不对称力在大鼠脊柱侧凸模型中对椎体和椎间盘血管的影响

特发性脊柱侧凸的治疗主要依靠支具和手术，其中手术是治疗的主要方法。但是，部分患者术后的效果不理想，甚至可能会出现失代偿。主要原因在于目前特发性脊柱侧凸的病因及其内在生物力学属性尚不清楚。目前普遍认为，不对称力是脊柱侧凸发生发展的重要和直接原因，但其如何诱发侧凸，并进一步影响侧凸的进展，却不清楚。本课题拟采用大鼠脊柱侧凸模型，用MicroCT、微循环造影技术、计算机数字模拟和力学材料机验证等，研究不对称力在脊柱侧凸发生发展中的作用，探讨脊柱侧凸的力学分布同椎体和椎间盘改变的关系，从病理生理角度揭示脊柱侧凸的力学特性，从而阐明不对称力在脊柱侧凸发生发展中的规律，对特发性脊柱侧凸的病因和治疗将有显著的临床价值和重要的应用前景。

特发性脊柱侧凸的病因尚不完全清楚，其治疗主要依靠支具和手术，其中手术为主要方式。部分患者侧凸进展加重会很快，部分患者术后可能效果不理想，甚至失代偿。其主要原因是其内在生物力学因素尚未研究清楚。根据研究计划，我们针对其生物力学因素对椎体和椎间盘血供的影响进行了深入的研究。首先，我们建立了新型的脊柱侧凸动物模型：恒力弹簧大鼠脊柱侧凸模型，该模型首次将不对称力的大小同脊柱侧凸发生发展联系起来，该研究成果已发表在脊柱外科杂志Spine上。其次，我们在松开弹簧后检验了解除不对称力后的“矫形”效果，发现性成熟前解除弹簧的不对称力，则大鼠的侧凸能够持续恢复至性成熟，而性成熟后再解除弹簧的不对称力，则大鼠的侧凸仅能恢复部分。另外，我们用microCT观察正常大鼠的椎体终板和侧凸大鼠的椎体终板，正常大鼠椎体的终板内的孔道结构分布并非杂乱无章，而是由若干环形管道、交通支及腹背侧的主干道组成的环形管网，此孔道结构为其内部走形的血管提供了通道，其在椎体终板内的体积比例随鼠龄的增大而减小，而侧凸大鼠的终板受压侧变薄，其网状通道结构变窄，进一步，我们应用microfil对终板内血管进行microCT造影，可以发现受压终板内的血管变细，考虑不对称力影响了终板的血供，这部分研究结果正在写文章。我们尝试对受影响的椎间盘左右侧进行基因测序，可惜未能得出结果。目前我们正在对大鼠脊柱侧凸模型的microCT数据进行重建、分析研究，分析力学大小对椎体微结构的影响，目前已发现骨体积分数（BV/TV）是脊柱侧凸发生和发展的敏感因素，凹侧的BV/TV减小，该指标可作为早期判断脊柱侧凸发生和发展的因素。同时，我们正在对椎体骨小梁结构进行重建，用Abaqus进行模拟电阻计算。因此，本研究基本上完成了研究计划提出的实验步骤，部分结果已得出并发表，其他结果正在进一步总结。本研究基本揭示了不对称力如何影响脊柱侧凸椎体和椎间盘血供。