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1、南方医科大学2010级硕士学位论文臭氧治疗腰椎间盘病变的疗效分析及机制探讨Ozone therapy for lumber disc herniation：analysis clinicaleffectiveness and explore its new mechanism课题来源： 自选学位申请人导师姓名专业名称培养类型培养层次所在学院杨 肠何晓峰教授影像医学与核医学学术型硕士研究生南方医院2013年5月17日 广州硕士学位论文臭氧治疗腰椎间盘病变的疗效分析及机制探讨硕士研究生：杨呖指导教师：何晓峰摘要第一部分臭氧治疗不同类型腰椎间盘病变的疗效与评价目的：探讨臭氧气体行椎间盘病变治疗的分型
2、，比较臭氧气体治疗各型腰椎间盘病变的疗效并分析各型疗效差别的机制，为临床进一步应用臭氧气体治疗椎间盘病变提供经验与依据。方法：收集南方医院介入科2009年1月至201 1年12月诊断为腰椎间盘病变的患者476例，男性346例(727)，女性130例(273)，年龄14-85岁，中位疼痛时间221376周。所有患者均严格按照纳入标准：临床表现为确切的腰背部疼痛及单或双侧下肢放射痛；CT或MRI确诊为单一节段腰椎间盘病变或确定单一责任椎间盘患者；无马尾神经损伤、双下肢肌肉萎缩、运动障碍等严重神经功能损害；疼痛VAS)Jn权值评分在6分以上；腰痛病史在8周以上，行保守治疗效果较差或行保守治疗有效但短
3、期内复发者。排除标准：穿刺途径周围感染者；椎间盘感染或临近椎体结核；严重凝血功能障碍；合并工工度以上椎体滑脱者；合并椎管内肿瘤，椎体转移性肿瘤等；已行外科手术治疗；心肺肝肾衰竭无法耐受手术者。所有病例均征得患者及其家属同意，签署了手术同意书。术中患者取健侧卧位，采用后外侧入路，透视下定位好穿刺点，并行局部麻醉，于后正中线旁开8一lOam处使用22G穿刺针透视下穿刺椎间盘，透视下定位后，缓慢注入40ugml臭氧5-10ml，然后退针，在神经根周围再次注射臭氧。我们通过CT或MR检查及臭氧在DSA下表现对疾病进行分型。疗效评定标准我硕士学位论文们采用腰痛VAS2H权值评分法，术后分别于3月、6月及
4、1年进行随访。随访时将所有四型患者随机分为四组，采用单盲电话询问方式，按评判标准认真执行。四型有效率的对比采用X2检验，PT、一765CT、29TC、861-20TC和-509CT，这些多态性可影响TGF-B 1的转录和表达，进而影响TGF-B 1相关疾病的发生、发展和转归。叶伟【12】等研究报道TGFB 1基因启动子一509CT单核苷酸多态性的分布差异与汉族人群椎间盘疾病有关。TGF-p 1是蛋白多糖及胶原代谢等椎间盘细胞外基质的重要调节物质之一，研究表明在退变的椎间盘中TGF-B 1体的活性明显高于正常者，TGF一0 1作为一种调节因子在腰椎间盘退变的病理过程及基因治疗中发挥重要作用f1引
5、。TGF-13 l在正常椎间盘中能促进间充质细胞的增殖和分化，对脊柱的发育和分化起重要作用【14】。李进【15】等报道TGFB 1对退变早期的椎间盘尤其是髓核具有修复功能，但随着椎间盘退行性变程度的加深，软骨细胞在形态和功能上向成纤维细胞转变，TGF一13 1则主要在转录水平刺激成纤维细胞工、III型胶原mRNA表达，使得I、Ill型胶原含量增加，此时尽管TGF-13 1仍可刺激软骨细胞合成II型胶原和蛋白多糖，但由于软骨细胞的坏死和凋亡以及II型胶原和蛋白多糖降解加速，I型32硕士学位论文与III型胶原比例增大，从而加速了椎问盘退行性变。Tolonen16l等、Nerlichll7】等经免疫
6、组化法和RT-PCR发现TGF-13 1在人退变的椎间盘细胞中表达，提示TGF-B 1在椎间盘退变至突出的发展过程中起重要的作用。本研究中发现在正常椎间盘中有少量的TGF-13 1的表达，当椎间盘发生退变时TGFB 1则会发生反应性的增加，在退变早期的这种增加是有一定好处的，但随着椎间盘退变程度的加大，髓核细胞的凋亡增多，此时TGF-13 1则可能起到加速椎间盘退变的作用，这与Singh等12的研究结果基本一致。由此可见TGF-13 1具有双重的效应，在椎间盘退变早期可促进细胞外基质(ECM)合成，II型胶原和蛋白多糖合成，减缓退变进程：而在退变的中晚期，由于髓核细胞变性、坏死和凋亡，残存的髓
7、核细胞的功能也大为降低。再加上II型胶原和蛋白多糖降解加速，TGF-B 1在转录水平刺激成纤维细胞产生I、III型胶原【l 51，使髓核的生物化学成分改变，最后发生纤维化，最终加速了椎间盘退行性变的进程。2009年研究显示TGF-B 1可以导致心肌细胞的凋亡3A81，我们推测，TGF-13 1是否也可以诱导髓核细胞的凋亡，从而在椎间盘病变过程中发挥更为重要的作用呢?研究显示，其中Bcl-2基因家族及其相关蛋白Bcl-2是研究最早的与凋亡有关的分子，Bcl-2基因家族也是目前最受重视的调控细胞凋亡的基因家族。因此我们选择了BaxBcl-2基因家族在退变椎间盘中TGF-13 1与BaxBcl-2之
8、间的作用极少有研究，为了进一步了解TGF-B 1与凋亡基因家族之间的关系，我们检测了正常与病变各组中TGF-B 1、Bax和Bcl-2的蛋白及基因表达情况。本研究发现：在退变的椎间盘髓核中当TGFB 1逐渐增加时，Bax也随之渐增加，而BCL-2则呈现递减现象，二者的比值逐渐增大。随着病变程度的加重，TGF-13 l逐渐的增高，Bax的表达也越来越高，BaxBcl-2的比值也越来越大，细胞凋亡的数目也不断的增加，病变组与正常组比较具有极其显著的差异(pT单核苷酸多态性与椎间盘疾病的关系J中国矫形外科杂志2006，14(7)：531534H Gruber,H Norton，Y Sun，et a1
9、Crystal deposits in the human intervertebraldisc：implications for disc degenerationJJ The Spine Journal2007，7(4)：444450Ireland DMolecularmechanisms involved in intervertebral disc degenerationand potentialnew treatmentstrategiesJJ bioscience Horizons2009。2(1)：83。89李进，杨述华，沼增务细胞因子与椎间盘退行性变的关系【J】中国临床康复2
10、003，7(1 4)：2079-2080Tolorlen J,GmnbladM，VanhamntaH，et a1Growthfactor expression indegenerated intervertebraldisc tissuAn irnmunohistochemical analysis oftramsforming growthfactor beta， fibroblast growt hfactor andplatdetderivedgrowth factorJEur Spine 32006，1 5(5)：588-596Nerlich AG,Bachmeier BE，Boos
11、NExpression of fibronectin and TGFbate l35硕士学位论文mRNA and protein suggestaltered regulation ofextracellularma-trix indegenerated disc tissueJEur Spine J2005，14(I)：17-2618石永英，董颀，石永华，等TGFp1对体外培养的大鼠心肌细胞肥大和凋亡的影响【J中国病理生理杂志2009，25(4)：8025【1 9Wuertz K，Vo N，Kletsas D，et a1Inflammatory and catabolic signallin
12、g inintervertebral discs：The roles of NF-kB and MAP KinasesJEur CellMater2012，(23)：10312036硕士学位论文综述臭氧治疗椎间盘病变研究进展臭氧(Ozone)又称活性氧，Fh=个氧原子组成，分子量为48，溶解度比氧大13倍，比空气大25倍，在水中的溶解时间为20min(20)，半衰期为530min，氧化还原电位为F2。当今世界，随着科技的进步和社会的发展，越来越多的领域开始了解并应用臭氧，诸如消毒保鲜领域，资源保护领域，医疗卫生领域等都与臭氧有着千丝万缕的联系。特别是在医疗领域，随着臭氧发生器的发明和使用，臭氧
13、对疾病的治疗逐渐得到了应用和普及。1980年德国医学界组织了644位专家对5579238例次的臭氧治疗，进行了回顾性的分析，其中40出现过敏等不良反应，发生率为710万，未发现致残，死亡的病例。表明臭氧应用临床治疗是安全的。本文就臭氧的基础研究和临床应用的新进展做一综述。一、臭氧的发现与发展、生物学特性及应用现状发现臭氧的历史要追溯到200多年以前【1l。1785年Van Marum在放电时发现氧气产生一种特殊的气味。1801年Cruikschank在电解过程中有一种不明的气体产生引起了他的注意。1839年Schonbein经过反复的研究首次将这种具有刺激性的气体确认为“活性氧”，并在发表的论
14、文中命名为臭氧(Ozone)。1868年，德格贝斯(deGebeth)用臭氧将煤焦油混合物氧化后应用于涂料、油漆行业并由此获得了第一项专利。1873年，欧洲将臭氧用于食糖精制和亚麻漂白等方面。一百多年来臭氧应用已深入到多个领域，对人类的生产技术发展做出了重大贡献。1900年前后，Von Siemens发明了能产生臭氧的”超级感应管”，进一步让人们了解到-了Ozone是一种非常不稳定、难以储存、能从氧气中获得，并且要立即使用的一种气体。1902年，德国帕德博恩开创了臭氧水处理的先河，建立了第一座大规模水厂，欧美、日本、加拿大等国家以及目前世界上数千座臭氧水厂已达到普及程度，矿泉水、纯净水厂家几乎
15、都装备了臭氧设备。1904年硕士学位论文欧洲就开始利用臭氧对牛奶、肉制品、奶酪、蛋白等食品进行保鲜处理。三十年代末，美国在80的冷藏蛋库中安装了臭氧发生器。1973年在加拿大成立了国际臭氧协会(IOA)。该协会每两年举办一次国际会议，负责交流各国臭氧技术发展与应用的论文、报告，在一些发达国家也普遍建立了IOh的地区性组织。臭氧通常是氧气在高压放电的条件下转化而成，常温下臭氧气体为淡蓝色，液体为深蓝色，固体为紫黑色，有特殊的草腥气味(雷雨后闻到的“泥土”香味就是臭氧的味道)，极不稳定(是由于构成臭氧的大键极不稳定造成的)，在空气和水中都会慢慢分解为氧气，其反应方程式为：203302+285kJ。
16、人类通过对臭氧的研究发现，它是氧气的同素异形体，与氧气又有着不同的生物学特性，见表10表1臭氧和氧气的鉴别Table 1 Identification of ozone and oxygen，分子式 空气 02 03分子量 29 32 48气味 无 无 草腥味颜色 无 无 淡蓝色稳定性 稳定 稳定 易分解1大气压，0C时溶解 288 491 640度(mlL水)1大气压，0*C时密度 1293 1492 2144(gL)臭氧可通过强氧化作用分解细菌内部葡萄糖所必须的酶，也可以直接与细菌、病毒发生作用，破坏细胞和核糖核酸，分解DNA、RNA、蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物，使细菌的物质发生通
17、透性畸变，导致细胞的溶解死亡，并且将死亡菌体内的遗传基因、寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、支原体及热原(细菌病毒代谢产物、内毒素)等溶解变性灭亡。尽管臭氧在某些方面对人体有害，如：可以对呼吸系统以及肺外多个器官(如皮肤等)造成损害【2】，但它却与临床医疗有着广泛的联系，因为臭氧具有强氧化性，它可以迅速破坏微生物膜结构而达到杀菌作用；另外它还可以通过其硕士学位论文氧化作用直接破坏病毒的核糖核酸或脱氧核糖核酸而起到杀灭病毒的目的等。基于上述臭氧的特性和效能我们可以将它应用于对临床疾病的治疗和预防上。尤其在介入治疗疾病中，臭氧更是起着不可替代的作用。随着医学科学研究的不断深入，臭氧治疗疾病的机制逐渐
18、被阐明，应用臭氧治疗疾病，越来越多的被世界各国医疗界所认同。目前，臭氧主要应用于创伤及难治性溃疡(如糖尿病足)的治疗、癌症的辅助治疗、腰椎间盘突出及骨关节疾病的治疗、抗自由基防衰老、中风及病毒性肝炎等疾病的治疗，其临床治疗的效果得到了充分肯定pl。1972年，Wolff和Hanster在德国创立了第一个臭氧学会。意大利于1984年建立了本国的学会。1999年，意大利发起并组建了国际医疗臭氧学会(IMOS)，旨在促进臭氧的基础和临床研究，建立完善的临床治疗体系。 2005年10月在意大利威尼斯召开的第8届世界神经介入治疗大会上，来自意大利、中国、阿根廷、印度等国的学者分别对臭氧治疗颈、腰椎间盘突
19、出进行专题报道和热烈的讨论，专家们对于臭氧治疗颈、腰椎间盘突出的有效性给予了充分的肯定，在治疗方法上亦有许多新进展。二、椎间盘突出症的临床治疗现状椎间盘突出症是一种常见病、多发病41，由其引起的下腰痛及坐骨神经痛(可能向同侧下肢放射)主要是由于髓核对神经根的机械压迫以及血管和神经根周围的炎症和免疫反应【5】，椎间不稳引起的代偿反应等所致，以L4一L5，L5一S1最为常见。大约60-85的成年人一生中都有一定程度的腰背疼痛，并且在任何时期都有大约15的成年人有此症状【6】。传统的外科手术治疗往往给病人造成较大的痛苦，而且外科手术只能用于急性病例以及接受药物或物理治疗至少8个月而无效的患者【7】。
20、虽然显微外科技术的发展减少了外科手术的侵入和破坏，但它的成功率并不乐观，患者的疼痛缓解率较低，且腰椎手术失败致使症状发展的病人有10-40I引。随着非血管介入技术的发展，越来越多的人们开始接受这种微创治疗的方法，介入治疗椎间盘突出症的措施很多，包括木瓜凝乳蛋白酶化学椎间盘松解术、经皮自动腰椎间盘切除术【91、经皮激光椎间盘减压术【10l、椎问盘内电热疗法【111、经皮消融髓核成形术、经皮脊柱减压器的椎间盘切除术以及椎间硕士学位论文盘内氧气臭氧混合气体的治疗【12l等。臭氧治疗椎间盘突出症的消融技术最早源于意大SUBocc i教授，在国内属于新兴技术领域，2000年南方医院介入治疗科何晓峰教授等
21、在国内首先开展臭氧的椎间盘突出症的治疗，临床效果显著【13l，至此臭氧的介入技术逐渐被国内人士所认识，并在全国逐步得到发展应用。三、臭氧治疗椎间盘突出症的机制及应用情况臭氧主要通过其强氧化性引起的抗免疫效应减轻机体的疼痛，并且能够增加微循环，减少静脉阻滞从而使局部血供增加，减轻缺血和神经根水肿。另外，臭氧还可以直接作用于髓核细胞及其多糖蛋白，使多糖蛋白脱水，髓核缩小【14l，另外，臭氧还可以通过激活脑干网状结构下行抑制系统起到镇痛作用，氧化损伤c伤害感受器使其反应阈值升高，促进下丘脑释放内啡肽等作用【12l发挥其治疗作用。在介入手术时应注意不同部位的手术采取不同的体位。在实施腰椎间盘突出症的介
22、入治疗时，通常使病人采取俯卧位或健侧卧位05,z6,K】，局部麻醉下CT或X线引导进针，选针根据患者情况一般选用20G一22G等型号。臭氧浓度应控制在每毫升30-50微克为宜，通常采用椎间盘内和椎旁间隙内注射臭氧和其他化学溶解剂，必要时使用抗生素，术后应随访12个月以上，副作用和并发症极少。本法治疗方便，疗效显著，费用低廉，患者易于接受。在欧洲(意大利，德国等)已被广泛运用于临床118l，并获得了显著的效果。因此，近年来国内外对臭氧介入治疗椎间盘突出症的研究也越来越多，2005年，何晓峰等【19l报道600例腰椎间盘突出症患者，实施盘内及椎旁间隙臭氧注射术。随访6-54个月，显效409例(68
23、2)，有效72例(12)，疗效可靠。2007年，Massimo Gallucci等【8l对159例患者进行随机分组，比较臭氧与类固醇髓核溶解剂联合注射(82例)与单纯注射类固醇髓核溶解剂(77例)疗效的比较，随访6个月后发现，臭氧与类固醇联合组的有效率为74(61例)，而单纯类固醇组为47(36例)：Wilco CP等乜们证实臭氧的介入治疗比单纯的类固醇髓核溶解剂对椎间盘突出症治疗的疗效更加快速有效；2008年，MMuto等171对2900例患者进行臭氧的介入治疗，经过术后6-12个月随访后，发现对早期椎间盘突出症的患者的疗效为75一80，对多个椎间盘突出症患者的疗效为70，对外科手术后腰背综
24、合症的患者的治愈率硕士学位论文为55，且所有患者均无神经及感染等方面的并发症：Bernhard 0der等【2lj对612例患者(年龄跨度在22-94岁之间)进行了臭氧联合类固髓核溶解剂的联合治疗，并与其他已知的疗法在疗效方面进行比较，发现臭氧联合类固醇髓核溶解剂疗法对50岁以下的单个椎间盘突出或膨出，并且没有骨软骨的骨质改变的患者疗效最好：2009年，Zhioun Wu等【22】对216例(每组108例)非包容性椎间盘突出症患者进行了臭氧与胶原酶联合注射治疗和传统的外科手术治疗的比较，通过312个月的随访，发现臭氧治疗的总有效率(861 1-8889)与传统外科手术的总有效率(9259-95
25、37)无统计学差异。这使得臭氧介入治疗作为一种微创手术与传统手术相比更具竞争力。2010年，Lu，w等【23】对58例腰椎间盘突出症的患者进行臭氧的介入治疗，通过对患者进行6-18个月的随访，发现总有效率为914(53例)，其中显效率为638(37例)，有效率为276(16例)，无效率为86(5例)；Gautam S等124J对91例成年患者进行随进分组，比较臭氧与射频热凝疗法联合应用与单纯运用臭氧治疗椎间盘突出症的疗效，发现臭氧与射频热凝疗法联合应用比单纯运用臭氧在治疗椎间盘突出症方面更具优势，此发现也为我们在探索治疗椎间盘突出症方面的新方法提供了崭新的思路。Qu，Qw等【25J对100例患
26、者进行随机分组(每组50例，年龄跨度为25-58岁)，并用电生理法比较了使用弯曲鞘针多方向旋转注射臭氧与常规注射方法在治疗椎间盘突出症中的疗效，发现使用弯曲鞘针多方向旋转注射臭氧的方法优于常规的注射方法；另外，臭氧还可以利用其抗炎、镇痛、促进血液循环等特性治疗由于椎间盘突出引起的急性腰痛，如：Paoloni，M等【26】对60例患者进行随机分组，分别进行臭氧注射治疗和模拟注射的保守治疗，6N后观察其疼痛缓解率分别为61和33，此实验进一步证明了臭氧用于腰椎间盘突出治疗的独特作用。胸椎问盘突出较少见，发病率仅有千分之-N百万分之一的概率【271，且多位于T11一T12处，治疗时亦采取俯卧位或健侧
27、卧位。颈椎间盘突出的治疗则一般采取仰卧位，前入路途径治疗28,29，由于颈前区结构复杂，穿刺过程中有可能损伤如颈总动脉、颈静脉、甲状腺、气管、喉返神经、食管等结构，出现严重的并发症。因此手术必须由经过专门训练的医生操作。2002年6月南方医院开展了4l硕士学位论文国内第1例颈椎间盘臭氧注射术，由欧洲臭氧学会主席意大利神经放射主席Marco完成。经2年的随访，疗效满意，已完全康复，所有症状消失【301。目前，国内外应用臭氧治疗椎间盘突出症的临床实例越来越多，发展前景广阔。四、臭氧治疗椎间盘突出症的注意事项及并发症臭氧治疗椎间盘突出症的疗效显著【311。但臭氧对椎间盘突出症的介入治疗并非适用于所有
28、患者，例如：臭氧可增加体内的新陈代谢，所以甲亢患者禁用；又由于其强氧化性可破坏缺乏抗氧化保护系统的细胞膜，导致溶血，鉴于手术时可能有部分臭氧进入血液，因此蚕豆病患者慎用【321。总体来说，臭氧的椎间盘介入治疗安全可靠，其不良反应及并发症包括：出血，过敏，头痛，神经损伤，肢体无力，肌萎缩等。2004年Giuseppe Lo Giudice等【”】手艮道了一例45岁的中年妇女在L1-L2椎间隙实施椎间盘突出症的介入手术时，在椎间盘内注射10ml，椎旁间隙(神经节周围)注射20ml氧气臭氧混合气后，出现急性双侧视网膜血管出血。这可能是由于氧气臭氧混合气体注入椎间盘后，盘内压力增大，使得一部分气体溢出
29、迅速渗入硬膜外腔，通过压迫作用，引起突然，短暂的脑脊液压力增高，增高的压力通过视神经鞘传至视网膜静脉循环系统而引起视网膜血管的出血，虽不常见，但它是一种很重要的并发症，手术时应予以注意。2006年，Federica Ginanneschi等【34】报道了一例59岁的女性患者，在接受椎间盘突出症的臭氧介入治疗(L5)后出现脊神经前后根损伤，患者表现为左侧肢体感觉异常，左侧膝反射消失，左侧肢体肌肉活动减少等，机制尚不清楚，推测可能是由于上述原因所致的脑脊液压力突然升高，而脊神经前后根由于在蛛网膜下腔内没有神经束膜和鞘膜的保护而受到增高压力的损伤所致。这些并发症应引起我们的高度重视，并通过进一步深入
30、研究，在今后手术中规避风险，避免并发症的发生，提高疗效。五、发展前景臭氧治疗椎间盘突出症以其痛苦少、疗效好、副作用轻、花费少的特点，使其优于传统的外科手术治疗，只要适应证与禁忌症掌握得当，严格遵守规范42硕士学位论文化的操作规程，必定使该项技术得到科学有效的发展，定为未来椎间盘的治疗产生广泛而深远的影响。当然，臭氧的介入治疗不仅仅对椎间盘突出症的治疗有较好的疗效，还可对诸如关节痛肩周炎，糖尿病溃疡，慢性溃疡性结肠炎及病毒性肝炎等【661疾病产生良好的治疗效果，人们期望在不就的将来，臭氧的介入治疗不仅可以提高以上疾病的疗效而且还可用于对更多的疾病的治疗，因此，对于臭氧在介入治疗中的研究和发展任重
31、而道远。目前，在全球范围内，一些著名的专家学者已就臭氧的应用前景做出了卓越的贡献，如：2006年世界臭氧治疗联合会在新德里成立，由印度的Kumar博士担任主席，意大利的Andreula任副主席，中国的何晓峰教授任该委员会执行委员。同年，第9届世界神经介入治疗大会WFTIN臭氧治疗专题研讨会在北京九华山庄召开，由Marco教授及何晓峰教授担任共同主席。2007年英文版的国际臭氧治疗杂志(International Journal ofozone therapy)创立，由意大禾UJBonetti担任主编，何晓峰教授为中国审稿专家。2008年9月，在中国新疆的乌鲁木齐市成立了首个世界疼痛医师协会中国
32、分会臭氧治疗专业委员会，由何晓峰教授任主任委员。但是，臭氧在临床上治疗应用目前尚未达到规范化，科学化，治疗效果的评价也缺乏大量的病例和对照研究，更重要的是缺乏一个客观的，标准的监督机制。相信随着社会的不断进步，科学化的标准出台以及科技生产力的进步，加上大量基础性研究和临床经验总结与积累，医用臭氧在临床上的治疗将会迎来一个生机勃勃的春天。治疗的手段和作用、范围将不断地深化、拓展，应用的前景更加广阔。参考文献1何晓峰，李彦豪臭氧治疗：历史、现状与未来J】中国介入影像与治疗学2005，2(5)：389-3912Bocci VIs it true that ozone is always toxic?
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