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胶原酶溶解椎间盘的体外观察

时间:2010-08-24 11:36:25  来源:  作者:

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田素明1,宋文阁2,傅志俭2,赵松云2,马玲2,赵序利2

1石河子大学医学院第一医院麻醉科;2山东省立医院疼痛科

 

  观察不同浓度的胶原酶在体外对椎间盘的溶解作用,现报告如下:

 

材料和方法

  注射用胶原酶为中国上海侨源生物制药公司生产,1200U/支,冻干粉剂,用生理盐水溶解后使用,椎间盘为随机选取的山东省立医院、山东大学齐鲁医院和山东中医药大学附属医院手术切除的椎间盘36份。其中男性患者椎间盘23份,女性13份,平均年龄(4011)岁,病程(5840d,重量(1.80.9g36份椎间盘中随机抽取5份重量在1.0g以上的椎间盘,将每份标本中的纯椎间盘组织分为0.25 g/份的三等份(均含有髓核及纤维环),将来自同一椎间盘的3份样本随机置于3个试管中,分别标记为CIDIEIC工加人300U/ml的胶原酶溶液0.5 ml中,DI加人75 U/ml的胶原酶溶液0.5mlE工加人生理盐水0.5ml,以上胶原酶溶液和生理盐水中均含0.1mol/L CaCl,余4份间盘的分组方法同上,共组成5个配对,每个对子为来自同一椎间盘的3份样本。将试管密封,置于37?C恒温箱中,于加人胶原酶即刻、6 h12h24 h48 h72 h96 h120 h测定试管内pH值和观察试管内容物的变化。统计学处理:以x土s表示,采用方差分析,p< 0.05为差异有显著性。

 

结 果

  1. 试管内椎间盘的变化75U /ml300U /ml胶原酶溶液加人试管后24 h椎间盘组织发生明显溶解,椎间盘组织逐渐变成泥沙状物沉于试管底部,72 h以后变化不明显,120 h加人0.5 ml生理盐水并振荡试管,可见试管内容物变成均质混悬液。CD两组的椎间盘组织均完全溶解。C组(生理盐水组)试管内容物仅见肿胀和轻度自溶。

  2. 试管内pH值变化即刻:7.000.2024h6.800.548h6.500.2572h6.200.1896h6.000.10120h5.500.26。随时间延长pH值逐渐降低。

 

讨 论

  75 U/L300U/L胶原酶溶液在溶盘时,其溶解变化是同步的。根据米曼氏方程,当酶的数量大于底物的数量时,不同浓度的酶所催化的反应速度是无差别的[1]。实验所选椎间盘块较小(0.25 g/块),而胶原酶的量可能大于完全溶解所需剂量,因此导致浓度对酶促反应的影响被抵消。

  纤维环与髓核均被溶解,似与以往胶原酶仅能对纤维环内层有轻微溶解的结论相矛盾。从理论上说,III型胶原占纤维环干重的50%~70%,只要条件合适,胶原酶应能溶解纤维环中的胶原,可能是因为以往的研究均是建立在盘内注射的基础上,胶原酶被局限于髓核中,极少和纤维环接触,故只能对纤维环内层有轻微的溶解作用。本研究似乎可以解释为什么盘外注射也能取得良好的治疗效果,将为盘外注射溶盘提供有力的理论支持。

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  实验中溶解最显著的时段为2472h,而胶原酶的最适pH范围是6.57.2,其溶液在室温下2h后活性降低40%,6h后降低75[2]。实验中48 hpH值降至6.5以下,24 h以后胶原酶的活性几近消失,但溶解却处于最高峰期,这种情况可能缘于胶原酶仅是胶原溶解的启动因素,其将胶原分解为明胶链后即不再发生作用,来源于组织细胞的蛋白酶可将明胶继续分解为寡肤和氨基酸。考虑到胶原酶活性的自行衰减和组织对胶原酶的吸收和稀释,人体内单次注射给药后的胶原酶大部分可能自行灭活或被组织吸收,如能分次小剂量给药可能能提高胶原酶的利用率。

  根据实验结果推算,体外溶解一手术切除的椎间盘最多只需133.5409.5 U的胶原酶,而临床常用剂量为1200U,足可溶解数个椎间盘。王希锐等[7]分析了盘外注射1200U胶原酶前后的CT扫描,发现有约62%的椎间盘仅轻微溶解或未溶解。这说明体外溶盘的效率远大于体内溶盘时。体外溶盘时,椎间盘是完全浸泡在胶原酶溶液中的,而且无组织吸收和稀释,胶原酶与椎间盘的接触面积和时间远大于体内溶盘时,这可能是体外溶盘效率较高的原因。临床上如能增加胶原酶与椎间盘的接触面积和时间,将有可能增加溶盘的效果。

 

参考文献

1. 永井裕,腾本大三郎,编著.胶原蛋白实验方法.刘平译.上海:上海中医药出版社,1984.3039.

2. 金星,孟宪忠.腰椎间盘突出症化学溶解术应用中的一些问题.中国脊柱脊髓杂志,200010360361.

3. 王希锐,董进文,廖顺明,等.胶原酶溶解术后突出腰椎间盘溶解程度CT测量与疗效的关系,介人放射学杂志,19998105108.

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