BMP加強型蠶絲人工韌帶重建兔ACL的實驗研究.pdf

1、目的：
　　 利用蠶絲作為原材料制作的人工韌帶重建實驗動物的前交叉韌帶，通過大體觀察、組織學、影像學和生物力學四個途徑，研究蠶絲人工韌帶與骨界面結合的情況，從而在實物及統(tǒng)計學上了解骨界面的具體轉(zhuǎn)歸過程。為蠶絲人工韌帶的探索研究及生產(chǎn)應用奠定堅實的基礎。
　　 方法：
　　 實驗組和對照組均采用蠶絲人工韌帶作為重建材料，建立36只成年新西蘭兔大白兔單側前交叉韌帶重建動物模型。實驗組術前將蠶絲人工韌帶浸泡在含BMP0

2、.5mg/ml的PBS溶液中四小時，對照組僅行PBS溶液預濕4小時。重建ACL方式模擬臨床，韌帶兩端骨隧道部分均采用人指骨鋼板配套的松質(zhì)骨螺釘擠壓固定。分別術后的4、8、16周取材做大體觀察、組織學、影像學和生物力學檢查。所得實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。
　　 結果：
　　 對照組術后4周韌帶無明顯滑膜覆蓋，界面可見充滿大量的疏松結締組織，有少量炎細胞浸潤表現(xiàn)，CT圖像示韌帶-骨之間分界清晰；術后8周韌帶有明顯滑膜覆蓋，界面可

3、見致密纖維組織與韌帶連接緊密，有新骨形成，CT圖像示韌帶-骨之間分界不明顯；術后16周韌帶基本被滑膜包裹，界面可見Sharpey纖維結構，CT圖像示韌帶-骨之間連接緊密。實驗組術后4周韌帶即有明顯滑膜覆蓋，界面充滿大量的致密結締組織，炎細胞浸潤明顯，有新骨形成，CT圖像示韌帶-骨界面之間分界不明顯；術后8周韌帶基本被滑膜包裹，界面部分區(qū)域可見Sharpey纖維結構，炎細胞明顯減少，CT圖像示韌帶-骨界面之間無明顯分界；術后16周韌帶完全

4、被滑膜包裹，類似自體ACL外形，韌帶-骨界面以Sharpey纖維結構為主，CT圖像示韌帶-骨界面連接緊密。
　　 選取所有實驗動物分別于術后4、8、16周進行韌帶-骨界面的CT值檢查，然后利用eflime圖像處理軟件所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析。結果顯示具有顯著性差異（P<0.05）。
　　 蠶絲韌帶在體外力學測試中，各項數(shù)據(jù)均高于兔自體ACL，術后標本生物力學測試發(fā)現(xiàn)在不同時間點均將韌帶從骨隧道中拉出，韌帶無一斷裂。統(tǒng)計學分

5、析兩組有顯著性差異（P<0.05）。
　　 結論
　　 蠶絲人工韌帶重建ACL后，其兩端骨隧道中韌帶-骨界面可通過Sharpey纖維結構，形成間接連接，韌帶中BMP細胞因子能促進韌帶一骨的愈合，增強韌帶-骨愈合的強度。
　　 意義
　　 隨著人們生活水平的提高和大眾體育的發(fā)展，關節(jié)韌帶損傷和四肢肌腱損傷的病例呈現(xiàn)快速增長的趨勢。大量韌帶重建與移植手術極大地促進了韌帶替代材料的發(fā)展。特別是20世紀70年代開

6、始，一些人工韌帶產(chǎn)品問世，基礎研究和臨床應用日益廣泛。采用人工韌帶重建膝關節(jié)韌帶有以下優(yōu)點：避免供區(qū)的手術創(chuàng)傷和并發(fā)癥，避免異體肌腱對疾病的傳播，縮短手術及病人康復時間，批量生產(chǎn)后來源廣泛。我們現(xiàn)在臨床應用較多的是法國LARS人工韌帶，術后效果讓人滿意，但其全靠進口滿足，價格不菲。因此，找到一種基礎研究比較完善的材料做出人工韌帶成品，盡快應用到動物及臨床試驗中，價格更低，術后效果更好，擁有自主知識產(chǎn)權是本課題研究的出發(fā)點。
　　

7、 本實驗應用的蠶絲人工韌帶成品（兔用型）有本課題組設計，委托東華大學材料科學與工程學院制造，韌帶設計有關節(jié)內(nèi)疏松部分，骨隧道致密部分及兩端引導線，使手術時間大大縮短。手術中韌帶兩端固定應用了擠壓螺釘技術，避免一般動物實驗中懸吊固定帶來的蹦極和雨刷效應，盡量模擬臨床手術過程。充分利用蠶絲對藥物有吸附釋放特性，在蠶絲人工韌帶上復合具有促進腱骨愈合的細胞因子骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2（BMP-2）。本實驗在重建膝關節(jié)交叉韌帶材料研究領域處于國際先進水