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交叉韧带重建移植物体内重塑的相关研究

于绍斌  
【摘要】: 第一部分:兔自体和异体髌韧带移植重建前交叉韧带后移植物Ⅲ型胶原表达与生物力学的变化 目的研究兔自体和异体髌韧带移植重建前交叉韧带后,移植物中Ⅲ型胶原表达和生物力学性能的变化。 方法36只健康成年新西兰白兔,切除双侧前交叉韧带,每只兔随机一侧移植同种异体髌韧带,共36膝,另一侧移植自体髌韧带,共36膝。分别于手术后3周、6周、12周切取移植物,反转录一聚合酶链反应检测Ⅲ型前胶原-mRNA表达,免疫组织化学方法检测Ⅲ型胶原表达,并截取双侧膝关节股骨-移植物-胫骨复合体行生物力学检测。另取6只健康成年新西兰兔不进行前交叉韧带重建,为正常对照。 结果正常前交叉韧带及移植前自体和异体髌韧带Ⅲ型胶原表达阴性;移植后各时间点移植物均可见Ⅲ型前胶原-mRNA表达,自体髌韧带术后6周达到高峰,而异体髌韧带手术后12周Ⅲ型前胶原-mRNA表达仍较高;异体髌韧带手术后生物力学性能丢失明显,随着Ⅲ型胶原表达减少,生物力学性能逐渐增加,但未达到正常前交叉韧带水平。结论受体细胞侵入移植物,合成Ⅲ型胶原,可能是移植物体内重建过程中生物力学性能降低的原因之一;异体移植物Ⅲ型胶原合成时间延长于自体移植物;确切了解交叉韧带移植物重建中胶原基质的改变,对于促进移植物术后重建具有重要意义。 第二部分:富血小板血浆来源的富生长因子液对兔异体冻干跟腱移植后早期微血管生成的影响 目的观察富血小板血浆来源的富生长因子液对兔异体冻干跟腱移植重建前交叉韧带后早期微血管生成的影响。 方法12只健康成年新西兰白兔切除双侧前交叉韧带,随机一侧植入经等量生理盐水预处理后的兔异体冻干跟腱(NS组),另一侧植入经血小板血浆来源的富生长因子液预处理后的兔异体冻干跟腱(PRGF组)。2只健康成年白兔为空白组,仅切开一侧膝关节。术后2周、4周、6周对移植物行苏木精-伊红染色和免疫组织化学染色检查, Weidner法定量检测移植物微血管密度。结果PRGF组MVD高于NS组(P0.05);术后2周、4周、6周,NS组与PRGF组微血管密度分别为2.52±0.45,3.41±0.44,2.57±0.51和3.56±0.81,4.91±0.46,3.01±0.75,两组间各时间点差异均有统计学意义(P0.01);而且PRGF组在新血管形成的时间、血管形成数量及血管长入肌腱的深度方面均优于NS组。 结论富血小板血浆来源的富生长因子液可促进异体冻干跟腱移植重建前交叉韧带后早期微血管生成。 第三部分:富生长因子液对兔异体冻干跟腱重建前交叉韧带后胶原表达及生物力学的影响 目的观察富血小板血浆来源的富生长因子液对异体冻干跟腱移植重建兔前交叉韧带后移植物胶原变化和生物力学性能的影响。 方法40只健康成年新西兰白兔,手术切断双侧ACL,随机一侧植入经血小板血浆来源的富生长因子液预处理后异体冻干跟腱(PRGF组,共40膝),另一侧植入经等量生理盐水预处理的异体冻干跟腱(NS组,共40膝)。手术后3周、6周、12周、24周取关节内移植物进行苏木精-伊红染色观察,免疫荧光共聚焦方法检测Ⅰ型及Ⅲ型胶原变化,并截取双侧膝关节股骨-移植物-胫骨复合体行生物力学检测。另取6只健康白兔不进行前交叉韧带重建,为正常对照组。 结果手术后3周移植物被大量炎性细胞覆盖,PRGF组明显少于NS组;宿主细胞逐渐向移植物深层侵润,移植物深层可见血管形成;手术后3周PRGF组及NS组Ⅲ型胶原含量升高,Ⅰ型胶原含量下降,以NS组明显;手术后12周,PRGF组Ⅲ型胶原含量明显减少,而NS组要延迟到手术后24周;随着Ⅲ型胶原含量下降,Ⅰ型胶原含量升高,移植物生物力学性能开始改善,手术后24周移植物生物力学性能PRGF组明显高于NS组。 结论富生长因子液可促进兔异体冻干跟腱移植重建前交叉韧带后胶原重塑,加速移植物重建。 第四部分:聚对苯二甲酸乙二醇酯材料LARS韧带体内组织学及超微结构研究 目的观察聚对苯二甲酸乙二醇酯材料LARS韧带重建兔前交叉韧带后移植物体内组织学转归及超微结构。 方法选择12只健康成年新西兰白兔,随机分为A,B两组,其中A组(共9膝),前交叉韧带完全切断后,用体外编织的聚对苯二甲酸乙二醇酯材料LARS韧带重建,并用前交叉韧带残端覆盖移植物;B组(共3膝)前交叉韧带完全切除后单纯应用体外编织的聚对苯二甲酸乙二醇酯材料LARS韧带重建前交叉韧带。分别于手术后1月、3月、6月切取关节内移植物行苏木精-伊红染色及masson染色观察,并应用透射电子显微镜观察移植物超微结构。 结果手术后1月,A组关节内LARS韧带纤维束被纤维结缔组织包裹,而B组手术后6月仍不能被纤维结缔组织包裹;手术后3月,A组关节内LARS韧带纤维束包裹的纤维结缔组织为不成熟的胶原纤维组织,不能沿应力分布,另外,A组及B组在骨道内或LARS韧带纤维束之间,存在中等程度的异物反应或炎症反应,以B组明显;手术后6月,A组关节内LARS韧带纤维束之间仍为不成熟的胶原纤维组织,不能沿应力分布;电子显微镜观察见人工纤维束间存在小直径的胶原纤维分布,人工纤维束间的成纤维细胞及骨道内人工纤维束间的成骨细胞增殖活跃,细胞体积及细胞核增大,粗面内质网扩张;A、B组骨道内均存在骨长入,新生编织骨起始于骨道壁,向人工材料的深层长入,但这种骨长入过程缓慢,在骨道内或LARS韧带纤维束之间,异物反应或炎症反应逐渐减轻。 结论聚对苯二甲酸乙二醇酯材料LARS韧带生物相容性较好,为永久型韧带设计,仅具有部分支架型韧带的特性;关节内游离部分需用自体组织覆盖;移植后骨道内是否存在有效骨长入仍需进一步观察。


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