续切片，并用苏木精和伊红（H&E）、马森三色和天狼星红染色来评估疤痕组织。使用蔡司AXIOCAM ICC3相机和AXIOIMAGER M1显微镜采集数字图像。对硬膜外瘢痕组织的细胞密度、新骨形成和胶原含量进行了组织形态学分析。对于细胞密度，细胞计数以每平方毫米细胞为单位，使用IMAGEJ，每个载波片15个区域，每只动物3个载波片。新骨形成面积和覆盖椎板切除的距离分别表示为面积（平方毫米）和距离（毫米），分别来自马森的三色染色部分。两名实验病理学家对疤痕密度、硬膜外粘连和炎性细胞以盲法浸润进行分级和评分。硬脑膜和纤维组织之间的黏附延伸根据He等人描述的分类进行分级。根据Preul等人使用的分类对粘附密度进行分级。炎性细胞浸润用半定量量表分级：0（无炎性细胞浸润），1（小于30%的区域被炎性细胞浸润，放大倍率为100倍），2（30-70%的瘢痕组织被炎性细胞浸润，放大倍率为100倍）和3（严重的炎性细胞浸润分布在70%以上的瘢痕组织中，放大倍数为40倍）。

 

统计：在所有的统计分析中，都使用了graphpad prism 5.0软件。统计显著性水平设为P<0.05。用Kolmogorov-Smirnov检验连续变量的正态性。采用单因素方差分析法分析治疗组细胞密度平均值的差异。采用Dunnett多重比较试验检测各组与对照组细胞密度的差异。Kruskal-Wallis试验用于分析纤维粘连、疤痕密度、炎性浸润、胶原含量和新骨形成。采用Dunn多重比较试验比较各治疗组与对照组的差异。所有组内组织学评分均采用加权kappa系数进行分析。最后，用Spearman系数评价胶原含量与细胞计数的相关性。

 

结论：为了确定不同治疗对硬膜外纤维化的效果，两位实验病理学家对疤痕密度、硬膜粘连和炎性细胞浸润进行了评分。对照组和iTGFβ组出现致密的血管化结缔组织填充缺损，导致疤痕密度评分的平均值相似。在CS组，缺损处组织密度较低，瘢痕密度评分明显降低。GCP组瘢痕密度评分最低，与对照组比较有统计学意义。观察者对瘢痕密度的分类内一致性为74.6%。当比较硬脑膜与瘢痕组织的粘连程度时，我们发现GCP组的评分降低，但与对照组相比无统计学意义。CS和iTGFβ组与对照组比较无显著性差异。观察者之间对粘附力的分类内一致性为74.6%。与对照组相比，iTGFβ和CS组的炎性细胞浸润评分明显较高。GCP组与对照组无显著性差异。炎症浸润观察者之间的分类内一致性为85.7%。与对照组比较，治疗组CS、iTGFβ和GCP在细胞密度计数和新骨形成方面无明显差异。用天狼星红染色法测定胶原含量。与对照组相比，iTGFβ或CS治疗组手术部位天狼星红染色区域的百分比没有显著差异。另一方面，与对照组相比，GCP组胶原密度显著降低。

 

结论：我们证明，在我们的动物模型中，椎板切除后形成硬膜外瘢痕。GCP支架能够减少椎板切除术后硬膜外间隙的胶原组织和细胞数量。其他治疗（CS和iTGFβ）在减少硬膜外纤维化或粘连的发生方面没有显示出疗效。本研究的数据表明，在家兔脊柱手术模型中，以这种方式和这种剂量给药的iTGFβ不能减轻硬膜外纤维化。