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BMP加强型蚕丝人工韧带重建兔ACL的实验研究

刘庆鹏

  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情况,从而在实物及统计学上了解骨界面的具体转归过程。为蚕丝人工韧带的探索研究及生产应用奠定坚实的基础。 方法 实验组和对照组均采用蚕丝人工韧带作为重建材料,建立36只成年新西兰兔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 0.5mg/ml的PBS溶液中四小时,对照组仅行PBS溶液预湿4小时。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。分别于术后的4、8、16周取材做大体观察、组织学、影像学和生物力学检查。所得实验数据进行统计分析。 结果 对照组术后4周韧带无明显滑膜覆盖,界面可见充满大量的疏松结缔组织,有少量炎细胞浸润表现, CT图像示韧带-骨之间分界清晰;术后8周韧带有明显滑膜覆盖,界面可见致密纤维组织与韧带连接紧密,有新骨形成,CT图像示韧带-骨之间分界不明显;术后16周韧带基本被滑膜包裹,界面可见Sharpey纤维结构,CT图像示韧带-骨之间连接紧密。实验组术后4周韧带即有明显滑膜覆盖,界面充满大量的致密结缔组织,炎细胞浸润明显,有新骨形成,CT图像示韧带-骨界面之间分界不明显;术后8周韧带基本被滑膜包裹,界面部分区域可见Sharpey纤维结构,炎细胞明显减少,CT图像示韧带-骨界面之间无明显分界;术后16周韧带完全被滑膜包裹,类似自体ACL外形,韧带-骨界面以Sharpey纤维结构为主,CT图像示韧带-骨界面连接紧密。 选取所有实验动物分别于术后4、8、16周进行韧带-骨界面的CT值检查,然后利用eflime图像处理软件所得数据进行统计学分析。结果显示具有显著性差异(P<0.05)。 蚕丝韧带在体外力学测试中,各项数据均高于兔自体ACL,术后标本生物力学测试发现在不同时间点均将韧带从骨隧道中拉出,韧带无一断裂。统计学分析两组有显著性差异(P<0.05)。 结论 蚕丝人工韧带重建ACL后,其两端骨隧道中韧带-骨界面可通过Sharpey纤维结构,形成间接连接,韧带中BMP细胞因子能促进韧带-骨的愈合,增强韧带-骨愈合的强度。 意义 随着人们生活水平的提高和大众体育的发展,关节韧带损伤和四肢肌腱损伤的病例呈现快速增长的趋势。大量韧带重建与移植手术极大地促进了韧带替代材料的发展。特别是20世纪70年代开始,一些人工韧带产品问世,基础研究和临床应用日益广泛。采用人工韧带重建膝关节韧带有以下优点:避免供区的手术创伤和并发症,避免异体肌腱对疾病的传播,缩短手术及病人康复时间,批量生产后来源广泛。我们现在临床应用较多的是法国LARS人工韧带,术后效果让人满意,但其全靠进口满足,价格不菲。因此,找到一种基础研究比较完善的材料做出人工韧带成品,尽快应用到动物及临床试验中,价格更低,术后效果更好,拥有自主知识产权是本课题研究的出发点。 本实验应用的蚕丝人工韧带成品(兔用型)有本课题组设计,委托东华大学材料科学与工程学院制造,韧带设计有关节内疏松部分,骨隧道致密部分及两端引导线,使手术时间大大缩短。手术中韧带两端固定应用了挤压螺钉技术,避免一般动物实验中悬吊固定带来的蹦极和雨刷效应,尽量模拟临床手术过程。充分利用蚕丝对药物有吸附释放特性,在蚕丝人工韧带上复合具有促进腱骨愈合的细胞因子骨形态发生蛋白-2(BMP-2)。本实验在重建膝关节交叉韧带材料研究领域处于国际先进水平 BMP加强型蚕丝人工韧带若能研制成功,不但对于我国人工韧带研究领域是一次巨大的推动,而且会产生巨大的经济效益和社会效益。让我们的ACL重建病人真正使用上具有我国自主知识产权的人工韧带是我们不懈追求的目标。……   
[关键词]:蚕丝;人工韧带;骨形态发生蛋白;前交叉韧带;重建
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:泰山医学院2010年