绵羊脊柱不同节段硬脊膜的结构及力学特点

目的 了解绵羊颈、胸、腰段硬脊膜的结构和生物力学特点，为人工硬脊膜的研发提供理论参考。 方法 取 5 只成年雄性白绵羊，处死后取 C5、T10 和 L3 平面的硬脊膜分别行组织学 HE 染色观察内部结构并测量硬脊膜厚度，扫描电镜观察硬脊膜内外表面形态，透射电镜观察硬脊膜内部结构并测量各部位硬脊膜胶原纤维直径。取 C6、C7、T11、T12、L4、L5 平面的硬脊膜行单轴生物力学测试，测量样本的断裂强度、弹性模量和断裂伸长率。 结果 HE 染色示颈、胸、腰段硬脊膜厚度逐渐递减，分别为（268.19±15.91）、（198.16±27.25）、（103.74±21.54）μm，比较差异均有统计学意义（P<0.05）。扫描电镜观察示，硬脊膜内表面胶原纤维较多，细胞较少；外表面则细胞分布较多，且细胞均沿纵轴方向拉伸。透射电镜观察示，硬脊膜内部胶原纤维板层状交织排列，板层内胶原纤维同向排列，板层间胶原纤维相互垂直。颈、胸、腰段硬脊膜胶原纤维直径分别为（68.04±21.00）、（64.54±20.64）、（60.36±19.65）nm，比较差异无统计学意义（P>0.05）。单轴生物力学测试显示，颈段硬脊膜轴向和横向的弹性模量、断裂强度、断裂伸长率比较差异均无统计学意义（P>0.05）；胸段和腰段轴向各指标均显著大于横向（P<0.05）。组间比较：颈、胸、腰段硬脊膜的轴向和横向弹性模量、断裂强度、断裂伸长率，两两比较差异均有统计学意义（P<0.05），呈颈、胸、腰段逐渐减小趋势。颈、胸段硬脊膜轴向弹性模量与横向弹性模量比值显著小于腰段（P<0.05）；颈、胸段间比较差异无统计学意义（P>0.05）。 结论 绵羊硬脊膜从头侧向尾侧厚度依次减小；硬脊膜内表面胶原纤维分布较多、细胞较少，而外表面被细胞覆盖；硬脊膜内部胶原纤维板层交替排列，具有明显的各向异性生物力学特点，且从头侧向尾侧各向异性生物力学特点越明显