目前,脊柱融合内固定术在临床上已经得到了广泛应用,其在治疗脊柱创伤、脊柱退行性疾病、脊柱结核、脊柱肿瘤以及脊柱先天性畸形等方面起着极其重要的作用,其为脊柱外科解决了很多问题,已经成为一些脊柱疾病的标准治疗方案。但是正当人们陶醉在五花八门的脊柱内固定融合技术时,临床随访的影像学检查发现,部分患者手术节段的邻近节段逐渐出现退行性改变,被称之为邻近节段退变(adjacent segment degeneration ASD),其中,有的产生了症状,甚至需要再手术,称为邻近节段病(adjacent segment disease)。随着内固定器械的不断改进以及内固定技术的进步,脊柱融合内固定手术的增多,术后发生ASD的报道也越来越多,已经成为了脊柱内固定、融合术后的一个长期的潜在并发症,越来越引起人们的关注。近年来,由于国内外学者都注意到脊柱因为融合内固定可能会引起相邻节段退变的问题,而出现了对保留脊柱节段的运动的研究热潮,相继地开展了脊柱人工髓核、人工椎间盘置换的脊柱关节成型术,脊柱微创手术以及脊柱非融合固定技术等的新术式、新方法。同时,不少学者仍然从对临床病例的随访观察、尸体标本模型的生物力学试验和动物实验等角度对融合后邻近节段的退行性变继续进行深入研究。脊柱融合内固定后对邻近节段退变的影响的观察研究,一方面可以更确切地了解其病理过程,以便进一步提高手术疗效,另一方面可以在治疗前统筹病情,做到未雨绸缪。但目前的临床观察结果都是回顾性的,缺乏前瞻性研究结果。尸体标本研究可以模拟内固定模式,但不能再现融合现象,缺乏说服力。另外,人们对脊柱融合内固定与邻近节段退变的关系也存在争议,有人认为,临床上观察到的ASD很可能是椎体退变的自然进程。要解决这些问题,动物实验是一种实用的选择,但到如今仍然缺乏利用动物模型进行系统性地研究。这可能是因为动物模型造模困难,导致了当前这个局面。目前成功的动物融合内固定模型以胸腰椎居多,而且包括颈椎内固定模型在内,脊柱融合内固定模型大多为大型动物。大型动物围手术期管理复杂,术中可能需要气管插管、监护。限于场地及经费,大型动物不便大量喂养用于研究,因而样本含量不够,不足以说明问题；小型动物便于喂养,经济实惠,可获取大量样本,但其脊椎特别是颈椎细小不便固定融合,所以成功的颈椎内固定融合模型不多,前路内固定融合模型尚未见报道。笔者观察研究发现,兔子的颈椎活动量远远超过胸腰椎,且笼中饲养时,其多处于卧位、蹲坐位,同时颈椎呈直立位,比胸腰椎更能体现人类脊柱的负荷,固定融合模型应着眼于颈椎。兔子相对于牛、羊、犬不需太大场地,可以大量饲养,可以获得足够样本,经济又方便。而鼠的颈椎太过细小,前路难以融合固定,也难以通过X线观察。所以本研究采用了新西兰白兔,并获得了成功。经研究发现,兔颈椎模型手术快捷,创伤小,对动物干扰小,不需要气管插管、监护,围手术期管理简单方便,动物成活率高,为实验成功提供了强力保障。在前期的研究中,课题组已经成功构建了兔颈椎融合前路和后路内固定融合模型,并发表了论文。课题组设计的前路以及后路兔颈椎融合内固定模型简单易学,对实验兔的创伤小,融合成功率高,便于复制。本研究目的就是在成功的颈椎融合内固定动物模型的基础上,进一步前瞻性研究不同水平单节段前路椎间盘切除融合(anterior cervical discectomy and fusion ACDF)内固定以及后路融合内固定对兔颈椎邻近节段椎间盘的影响及其规律,探讨该变化的机制。从本研究第一免疫组化统计结果可见,对照组3个月与6个月、6个月与9个月之间比较差异无统计学意义,即增龄因素在时间为3个月的跨度上的影响,尚不足以引起差别。而实验组术后3个月与6个月、6个月与9个月之间比较差异有统计学意义,而且实验组6个月与9个月分别与对照组6个月与9个月比较,差异有统计学意义。因此我们认为,本实验中前路融合内固定引起并加速了兔颈椎邻近节段椎间盘的退变。在对前路不同节段单间隙融合对邻近节段椎间盘的影响的观测结果显示：C3/4、C4/5和C5/6节段融合后,邻近上、下节段都发生了退变,但C3/4、C4/5节段融合后的邻近上、下节段之间的差异都没有统计学意义；而C5/6节段融合后的邻近上、下节段之间的差异有统计学意义,而且下位节段重于上位节段。这可能是临床上C5/6节段融合后邻近节段椎间盘退变下位节段重于上位节段的原因之一。从本研究第二部分免疫组化统计结果可见,同样发现对照组在时间跨度为3个月的统计结果显示,差异无统计学意义,印证了第一部分的结论：3个月时间跨度的自然退变,差异尚无统计学意义。另外,在术后3个月时,治疗组与对照组的比较,差异也无统计学意义,说明后路融合固定术后3个月时间尚不足以引起有统计学意义上的。但术后3个月与6个月之间,6个月与9个月之间治疗组内都发现了具有统计学意义上的差别,说明后路融合内固定同样可以引起邻近节段退变。第一部分前路融合内固定术后兔颈椎邻近节段椎间盘Ⅰ、Ⅱ型胶原的变化目的：探讨前路减压融合内固定对兔颈椎邻近节段椎间盘的影响。方法：60只新西兰白兔随机分四组,每组15只。一组为假手术对照组；其余三组为实验组(分别为C3/4、C4/5、C5/6颈椎前路融合内固定组)。术后3个月摄X线片观察,融合者纳入研究,未融合者剔除,再取相同条件的新西兰白兔手术补充,以保证融合组每组满15例供研究。融合后3个月、6个月、9个月,每组分别取5只,采用麻醉过量的方法处死动物,并取邻近上、下节段椎间盘,用免疫组化方法观察纤维环、髓核Ⅰ、Ⅱ型胶原的变化。结果：随着时间的推移,实验组的X线片可见手术间隙融合,邻近节段椎体终板硬化；免疫组化结果：髓核中Ⅱ型胶原表达下降,纤维环中Ⅰ型胶原表达增加,随着时间的延长而表现更为显著,Ⅰ型胶原有逐渐取代Ⅱ型胶原的趋势,胶原变化在C3/4、C4/5上、下邻近节段没有显著差异(P>0.05),而C5/6的下位邻近节段变化重于上位邻近节段,差异有统计学意义(P<0.05)。治疗组内术后3个月与6个月,6个月与9个月之间比较差异有统计学意义(P<0.05),对照组内3个月与6个月,6个月与9个月之间比较差异没有显著差异(P>0.05)。治疗组6个月、9个月分别与对照组6个月、9个月之间比较,差异有统计学意义(P<0.05)。结论：颈椎前路融合内固定可引起兔颈椎邻近节段的退变,不同水平融合内固定对邻近节段椎间盘的影响不同。第二部分后路融合内固定术后兔颈椎邻近节段椎间盘Ⅰ、Ⅱ型胶原的变化目的：探讨后路融合内固定对兔颈椎邻近节段椎间盘的影响。方法：30只新西兰白兔随机分两组,每组15只。一组为假手术对照组；一组为手术治疗组,行C4/5颈椎后路融合内固定术。术后3个月摄X线片观察,融合者纳入研究,未融合者剔除,再取相同条件的新西兰白兔手术补充,以保证融合组每组满15例供研究。融合后3个月、6个月、9个月,每组分别取5只,采用麻醉过量的方法处死动物,并取邻近上、下节段椎间盘,用免疫组化方法观察纤维环、髓核Ⅰ、Ⅱ型胶原的变化。结果：随着时间的推移,实验组的X线片可见手术节段融合；免疫组化结果：髓核中Ⅱ型胶原表达下降,纤维环中Ⅰ型胶原表达增加,随着时间的延长而表现更为显著,Ⅰ型胶原有逐渐取代Ⅱ型胶原的趋势,胶原变化在C4/5上、下邻近节段之间比较,没有统计学意义上的差异(P>0.05)。实验组6个月、9个月分别与对照组6个月、9个月之间比较,差异有统计学意义(P<0.05)。治疗组内术后3个月与6个月,6个月与9个月之间比较差异有统计学意义(P<0.05),对照组内3个月与6个月,6个月与9个月之间比较差异没有显著差异(P>0.05)。结论：颈椎后路融合内固定可以引起兔颈椎邻近节段的退变。