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不同浓度的臭氧对实验兔骨骼肌病理学的影响
作者:李韶辉;余革;陈国勤;
单位:广医院麻醉科,广医院麻醉科,广医院麻醉科,
关键词:臭氧;肌肉;病理;实验动物;兔
摘要:
目的
观察两种浓度的臭氧(O3)对实验兔骨骼肌组织的病理变化的影响,以评估臭氧对肌纤维的氧化程度。
方法
10只实验兔随机分为A、B两组。随机选择一侧大腿肌肉注射臭氧-氧气混合气体,A组为浓度50μg/ml,B组为浓度30μg/ml两组分别注射5ml气体。注射臭氧后0.5、2h和2周后分别对臭氧注射点、旁开1cm和2cm取活检组织行病理学光镜检查,对侧大腿相对应部位取活检作空白对照。
结果
与空白对照组比较,病理光镜下显示A、B两组注射臭氧后0.5h注射点、旁开1cm见肌细胞肿胀,间隙变窄或不清,肌细胞边界不清,横纹紊乱,部分肌细胞坏死溶解,空泡变性;2h后注射点、旁开1cm处在肌细胞坏死溶解的基础上出现了肌细胞间隙和血管内炎症细胞浸润;2周后注射点、旁开1cm切片显示肌细胞明显萎缩,大量纤维组织增生,部分伴有玻璃样变。上述3个时点的注射点旁开2cm病理切片均未见异常。
结论
两种浓度的臭氧肌肉注射后会产生程度相当的肌细胞损害,范围半径约2cm,可能对炎性肌细胞或肌纤维化组织起治疗作用,2周后纤维组织损伤修复。
近几年来，臭氧(O3)治疗已成为慢性疼痛微创治疗的新方法，除了治疗椎间盘突出症已在欧洲得到了广泛的应用以外，对肌肉、关节软组织慢性疼痛的治疗也有明显的效果。本实验用臭氧对兔骨骼肌注射后，观察臭氧对兔骨骼肌病理学的影响，评估臭氧肌肉注射的氧化程度和影响范围，为临床安全应用臭氧治疗提供必要的依据。
资料与方法
1实验对象：
实验兔10只，雌雄各5只，年龄6个月，体重2.3-2.9kg随机分为两组，A组注射臭氧浓度为50μg/ml，B组浓度为30μg/ml。
2实验器材：
臭氧发生器
3实验方法：
用橡胶管将瓶装医用纯氧与臭氧发生器的氧气入口相连。接通电源，预先调校好氧气输出量及臭氧浓度按键位置，以获取所需臭氧浓度。臭氧发生器立即产生臭氧，用注射器抽取即可，可利用气体压力将注射器活塞向上推以获取臭氧，避免主动抽取空气混入。
实验兔俯卧位，编号，双大腿外侧备皮。常规消毒，A组一侧大腿外侧膝关节上5cm肌肉注射50μg/ml臭氧5mI，B组注射30μg/ml臭氧5ml，予舒芬太尼1μg/kg肌肉注射麻醉下，分别在注射臭氧后0.5、2h和2周对臭氧注射点、旁开1cm和2cm取活检组织行病理学检查，对侧大腿相对应部位作空白对照。
结果
与空白对照比较，A组及B组兔注射臭氧后0.5h大体标本肉眼见注射部位肌肉稍肿胀、苍白。50倍和倍光镜下注射点、旁开1cm见肌细胞肿胀，间隙变窄或不清，肌细胞边界不清，横纹紊乱，部分肌细胞坏死，空泡变性；2h后注射点、旁开1cm光镜下在肌细胞变性坏死的基础上出现了肌细胞间隙和血管壁炎（细胞浸润）；2周后注射点、旁开1cm切片显示肌细胞明显萎缩，大量纤维组织增生，部分伴有玻璃样变。A、B两组上述3个时点的注射点旁开2cm病理切片均未见异常。见图1-图4(A、B两组上述3个时点的注射点旁开2cm的病理切片结果相似，仅取一幅作代表）。
A组肌细胞肿胀变性坏死、空泡变性(左A组，右B组）
图1两组兔骨骼肌注射臭氧0.5h后注射点、旁开1cm活检部位病理改变(HE×)
A组肌细胞肿胀变性坏死、炎症细胞浸润(HE×50)(左A组，右B组）
血管壁炎症细胞浸润(HE×)(左A组，右B组）
图2两组兔骨骼肌注射臭氧2h后注射点、旁开1cm活检部位病理改变
纤维组织增生(左A组）；纤维组织增生，部分玻璃样变(右B组）
图3两组兔骨骼肌注射臭氧2周后注射点、旁开1cm活检部位病理改变(HE×50)
注射点旁开2cm(HE×50)空白对照组(HE×50)
图4两组兔骨骼肌注射臭氧0.5、2h和2周后注射点旁开2cm活检部位病理改变
表1 不同注射浓度与病变组织范围的关系
讨论
臭氧(O3)是氧气的同素异形体，由氧分子携带一个氧原子组成，相对分子质量48性质不稳定，呈暂存状态，在携带的氧原子除氧化后，组合为氧气(O2)进入稳定状态。臭氧具有不稳定性和很强的氧化能力，常温常态下半衰期约为20-30min。
参照国外临床治疗时所采用医用臭氧的浓度（一般为30-50μg/ml）。本实验选用的臭氧浓度分别为30μg/ml和50μg/ml以观察两种浓度的臭氧对兔骨骼肌的影响。
臭氧是已知可利用的最强氧化剂之一，能与极性有机化合物反应，导致不饱和有机分子破裂，而臭氧分子结合在有机分子的双键上，生成臭氧化物。据此臭氧可与细胞壁脂类双键反应，穿入细胞内部，作用于脂蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，从而导致细胞溶解和死亡。本研究结果显示臭氧肌肉注射后肌肉整个病理改变过程与上述臭氧导致细胞溶解、坏死的机制非常吻合。
文献报道，臭氧能严重损害髓核内结构及终板，而对神经根、脊髓和腰大肌损伤影响较小；病理学检查结果显示损伤边缘出现新鲜的血细胞，大部分伴随有淋巴细胞炎性组织增生。亦有报道直接将臭氧注入腰大肌内治疗腰肌劳损，至今没有造成明显的损害。本实验发现臭氧肌肉注射后2h病理切片发现有炎症细胞浸润，与报道相似。
一般而言，臭氧的氧化程度与臭氧的浓度呈正比，浓度过低疗效欠佳，浓度过高则对周围组织产生强刺激。本研究结果显示，30μg/ml的臭氧和50μg/ml的臭氧造成的正常肌细胞损伤程度均为I度。考虑到样本含量和抽样误差，并不能得出细胞损伤程度与注射的臭氧浓度没有关联的结论。有报道当臭氧浓度达到80μg/ml时，对神经系统有明显的损害。结合本研究结果，提示在临床应用中，30-50μg/ml的臭氧浓度是安全的。
为了明确损伤范围，本实验在病理活检时将注射点、旁开1cm和旁开2cm作为活检部位，考虑到臭氧在肌肉中的扩散方向不确定，选择病理活检部位时围绕注射点选择不同的方向进行活检，尽量将抽样误差降到最低。结果发现损伤局限在注射点为中心半径2cm范围内，注射点、旁开1cm部位改变明显，旁开2cm则与正常组织无异。旁开1cm部位与旁开2cm部位之间，是病变组织向正常组织的过渡。2周后纤维组织损伤修复，然而半径2cm范围内的肌肉损伤对实验动物行为学的远期影响尚需要进一步研究。
参考文献
免责声明
1、本文内容来源于《现代临床医学生物工程学杂志》年第12卷第6期，仅用于内部人员业务学习，非商业用途。
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