研究背景：下腰痛的发病率约60～80%,而椎间盘退行性病变是导致下腰痛的主要原因。目前对椎间盘退行性病变的治疗包括保守治疗和手术治疗,但其临床疗效均不确切。近年来,生物治疗方法成为治疗椎间盘退变的研究热点,并认为有可能从根本上治疗椎间盘退行性病变。虽然实验研究已取得了一些可喜的成果,但仍属于早期研究阶段,仍有许多问题亟待解决。包括：目前尚缺乏一种比较理想、与人椎间盘退变过程相似而又操作简单、快捷的椎间盘退变模型；在采用局部注射方法对椎间盘退变进行生物治疗时,注射剂量本身是否会导致椎间盘退变?最大的安全注射剂量是多少?本研究拟建立一种与人椎间盘退变过程相似的、简单的椎间盘退变动物模型；并探讨在对该动物模型采用局部注射治疗行生物学修复时,注射剂量与椎间盘退变间的相关性,为下一步我们对椎间盘退变的生物学修复治疗提供实验依据。第一部分：大鼠尾椎间盘机械损伤退变模型构建目的：建立与人椎间盘退变过程相似、简单、可靠的椎间盘退变动物模型。方法：采用20G穿刺针经皮穿刺鼠尾Co7/8或Co8/9椎间盘,根据穿刺深度不同分为贯穿损伤法和中心损伤法；根据不同穿刺损伤方法,将SD大鼠163只随机分为贯穿损伤组和中心损伤组。分别于术后第1、2、4周通过X线片测量鼠尾椎间隙高度；行HE和番红-固绿-苏木素染色以观察椎间盘组织的组织学改变；并测定椎间盘内氨基葡聚糖来评估椎间盘的蛋白多糖含量,测定羟脯氨酸来评估椎间盘的胶原含量,同时测量椎间盘的水份含量变化。结果：贯穿穿刺损伤法与中心穿刺损伤法分别于损伤后1周与2周出现鼠尾椎间隙高度下降,两种方法间椎间隙高度差异有显著性意义(P2周<0.05；P4周<0.01)。组织学改变两种方法均于术后1周出现椎间盘退行性改变,且其退变程度随时间延长逐渐加重,至4周最为显著；根据病理切片评分系统,贯穿穿刺损伤法引起的组织学退变程度在三个时间点都要比中心穿刺损伤法严重(P1周<0.05；P2、4周<0.01)。两种穿刺损伤法的椎间盘氨基葡聚糖含量于术后2周开始下降,并持续到4周；两组间椎间盘的氨基葡聚糖含量差异有显著意义(P2周<0.05)。实验组与对照组间,椎间盘羟脯氨酸含量和水份含量在各时间点均无显著性差异；且两种穿刺损伤方法间在穿刺后各时间点也均无显著性差异。结论：贯穿穿刺损伤法和中心穿刺损伤法都能成功诱导出大鼠尾椎间盘退变,二者均能为椎间盘退行性病变研究提供简便、可靠的动物模型；贯穿穿刺损伤法诱导的椎间盘退变程度较中心穿刺损伤法更严重；该模型虽存在一定的缺陷,但可用以椎间盘退变生物学治疗修复的大规模研究。第二部分：不同注射剂量对大鼠尾椎模型椎间盘退变的影响目的：研究注射剂量对椎间盘退变的影响、并确定大鼠尾椎间盘机械损伤退变模型的安全注射剂量。方法：180只成年雄性SD大鼠被随机分为5组,分别在其尾椎(Co7/8和Co8/9)椎间盘内注射0μL(对照组)、1.0μL、2.0μL、2.5μL及3.0μL PBS溶液。在注射后的1、2、4周每组每次捕获12只大鼠(24个椎间盘)。分别通过X线片测量鼠尾椎间隙高度；行HE和番红-固绿-苏木素染色以观察椎间盘组织的组织学改变；并测定椎间盘内氨基葡聚糖来评估椎间盘的蛋白多糖含量,测定羟脯氨酸来评估椎间盘的胶原含量,同时测量椎间盘的水份含量变化。结果：注射1.0μL及2.0μL PBS的两组大鼠与对照组比较,无论椎间盘高度、椎间盘氨基葡聚糖(GAG)、羟脯氨酸及水含量,还是椎间盘组织学表现,在三个采样时间点上均无显著性差异。在第2及第4周,注射2.5μL及3.0μL PBS的两组大鼠在椎间盘高度及椎间盘水含量上有显著下降。至于椎间盘GAG含量,2.5μL组在第4周时出现显著性下降,而3.0μL组在第2及4周均有显著性降低。羟脯氨酸含量的显著性降低只在3.0μL组的第4周才出现。组织学方面,实验组与对照组相比较,3.0μL组在第1周就出现了退行性变化,而2.5μL组在第2周出现。无论是影像学、生物化学,还是组织学结果,3.0μL组均较2.5μL组表现出更严重的退行性变化。结论：在对大鼠尾椎间盘退变模型行注射治疗时,其安全注射剂量为2.0μL；当椎间盘注射量超过一定阈值后,大鼠尾椎椎间盘便产生退行性变化,而且这种退行性病变存在一定剂量依赖关系。