第一部分:胸腰段骨折椎体后缘形态测量及其与椎管狭窄程度相关性分析【目的】探讨通过测量胸腰段爆裂性骨折椎体后缘骨块形态、标准X片侧位椎管占位率与CT下椎管占位率、脊髓神经损伤之间关系,以及椎体后缘形态分布及其与骨折间接复位的关系,为诊断不同类型的胸腰段爆裂性骨折及术中是否行脊髓减压提供一定的临床诊疗依据。【方法】通过对入选的134例胸腰段爆裂性骨折患者的临床资料进行回顾性分析,对患者临床症状、体征和相关影像学检查进行综合评估,并依据Frankel评级系统对患者伤后的感觉、运动等神经功能进行评估,结合不同损伤节段进行相关性分析;测出所有患者术前X线标准侧位片上的侧位椎管占位率和CT横断面上的椎管占位率,并进行相关性分析;根据X线标准侧位片上后缘骨块形态对椎体骨折进行分类,观察不同节段伤椎后缘骨块形态分布情况,并分析不同类型的伤椎后缘骨块形态与椎体间接复位效果的相关性。【结果】通过对134例胸腰段爆裂性骨折患者的椎管内占位率与脊髓神经功能进行相关性分析,发现两者存在有着密切联系(P<0.05);且在第12胸椎水平和第1腰椎水平,脊髓神经功能损伤程度与椎管内占位率呈高度相关性(r=0.873,0.735),而第11胸椎以及第2腰椎水平也存在明显相关性(r=0.546,0.594)。通过对134例胸腰段爆裂性骨折患者X线上测得侧位椎管占位率和CT上测量的椎管占位率相比较,发现两者存在明显相关性(P<0.05);且在第11胸椎水平和第2腰椎水平两者具有较高的相关性(r=0.823,0.716),其第12胸椎水平和第1腰椎水平也具有明显的相关性(r=0.615,0.567)。在此基础上,通过对134例患者X线标准侧位片上伤椎后缘骨块的形态进行描绘,并将其分为(1)圆弧形(2)勺形(3)多角形(4)其他类型,结果显示胸11椎体骨折后缘以圆弧形较为多见;胸12椎体骨折后缘以圆弧形和勺形居多;腰1椎体骨折后缘主要以勺形后缘骨块较为多见;腰2椎体骨折后缘主要以勺形后缘骨块最为多见。通过对该组患者中59例未进行椎管减压的患者X线标准侧位片上后缘骨折块的形态进行分析发现,其中勺形骨折块29例(49.2%),圆弧形骨折块17例(28.8%),多角形6例(10.2%),其他类型7例(11.9%),提示伤椎后缘形态为圆弧形和勺形的椎体骨折可能行间接复位更能奏效。【结论】通过对伤椎标准X线侧位片的侧位椎管占位率和骨折后缘形态测量,可以有效的反映椎管占位程度及其是否易于间接复位,在术中通过C臂机透照即可迅速作出判断,为手术方案的制定及是否进行减压提供一定理论依据,为脊柱外科医生提供了一种简便的监测方法。第二部分:胸腰段椎体骨折后缘形态测量在椎管内骨折块间接复位中的临床应用【目的】探讨通过术中X线透视椎体标准侧位像上测量侧位椎管占位率及骨折椎体后缘形态对术中椎管内骨折块间接复位的指导作用,评价其是否能作为临床手术中决定椎管减压的依据,为临床胸腰段骨折手术方案的选择及脊髓损伤的早期手术治疗提供一定的临床诊疗依据。【方法】入选的140例胸腰段爆裂骨折患者均在X线辅助下,行椎弓根螺钉系统内固定手术治疗。在置棒完成并行间接撑开复位后进行术中X线透视,根据前述的方法测出侧位椎管占位率及椎体后缘形态,侧位椎管占位率低于30%的入选间接复位组,其余入选后路直接减压组。(1)后路直接减压组:椎弓根钉棒系统撑开固定之后行单侧或双侧椎板减压;(2)后路间接复位组:仅行椎弓根钉棒系统内固定并行撑开复位,不作椎管减压。术前对两组患者的一般情况,如年龄、性别等一般情况进行对比分析;术前根据Frankel评级对两组患者的感觉、运动等神经功能进行评估,并与末次随访的结果进行对比分析;对两组患者影像学测量的术前和术后的伤椎椎体前高(AVH)、椎体后高(PVH)、后弓角(Cobb)、椎管占位率的变化情况进行对比分析;对二组伤椎后缘形态进行对比分析,并对不同伤椎后缘形态的脊髓神经损伤和功能恢复情况进行对比;所有患者均随访≥6个月,末次随访时参照痛视觉模拟评分(VAS评分)和Oswestry功能障碍指数(ODI指数)评分系统对患者的术后临床疗效进行统计学分析。【结果】两组患者均手术成功,临床症状、体征均明显改善。两组患者术前一般资料相比无统计学差异,具有可比性。两组患者术后AVH、PVH和Cobb角均较术前有明显复位(P<0.05);但两组患者之间无明显统计学差异(P>0.05)。间接复位组中术后椎管占位率、侧位椎管占位率与术前相比均有显著统计学差异。两组患者术后神经功能均得到良好的恢复,且两组患者神经功能改善Frankel评级1级以上人数无明显差异(P>0.05)。两组伤椎后缘形态卡方分析有显著性差异(P<0.05),不同伤椎后缘形态脊髓损伤程度及功能恢复有显著性差异(P<0.05);末次随访结果显示,相对于术前评分,末次随访的VAS评分和ODI指数有明显改善,差异有统计学意义(P<0.05)。两组患者之间术前和末次随访的VAS评分和ODI指数统计学处理并无明显统计学差异(P>0.05)。【结论】术中X线侧位椎管占位率可以有效反映椎管内占位程度,通过术中X片观察伤椎椎体后壁是否出现连续、平滑、完整的“一线影”或(和)侧位椎管占位率可以用来判断椎管内骨块是否已复位是有效可行的,且椎体后缘形态为勺形、圆弧形的患者相对于多角形患者脊髓损伤较轻,更易间接复位,神经功能恢复更好,所以我们认为该方法可以用作术中判断椎管内椎体骨折块间接复位情况,是术中是否进行椎管减压的一个临床参考依据,对胸腰段患者的手术方案制定有一定的指导作用。第三部分:抑制Sclerostin基因促进BMP-4诱导人类骨髓间充质干细胞成骨分化的研究【目的】探讨Sclerostin基因对于人类骨髓间充质干细胞(MSCs)成骨分化的影响。【方法】利用Sclerostin特定小分子干扰RNA(si RNA)抑制人骨髓间充质干细胞中Sclerostin的表达,通过检测线粒体脱氢酶活性,细胞DNA含量与蛋白质含量反应人骨髓间充质干细胞的活性。通过分析成骨相关基因的表达变化,碱性磷酸酶(ALP)以及钙化程度检测BMP-4诱导的人骨髓间充质干细胞成骨分化强弱。【结果】研究表明在第3天、第7天,Sclerostin表达抑制显著提高了人类骨髓间充质干细胞的代谢,DNA含量,在第14天,总蛋白含量升高。【结论】Sclerostin表达抑制也促进了成骨基因的表达,如:ALP,骨钙蛋白(OC),骨桥蛋白(OPN),骨钙素(OCN)。Sclerostin表达抑制组中,ALP酶活性显著性升高。此外,Sclerostin表达抑制增加了BMP-4诱导成骨细胞的钙素沉积。总而言之,该部分说明,Sclerostin表达抑制增加了细胞活性与BMP-4诱导人骨髓间充质干细胞的成骨分化,这表明,Sclerostin是人骨髓间充质干细胞成骨分化的刺激因素。