Background Syringomyelia is a serious complication of spinal cord trauma, occurring in approximately 28% of spinal cord injuries. Treatment options are limited and often produce unsatisfactory results. Post-traumatic syringomyelia (PTS) is presumably related to abnormalities of cerebrospinal fluid (CSF) and interstitial fluid hydrodynamics, but the exact mechanisms are unknown. Methods Transmission electron microscopy (TEM) was used to investigate in detail the interfaces between fluid and tissue in the spinal cords of healthy Sprague–Dawley rats (n = 3) and in a rat model of PTS (n = 3). PTS was induced by computer-controlled impact (75 kDyn) to the spinal cord between C6 and C8, followed by a subarachnoid injection of kaolin to produce focal arachnoiditis. Control animals received a laminectomy only to C6 and C7 vertebrae. Animals were sacrificed 12 weeks post-surgery, and spinal cords were prepared for TEM. Ultra-thin spinal cord sections at the level of the injury were counterstained for structural anatomy. Results Spinal cords from animals with PTS displayed several abnormalities including enlarged perivascular spaces, extracellular edema, cell death and loss of tissue integrity. Additionally, alterations to endothelial tight junctions and an abundance of pinocytotic vesicles, in tissue adjacent to syrinx, suggested perturbations to blood-spinal cord barrier (BSCB) function. Conclusions These findings support the hypothesis that perivascular spaces are important pathways for CSF flow into and out of the spinal cord, but also suggest that fluid may enter the cord through vesicular transport and an altered BSCB.

中文翻译：

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创伤后脊髓空洞症大鼠模型脊髓超微结构异常

背景脊髓空洞症是脊髓外伤的严重并发症，发生在大约 28% 的脊髓损伤中。治疗选择是有限的并且经常产生不令人满意的结果。创伤后脊髓空洞症 (PTS) 可能与脑脊液 (CSF) 和间质液流体动力学异常有关，但确切机制尚不清楚。方法 透射电子显微镜 (TEM) 用于详细研究健康 Sprague-Dawley 大鼠 (n = 3) 和 PTS 大鼠模型 (n = 3) 脊髓中流体和组织之间的界面。PTS 是通过计算机控制的撞击 (75 kDyn) 对 C6 和 C8 之间的脊髓引起的，然后在蛛网膜下注射高岭土以产生局灶性蛛网膜炎。对照动物仅对 C6 和 C7 椎骨进行椎板切除术。手术后 12 周处死动物，并为 TEM 准备脊髓。对损伤水平的超薄脊髓切片进行复染以进行结构解剖。结果来自患有 PTS 的动物的脊髓显示出多种异常，包括扩大的血管周围间隙、细胞外水肿、细胞死亡和组织完整性丧失。此外，在邻近空洞的组织中，内皮紧密连接的改变和大量的胞饮囊泡表明血-脊髓屏障 (BSCB) 功能受到干扰。结论这些发现支持血管周围间隙是脑脊液流入和流出脊髓的重要途径的假设，但也表明液体可能通过囊泡运输和改变的 BSCB 进入脊髓。并为 TEM 准备了脊髓。对损伤水平的超薄脊髓切片进行复染以进行结构解剖。结果患有 PTS 的动物的脊髓显示出多种异常，包括扩大的血管周围间隙、细胞外水肿、细胞死亡和组织完整性丧失。此外，在邻近空洞的组织中，内皮紧密连接的改变和大量的胞饮囊泡表明血-脊髓屏障 (BSCB) 功能受到干扰。结论 这些发现支持血管周围间隙是脑脊液流入和流出脊髓的重要途径的假设，但也表明液体可能通过囊泡运输和改变的 BSCB 进入脊髓。并为 TEM 准备了脊髓。对损伤水平的超薄脊髓切片进行复染以进行结构解剖。结果患有 PTS 的动物的脊髓显示出多种异常，包括扩大的血管周围间隙、细胞外水肿、细胞死亡和组织完整性丧失。此外，邻近空洞的组织中内皮紧密连接的改变和大量的胞饮囊泡表明血-脊髓屏障 (BSCB) 功能受到干扰。结论 这些发现支持血管周围间隙是脑脊液流入和流出脊髓的重要途径的假设，但也表明液体可能通过囊泡运输和改变的 BSCB 进入脊髓。对损伤水平的超薄脊髓切片进行复染以进行结构解剖。结果来自患有 PTS 的动物的脊髓显示出多种异常，包括扩大的血管周围间隙、细胞外水肿、细胞死亡和组织完整性丧失。此外，在邻近空洞的组织中，内皮紧密连接的改变和大量的胞饮囊泡表明血-脊髓屏障 (BSCB) 功能受到干扰。结论 这些发现支持血管周围间隙是脑脊液流入和流出脊髓的重要途径的假设，但也表明液体可能通过囊泡运输和改变的 BSCB 进入脊髓。对损伤水平的超薄脊髓切片进行复染以进行结构解剖。结果来自患有 PTS 的动物的脊髓显示出多种异常，包括扩大的血管周围间隙、细胞外水肿、细胞死亡和组织完整性丧失。此外，在邻近空洞的组织中，内皮紧密连接的改变和大量的胞饮囊泡表明血-脊髓屏障 (BSCB) 功能受到干扰。结论 这些发现支持血管周围间隙是脑脊液流入和流出脊髓的重要途径的假设，但也表明液体可能通过囊泡运输和改变的 BSCB 进入脊髓。细胞外水肿、细胞死亡和组织完整性丧失。此外，在邻近空洞的组织中，内皮紧密连接的改变和大量的胞饮囊泡表明血-脊髓屏障 (BSCB) 功能受到干扰。结论 这些发现支持血管周围间隙是脑脊液流入和流出脊髓的重要途径的假设，但也表明液体可能通过囊泡运输和改变的 BSCB 进入脊髓。细胞外水肿、细胞死亡和组织完整性丧失。此外，在邻近空洞的组织中，内皮紧密连接的改变和大量的胞饮囊泡表明血-脊髓屏障 (BSCB) 功能受到干扰。结论 这些发现支持血管周围间隙是脑脊液流入和流出脊髓的重要途径的假设，但也表明液体可能通过囊泡运输和改变的 BSCB 进入脊髓。