兔骨髓间质干细胞修复肌腱缺损效果观察

目的　观察兔骨髓间质干细胞(MSCs)修复肌腱缺损的效果。　方法　分离培养家兔MSCs,检测CD44mRNA进行鉴定。6只家兔分为实验组和对照组,每组3只。在兔跟腱处造成3cm长的缺损,实验组家兔以自体MSCs为种子细胞、以胶原聚羟基乙酸(PGA)为生物支架构建肌腱并移植于跟腱缺损处,对照组家兔仅以PGA生物支架修复跟腱缺损。于术后4、8、12周对移植部位进行大体和组织学观察。　结果　MSCs培养11d时CD44mRNA显示阳性。实验组术后8周肉眼可见移植处形成腱样组织, 12周时组织学观察可见形态一致、顺应力学方向排列于胶原中的腱样细胞,类似正常肌腱组织。对照组所形成的新生组织较实验组细小且与周围组织粘连, 12周时组织学观察见细胞排列紊乱,胶原纤维呈松散网丝状。　结论　应用组织工程技术以自体MSCs修复肌腱缺损具有可行性。     

组织工程肌腱低温贮存的初步研究

目的　研究深低温冻存组织工程肌腱适宜的抗冻剂。方法　选用近交系裸小鼠 6 4只 ,4只为空白对照组 ,6 0只左侧为实验组 ,右侧为对照组。将第 5 4代转化人胚肌腱细胞与碳纤维和聚羟基乙酸编织带体外复合培养构建组织工程肌腱。组织工程肌腱制备完成后在 1、2、3和 4号抗冻剂保护下液氮冻存 2个月。快速复温后植入实验组修复跟腱缺损 ,缺损长度为 5 mm,占裸鼠跟腱总长 6 5 .7% ;对照组组织工程肌腱不经冻存处理。术后 2、4、6、8和 12周后各组取出 ,观察形态学、组织学和免疫组织化学变化 ,并行短串联重复位点检测。结果　实验组体内植入的肌腱细胞形态随时间增加而逐渐恢复正常 ,合成胶原能力逐渐增强 ,12周后仍有肌腱细胞存活并具有分泌 I型胶原功能 ,与对照组差异逐渐减小。经 1号抗冻剂保存的肌腱细胞线粒体空泡减少 ,肌腱细胞排列整齐 ,胶原纤维增粗并连接。结论　 1号抗冻剂可以在深低温下保护组织工程肌腱     

自体肌腱细胞介导修复肌腱缺损的实验研究

目的　探讨以自体肌腱细胞为种子细胞的组织工程化肌腱体内形成。方法　取自体肌腱细胞经体外培养、扩增 ,与可吸收生物材料聚羟基乙酸 (polyglycolicacid ,PGA)混合培养形成细胞 生物材料复合物 ,将细胞 生物材料复合物移植于手术缺损的家猪趾浅屈肌腱处 ,并设单纯PGA组作为对照组。术后 6周取材 ,对标本进行大体观察、组织学和生物力学检测和评价再生组织。结果　实验组新生组织在大体、组织学和胶原排列等方面与正常肌腱相似 ,对照组新生组织细胞、胶原排列较为紊乱。生物力学显示其最大拉力、最大应力和弹性模量 ,实验组比对照组分别提高 3 6.1% (t =3 5 6、P <0 .0 5 )、2 7.4%(t =2 94、P <0 .0 5 )和 15 .0 % (t =2 62、P <0 .0 5 )。结论　应用组织工程技术以自体肌腱细胞可以修复肌腱缺损     

体内构建组织工程化腱鞘及预防肌腱粘连的实验研究

目的 研究体内构建组织工程化滑膜腱鞘及其在预防肌腱粘连方面的作用.方法 取Leghorn鸡48只,随机平均分为3组(n=16):采用滑膜细胞-PGA复合物修复原位腱鞘缺损为实验组,采用空白PGA修复缺损为对照组1,腱鞘缺损未进行修复为对照组2.术后2、5、12周时将鸡处死,观察实验组组织工程化腱鞘在体内的形成情况,与对照组进行比较,并行生物力学测试其生物学功能.结果 实验组较两对照组腱周粘连少,且所耗屈曲功小.结论 较两对照组相比,实验组(细胞-PGA复合物修复缺损组)可形成与正常腱鞘组织结构相近的组织工程化滑膜腱鞘,且生物力学检测组织工程化腱鞘对于预防肌腱粘连具有一定的积极意义.     

蚕丝组织工程肌腱修复肌腱缺损的实验性研究

[目的]探讨用蚕丝与同种异体肌腱细胞联合培养植入体内,构建组织工程化肌腱的可行性。[方法]以罗曼鸡为实验对象分两组,术后第2、4、6、8周进行病理学检查、生物力学和拉伸度的测定。数据采用SPSS 13.0进行统计分析。[结果]细胞组在胶原的合成以及力学检测均明显优于非细胞组(P0.05)。[结论]本实验的结果说明蚕丝材料对肌腱细胞的吸附明显,降解缓慢,抗拉性能优越,构成组织工程化肌腱,可能会在肌腱缺损的治疗方面发挥出巨大潜能。     

体内构建组织工程腱鞘的初步研究

目的研究体内构建组织工程化滑膜腱鞘，及其在预防肌腱粘连方面的作用。方法取Leghorn鸡48只，随机分为3组。实验组（n=16），切除肌腱外周滑膜腱鞘，采用自身滑膜细胞-PGA复合物修复缺损；对照组1（n=16），切除肌腱外周滑膜腱鞘后，采用空白PGA支架修复缺损；对照组2（n=16），切除肌腱外周滑膜腱鞘后未修复缺损腱鞘。于术后2周、5周取材，采用大体观察、组织学检查和生物力学测试等方法，研究组织工程腱鞘构建情况，分析肌腱表面粘连情况。结果大体观察及HE染色可见实验组形成组织工程化腱鞘，肌腱与腱周组织间空隙明显，较对照组粘连形成较少。力学检测在0．1N的拉力下，实验组肌腱拉伸位移3．24±0．22mm，优于对照组1和对照组2（分别为2．49±0．19mm，2．28±0．23mm）。结论采用组织T程技术可以成功构建组织工程化滑膜腱鞘，并具有正常腱鞘结构，对于减轻肌腱粘连具有一定作用。     

富血小板血浆对肌腱愈合影响的实验研究

目的富血小板血浆(platelet-rich plasma,PRP)可分泌TGF-β1、PDGF、VEGF和IGF-1等多种生长因子,在创伤愈合过程中具有促进细胞增殖,胶原合成、分泌以及炎性趋化的作用。通过观察PRP对兔肌腱愈合的影响,探讨其作用机制,为临床组织工程肌腱的应用提供实验依据。方法取健康成年新西兰大白兔40只,雌雄不限,体重2.5～3.0 kg,于兔耳中心动脉取血,采用Landesberg等的二次离心法制备PRP;对全血及PRP行血小板计数。将兔右后肢跟腱横行切断制备跟腱断裂模型,随机分为实验组及对照组,每组20只。实验组:于跟腱切断后即刻将0.5 mL PRP涂抹于跟腱两断端后缝合;对照组:直接缝合跟腱断端。术后观察实验动物一般情况,于术后1、2、4、6周两组各处死5只兔,取跟腱标本行大体观察、组织学及免疫组织化学观察,并进行成纤维细胞计数、胶原纤维含量及TGF-β1表达水平检测。结果兔PRP中血小板计数约为全血的4.03倍。实验动物均存活至实验完成,切口愈合良好。随观察时间延长两组肌腱均愈合,对照组肌腱吻合处纤维包裹较实验组明显。组织学观察示术后1、2、4周两组成纤维细胞计数比较,差异均有统计学意义(P<0.05);术后6周两组比较差异无统计学意义(P>0.05)。两组各时间点胶原纤维含量比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。免疫组织化学染色示,与对照组相比,实验组TGF-β1表达水平于术后1、2周显著上调,4、6周下降,峰值于2周出现;各时间点组间比较差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 PRP可促进兔损伤肌腱的修复,改善其愈合质量,其机制可能与PRP使肌腱中TGF-β1的表达提前达峰值有关。     

组织工程化肌腱与正常肌腱力学强度比较

目的 比较组织工程化肌腱与正常肌腱的力学强度，为组织工程技术修复肌腱缺损提供理论参数。方法 以鸡作为实验动物，采用组织工程技术在鸡的趾腱鞘区形成肌腱组织。观察8、12、14周的大体形态和组织学。采用INSTRON生物力学测定仪测定正常肌腱与组织工程化肌腱的最大单轴抗拉力及应力-应变曲线。结果 采用组织工程技术形成的肌腱组织在术后12周其最大抗拉力可达到正常肌腱组织的63％，14周可达到正常肌腱组织的74％。应力-应变曲线显示二拉弹性模量在趾区无统计学差异。随时间推移PGA逐渐降解，胶原纤维排列逐渐与正常肌腱相似。结论 采用组织工程技术在腱鞘区构建的肌腱组织在生物力学性能上能满足机体生理功能的需要。     

人造血管内置自体肌肉匀浆诱导肌腱再生的研究

目的观察自体肌肉匀浆在诱导肌腱再生方面的作用，探讨人造血管作为支架构建肌腱再生空间和作为腱鞘代用品防止肌腱粘连的效果。方法将32只新西兰大白兔造成双侧跟腱缺损模型，一侧用人造血管内置自体肌肉匀浆桥接（A组），另一侧用自体跟腱移植（对照B组）或缺损旷置（对照C组），术后第3、5、7、9周分别通过肉眼、光镜、电镜和生物力学测试，观察分析肌腱再生修复的情况。结果A组，人造血管中胶原纤维腱化，排列较有序，腱周粘连轻微，生物力学拉力测试强度逐步增强。B组，自体移植肌腱愈合较好，腱周存在粘连，生物力学拉力测试强度较好。C组，肌腱以结缔组织粘连愈合为主，腱周粘连严重，生物力学拉力测试强度较差。肌腱组织学愈合示A组和B组差异无统计学意义（P〉0．05），A组与C组在第3周差异无统计学意义，第5周以后A组优于C组；各组成纤维细胞计数显示各周A组与B组和C组差异均有统计学意义（P〈0．05）；在大体观和病理学评价腱周粘连A组明显优于B、C组；生物力学测试显示在第3、5、7周B组抗张强度优于A组，在第9周时A、B两组抗张强度差异无统计学意义（P〉0．05）。第5、7、9周A组抗张强度优于C组。结论人造血管内置自体肌肉匀浆桥接肌腱缺损后能有效诱导肌腱再生修复；人造血管能够较好地预防肌腱腱周的粘连。     

自体腘绳肌腱修复兔巨大肩袖缺损的实验研究

目的研究自体腘绳肌腱修复兔巨大肩袖缺损腱骨愈合的早期实验效果。方法将40只成年雄性新西兰大白兔随机分为3组,分别为正常组(n=8)、模型组(n=8)和实验组(n=24)。正常组相同方式饲养但不予手术处理;模型组将大白兔双前肢肱骨头大结节处切取1.5 cm×1.0 cm的肩袖组织缺损,不予缝合修补后直接缝合皮肤;实验组在模型组的基础上用自体腘绳肌腱修复巨大肩袖缺损。实验组分别于术后第8、16、24周时安乐死8只大白兔后取出双肩标本。将标本处理后分别进行组织形态学分析和生物力学研究测试。结果组织形态学分析结果显示:实验组术后24周腱骨界面胶原纤维明显增多,腱骨隧道连接处可见Sharpey纤维、纤维软骨细胞及纤维软骨等腱骨愈合成分。生物力学研究结果显示实验组肌腱最大负荷随时间延长呈持续增大趋势(各时间点之间比较,P<0.05),术后24周可以获得较强的力学强度。结论应用自体腘绳肌腱修复兔巨大肩袖缺损可以获得良好的腱骨愈合。     

体外构建组织工程化肌腱的初步研究

目的探讨利用可吸收生物材料聚羟基乙酸(polyglycolic acids ,PGA)和肌腱细胞在体外构建组织工程化肌腱的可能性. 方法取肌腱细胞经体外培养、扩增至第2代,与PGA混合培养形成细胞-生物材料复合物,体外培养1周后分组,用U形弹簧给细胞-PGA复合物持续张力后体外培养(n=5)为实验组;没有外加张力的作为对照1组(n=4);单纯PGA作为对照2组(n=3),每2天换液1次.分别于体外培养2、4、6周取组织做组织学、免疫组化检测,同时对第6周的标本进行透射电镜和生物力学检测. 结果第2周时,3组标本在大体、组织学等方面无明显差异,组织学上主要是未降解的PGA纤维.第4周时,实验组和对照1组均有新生肌腱组织形成,HE染色和免疫组化检测均提示胶原纤维形成,而对照2组的PGA已大部分降解.第6周时,对照1组形成的肌腱组织比实验组的粗,透射电镜检测两组标本形成的胶原纤维有周期性横纹,与对照1组相比,实验组形成的胶原纤维沿纵轴排列有序更接近正常肌腱组织,生物力学检测显示实验组的最大应力(1.107±0.327 N/mm2)明显强于对照1组(0.294±0.138 N/mm2)(P<0.05). 结论应用组织工程技术在体外可以构建肌腱组织,施加周期性的应力可能更有利于肌腱组织的形成.     

自体组织工程化肌腱预制的初步研究

目的：应用组织工程技术研究组织工程化肌腱体内形成的可行性。方法：取成年家鸡的趾深屈肌腱，用酶消化法分离，培养肌腱细胞，将在体外扩增到一定浓度的肌腱细胞接种到聚羟基乙酸（PGA）上，形成细胞－材料复合物，体外培养5d后，将此复合物回植至自体右翼皮下，左侧以单纯PGA作为对照，培养后第3，4，6，8周取材，从大体，组织学等方面进行分析。结果；术后8周见组织工程化肌腱呈白色，有光泽，组织学见胶原组织平行排列，但仍可见未降解的PGA及少量炎性细胞，对照组则无任何组织形成，结论：自体肌腱细胞与生物材料复合后在免疫功能正常的自体动物体内能够再生出肌腱样组织，新生的肌腱样组织在大体，组织学等方面均与正常肌腱相似。     

组织工程肌腱种子细胞的比较研究

目的 探讨猪肌腱细胞、真皮成纤维细胞、骨髓问充质干细胞中何种细胞最适宜作为体外组织工程化肌腱构建的种子细胞.方法 收集猪肌腱细胞、真皮成纤维细胞及骨髓间充质干细胞,以50×106个细胞密度均匀接种于圆柱状聚羟基乙酸(Polyglycolic acids,PGA)上,按细胞种类分为三组,每组n=3,体外培养,并于1、2、6周取材,进行组织学检测、免疫组化检测、胶原定量测定和大体观察.结果 细胞-PGA复合物体外培养时有细胞外基质产生,六周时肌腱细胞组产生胶原量最多,明显优于真皮成纤维细胞和骨髓间充质干细胞(p＜0.01).免疫组化显示形成的主要为Ⅰ型胶原.结论 体外构建组织工程肌腱时肌腱细胞合成胶原能力最强,在现有条件下是体外构建组织工程肌腱的最佳种子细胞.     

Use of mesenchymal stem cells in a collagen matrix for achilles tendon repair

This investigation tested the hypothesis that delivering mesenchymal stem cell-seeded implants to a tendon gap model results in significantly improved repair biomechanics. Cultured, autologous, marrowderived mesenchymal stem cells were suspended in a collagen gel delivery vehicle; the cell-gel composite was subsequently contracted onto a pretensioned suture. The resulting tissue prosthesis was then implanted into a 1-cm-long gap defect in the rabbit Achilles tendon. Identical procedures were performed on the contralateral tendon, but only the suture material was implanted. The tendon-implant constructs were evaluated 4, 8, and 12 weeks later by biomechanical and histological criteria. Significantly greater load-related structural and material properties were seen at all time intervals in the mesenchymal stem cell-treated tendons than in the contralateral, treated control repairs (p < 0.05), which contained suture alone with natural cell recruitment. The values were typically twice those for the control tissues at each time interval. Load-related material properties for the treated tissues also increased significantly over time (p < 0.05). The treated tissues had a significantly larger cross-sectional area (p < 0.05), and their collagen fibers appeared to be better aligned than those in the matched controls. The results indicate that delivering mesenchymal stem cell-contracted, organized collagen implants to large tendon defects can significantly improve the biomechanics, structure, and probably the function of the tendon after injury.     

Reconstruction of rabbit Achilles tendon with three bioabsorbable materials: histological and biomechanical studies

This study investigated whether three biodegradable materials, poly–N–acetyl–D–glucosamine (chitin), poly-ε-caprolactone (p-CL), polylactic acid (PLA), and chitin/p-CL composite could be used as scaffold implants in the reconstruction of extra-articular ligaments or tendons. Braided artificial tendons made from these materials were soaked in phosphate-buffered saline or implanted in the subcutaneous tissue of 31 Japanese white rabbits and then subjected to load at failure testing. There was no significant loss of load at failure when chitin tendons were soaked in saline for 26 weeks, but a rapid decrease occurred in vivo. The other two types of tendons showed significant loss of strength after 26 weeks both in vitro and in vivo. Another 111 rabbits were used to assess Achilles tendon reconstruction with the braided tendon implants. The tendon regeneration process was assessed macroscopically, histologically, immunohistochemically, and mechanically (maximum load at failure). Chitin showed more rapid degradation than the other materials on histological examination. There was good formation of fibrous tissue composed of type I and type III collagen around the chitin, PLA, and chitin/p-CL fibers in comparison with p-CL fibers, but chitin tendons showed more rapid loss of strength after implantation. Both PLA and the chitin/p-CL composite tendons had good initial strength and showed increased ingrowth of fibrous tissue, suggesting that these materials are promising as artificial tendons. Received for publication on April 7, 1999; accepted on Oct. 26, 1999     

Effects of tension direction on strength of tendon repair

We investigated changes of tensile strength in tendon repair according to tension direction. Thirty-six fresh-frozen digital flexor tendons were divided into 4 groups with 9 tendons each. The tendons were repaired by the modified Kessler method. Sutured tendons were pulled against pulleys at angles of 0 degrees, 30 degrees, 60 degrees, and 90 degrees to the direction of the pull of the testing machine in the 4 groups, respectively. The repaired tendons were tested in a tensile machine to determine 2-mm gap formation force and ultimate strength of the tendons. The 2-mm gap formation force and ultimate strength in the tendons pulled at 0 degrees were statistically higher than those in the tendons pulled at 30 degrees, 60 degrees, and 90 degrees. The 2-mm gap formation force of the tendons pulled at 30 degrees, 60 degrees, and 90 degrees was 86% +/- 10%, 73% +/- 9%, and 64% +/- 8% of that at 0 degrees, respectively. Ultimate strength of tendons pulled at 30 degrees, 60 degrees, and 90 degrees was 89% +/- 9%, 82% +/- 11%, and 76% +/- 8% of that at 0 degrees, respectively. Values of the 2-mm gap formation force and ultimate strength were statistically the lowest in the group with a pulling angle of 90 degrees. There was no statistically significant difference in repair strength between tendons tested at 0 degrees and those in the model without pulleys. The strength of tendon repair changed considerably according to direction of tension added to the tendons. The gap formation force and ultimate strength decreased as angles of tension increased. The results imply that a repaired tendon will be weakened as the finger is increasingly flexed. The decrease in repair strength should therefore be considered in planning a tendon suture to tolerate active finger flexion and a tendon motion protocol after primary tendon repair.     

聚磷酸钙纤维体内降解及组织相容性实验

目的 研究人工合成聚磷酸钙纤维体内降解及组织相容性，为肌腱组织工程材料研究提供部分实验依据。方法 聚磷酸钙纤维束和对照材料碳纤维在20只SD大鼠肢体对称部位的皮下、肌肉、肌腱内植入。术后1个月观察实验鼠的日常活动；术后当日，4、8、12、16及20周行X线片检查；术后4、8、12、16及20周取出材料，行肉眼观察、组织切片，HE染色。结果 X线片及组织切片证实聚磷酸钙纤维在肌肉内约16周完全降解，肌腱、皮下约20周完全降解，降解产物无局部沉积现象；而对照碳纤维在实验中未观察到明显降解，聚磷酸钙纤维周围组织内淋巴细胞及巨噬细胞明显少于碳纤维周围，且与周围增生组织相融合程度亦优于碳纤维。结论 聚磷酸钙纤维在体内16－20周可完全降解，组织相容性优于碳纤维。     

组织工程学方法体外构建血管的研究

目的 探讨用组织工程学方法构建血管的可行性。方法 实验组：将体外培养、扩增的人脐带动脉平滑肌细胞与用可降解的生物材料聚乙醇酸(PGA)制成的管状结构结合，体外培养1周后植入裸鼠背部皮下。分别于2、4、5、6、11周取材进行大体及组织学检测；对照组：将没有细胞的单纯管状PGA植入裸鼠背部皮下，于相同时间点进行检测。结果 实验组在观测点均形成一内壁光滑的管状结构，组织学检测表明，该结构随观测时间的延长组织学成分也有明显的变化，从开始以PGA为主向平滑肌细胞及其分泌的胶原为主要成分过渡。而对照组则随着PGA的降解管状结构逐渐丧失。结论 组织工程学方法可形成具有一定张力及组织成分的管状结构。该方法用于构建血管是可行的。