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一、大鼠脊髓损伤模型的建立研究背景和目的:脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)的实验动物模型有多种,其中Allen打击模型因其致伤机制更贴近于临床,并且可以通过调节打击重量以及打击距离制作不同损伤程度的动物SCI模型,所以得到了广泛的应用。但是多数用于制作Allen打击模型的设备过于复杂,不适宜推广使用。为此,我们参考相关文献,制作了简化的打击支架,用于制作大鼠SCI模型,并进一步探讨一定剂量X线照射对大鼠SCI的治疗效应。方法:根据Allen打击的原理制作了大鼠SCI打击器。选用雌性Sprague-Dawley(SD)大鼠,按Allen打击法对大鼠脊髓T11-12节段进行打击,打击能量为30g×5cm。对所有实验动物进行生理状态观察,双后肢运动功能评定、体感诱发电位及组织学检测以了解脊髓损伤程度。观察大鼠脊髓损伤区组织结构的完整性及双后肢神经功能的恢复程度。结果:SCI术前与术后2w实验动物毛发色泽、饮食状况等生理状态无显著差异。SCI后1天因失血过多死亡1只;SCI后2周内因顽固性感染死亡2只。术后2w共有4只大鼠后肢BBB评分8分以上,其余均在4分以下。HE染色显示SCI术后大鼠脊髓组织结构破坏,部分区域形成空腔。最终造模成功率90﹪。结论:自制打击器制作Allen打击脊髓损伤模型操作简单、经济实用。动物脊髓打击损伤模型稳定性、可重复性及成功率高,是一种值得广泛应用的脊髓损伤模型。二、局部X线照射治疗大鼠脊髓损伤方法的研究研究背景和目的:研究表明适当剂量的X线局部照射可以改善大鼠脊髓损伤区的微环境,促进损伤脊髓组织结构的修复以及大鼠双后肢运动功能的恢复。本研究的前期研究也证实10Gy和20Gy X线照射可以促进损伤脊髓组织结构的修复,但单次剂量过大可能会带来一定的辐射损伤。所以,本研究采用类似肿瘤放射治疗中使用的分割照射方法来对大鼠脊髓损伤模型进行干预,以了解该干预方法是否同样可以改善大鼠的脊髓组织结构和神经功能。方法:使用第一部分所述的自制大鼠sci造模支架采用allen打击法制作大鼠脊髓损伤模型,雌性sd大鼠共70只,脊髓损伤节段为t11-12。将所有脊髓损伤实验动物模型随机分为四组:空白组(10只),sci组(20只),sci+20gy照射组(20只),sci+分割照射组(20只);照射组于sci后2周接受适量x线照射,空白组和sci组不给予照射。各组实验动物均于sci后6周处死,期间予以bbb评分、体感诱发电位检测等,处死后取材予以组织学检测,综合评价实验动物脊髓损伤区组织结构及大鼠双后肢运动功能的恢复情况。结果:实验期间共有6只大鼠因各种原因死亡。bbb评分sci组由术后2周时(1.3±0.3)分提高到(3.1±0.5)分,sci+单次照射组由(1.4±0.3)分提高到(7.2±0.6)分,sci+分割照射组由(1.3±0.4)分提高到(6.9±0.7)分,两照射组bbb评分较sci组显著提高(p<0.05);体感诱发电位检测显示sci组、sci+单次照射组及sci+分割照射组潜伏期均较正常大鼠延长,但两照射组延长时间较sci组略短;sci组nf计数为(20.5±3.4)、mbp计数为(273.4±12.5),sci+单次照射组nf计数为(67.6±5.9)、mbp计数为(202.8±13.1),sci+分割照射组nf计数为(71.2±5.3)、mbp计数为(198.4±11.7);两照射组nf计数较sci组显著提高(p<0.05)。免疫荧光法检测到两照射组nf表达区域较sci组显著增多(p<0.05),gfap表达两照射组较sci组显著降低(p<0.05)。结论:适当剂量的x线照射能减少大鼠脊髓损伤区胶质瘢痕的形成,促进大鼠脊髓损伤后组织结构的修复和神经功能的恢复,合理的分割照射方案可以得到同样的组织放射效应。三、局部x线分割照射联合gm-1治疗大鼠脊髓损伤的研究研究背景和目的:sci的治疗比较复杂,祛除某一个致病因素往往疗效不佳。本研究第二部分结果显示分割照射与单次照射均能改善大鼠sci区组织结构及双后肢运动功能。本部分拟通过联合x线分割照射和神经节苷酯(gm-1)注射---意图在抑制脊髓损伤修复的抑制因素的同时结合促进因子(gm-1)---来探寻脊髓损伤治疗的有效方法。方法:采用第一部分所述Allen打击法制作大鼠脊髓损伤模型,选用雌性SD大鼠共60只。将所有脊髓损伤实验动物模型随机分为四组:SCI组(15只),SCI+分割照射组(15只),SCI+GM-1组(15只),SCI+分割照射+GM-1组(15只);GM-1组和SCI+分割照射+GM-1组于SCI后第2天腹腔注射GM-1,30mg/kg,SCI组和SCI+分割照射组同时注射同等量生理盐水,连续一周;SCI+分割照射组和SCI+分割照射+GM-1组于SCI后2周对大鼠损伤区脊髓进行X线照射,SCI组及SCI+GM-1组予以假照射。各组实验动物均于SCI后6周处死,同样采用BBB评分、体感诱发电位评价实验动物双后肢运动功能,组织学检测评价实验动物脊髓损伤区组织结构的恢复情况。结果:实验结束时共4只大鼠因各类原因死亡。BBB评分SCI组由照射前(1.3±0.4)分提高到(3.0±0.5)分,SCI+分割照射组由(1.4±0.5)分提高到(7.1±0.3)分,SCI+GM-1组由(1.3±0.3)分提高到(5.7±0.5)分,SCI+分割照射+GM-1组由(1.2±0.4)分提高到(8.3±0.3)分,三个治疗组BBB评分较SCI组显著提高(P<0.05),三组间无显著差异(P>0.05);体感诱发电位检测显示SCI组、SCI+分割照射组、SCI+GM-1组及SCI+分割照射+GM-1组潜伏期均较正常大鼠延长;SCI组NF计数为(21.2±3.7)、MBP计数为(278.2±10.3),SCI+分割照射组NF计数为(65.3±6.5)、MBP计数为(196.4±12.7),SCI+GM-1组NF计数为(37.8±6.2)、MBP计数为(235.4±13.5),SCI+分割照射+GM-1组NF计数为(74.3±5.9)、MBP计数为(187.4±12.0);三个治疗组NF计数较SCI组显著增高(P<0.05),三组间无显著差异,但SCI+分割照射+GM-1组神经轴突成熟程度较其他各组明显提高,脊髓组织结构较其他各组亦更为致密有序。Western blot法检测结果显示SCI+分割照射组及SCI+分割照射+GM-1组较SCI组和SCI+GM-1组GFAP、Vimentin的阳性表达显著降低(P<0.05)。结论:局部X线分割照射联合GM-1治疗大鼠脊髓损伤较单一使用X线分割照射或GM-1注射疗效更显著,而更合理的治疗大鼠SCI的联合方案还需要进一步的研究。