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第一章肉毒素致椎旁肌肉萎缩的实验动物模型建立目的利用局部注射肉毒素至椎旁肌肉,尝试建立一种可靠的腰椎椎旁肌肉萎缩实验动物模型。方法30只20周龄、雌性SD大鼠,随机分为三组:对照组(伪手术组、双侧背部侧正中切口,CNT)、双侧肉毒素组(双侧竖脊肌注射3U肉毒素,BTXA-L)、双侧高剂量肉毒素组(双侧竖脊肌注射5U肉毒素,BTXA-H)。术后第3月取材椎旁肌肉进行HE染色和相关成肌基因的检测。结果在注射肉毒素3月后仍可以观察到肉毒素组(BTXA-L和BTXA-H)肌纤维明显萎缩,特别是注射高剂量的肉毒素组(BTXA-H)肌纤维弥合现象更为明显。在注射肉毒素第1月时,除了 MyoD之外,肉毒素组(BTXA-L和BTXA-H)的IGF-1、Myf5、MRF4、Myogenin四种基因表达均较对照组(CNT)明显增高(P<0.01),AChR受体alpha和epsilon在BTXA-H组相对高表达(P<0.05)。在注射肉毒素第3月时,只有Myf5、Myogenin在肉毒素组(BTXA-L和BTXA-H)和对照组之间表达仍存在显著性差异(P<0.05),但此时,AChR受体亚型alpha、beta、delta和epsilon在不同实验动物组之间的基因表达量已没有明显差异(P>0.05)。结论肉毒素安全可靠,可用于制作椎旁肌肉萎缩实验动物模型。对于20周龄、体重约280g的雌性SD大鼠,局部注射3U或5U肉毒素,均可成功制作出肌肉萎缩模型。第二章椎旁肌肉萎缩损伤对腰椎椎体骨质量的影响目的在已成功建立肉毒素致椎旁肌肉萎缩模型的基础上研究肌肉萎缩和肌肉破坏对大鼠局部腰椎椎体质量的影响。方法将40只20周龄、雌性SD大鼠,随机分为四组:对照组(伪手术组、双侧背部侧正中切口,CNT)、双侧竖脊肌组(切除双侧竖脊肌,erector spinal muscle,RESM)、双侧肉毒素组(双侧竖脊肌注射5U肉毒素,BTXA)以及去势组(切除双侧卵巢,OVX)。术后第3月取材腰椎椎体(L3-L6)依次进行骨密度、显微CT,椎体压缩试验以及纳米压痕实验等检测。结果在术后第3月,RESM和BTXA两组的BMD分别为0.211±0.0278g/cm2和0.204±0.0203g/cm2 明显地低于对照组 CNT(P<0.01),然而,OVX、RESM 和 BTXA三组之间BMD并无显著性的差异(P>0.05)。在显微CT三维重建及椎体显微形态计量学分析中,相比于CNT,实验组OVX、RESM和BTXA三组的骨小梁都更为稀疏,总体数目和相互连接较少,特别是OVX骨小梁网络的疏松趋势更为明显。在比较肌肉损伤和萎缩对椎体骨质量影响时,除了 Tb.Pf之外,其余5种形态计量学数据在RESM和BTXA两组间并没有统计学的差异(P>0.05)。在椎体压缩试验中,实验组OVX、RESM和BTXA较之CNT组的最大载荷、能量吸收、最大应力以及弹性模量均显著的减低(P<0.01)。RESM和BTXA两组上述四个生物力学参数均显著高于OVX(P<0.05)。然而,RESM和BTXA之间只在弹性模量这一数据存在显著性差异(P<0.01),这样的结果跟两者在纳米压痕试验中表现一致。结论注射肉毒素或切除双侧竖脊肌均可致局部椎体骨质量明显减低,两组之间只在表征材料内部特性的模量上存在显著性差异,注射肉毒素所引起的椎体骨量流失和整体力学强度减低作用并不弱于直接切除所有椎旁肌肉。