研究背景：腰椎退行性疾病是中老年人群的常见病,在60岁以上人群其发病率高达90%。部分保守无效的病例需要手术治疗,腰椎后路手术,进行椎间盘切除、椎管减压或椎体节段间的融合是目前主要的手术方法。然而,文献报道,虽然手术本身解决了神经压迫等引起的疼痛和功能障碍,但是手术中对脊旁多裂肌的医原性损伤却又成为了病人术后腰背痛和功能障碍的新来源,有时这种术后症状甚至会超过术前的程度,文献称之为“融合病”,或“腰椎术后失败综合征”。因此探讨腰椎后路手术对腰椎脊旁多裂肌的损伤机制,并如何减小这种医原性的损伤,成为了脊柱外科的一个重要课题。临床研究认为剥离、牵拉和腰椎节段间的融合可能是引起术后多裂肌损伤或萎缩的主要原因,但仍缺乏确切的证据支持。相关动物研究虽然认为牵拉或融合是引起多裂肌损伤或萎缩的重要原因,但仍存在缺陷：(1)未对剥离因素进行相关研究；(2)缺乏单因素作用的动物模型,研究中常将剥离、牵拉和融合相互混杂,相关结论存在争议；(3)相关损伤和萎缩的机制尚未阐明。研究目的：1.通过动物腰椎脊柱相关解剖的研究,分析腰椎后路术式多裂肌损伤和萎缩的解剖基础,并制备剥离、牵拉和融合等腰椎后路手术相关的单因素作用动物模型；2.通过单因素损伤动物模型观察,利用影像学和组织学方法,术后不同时间点观察多裂肌形态学改变,分析多裂肌损伤变化过程和可能的损伤机制,明确腰椎后路术后多裂肌损伤的相关因素；同时进行氧化应激相关指标测量,探讨氧化应激在多裂肌早期损伤中的作用；3.通过单因素作用动物模型观察,利用影像学和组织学方法,术后不同时间点观察多裂肌形态学改变,分析多裂肌损伤后修复或萎缩过程,明确腰椎后路术后多裂肌萎缩相关因素；并通过多裂肌运动终板活性的观察,初步探讨多裂肌萎缩的可能机制。研究方法：1.取新西兰大白兔8只,雌雄各4只；通过X线和CT扫描对腰椎脊柱骨性结构进行初步观察分析；通过MRI影像对腰椎脊柱旁肌肉分布和结构进行初步观察分析；并根据影像结果,对白兔腰椎脊柱和脊柱旁肌肉进行小心解剖,观察脊柱旁肌肉的分布、走行和神经支配；并根据解剖学结果对腰椎后路术式单因素作用动物模型进行设计制备。2.取雄性新西兰大白兔36只,随机分为四组：空白对照组(A组)、剥离组(B组)、1小时牵拉组(C组)和2小时牵拉组(D组),每组9只；分术后3小时、48小时和7天三个时间点进行观察研究；MRIT2加权冠状位像、组织称重评估术后多裂肌水肿程度；HE染色进行多裂肌水肿、出血、坏死和炎性细胞浸润评估；NADH-TR染色进行肌纤维排列紊乱程度评估；多裂肌组织MDA、SOD和GSH含量测定,进行氧化应激评估。3.取雄性新西兰大白兔72只,随机分为六组：空白对照组(A组)、剥离组(B组)、1小时牵拉组(C组)、2小时牵拉组(D组)、前路椎体间植骨融合组(E组)和后外侧横突间植骨融合内固定组(F组),每组12只；分术后3、6、12和24周四个时间点进行观察研究。MRI T1加权冠状位像评估术后多裂肌脂肪浸润程度；HE染色和Masson染色进行多裂肌组织比例(纤维化、脂肪化)评估；ATP酶染色进行纤维分布评估；乙酰胆碱酯酶染色进行神经肌肉接头评估。研究结果：1.X线和CT结果显示白兔腰椎脊柱有7个椎体,髂嵴最高点大致定位于L6椎体的下部,靠近L6/7椎间盘位置；椎体形态较长和窄小,乳突结构较长,横突向腹侧生长成角。MRI显示脊旁肌分布与人体大致类似,可清楚辨认多裂肌边界。解剖学结构显示,骶棘肌由内向外依次分为多裂肌、最长肌和髂肋肌,多裂肌与最长肌之间存在筋膜间隙,容易分离；多裂肌位于棘突和乳突之间,分为表层肌束和深层肌束,表层肌束起于棘突和棘间韧带,斜向下走行,跨越2-3个节段,以腱性组织止于乳突头内侧面、髂嵴后内侧靠近骶骨面和骶骨。腰神经后大支在椎间孔外侧从腰神经根发出后,向背侧尾侧走行,在横突上方内侧分成三个分支：外侧支、中间支和内侧支,支配下一个腰椎节段水平的骶棘肌；其中内侧支从后支的内侧束发出,向后向下跨过横突根部和乳突底部,向内下横过椎板,进入多裂肌深面,分支支配多裂肌。2.MRI T2信号比率、组织称重和组织病理评估均显示：B、D组术后水肿程度逐渐加重,而C组水肿程度在术后3小时达最大,以后则逐渐减轻,三种方法评估多裂肌水肿程度有较好的相关性(P<0.001)。C、D组术后3小时发生了严重的出血,以后逐渐吸收减轻。B、C、D组术后均发生了不同程度的肌纤维坏死、排列紊乱和炎性细胞浸润,其中以D组最为严重(P<0.05)。相比A组,B、C、D组术后整个观察期,氧化指标MDA均明显升高(P<0.05),其中术后3小时和48小时,D组MDA指标明显高于B、C组(P<0.05),术后第7天,B、C、D组间则无统计学差异；抗氧化指标SOD和GSH含量均明显降低(P<0.05),其中术后术后3小时和48小时,D组SOD和GSH指标明显低于B、C组(P<0.05),术后第7天,B、C、D组间则无统计学差异。3.A、E、F组术后多裂肌未发现明显的纤维化或脂肪化,神经肌肉接头活性正常,其中F组多裂肌Ⅰ型纤维发生了增生肥大,与A组相比,Ⅰ型纤维比例和横截面积均显著增加(P<0.05)。B、C、D组术后3周和6周主要以纤维化为主,术后12周和24周则发生不同程度的脂肪浸润。其中,B组组织学改变呈逐渐加重趋势,术后24周,整体组织区域大部分为脂肪组织取代；AchE染色可见明显的终板退变,至术后24周只可见残留个别的正常运动终板,大部分已经无法辨认,说明B组术后发生了明显的失神经改变。C、D组术后多裂肌纤维发生了再生和重塑,术后纤维化程度逐渐减轻,损伤的运动终板逐渐恢复,新生的肌纤维排列成整齐的肌束,术后24周,可见部分区域为脂肪组织浸润；整个观察期,C组纤维化、脂肪化和运动终板退变均明显轻于D组(P<0.05)。研究结论：1.脊旁肌的分布和结构,为本课题研究模型的准确制备提供了解剖学基础；对文献报道的一些模型制备的方法进行了修正,并对模型不相关的干扰因素进行了分析；同时对多裂肌的准确定位和神经支配的研究,有助于标本的准确取材和损伤相关因素的分析。2.腰椎后路手术中,剥离和牵拉是引起多裂肌损伤的主要原因；牵拉性损伤与牵拉持续时间密切相关,连续牵拉2小时可引起多裂肌术后的严重损伤,而间断放松牵拉可明显减轻多裂肌的损伤；炎性细胞的浸润和氧化应激是引起术后多裂肌继发性损伤的重要原因。3.剥离是引起腰椎后路术后多裂肌萎缩的最主要原因；术中神经损伤和术后失神经支配,可能是剥离致多裂肌萎缩的主要原因。牵拉性损伤术后均可得到不同程度的恢复；持续牵拉时间越长,肌肉再生能力就越差。术后24周的观察,两个脊柱节段间的融合,并不是引起多裂肌萎缩的因素。前路椎体间融合模型是研究单纯融合因素对多裂肌影响的较好模型。