前路內(nèi)固定治療脊柱化膿性感染的實驗研究.pdf

1、第一部分犬脊柱化膿性感染模型的建立 研究目的：建立一種新型的犬脊柱化膿性感染模型. 材料和方法: 取中國雜種家犬20只.動物取右側(cè)臥位,手術入路選擇腹膜后入路,手術暴露動物脊柱胸 12/腰 1 椎間隙,將暴露椎間隙的椎間盤部分切除,用刮匙破壞椎間隙相鄰的上下節(jié)段椎體終板,然后將含有不同濃度的金黃色葡萄球菌的懸浮液和硬化劑魚肝油酸鈉注射入犬的脊柱椎間隙.切除部分椎間盤并破壞椎體終板的目的是使椎體骨組織更好的與細菌相接觸.動

2、物在術后 14 天處死,感染的椎間盤及其相鄰椎體取出,對取出標本的細菌含量進行定量測定.處死時取部分肝臟組織和抽血進行細菌培養(yǎng),觀測是否有全身系統(tǒng)性感染的發(fā)生. 結(jié)果：本文成功的應用金黃色葡萄球菌濃度為 10<'2>CFU/ml 的細菌懸浮液在90﹪(9/10)的接種部位中誘導出脊柱感染.肝臟組織及血液培養(yǎng)結(jié)果均呈陰性,排除了全身系統(tǒng)性感染的可能.接種細菌濃度高于10<'3>CFU/ml 的4只動物中有2只在術后3天內(nèi)死亡.

3、 結(jié)論： 本文成功的建立了一種新型的犬脊柱化膿性感染模型,這種模型可以廣泛地應用于驗證不同抗感染的治療方法的療效比較. 第二部分犬脊柱化膿性感染的影像學及組織學觀察 研究目的：對第一部分所述的犬脊柱化膿性感染模型進行進一步的影像學及組織學觀察. 材料與方法: 采用論文第一部分描述的方法(但只制作一個脊柱感染節(jié)段)制作動物模型,選取接種過細菌的動物8只.動物分別于接種后的第1、2、4、8周行普通X線平片檢查,C

4、T(computed tomography)檢查和核磁共振檢查(magneticresonance imaging,MRI)分別于術后的第1、2、4、8周處死動物,每次處死2只.取出以感染節(jié)段為中心的整段脊柱,福爾馬林浸泡、脫鈣、石蠟包埋、切片、蘇木精和依紅染色染色.最后用光鏡進行組織學觀察. 結(jié)果： 影像學和組織學觀察證實了,脊柱感染模型的成功建立,感染灶從椎間隙發(fā)展到上下節(jié)段椎體,形成椎體骨髓炎,有炎性細胞浸潤、死骨

5、形成、骨再生、骨骼改建等典型化膿性感染癥狀.病變發(fā)展到8周時,椎間隙消失,上下節(jié)段椎體部分融合. 結(jié)論： 手術破壞椎間盤組織并向椎間隙注射金黃色葡萄球菌是制作脊柱感染動物模型的有效方法. 第三部分應用鈦板治療犬化膿性脊柱感染的實驗 研究目的：探討應用一期清創(chuàng)植骨加內(nèi)固定的方法治療脊柱感染是否安全,內(nèi)植物是否會造成感染復發(fā)或持續(xù)性慢性感染(recurrence or persistence of infection

6、),;探討在術后的不同時段,這些內(nèi)植物上是否有細菌存在以及細菌的種類和來源. 材料與方法: 采用應用以前述方法制作脊柱感染模型的犬20只,術前行MRI檢查確定脊柱感染節(jié)段波及范圍,根據(jù)影像學所見制定手術方案,確定清創(chuàng)范圍.全部動物行前路一期清創(chuàng)自體髂骨植骨內(nèi)固定術.術前一周開始應用頭孢唑啉以及慶大霉素抗感染,抗生素一直應用至術后一個月,觀察記錄手術切口情況,手術取出鈦板前行MRI檢查,分別在術后4,8,12,24周再次手術取出鈦

7、板,暴露固定脊柱節(jié)段進行大體觀察.并不處死實驗動物.無菌操作條件下,取出鈦板及鈦板比鄰的骨組織進行傳統(tǒng)的細菌培養(yǎng)和應用聚合酶鏈式反應(Polymerase chainreaction,PCR)技術的分子生物學的檢測方法進行細菌檢測.用超聲洗滌的方法去除附著于鈦板上生長的細菌,然后對得到的超聲洗滌液涂平板,進行細菌培養(yǎng)或應用PCR技術對目標基因-細菌16 S rRNA基因-進行特異性擴增,最后對擴增后的基因新型電泳,鑒定細菌是否存在.

8、 結(jié)果：2只動物分別于手術后的第三天和第二周因不明原因死亡,術后手術切口觀察發(fā)現(xiàn)切口一期愈合,沒有竇道形成,膿液滲出等感染跡象發(fā)現(xiàn).手術中發(fā)現(xiàn)脊柱固定節(jié)段沒有感染跡象,鈦板被組織緊密包裹.鈦板及比鄰骨組織標本細菌培養(yǎng)的陽性率是45﹪,應用PCR技術的細菌檢測方法得出的細菌陽性率為80﹪.以上兩種方法的陽性率差異有統(tǒng)計學差異. 結(jié)論： 在有效的抗生素預防感染的前提下,應用脊柱前路一期清創(chuàng)植骨內(nèi)固定的方法治療犬脊柱化膿性感染是一

9、種安全、有效的方法,沒有臨床可見感染發(fā)生.但細菌學的檢測結(jié)果表明細菌在鈦板和鄰近的骨組織中附著生長的現(xiàn)象比較普遍,所以有潛在遲發(fā)性感染的可能存在,術后如植骨節(jié)段已經(jīng)融合的情況下應該去除內(nèi)植物.應用PCR技術進行細菌檢驗是一種比傳統(tǒng)細菌培養(yǎng)方法敏感性更高的一種方法. 第四部分細菌對于脊柱假體周圍感染的影響:金黃色葡萄球菌與結(jié)核桿菌相比較的體內(nèi)和體外實驗 研究目的：用體外實驗比較金黃色葡萄球菌(Staphylococcus

10、aureus)與結(jié)核桿菌(Mycobacterium tuberculosis)在鈦板表面附著和生長的不同特點;同樣應用動物體內(nèi)實驗比較兩種病菌誘導假體周圍感染能力的不同. 材料和方法: 將金黃色葡萄球菌和結(jié)核桿菌分別與鈦板進行體外細菌培養(yǎng).然后分離附著于鈦板上的細菌接種于培養(yǎng)基,進行細菌培養(yǎng),用細菌菌落計數(shù)(以CFU為單位)的方法衡量不同細菌在鈦板表面附著和生長的能力.同時,應用掃描電鏡(scanning electron m

11、icroscopy,SEM)直接觀察兩種細菌在鈦板上附著和生長的不同特點.在隨后的動物體內(nèi)實驗中,選取22只犬,行脊柱前路鈦板內(nèi)固定,每只動物植入兩塊鈦板,然后將兩種病菌分別接種于同一只動物的兩塊鈦板周圍,人為誘導鈦板的假體周圍感染,動物于術后21天處死,原切口暴露取出鈦板及鈦板比鄰骨組織進行細菌培養(yǎng),根據(jù)細菌培養(yǎng)的結(jié)果判斷是否有感染發(fā)生,比較兩種細菌誘導假體周圍感染的能力. 結(jié)果：在體外培養(yǎng)實驗中,我們觀察到金黃色葡萄球菌在鈦

12、板表面的附著與生長能力非常強,細菌培養(yǎng)結(jié)果表明鈦板表面上有大量金黃色葡萄球菌附著和生長;而結(jié)核桿菌在鈦板表面附著與生長的能力相對較差.在掃描電鏡觀察下可以觀察到鈦板表面附著了大量的金黃色葡萄球菌,甚至形成了很多密集的菌落;而在鈦板表面很難觀察到桿狀的結(jié)核桿菌,沒有菌落形成.在體內(nèi)實驗中我們觀察到接種金黃色葡萄球菌的鈦板更容易發(fā)生感染,并且兩種病菌誘導假體周圍感染的差異具有統(tǒng)計學意義(p<0.05). 結(jié)論： 與金黃色葡萄球菌相比