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        聚-DL-乳酸可吸收医用膜防止鸡肌腱粘连的实验研究

          刘宇洲 劳杰 赵新

          [摘要] 目的探讨鸡肌腱断裂修补后,聚-DL-乳酸可吸收膜预防肌腱粘连的可行性及其有效性。方法将100只实验用鸡随机分为2组,A组为实验组,B组为对照组,各50只。对每只鸡的左足趾总深屈肌腱进行断裂修补。A组修补后放置可吸收膜,B组修补后不放置可吸收膜。修补术后3周、6周、2月、3月、5月分别进行大体观察、组织形态学、生物力学及功能恢复的测定。同时进行2组间比较的统计学分析。结果死亡20只鸡,可吸收膜组和对照组各10只,80只进入实验结果统计中。肉眼下可吸收膜组同周围组织粘连较少,光镜下可吸收膜组未见明显坏死组织,与周围纤维组织粘连较少,胶原纤维排列整齐。电镜下可吸收膜组3月后以未成熟的成纤维细胞增生为主,对照组以成熟的成纤维细胞增生为主。生物力学结果无明显差异,3月后可吸收膜组的屈趾功能明显优于对照组。结论聚-DL-乳酸可吸收医用膜具有防止肌腱粘连的效果。

          [关键词] 肌腱粘连;肌腱断裂;可吸收膜;胶原纤维;聚乳酸可吸收医用膜

          [中图分类号] R318.08 [文献标识码] A

          肌腱粘连[1]是指肌腱损伤修复过程中周围组织的增生和侵入。以往多采用透明质酸钠膜或几丁糖膜作为屏障防止肌腱粘连,但透明质酸钠膜在体内存在时间短,更易降解,肌腱比起前两者更易粘连。几丁糖膜与机体黏附性较差,且由于是生物膜,植入前期易出现原因不明的轻度炎症反应和异物反应[2]。本次研究旨在利用聚乳酸可吸收膜包绕在修补后的肌腱周围,评价其在预防鸡肌腱粘连的有效性,为临床手外科领域预防肌腱的粘连提供实验资料。

          1材料与方法

          1.1 动物与材料

          选取浦东鸡100只,体重1.5kg左右,雌雄不限。按完全随机化的原则分为2组,A组为实验组,B组为对照组,各50只。聚-DL-乳酸可吸收医用膜,是一种人工合成的可降解材料,由上海某医疗科技有限公司提供。

          1.2 实验方法

          用1.5%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉。常规消毒铺巾,上高位止血带,用新洁儿灭消毒手术区域。取鸡的左足趾总深屈肌腱。采用左膝外下一纵形切口,长约4cm,暴露趾深屈肌腱并切断。趾浅屈肌腱不进行处理,趾深屈肌腱在断裂处用5-0Prolein肌腱缝线改良Kessler缝合。A组于肌腱缝合处局部包绕聚-DL-乳酸可吸收医用膜。B组未用聚-DL-乳酸膜包绕肌腱吻合处。A、B组均用青霉素粉撒至伤口处抗感染。皮肤切口用4-0丝线间断缝合,消毒包扎。术后管形石膏固定于趾屈位3周。3周后去除石膏任其自由活动。

          1.3 检测方法

          将A、B组各自随机分为5小组,每组10只,术后观察动物的进食、饮水、活动、伤口愈合及局部反应。分别于3周、6周、2月、3月、5月行大体观察,并进行缝合处肌腱粘连情况评分,然后切取缝合处肌腱做组织学检查;左屈趾深肌腱行生物力学测定和功能恢复试验。

          1.3.1大体观察

          观察腱周组织病理性改变,肌腱是否在吻合口处断裂,吻合口处肌腱色泽和周围组织的粘连程度及范围,肌腱的滑动性及肌腱吻合处表面的光滑程度。肌腱粘连等级评定[3]:0级:无粘连,肌腱滑动自如无损伤;I级:肌腱上有纤细的纤维束与周围粘连,但可钝性分离或肌腱滑动时有轻微损伤;II级:有中度纤维束粘连,可钝性分离或肌腱滑动时有中度损伤;III 级:严重粘连,需锐性分离或肌腱滑动受到限制;IV级:最大程度粘连,无法分离肌腱与周围组织,肌腱滑动不能。

          1.3.2组织形态学观察

          HE染色下观察成纤维细胞、胶原纤维排列及肌腱周围的粘连情况。电镜观察成纤维细胞的形态及数量、胞浆内粗面内质网的扩张程度及胶原纤维的排列。

          1.3.3生物力学测试

          肌腱最大拉伸断裂强度﹙Pmax﹚和最大延伸率﹙§max﹚测定:将肌腱一端固定,另一端用拉力计匀速牵拉,牵拉至肌腱自吻合口断裂,这时的拉力即为Pmax。§max=﹙肌腱被拉断时长度-肌腱初始长度﹚/ 肌腱初始长度×100%。

          1.3.4屈趾功能测定

          于膝关节处截下双后肢,于截断处分离出伤趾的屈趾深肌腱,在测试台上以250g的拉力牵拉,测量相应肌腱的拉伸长度﹙滑动距离﹚和中趾趾间关节的屈曲角度之和,代表手术趾术后的屈趾功能。

          1.4 统计学分析

          各组数据均用SPSS15.0统计软件处理,以均数±标准差表示,并用单方差分析进行检验。<0.05认为差异有显著性意义。

          2 结果

          本次实验历时5月,实验用鸡100只,死亡20只,80只进入实验结果统计中,实验过程中2组肌腱周围均未见明显炎症反应,手术趾肿胀不明显。

          2.1 大体观察(彩图见插页)

          图1~2 术后3周,可见A组﹙1﹚肌腱表面覆盖了一层透明光滑有光泽的防粘连膜﹙→﹚,而B组﹙2﹚肌腱表面欠光滑。

          图3~6术后2月,可见B组﹙4、6﹚肌腱缝合处出现明显的肌腱粘连﹙→﹚,而A组﹙3、5﹚肌腱表面较B组光滑。

          3周时,2组肌腱周围均未见明显炎症反应,手术趾肿胀不明显。A组肌腱光滑,同周围粘连较少,表面有透明的膜状物质覆盖,与周围组织粘连程度均为0级或I级;B组肌腱同周围组织存在一定程度粘连,但组织结构仍能辨认,粘连程度以II级为主;3月以后,A组肌腱同周围组织粘连明显轻于B组,A组肌腱表面的可吸收膜已被吸收,A组粘连程度以II级为主,而B组肌腱严重粘连,粘连评定多数达III和IV级,部分组织结构难以辨认,2组肌腱周围均无炎症。

          根据肌腱粘连等级评定结果,从术后3周至术后3月,随着时间的延长,A、B2组II、III、IV级数量逐渐增多,但到了3个月以后,III、IV级数量无明显变化。

          2.2 光镜观察﹙彩图见插页﹚

          图7~10术后3周,光镜下HE染色观察,无论横断面还是纵切面,B组﹙8、10﹚肌腱粘连﹙→﹚均较A组﹙7、9﹚严重。

          图11~12A组﹙11﹚胶原纤维﹙→﹚排列较B组﹙12﹚整齐。

          3周时光镜下2组肌腱的桥接处开始有成纤维细胞增生,但仍有间隙,肌腱与周围组织之间无明显淋巴细胞浸润,A组肌腱周围未见明显的纤维组织粘连,而B组局部出现粘连的纤维组织,且胶原纤维排列也较A组紊乱。6周,2组光镜下两组肌腱桥接处均有大量成纤维细胞增生,无明显淋巴细胞浸润。3月后2组肌腱桥接处的空隙已消失,A组肌腱周围光滑,未见明显的纤维组织相粘连,而B组肌腱周围被粘连的纤维组织所包裹,A组胶原纤维排列明显较B组整齐。

          2.3 电镜观察

          图13~15术后3周,5000倍电镜下,A组﹙13﹚和B组﹙14﹚肌腱缝合处可见成纤维细胞﹙↑﹚均明显增生,而B组﹙15﹚于正常肌腱中未见明显成纤维细胞增生

          图16~17术后3周,10000倍电镜下,A组﹙16﹚和B组﹙17﹚均以未成熟的成纤维细胞增生为主,且粗面内质网﹙↑﹚均扩张明显。

          图18~19术后3月,5000倍电镜下,A组﹙18﹚胶原纤维﹙→﹚排列明显较B组﹙19﹚规则。

          3月后5000倍电镜下观察两组肌腱仍有成纤维细胞增生,但A组以未成熟的成纤维细胞为主,而B组以成纤维细胞为主,2组粗面内质网扩张程度与3周时相比均减弱,但A组粗面内质网扩张比B组明显,且A组胶原纤维排列明显比B组整齐。

          2.4 生物力学测试

          根据方差分析的统计结果,在术后各时期,A、B2组肌腱最大拉伸断裂强度的比较均无明显的统计学差异。

          根据方差分析的统计结果,在术后各时期,A、B2组肌腱最大延伸率的比较均无明显的统计学差异。

          2.5 屈趾功能测定

          根据方差分析的统计结果,在术后第6周,=0.038<0.05,A、B2组肌腱拉伸长度的比较有统计学差异,其余时期2者均无统计学差异。

          根据方差分析的统计结果,在术后第3月和第5月,值分别为0.047和0.037均<0.05,A、B2组肌腱屈曲角度比较有统计学差异,其余时期2者均无统计学差异。术后3月内,A、B2组屈曲角度均值随着时间的延长逐渐减小,术后5月和3月相比,无明显改变。

          3讨论

          Hurwitz[4]认为理想的预防肌腱粘连的可降解材料应满足以下要求:①不会引起组织损伤;②保护修复的肌腱,防止粘连的形成;③不干扰肌腱的愈合进程;④能在局部存留足够长的时间充分发挥屏障作用;⑤能够完全降解吸收。聚-DL-乳酸可吸收防粘连膜,是由右旋乳酸聚合的聚-D-乳酸和左旋乳酸聚合的聚-L-乳酸按一定比例组合成的一种分子材料,是一种质地柔软的白色织物状膜,对组织无损伤,具有优良的贴附性。聚-DL-乳酸可吸收防粘连膜在生物体内可降解乳酸,再经三羧酸循环分解为二氧化碳和水[5],可被机体吸收并排除体外。其无毒、副作用,不影响肌腱正常的愈合。有适度的抗原刺激性。付东伟[6]的研究表明在缓冲溶液中聚乳酸膜的降解随着分子量的增加速度变慢。

          本次研究中,以鸡为实验对象,因为鸡趾和人手在解剖结构和功能上非常相似,屈肌腱分为浅、深2条,都具有鞘管。因此,以鸡趾作为预防鞘管区屈肌腱粘连的动物模型是合理的[7]。5个月的实验过程中,肉眼观察2组鸡趾均无明显肿胀,切口处无流脓,切开后鸡趾局部无坏死组织,且光镜下未发现有明显的淋巴细胞浸润,表明可吸收膜在鸡趾的局部未引起明显的免疫排斥及异物反应。

          在测量2组肌腱的中节趾间关节及掌趾关节屈曲角度的试验中,3月后可吸收膜组关节的屈曲角度明显大于对照组﹙比较有统计学意义﹚,间接说明了可吸收膜组的粘连程度小于对照组。

          肌腱粘连等级评定结果示从术后3周至术后3月,A、B2组II、III、IV级数量均逐渐增多,但到了3个月以后,III、IV级数量无明显变化。这说明在术后3个月内随着时间的延长,无论是否放膜,肌腱粘连的程度均逐渐加重,3个月以后肌腱粘连程度无明显变化。同样屈曲角度的测定也反映出术后3月内,A、B2组屈曲角度均值随着时间的延长逐渐减小,表明肌腱粘连程度的逐渐加重,而3月后粘连程度无明显变化,2种评定是相符的。而肌腱拉伸长度与时间之间未显示负相关,考虑肌腱拉伸长度不仅受到粘连的影响,而且和肌腱本身的生物力学特征﹙长度、肌纤维数量﹚以及肌腱营养保存密切相关,而这些在每个个体上是存在差异的,因此拉伸长度的指标有待改进,也许可采用拉伸率比较来减少其受本身长度的影响。

          生物力学测试的结果显示,肌腱最大拉伸断裂强度和肌腱最大延伸率的比较2组无统计学差异,表示肌腱术后各时段的抗负荷力无显著差异,说明可吸收膜虽然抑制了肌腱的外源性愈合,但没有影响肌腱的内源性愈合,肌腱愈合的牢固程度无明显变化,同时也说明肌腱的内源性愈合在肌腱愈合过程中起到了重要作用。

          从电镜观察来看,3月后对照组肌腱以成熟的成纤维细胞为主,而实验组仍以未成熟的成纤维细胞为主,对照组总体粗面内质网扩张程度也不如实验组,这说明可吸收膜具有适度的抗原刺激性,对肌腱内成纤维细胞存在着一定的刺激生长的作用。

          聚-DL-乳酸可吸收医用膜具有防止肌腱粘连的效果。其原理为在肌腱愈合过程中,该膜包裹损伤的肌腱,在肌腱周围形成隔离屏障,能避免周围疤痕组织长入与肌腱形成粘连,抑制外源性生长;同时刺激机体形成“假鞘”[8],为肌腱滑动提供光滑的组织床。其具有适度的抗原刺激性,促进内源性愈合,抑制炎症反应,有效地预防了肌腱粘连,聚-DL-乳酸可吸收医用膜也有其不足之处[9],柔韧性不够柔软,包裹肌腱时不够紧密,同时没有微孔,不利于分泌物或血液渗透,其缺点有待于进一步解决。

          4 结论

          聚-DL-乳酸可吸收医用膜可以有效地防止肌腱与周围组织发生粘连,是一种理想的预防肌腱粘连的可降解材料,为临床手外科预防肌腱粘连提供了一种方法。

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