实验性脊髓损伤及其动物模型研究

　　研究脊髓损伤最基本的条件是建立一个可以确实模拟实际损伤状况的、定量的、具有高度可重复性的动物模型。目前所使用的各种脊髓损伤动物模型中，还没有一个完善的可以适用于所有条件的模型。这也是制约脊奠损伤实验研究进展的因素之一。要设计一个接近临床的脊髓损伤模型是非常困难的，因为人类受伤的因素是多方面的。人类受伤的过程包括许多变量，例如年龄和性别，这一变量容易控制，但其他变量难以复制。

　　首先必须认识到，所有脊髓损伤动物模型的建立都需要麻醉，这本身即可改变神经系统的生理特征，并可能与想要评价的治疗因子发生相互作用。实际上，氟烷麻醉对实验性脊髓损伤具有神经保护作用。其次，尽管人类脊髓损伤大多是由于脊椎向前侧方移位，而大多动物模型的建立是应用后侧入路，通过椎板切除来建立损伤。这可避免侵人体腔(例如胸腔或腹腔)，从而避免腹侧软组织的损伤。再次，人类受伤时存在许多复杂的复合力，(屈、伸、压缩、旋转)。这些力所造成的组织变形的速度，由作用力的性质所决定。

　　潜水意外与高速车祸时所受的力是不同的。

　　第四，患者从受伤到接受诊断和治疗有一个时间间隔。在这段时间内脊髓受压的程度各不相同，没有动物模型可以模仿。最后，人类脊髓损伤发生在闭合的脊椎系统，然而，大多数动物模型应用开放的椎板切除来造成脊髓损伤。尽管也有人试图建立闭合损伤的模型，但其结果并不一致。

　　Allen于1911年所建立的模型具有可重复性，而且将受力粗略的分级，宣布了现代脊髓损伤研究时代的到来。Alien的方法是采用重物坠落(weight dropping，WD)撞击暴露的胸段脊髓。因此，Alien的方法也称作脊髓损伤的wD法。在这一模型中，脊髓损伤的严重程度通过坠落体的重量和高度而加以分级。以厘米记录其高度，以克记录其重量，损伤的大小通过其乘积—克厘米来表示。例如，一个重20g的重物从20cm高度的地方坠落，可造成400gcm的损伤。在狗，Allen发现大约340gcm的力可造成暂时性截瘫，420gcm力可导致永久性瘫痪。他描述了这些损伤的病理改变，包括髓内出血和血肿。后来WE)仍被许多作者改进，成功地在各种不同的动物建立出挫伤性脊髓损伤的模型，包括猫、灵长类和鼠。尽管这一方法比较流行，WD法也具有很多缺点。克厘米的乘积并不能真实地代表脊髓的受力。例如，50g重物坠落8cm所创造的力将大于5g重物坠落80cm所造成的力，尽管都是400gcm力。而且，脊髓是从后面受压，而人类脊髓损伤多为前侧受压和环行压迫。而且据报道，WD法所造成脊髓损伤的结果并不一致。尽管具有这些缺陷，WD法较好地模仿了人类脊髓损伤的一些生物力学，因此被研究者所采用，当然还要控制某些实验变量。

　　最近有人设计了一种WD装置，结合可调节脊髓压迫和椎体移位程度的软件，可及时地反馈撞击的生物力学信息，应用这一装置可建立出高重复性的脊髓损伤模型。应用最广的装置是NYU装置。这一模型最近被用于多中心的实验，以开发脊髓损伤的药物疗法。

　　尽管现在有多种脊髓撞击伤模型，但他们都没有WD法应用的广泛。

　　尽管早期的实验性脊髓损伤模型提供了有关脊髓损伤神经学和组织病理学的初步认识，那些都是原始的，所获取数据的质量也是有限的。组织病理学变化，包括脊髓变性和空洞的范围，最先由Schmaus于1890年报道。在1907年，Stchermatter描述了脊髓灰质的坏死。Hemorrhagie Marineseo和McVeigh分别于1918和1923年报道了损伤后的出血现象。尽管早期的一些模型试图模仿入类脊髓损伤的生物力学，但所采甩方法大多是原始的，而且没有将创伤分级，实验结果也不容易重复。

　　气囊压迫法也被用来建立脊髓损伤模型。这一方法首先由Tarlov及其同事描述，将一可膨胀的气囊植入到狗的硬膜外腔来造成截瘫。这一方法已经用于猴子和鼠以建立脊髓损伤模型。这一方法的缺点有：在有些动物很难确定应该植入球囊的正确位置；脊髓所遭受的压力也不能测量；这一方法很难应用于小动物例如鼠类；不能复制脊髓损伤的生物力学。其他静态负荷压迫模型具有类似的局限性。

　　1978年，Rivlin和Tator报道应用改造的Kerr—Lougheed血管夹夹持脊髓，来建立脊髓损伤的模型。这一方法可准确地提供夹持力的大小。通过改变夹持力的大小和夹持的时间来将脊髓损伤分级。不同于WD法，这可造成脊髓的环形压迫，但据报道这一方法比WD法更容易造成脊髓出血。这一方法的缺点是：需要更好地控制(操作)脊髓，因为夹子必须置于脊髓的腹侧；没有很好地模仿人类脊髓受伤的生物力学；这一损伤所造成的组织病理学及功能等相关变化没有WD法所界定的那样详细。