脊髓损伤修复与再生课件

脊髓损伤、再生与修复脊髓损伤(spinalcordinjury,SCI)基础研究主要集中在三个方面：(1）脊髓损伤后脊髓内继发病理改变的预防和逆转。(2）脊髓损伤后功能受损但结构完整的神经细胞功能的恢复。(3）脊髓损伤后被离断的神经连续性的重建，即脊髓的再生或脊髓移植。一、脊髓损伤的组织病理学改变二、脊髓继发性损伤的机制三、脊髓损伤后功能检查四、脊髓损伤模型五、影响脊髓损伤后神经再生的因素六、脊髓损伤的内源性保护性因子七、脊髓损伤的实验性治疗八、脊髓损伤修复的实验研究一、脊髓损伤的组织病理学及病理生理学改变1．急性期的病理生理学改变:缺血水肿代谢及电解质紊乱磷脂水解、自由基形成兴奋性细胞毒作用炎性反应2．病理组织学改变

(1)早期：即损伤急性期(2)中期：即亚急性期。此期以小胶质细胞及星形胶质细胞的活化为特征。特点是反应性改变与碎块移除。(3)晚期：损伤区吞噬细胞消失,出现腔隙,随后形成癍痕。组织中胶质细胞与纤维持续增生.（一）实验性脊髓损伤的病理1．完全脊髓损伤病变特点:(1)病变呈进行性或持续性加重,6h内出血累及全灰质，12h波及白质，(2)组织代替:脊髓坏死组织、退变组织被吞噬细胞移除并由神经胶质细胞和纤维所代替;(3)神经纤维再生:近端退变的神经纤维虽可以再生，但受损伤处增生的胶质组织所制约

6．脊髓横断损伤组织学特点:(1)脊髓断端发生自溶，断端的出血、坏死与基本病理改变相同，神经纤维断裂后，断端流出的轴浆形成小泡。

(2)两断端的长束纤维退变(3)远端、近端神经之间的突触连接(神经毯)发生退变（二）人体脊髓损伤的病理改变

人体脊髓损伤与实验性脊髓损伤的病理改变规律和过程基本一致,只是人体脊髓损伤的病理过程较长，更具个体性，没有动物实验的病理过程典型，但灰、白质病理出血、水肿、坏死、囊腔、退变胶质化、再生的规律是一致的。

120具四肢瘫或截瘫的尸体解剖结果:死亡时间最早为3h，最晚为数年以后。其病理改变分为:(1)完全失去灰质组织；(2)脊髓坏死有囊腔形成，有的成为空洞；(3)部分失去灰质组织，但仍有白质保存。有硬膜外血肿者，并未构成硬膜外脊髓压迫。二、脊髓继发性损伤的机制

目前认为SCI后的微循环和神经生化机制是脊髓继发性损伤的两大机制。脊髓的微循环调节方式:化学调节、自动调节、神经调节和神经元代谢调节（一）局部缺血

SCI后脊髓血流量改变是引起脊髓坏死和神经功能丧失的重要原因，而灰质与白质中的血管反应又有所不同。SCI后灰质在1～2h内迅速出现缺血和梗死，而白质血流的改变与创伤程度有关。脊髓局部缺血:

血管直接损伤

血管活性物质的释放引起血管痉挛

血管闭塞、血栓形成、血栓素A2(TXA2)和白三烯的释放（二）基本生化恶性循环

SCI后损伤区组织、细胞因缺血、缺氧而致氧化磷酸化过程障碍，葡萄糖的无氧代谢增加，组织含氧量、丙酮酸含量、磷酸肌酸含量持续下降，PaCO2升高,PaO2及血pH值下降，ATP被耗尽,导致Ca2+依赖性的ATP酶及Na+/K+-ATP酶失活，膜去极化等，结果大量Ca2+内流；而细胞内Ca2+过量又导致膜磷脂的过氧化和花生四烯酸代谢及其产物增加，组织进一步缺血，血管进一步痉挛。（三）自由基大量产生

自由基选择性抑制前列环素(PGI2)的合成，使血栓素A2(TXA2)相对过剩。自由基对细胞膜双磷脂结构进行过氧化作用，生成多种脂质过氧化物，损伤细胞膜，并引起溶酶体及线粒体的破裂。

（四）单胺类物质过量释放引起血管通透性增加和组织水肿导致微血管明显收缩，但有时微血管反而呈麻痹性扩张（五）

内源性一氧化氮的失活

一氧化氮（NO）具有多种生物功能，主要包括：血管舒张、神经信息的传递和细胞毒作用。NO由SCI后大量释放的血红蛋白及氧自由基的作用而失活。

（六）

肽类物质大量释放内源性阿片样肽、内皮素(ET)的过度释放。（七）血小板激活因子释放增加

脊髓血管通透性增加;

加速了花生四烯酸代谢产物的释放;

对Ca2+、自由基、兴奋性氨基酸进行介导或与其协同作用.加剧了血管痉挛、血栓形成及血管内皮损害，遏制了脊髓微循环血流量。

（八）钙离子内流Ca2+在损伤或缺血后的神经损伤的病理改变中起着关键的作用，Ca2+内流是引起细胞死亡的最后公共通路。

Ca2+的增加能导致膜磷脂的过氧化和花生四烯酸代谢的增加，加重血管痉挛，引起组织水肿及缺血；

凝血作用增强，加重脊髓缺血和微循环障碍。

钙离子还可阻止线粒体内的电子传递，引起自由基释放，以及阻止ADP向ATP转化

（九）兴奋性氨基酸大量增加

短期内EAA的瀑布性释放引起N-甲基-D-天门冬氨酸受体（NMDA受体）过度活动，导致细胞内Na+、Ca2++蓄积，进而引起组织细胞水肿并阻塞毛细血管，从而导致微循环障碍。三、脊髓损伤后功能检查（一）脊髓通路检查1．体感诱发电位2．运动诱发电位3．交感性皮肤反应（二）周围通路检查1．肌电图(EMG)和神经图检查2．反射检查四、脊髓损伤模型

理想的模型应符合以下要求:1．临床相似性:脊髓损伤模型的制作过程与临床脊髓损伤过程相近似,动物的手术制备尽可能少2．可调控性:调整损伤强度3．可重复性（一）急性挫伤模型

1．闭合性挫伤模型2．开放性挫伤模型（1）脊髓背侧损伤模型：Allen于1911年首创重物坠落法。优点:

与人类脊髓损伤性相近;

脊髓损伤节段可以限定,撞击量可以调控;

硬脊膜仍完整,可以防止外源成分侵入脊髓损伤区。不足:

重物下坠撞击脊髓的瞬间脊柱和脊髓的不稳定及脊髓的偏向移位,导致损伤的程度就有差异。

重物坠击脊髓未及时移开,又造成不同时间的脊髓压迫伤。

实验动物的种类不同,同一类动物之间各个体大小不一样,造成各种动物截瘫的冲击量阀值尚未确定。（2）脊髓腹侧损伤模型（二）切割型脊髓损伤模型（三）脊髓压迫模型采用环套制造动物模型（四）脊髓缺血模型采用各种不同手段(如：压迫、钳夹、气囊阻塞、结扎、电烧等。)阻断主动脉、肋间动脉、腰动脉、脊髓动脉，造成脊髓缺血而产生脊髓损伤的模型。

（五）电解损毁模型

脊髓双侧皮质脊髓束纤维

（六）脊髓损伤造模术后处理

脊髓损伤后动物死亡的原因

创伤刺激;

失血性休克,多器官衰竭;

呼吸道、泌尿道、伤口感染;

褥疮防治并发症、降低死亡率的措施：

控制室温在18～22℃,清洁笼具,尽可能单笼喂养;

预防感染:术前皮肤消毒,术中严格无菌操作,术后肌注青霉素3天;

术后注意保暖,皮下注射生理盐水或葡萄糖液,以补充血容量,预防失血性休克;

每天挤压膀胱排尿2～3次,直至膀胱功能恢复;肛内注开塞露,每天1次;

每天定时翻身,预防褥疮发生。存在的问题：①实验动物的种类。②临床上大多数脊髓损伤均由骨折脱位引起，不仅脊髓组织发生机械变形，而且脊髓前后动脉也受损伤。③制造动物模型的外科技术方法的差异。④动物大小和体重。⑤校准损伤装置的方法等。（七）SCI模型动物运