甲基强的松龙治疗大鼠急性脊髓损伤后对骨密度及生物力学的影响

1、甲基强的松龙治疗大鼠急性脊髓损伤后对骨密度及生物力学的影响         11-02-10 10:02:00     编辑：studa20               作者：刘亦恒，张寿 ，张海英, 张小明，崔可赜【摘要】  目的：观察大鼠急性脊髓损伤后大剂量甲基强的松龙（methylprednisolone，MP）冲击疗法对

2、大鼠骨密度及生物力学的影响。方法: 46只成年健康SD大鼠随机分为对照组、模型组、治疗组等3组。按改良Allen's法建立大鼠急性脊髓损伤模型。治疗组伤后 30min 经腹膜腔注入MP30mgkg，以后每小时注入 MP5.4mgkg，维持24h；模型组应用生理盐水替代 MP，处理方法同治疗组。观察模型组与治疗组大鼠在伤后1、3和6个月 BBB 运动功能评分、各组L4椎体、股骨不同部位骨密度及生物力学参数的变化。结果: 术后各时间点模型组与治疗组BBB 评分总体呈增高趋势，治疗组在各个时间点BBB 神经行为学评分均优于模型组（P<0.05，P<0.01）。术后1、3、6个月，

3、模型组与治疗组大鼠股骨骨密度均显著下降（P<0.05，P<0.01）；术后 6 个月，与模型比较，治疗组股骨、腰椎骨密度均显著下降(P< 0.05)。术后6个月，对模型与治疗组大鼠的右侧股骨最大荷载、第 4腰椎结构强度均显著降低（P<0.01）；与模型组相比，治疗组的右侧股骨最大荷载、第 4腰椎结构强度降低，结果具有显著性差异(P< 0.05)。结论: 模型组及治疗组均可导致骨质疏松的发生，但大剂量MP对大鼠远期骨密度及生物力学有不利影响。 【关键词】  急性脊髓损伤；甲基强的松龙；骨质疏松；骨密度；生物力学ABSTRACT Objective: To

4、investigate the effect of high dose MP on bone density and biomechanics changes after acute spinal cord injury（ASCI）Methods: A total of 46 adult rats were randomly divided into three groups, namely, the control group (CG), the model group (MG), and the experimental group (EG). After anesthesia, T8 v

5、ertebrae plate resection were performed to rats in both CG and EG with spinal cords injury by Allen method. Thirty minutes after ASCI, the subjects in experimental group received MP injection through intraperitoneal with dosage of 30 mg/kg. Then a dosage of 5.4 mg/kg of MP was given through intraper

6、itoneal injection every hour in 24 hours. The subjects in the model group received normal saline instead of MP with the same method. A detection of both Basso, Beattie and Bresnahan (BBB) locomotor rating scaling, bone density and biomechanics was performed to the L4 vertebral body and the femur of

7、rats 1, 3 and 6 months following operation, respectively. Results: BBB scale: after operation, the scale of groups MG and EG was increased over time; group EG was significantly higher than group MG from 1, 3, 6 month (P< 0.05, P<0.01); bone density in the femur and the lumbar vertebra of rats

8、in MG and EG deceased dramatically 1, 3, 6 months postoperatively (P<0.05, P<0.01). Compared with MG, bone density in both femur and the lumbar vertebra in EC deceased dramatically 6 months postoperatively (P<0.05). The femur's maximum load and structural strength of vertebra were signi

9、ficantly deceased 6 months postoperatively (P<0.01). Compared with MG, there was significant decrease about the femur's maximum load, the L4 vertebral structural strength maximum load (P<0.05). Conclusions: Both MG and EG can result in osteoporosis, but the highdose MP has longterm adverse

10、 effect on bone density and biomechanics in rats.     KEY WORDS Acute spinal cord injury；MP；Osteoporosis；Bone density；Biomechanics急性脊髓损伤（acute spinal cord injury，ASCI）是一种严重的损伤，其病死率、致残率很高。伤后大剂量甲基强的松龙（methylprednisolone，MP）冲击是目前急性脊髓损伤公认治疗方法，它的作用机制复杂。甲基强的松龙早期可以显著增加神经系统兴奋性，改善脊髓血流量，减轻组织损伤1

11、,2，但其远期对患者的影响不明确。笔者以通过改良Allens法3建立大鼠脊髓损伤动物模型，研究大鼠脊髓损伤MP治疗前、后骨密度及生物力学改变情况，推测大剂量 MP 治疗对患者远期疗效的影响。1  材料和方法1.1  材料     46只雌性 SD 大鼠，体质量（250±10）g；4多聚甲醛 PBS（磷酸缓冲液）固定液；甲基强的松龙注射用粉剂（法玛西亚普强有限公司）；DPXL型双能 X 射线骨密度仪（美国Lunar 公司）；858 Mini Bionix 型生物材料力学实验机（美国MTS公司）等。1.2  实验方法1.2.1&

12、#160; 分组与造模 46只雌性SD大鼠随机等分为对照组（control group，CG）6只，模型组(model group，MG)20只，治疗组（experimental group，EG）20只。造模：将大鼠腹腔麻醉后，常规消毒，以T8棘突中心作长约3cm切口，暴露硬脊膜，采用改良Allens装置制备脊髓急性打击伤动物模型，损伤力度为10g×2.5cm。模型制作成功判定标准：打击后损伤处脊髓出血、水肿，大鼠出现摆尾反射，双下肢及躯体回缩样扑动，麻醉清醒后双下肢呈弛缓性瘫痪。治疗组伤后30min 腹膜腔注入MP30mg/kg， 以后每小时注入MP5.4mg/kg，连

13、续注射24h。 模型组以生理盐水替代MP，按治疗组同样方法给药。致伤后每日按压大鼠膀胱促进排尿，定时喂食。1.2.2  神经行为学评分 评分观察者为非本试验组员。在损伤后1、3、6个月参照 BBB(basso beattie bresnahan locomotor rating scale，BBB) 神经行为学评分法4综合评定MG组和EG 组的功能。最小值为 0 分，表示神经行为功能完全丧失；最大值为 21 分，表示行为功能完全正常。1.2.3  骨密度及生物力学检测 分别于术后1、3、6个月，在麻醉状态下对各组大鼠用双能X射线骨密度仪的小动物测量软件测定右股骨、腰4椎体的骨密度。术后6个月处死大鼠后取各组大鼠的右侧股骨及腰4椎体，去除表面附着软组织，用生理盐水浸湿的纱布包裹后置于20冰箱保存。力学检测前室温解冻标本，使用生物材料力学实验机进行股骨3点弯曲和腰椎结构强度实验。股骨3点弯曲实验跨距2mm，加载速度为2mm/min，腰椎结构强度实验加载速度为1mm/min，匀速加载直至标本断裂。每个样本放置在仪器上的位置及