体外冲击波对大鼠冈上肌腱止点损伤重建后腱—骨愈合进程的影响

时间:2022-10-19 01:40:08

[摘要] 目的 研究体外冲击波能否促进大鼠冈上肌腱止点重建后腱-骨界面的愈合进程。方法 将健康雄性SD大鼠(35只)随机分为干预组(体外冲击波,16只))和对照组(16只),剩余大鼠备用。建立冈上肌腱止点重建动物模型后,干预组(冲击波)术后次日始,予以冲击波连续治疗7 d,1次/d;对照组不接受冲击波治疗。于术后7、14、28、56 d分别取4只大鼠损伤重建侧肱骨头标本,行不脱钙切片、染色(HE)、镜下观察(200×),比较两组各时间点腱-骨交界区组织结构变化趋势。 结果 干预组腱-骨界面愈合过程较对照组快2~4周。结论 体外冲击波可加快大鼠冈上肌止点重建后腱-骨交界区组织愈合进程。

[关键词] 肩袖损伤;腱-骨愈合;体外冲击波;病理学分析

[中图分类号] R-33 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721(2013)12(a)-0010-03

近年来,我国肩袖损伤在肩部疾患中占相当高的比例,治疗方法较多,主要分为保守和手术重建两类,前者常出现肩关节僵硬等后遗症,后者常发生腱-骨不愈合、再次断裂。有研究认为,肩袖损伤临床疗效不满意的主要原因是肌腱-骨的愈合缓慢。近年来,一些研究显示体外冲击波可加快骨-肌腱结合部的愈合速度,但尚未形成共识。本研究应用体外冲击波干预大鼠肩袖损伤止点重建模型,观察冲击波对肩袖损伤后腱-骨界面愈合的影响。

1 材料及方法

1.1 实验动物及设备

健康雄性SD大鼠35只,随机分为2组:冲击波干预组(16只)、对照组(16只),其余3只备用。切片机(德国Leica公司),显微镜(OLYMPUS), Dolorclast 放射冲击波治疗机(瑞士)。本次实验动物均由苏州大学动物实验中心提供。

1.2 建立动物模型

选择大鼠右侧肩袖作为手术侧。3.6%的水合氯醛腹腔注射麻醉(1 ml/100 g),于肩胛冈远端前内侧作1.0 cm切口,显露冈上肌腱,于大结节止点处切断,在大结节处用0.5 mm克氏针建骨隧道,不吸收缝线牵引、固定冈上肌腱于骨道内。术后予青霉素200 000 U/d肌注3 d,不制动分笼饲养。

1.3 冲击波干预及标本采集

术后次日始,干预组SD大鼠右肩部均匀涂抹耦合剂,给予冲击波治疗,单次冲击量500次(频率5Hz,压力2 kPa),能量密度流为0.16 mJ/mm2,1次/d,持续7 d;对照组不予冲击波干预。两组分别于术后7、14、28、56 d剪取带冈上肌腱的肱骨头标本,4%多聚甲醛4℃下充分固定。

1.4 观察方法

标本不脱钙切片,HE染色,在200倍光学显微镜下观察两组各时间点(术后7、14、28、56 d)SD大鼠冈上肌止点重建后肌腱-骨界面处组织愈合情况,观察它们的变化趋势。

2 结果

2.1 术后7 d腱-骨交界区变化

对照组腱-骨交界区由毛细血管、炎症细胞、成纤维细胞构成的肉芽组织充填;干预组腱-骨区也见肉芽组织充填,大量炎性细胞聚集,明显较对照组炎细胞多、稠密(图1 A、B)。

2.2术后14 d腱-骨交界区变化

对照组腱-骨交界区成纤维细胞、炎症细胞较7 d前增多,组织结构松散,界限模糊不清;干预组腱-骨交界区组织结合较稠密,但较7 d前组织中毛细血管数目多,管壁渐趋完整,而细胞数目比对照组减少,并有少量软骨细胞增生、多量成纤维细胞及少量胶原纤维合成(图1 C、D)。

2.3术后28 d腱-骨交界区变化

对照组腱-骨交界区比14 d前结合紧密,充填的炎细胞、毛细血管数目比14 d时减少,成纤维细胞数目比14 d时增加,毛细血管壁尚完整,胶原含量较少,排列不规则;干预组腱-骨交界区组织细胞结合较14 d前及对照组紧密,可见瘢痕连接,其间炎细胞、成纤维细胞、毛细血管的含量逐渐减少,胶原较前增多,排列渐趋规则。近隧道壁处可见成软骨细胞(核类圆形)渗杂在胶原纤维间(图1 E、F)。

2.4术后56 d腱-骨交界区变化

对照组腱-骨交界区成软骨细胞、成纤维细胞较28 d前增生,胶原纤维合成也增多(但是排列不太规律,仍较杂乱),腱纤维与骨道壁间的连接比术后28 d组紧密,但与冲击波干预组相比仍较疏松、不牢固;干预组腱-骨交界区结缔组织连接紧密,炎性细胞、成纤维细胞数量较28 d时明显减少,成软骨细胞也明显减少、但排列规则,胶原纤维含量丰富,纤维束间交联增厚,纤维排列规则,腱与骨界面区可见“骨-软骨-胶原” 的移行带特征性结构(图1 G、H)。

3 讨论

体外冲击波是一种脉冲声波,近年来,它在医学领域的应用价值逐渐引起业内人士的关注。临床最初将其用于肾结石的治疗,而后被引入骨科进行骨折延期愈合、骨不连、肌腱炎的治疗[1-5],现逐渐引起骨关节外科界的关注。随着相关研究的不断进展,许多学者发现体外冲击波可促进肌腱与骨组织间的愈合[6-8]。同时,也有报道显示其治疗效果不甚满意[9]。

有研究发现不同强度、频率的冲击波对组织、细胞的影响是有差别的。张继英等[10]研究表明,使用不同频率(4、7、15 Hz)冲击波冲击正常兔胫骨,发现4、7 Hz组能促进骨外膜增生,且高频率组(15 Hz)纤维化程度也没有低频率组(4、7Hz)明显,因而认为低频率组促进骨生成作用较高频率组明显。刘沐青等[11]发现0.16 mJ/mm2能量密度的冲击波可诱导骨小节的生成。故在本实验中笔者选择低频率、低能量的冲击波作为干预因素。

腱-骨交界区是骨与肌腱连接部的力量汇聚点,因而在运动过程中易于损伤。以往研究表明腱-骨连接区的组织愈合过程——即形成“骨-矿化纤维软骨-非矿化纤维软骨-肌腱”移行带结构的过程较为复杂。一般认为肌腱与骨交界区首先由炎症因子趋化,炎症细胞、成纤维细胞聚集增生,演变为软骨细胞并分泌大量胶原纤维,形成各型胶原纤维中渗杂软骨细胞的纤维软骨,然后靠近骨组织侧渐矿化形成新骨,最终改造成“骨-矿化纤维软骨-非矿化纤维软骨-肌腱”移行带结构。研究发现在腱-骨交界部愈合过程中,力学特性的恢复至少需12周[12],而其组织上的愈合较骨-骨愈合需要更漫长的时间。Wang等[13]在实验(使用兔自体肌腱重建再造腱-骨连接结构模型)中发现体外冲击波可促进肌腱与骨组织愈合过程。

本次动物试验结果表明随着时间的延长,干预组与对照组动物模型标本切片镜下腱-骨连接部毛细血管与炎症细胞数量逐渐减少,而成软骨细胞、成纤维细胞数目不断增多,血管壁也逐渐趋向完整,胶原含量日趋增加,纤维排列逐渐规则,肌腱与骨髓道之间的连接逐渐紧密、牢固,这一趋势在干预组中更为明显,总体较对照组提前2~4周。

当然,由于条件、时间限制,相关研究还需要进一步深入,如肌腱-骨髓道愈合的力学检测,冲击波对组织细胞产生影响的分子生物学水平机制,均需在以后的研究中不断完善。

[参考文献]

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(收稿日期:2013-10-22 本文编辑:魏玉坡)

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