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人群中腰椎小关节退行性改变和腰痛的发生率很高,极大影响人们的生活质量,加重社会负担。其中临床发现直升机驾驶员腰痛多合并腰椎小关节退变。有研究表明应力是导致腰椎小关节退变的重要原因,且退变程度与应力施加时间呈正相关。本实验重点研究垂直振动对腰椎小关节退变及腰痛的影响,其研究成果有望对振动导致的直升机驾驶员腰痛的临床干预提供依据。本研究以大鼠腰椎小关节为研究对象,通过对大鼠施加5~60Hz频率的垂直振动载荷复制关节突退变模型,模拟人类腰椎小关节所负载的垂直振动环境。振动周期结束,对关节突软骨行切片检察,根据软骨病理染色结果,对软骨进行评分,量化软骨退变程度;应用免疫组织化学法检测软骨成分和细胞因子变化情况。从不同水平和角度探讨长期垂直振动对腰椎小关节退变及腰痛的影响。实验中对大鼠小关节大体观察,可见正常对照组关节面光滑,色泽透亮白皙、半透明,表面无裂隙,关节边缘整齐,未见骨赘生成,实验组关节色泽晦暗、关节表面弹性下降,软骨边缘骨质增生。60Hz振动组软骨退变程度较重。HE染色显示对照组软骨层次清晰,潮线连续,软骨细胞排列有序,中间层可见细胞“背靠背”,无细胞簇,胞浆和基质着色均匀。随着振动频率增加,软骨层次紊乱不易区分,潮线模糊,细胞排列失序,产生细胞簇,基质着色不均、染色变浅。Mankin评分结果对照组(0.80±0.63)分,5Hz振动组(3.10±0.57)分,20Hz振动组(5.80±1.23)分,60Hz振动组(8.70±1.25)分。免疫组化结果显示,振动组COX-2和PGE2平均光密度较对照组高,随着振动频率增加而增加,差异具有统计学意义(P<0.05);对照组和5Hz组组间CII平均光密度没有统计学差异(P>0.05),20Hz组、60Hz组较对照组和5Hz组组间CII平均光密度减少明显;振动组关节软骨细胞凋亡数量明显高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。实验结果提示垂直振动是大鼠腰椎小关节软骨退变的危险因素,垂直振动可能诱导大鼠小关节退变和腰痛发生。