BMP加强型蚕丝人工韧带重建兔ACL的实验研究

[目的]利用蚕丝作为原材料制作的人工韧带重建实验动物的前交叉韧带,通过大体观察、组织学、影像学和生物力学四个途径,研究蚕丝人工韧带与骨界面结合的具体转归过程.[方法]实验组和单纯对照组采用蚕丝人工韧带作为重建材料,空白对照组采用动物自体跟腱1/3作为重建材料,建立36只成年新西兰大白兔单侧前交叉韧带重建动物模型.实验组术前将蚕丝人工韧带浸泡在含BMP 0.5 mg/ml的PBS溶液中4h,单纯对照组仅行PBS溶液预湿4h,空白对照组取完足够长跟腱预张后不做特殊处理.重建ACL方式模拟临床,韧带两端骨隧道部分均采用人指骨钢板配套的松质骨螺钉挤压固定.分别于术后4、8、24周取材做大体观察、组织学、影像学和生物力学检查.[结果]单纯对照组术后4周界面可见充满大量的疏松结缔组织,术后8周界面见致密纤维组织与韧带连接紧密,术后24周界面可见Sharpey纤维结构.实验组术后4周界面充满大量的致密结缔组织,术后8周界面部分区域可见Sharpey纤维结构,术后24周界面以Sharpey纤维结构为主.空白对照组术后4周界面可见成骨反应及大量的成纤维细胞,术后8周界面部分区域可见Sharpey纤维结构,术后24周界面以Sharpey纤维结构为主,形成间接止点.[结论]蚕丝人工韧带重建ACL,韧带-骨界面通过Sharpey纤维形成间接连接,韧带中BMP细胞因子能促进韧带-骨的愈合.     

前交叉韧带重建术后腱-骨和骨-骨界面愈合的比较研究

目的 探讨并比较两种移植物重建前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)后早期移植物隧道界面愈合的生物学机制. 方法 55只成年新西兰大白兔,体重2.0～2.8 kg.左膝关节切取带胫骨.骨块的髌韧带作为供区,右膝关节作为自体移植重建ACL受区.移植物骨块端为骨.骨界面愈合模型,韧带端为腱.骨界面愈合模型.术后观察实验动物一般情况,术后第2、4和8周取材(n=5)行大体及组织学观察,并于第4、8周取材(n=20)进行生物力学检测. 结果 术后动物肢体活动情况良好,实验过程中ACL连续性完整,张力适中.组织学观察:术后2周骨.骨界面大部分区域为纤维组织连接,腱一骨界面主要为肉芽组织填充;术后4周骨.骨界面大部分区域骨性愈合,腱.骨界面可见成骨反应及大量成纤维细胞;术后8周骨.骨界面已完全骨性愈合,腱.骨界面部分区域可见Sharpey纤维,形成间接止点.生物力学观察:术后4周腱-骨界面拔出率为85%,骨.骨界面为15%;术后8周腱.骨界面拔出率为95%,骨.骨界面为5%;各时间点骨.骨界面拔出率与腱一骨界面拔出率比较差异均有统计学意义(P<0.001). 结论 ACL重建术后早期骨一骨界面较腱.骨界面在愈合强度和速度上具有优势.     

骨-髌腱-骨自体移植重建前十字韧带的研究

目的探讨使用骨-髌腱-骨自体移植重建前十字韧带(ACL)术后1年内重建物生物力学性能和组织学变化。方法在39只成年犬单侧后肢行骨-髌腱-骨自体移植重建ACL手术。术后分别在4、8、12、26和52周时处死动物,对正常对照侧ACL和手术侧重建物在屈膝90°行拉力试验直到完全断裂,记录断裂位置,计算横断面积、强度、刚度和应力,观察关节内和隧道内韧带转化过程及隧道内骨块-隧道壁、髌腱-隧道壁和骨块-髌腱三个界面的组织学愈合过程。结果术后隧道内骨块-隧道壁界面4周时愈合;髌腱-隧道壁界面52周时有Sharpey样纤维跨过,出现潮线,软骨细胞有成行排列的趋势;术后骨块-髌腱界面未钙化的纤维软骨层消失,52周时仍未重现;韧带在关节内和隧道内部分的转化过程相似,其结构均于26周时与正常ACL相似。生物力学试验显示所有重建物均在韧带部断裂。52周时,移植髌腱的强度、刚度和应力分别为对照侧的38%、58%和50%,差异有统计学意义。骨隧道内的骨-骨界面术后4周时愈合,早于骨-腱界面;骨-腱界面52周时表现为间接止点,界面出现成行排列趋势的软骨细胞,界面的愈合过程仍在继续。结论用挤压螺钉固定的重建物在手术4周以后,力学薄弱处始终位于韧带本身,在指导患者进行康复锻炼时不必担心固定止点的力学性能。挤压螺钉固定的止点不仅在术后即刻稳定,而且在止点愈合、韧带化过程中仍然保持力学性能可靠。术后1年时虽然韧带在组织学上与正常ACL相似,但力学性能显著低于正常,在剧烈活动时患者需配带支具等进行保护。     

应用重组合异种骨促进前交叉韧带重建术后腱-骨愈合的研究

[目的]通过影像学、组织学及生物力学手段探讨重组合异种骨(RBX)对前交叉韧带重建术后腱-骨愈合的影响.[方法]25只新西兰白兔,利用双侧趾长伸肌肌腱重建前交叉韧带(ACL),其中一侧移植物两端固定有RBX,另一侧作为对照组,分别于术后2、6、12周取材,进行Micro-CT扫描,组织学染色(包括HE、甲苯胺蓝)以及生物力学检测,观察腱-骨之间愈合状况.[结果]影像学结果显示,术后6、12周RBX治疗组腱-骨之间的骨矿化组织密度(BMD)数值均高于对照组,并具有显著性差异;组织学结果显示,术后2周,RBX组腱-骨之间被大面积不规则分布的软骨样细胞填充;术后6周,治疗组的腱-骨之间已见大量成熟软骨细胞,并开始分泌基质.而对照组术后腱-骨间一直被纤维样结缔组织连接,至术后12周,治疗组部分标本出现类ACL正常肌腱止点.生物力学结果同样证实,RBX组的最大牵拉力均显著高于对照组.[结论]RBX可显著提高ACL重建术后腱-骨之间的愈合,较早恢复膝关节功能.     

骨隧道封闭状态下前交叉韧带重建的生物力学研究

[目的]探讨骨隧道封闭状态下是否保留残迹对前交叉韧带(ACL)重建的生物力学影响.[方法]采用成年健康新西兰兔12只,随机选取其一侧膝关节作为实验组,保留ACL残迹、骨隧道封闭状态下重建ACL;对侧为对照组:切除ACL残迹、骨隧道封闭状态下重建ACL.于术后12周处死动物,在858 Mini BionixⅡ型生物力学测试机测定股骨-移植物-胫骨的复合极限载荷、断裂部位.[结果]术后12周时保留残迹组股骨-移植物-胫骨的极限载荷为(23.46±7.4)N,切除残迹组为(18.63±4.26)N,实验组为对照组的126%,两组间有显著差异(t=3.058,P<0.05).移植物断裂部位:保残迹组中11例在韧带关节内部分,1例在腱骨交界处;不保留残迹组中9例在韧带关节内部分,2例在腱骨交界处,1例从隧道内拔出.[结论] 保留残迹的ACL重建有利于移植关节内愈合,改善移植物生物力学性能.     

酸性成纤维细胞生长因子复合胶原蛋白对兔前交叉韧带重建后腱-骨愈合的影响

目的观察酸性成纤维细胞生长因子(a FGF)复合胶原蛋白对兔前交叉韧带(ACL)重建后腱-骨界面愈合的影响。方法将30只新西兰白兔随机分为实验组与对照组,每组15只,均取趾长伸肌腱作为移植物。实验组将a FGF/胶原蛋白复合物植入到重建的ACL腱-骨界面,对照组单纯行ACL重建。于术后第4、8、12周分别处死动物取材,将股骨与胫骨端分别固定于生物力学试验机上,测试移植肌腱的腱-骨界面抗拉伸强度,取其绝对值作比较;同时,将股骨隧道和胫骨隧道纵向剖开,取下标本组织学观察移植物界面愈合情况。结果术后第4、8、12周抗拉力强度实验组强于对照组,差异有统计学意义(P0.001)。两组动物均在第4周时移植物与骨隧道之间均形成了纤维结缔组织。术后第12周,实验组肌腱移植物在骨隧道内形成了纤维软骨移行带,类似于正常的纤维软骨连接,而对照组则形成了走向与骨隧道轴向垂直的Sharpey样纤维。结论a FGF复合胶原蛋白能促进兔ACL重建腱-骨界面的早期直接愈合。     

关节内环境对前交叉韧带重建后腱-骨愈合的影响

目的：探讨兔前交叉韧带（anterior eruciate ligament,ACL）重建术后早期关节腔内冲洗对腱-骨愈合过程中组织学和生物力学的影响。方法：取24只新西兰大白兔,建立双侧ACL重建模型,一侧膝作为实验组,并取对侧作为对照组。实验组术后5d内定期行关节腔内冲洗,对照组不做处理。在术后4、8、12周行生物力学测定和腱-骨愈合部位组织学观察,比较韧带断裂时所需拉力大小以及腱-骨界面处组织学变化。结果：发现实验组韧带强度及组织学转归明显优于对照组,差别有显著的统计学意义（P〈0．01）。结论：早期关节腔冲洗对ACL重建后韧带强度和腱-骨愈合有着积极的作用,提示可以通过关节腔冲洗的方法来改善ACL重建后早期关节内环境以改善重建后手术效果。     

自体肌腱加富血小板血浆重建比格犬前交叉韧带的实验研究

目的研究应用自体肌腱添加富血小板血浆重建比格犬前交叉韧带的早期组织学转归及生物力学变化。方法选用健康成熟的雄性比格犬36只,随机分为两组(模型组和实验组),将每组比格犬36个膝关节分别取同侧趾长屈肌腱进行单束双股重建,实验组添加自体富血小板血浆。术后第4、8、12周每组随机抽取6只比格犬处死,分别取12个膝关节(包括股骨端与前交叉韧带),每组随机取8个膝关节做生物力学拉脱试验,另4个膝关节标本进行组织学检查,并对实验数据进行统计学分析。结果组织学观察模型组术后4周时,腱骨界面有纤维血管形成,实验组腱骨界面纤维血管更加密集,排列较有序并有少量Ⅱ型胶原纤维。术后8周模型组有肌腱周围的新骨形成,骨隧道壁增厚。但在此期间,胶原纤维机化不充分,腱骨的连续性偶尔可见;实验组胶原纤维生长成熟,可见腱骨的连续性,并在腱骨界面中心出现少量垂直排列的Sharpey样纤维。术后12周模型组可见少量垂直排列的Sharpey样纤维;实验组腱骨界面可见大量的垂直排列的Sharpey样纤维,此时腱骨愈合已逐步趋于稳定。生物力学测试显示术后第4、8周,两组肌腱都能从骨隧道里拉脱出来。在第12周时,模型组仍可以从骨髓道里被拉脱;实验组肌腱均不能从隧道中被拉出,而是在肌腱中间断裂。结论应用自体肌腱可以重建比格犬前交叉韧带并达到腱骨愈合,添加富血小板血浆可以加快腱骨愈合的速度。     

骨保护素/脱蛋白骨复合物对兔前交叉韧带重建后腱-骨愈合的影响

目的探索骨保护素(OPG)/脱蛋白骨(DPB)复合物对兔前交叉韧带(ACL)重建后腱-骨愈合的影响。方法制备OPG/DPB复合物。取健康新西兰大白兔60只,随机分为4组(n=15):OPG组、DPB组、OPG/DPB组及对照组,均建立ACL重建模型,腱-骨界面分别植入OPG、DPB及OPG/DPB,对照组旷置处理。术后4、8、12周取材行大体、组织学观察和生物力学检测。结果组织学观察显示,术后4周时,各组均未见Sharpey样胶原纤维,由纤维结缔组织填充;术后8周时,OPG/DPB组Sharpey样胶原纤维最为明显;术后12周时,OPG/DPB组可见典型4层结构。生物力学测试显示,术后4周各组最大加载负荷无明显差异(P0. 05);术后8周,OPG/DPB组最大加载负荷最高,与其他各组差异显著(P0. 05);术后12周,各组差异无统计学意义(P0. 05)。结论 OPG/DPB复合物可显著促进ACL重建术后的腱-骨早期愈合。     

富血小板血浆复合小牛脱蛋白骨重建前交叉韧带腱-骨愈合的组织学观察

目的前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)重建术腱-骨愈合情况是手术成败的关键因素。将不同浓度富血小板血浆(platelet-rich plasma,PRP)/异种小牛脱蛋白骨(deproteinized bone,DPB)凝胶复合物作为骨隧道填充物,观察ACL重建后腱-骨愈合的组织学变化,探讨该复合物对腱-骨愈合的促进作用,并确定PRP的最佳浓度。方法取新西兰大白兔耳中央动脉血8mL,采用Landesberg方法制备PRP,并将上清液作为稀释剂,制备浓度分别为30%、60%、100%的PRP。取新鲜新生小牛股骨骺端松质骨,经30%H2O2、乙醚交替浸泡24h,连续6次,制备DPB。将DPB浸泡于不同浓度PRP中并加入激活剂制备PRP/DPB凝胶复合物。取54只8～12月龄新西兰大白兔,体重(2.5±0.4)kg,随机分成3组(n=18),分别为30%PRP/DPB凝胶复合物组(A组)、60%PRP/DPB凝胶复合物组(B组)、100%PRP/DPB凝胶复合物组(C组)。实验动物制备双侧ACL缺损模型。随机取一侧下肢以对应浓度的PRP/DPB凝胶复合物作为骨隧道填充物,以自体半腱肌肌腱重建ACL,作为实验侧;另一侧行自体半腱肌肌腱重建ACL,作为对照侧。术后观察各组动物一般情况,于术后3、6、12周取材行大体观察及HE染色,光镜下观察腱-骨愈合情况,并参照Demirag等标准对腱-骨界面愈合情况进行Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级半定量评价。结果大体观察:术后3周各组关节滑液稍增多,股骨隧道内未见骨样组织;6周时各组无关节积液,隧道内口见瘢痕组织增生;12周时各组移植肌腱与骨隧道壁纤维组织连接致密。组织学观察:A组实验侧术后3周,腱-骨界面间形成新生肉芽组织界面;6周时腱-骨界面间出现宽度不一的Sharpey样纤维;12周时腱-骨界面Sharpey样纤维排列有序,形成不规则、模糊的"潮线"。B组实验侧在各时间点腱-骨界面胶原纤维连接均优于其他各组;术后3周腱-骨界面发现排列较规整的类软骨细胞;6周时腱-骨界面骨隧道类软骨细胞单位面积数量明显多于其他组;12周时腱-骨界面可见移植物类软骨细胞增生,分化成熟,Sharpey样纤维连接致密有序。C组实验侧3周时腱-骨界面胶原纤维连接与A组实验侧及对照侧相似,6、12周相对成熟的致密结缔组织分化较差。参照Demirag等标准对腱-骨界面愈合进行分级,术后3、6周B组实验侧和对照侧、术后12周B组实验侧与C组实验侧,比较差异均有统计学意义(P0.05);其余各组实验侧之间以及同组实验侧与对照侧比较,差异均无统计学意义(P0.05)。结论 PRP浓度为60%时,其与DPB的复合物形成凝胶后具有良好的生物相容性和骨诱导作用,可提高兔ACL重建术后腱-骨愈合。