【摘要】：第一章：對比研究狗趾深屈肌腱、前交叉韌帶、跟腱和髕腱之間的差異 目的：本實(shí)驗(yàn)的主要目的為對比研究狗趾深屈肌腱、前交叉韌帶、跟腱和髕腱之間在生物力學(xué)和組織學(xué)上的差異。 方法：20只狗后腿用于獲取趾深屈肌腱(N=20)、前交叉韌帶(N=20)、跟腱中間束(N=20)和帶1/3髕腱的骨-髕腱-骨(N=20)。利用摩擦力測試、壓痕實(shí)驗(yàn)、組織學(xué)和免疫組織化學(xué)等方法以評估之間的差異。 結(jié)果：摩擦力測試發(fā)現(xiàn),第1個(gè)循環(huán)時(shí),與髕腱組(336.62±110.87mN)和跟腱組(147.89±54.73mmN)相比,趾深屈肌腱組(47.24±14.40mN)和前交叉韌帶組(51.98±12.10mN)摩擦力顯著較小(P0.05)。第5個(gè)循環(huán)時(shí),與髕腱組(414.29±104.49mN)和跟腱組(260.11±99.11mN)相比,趾深屈肌腱組(88.73±18.33mN)和前交叉韌帶組(126.88±50.83mN)摩擦力亦顯著較小(P0.05)。第10個(gè)循環(huán)時(shí),與髕腱組(442.12±106.69mN)相比,趾深屈肌腱組(132.53±26.08mN)、前交叉韌帶組(196.69±84.80mmN)和跟腱組(311.89±124.78mN)摩擦力顯著較小(P0.05)。第100個(gè)循環(huán)時(shí),與髕腱組(571.06±132.50mN)相比,趾深屈肌腱組(397.26±39.98mN)和前交叉韌帶組(396.53±90.59mN)摩擦力顯著較小(P0.05)。壓痕實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),與髕腱組抗壓模量(2.85±0.43MPa)相比,趾深屈肌腱組(4.11±0.34MPa)、前交叉韌帶組(3.54±0.32MPa)和跟腱組(4.71±0.38MPa)的抗壓模量均顯著較高(P0.05)。組織學(xué)檢測發(fā)現(xiàn)趾深屈肌腱和前交叉韌帶的腱外膜光滑,由單一肌腱外膜細(xì)胞覆蓋；而髕腱和跟腱表面相對粗糙,腱旁組織清晰可見。Lubricin在趾深屈肌腱和前交叉韌帶的表面有大量的表達(dá),在細(xì)胞外基質(zhì)和膠原纖維間也有少量表達(dá)。在跟腱的腱旁組織可見Lubricin表達(dá),但肌腱表面Lubricin表達(dá)較少,腱旁組織和肌腱組織之間可見Lubricin表達(dá),在肌腱的細(xì)胞外基質(zhì)和膠原纖維間也有少量表達(dá)。在髕腱的腱旁組織、肌腱的細(xì)胞外基質(zhì)和膠原纖維間可見少量Lubricin表達(dá)。 結(jié)論：趾深屈肌腱和前交叉韌帶具有類似的表面摩擦力,且顯著低于跟腱和髕腱,這些特點(diǎn)與肌腱Lubricin表達(dá)特點(diǎn)相吻合。 第二章：滑膜內(nèi)肌腱體外鈣化過程優(yōu)化 目的：骨腱界面愈合是臨床上最富有挑戰(zhàn)性的問題。本研究的主要目的就是優(yōu)化肌腱鈣化的條件,為下一步的鈣化肌腱體內(nèi)研究做準(zhǔn)備,并為促進(jìn)骨腱界面愈合提供新的思路。 方法：60根趾深屈肌腱隨機(jī)分成5組：1)正常肌腱組(Normal);2)不提取和無胎球蛋白鈣化組(CaP)；3)提取和無胎球蛋白鈣化組(CaPEXT);4)不提取和有胎球蛋白鈣化組(CaPFetuin)和5)提取和有胎球蛋白鈣化組(CaPEXTFetuin).提取組為在3%磷酸氫二鈉溶液中緩慢攪拌并連續(xù)提取3天。胎球蛋白組除了使用普通中性鈣鹽和磷酸鹽溶液外,鈣化溶液還含有胎球蛋白。這些樣本使用組織學(xué)、掃描電鏡、壓痕實(shí)驗(yàn)和縫線拔出測試等方法進(jìn)行檢測。 結(jié)果：CaP組肌腱表面可見到少量鈣磷結(jié)晶附著。CaPEXT組肌腱可以見到少量磷酸鈣滲透到肌腱內(nèi)部,但深度很小。與CaP組和CaPEXT組肌腱鈣化相比,CaPFetuin組肌腱有更深的磷酸鈣進(jìn)入肌腱內(nèi)部,但是鈣化在肌腱組織內(nèi)深度仍然有限。然而磷酸鈣在CaPEXTFetuin組肌腱內(nèi)部滲透的更深,可達(dá)200μm。鈣鹽和磷酸鹽含量測定發(fā)現(xiàn),與CaPEXTFetuin組中的鈣離子和磷酸根含量(4.82±0.59μmol和2.83±0.37gmol)相比,正常肌腱組(0.18±0.1μmol和0.024±0.01μmol)、CaP組(1.08±0.3μmol和0.65±0.21μmol)、CaPEXT組(1.6±0.45μmol和0.96±0.27μmol)和CaPFetuin組(3.27±0.35μmol和1.9±0.2μmol)中的鈣離子和磷酸根含量顯著較低(P0.05)。在CaP和CaPEXT組,可以見到有大量的鈣磷結(jié)晶沉淀在肌腱表面上。然而,在CaPFetuin和CaPEXTFetuin組,并沒有見到明顯鈣磷結(jié)晶沉淀在肌腱表面上,膠原纖維大小與正常肌腱的膠原纖維大小沒有看到明顯差異,鈣化主要存在于肌腱的膠原纖維內(nèi)。壓痕實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),與正常對照組肌腱的抗壓模量(4.34±0.59MPa)相比,CaP組(3.43±0.2MPa)、CaPEXT組(3.12±0.2MPa)、CaPFetuin組(3.56±0.31MPa)和CaPEXTFetuin組(3.33±0.18MPa)肌腱的抗壓模量均顯著降低(P0.05)。縫線拉出測試的最大拉斷負(fù)荷在五組之間均無顯著差異,其中正常組(14.11±4.07N)、CaP組(13.98±4.27N)、CaPEXT(14.3±4.32N)、CaPFetuin組(15.7±4.05N)和CaPEXTFetuin組(16.57±4.56N)(P0.05)。結(jié)論：磷酸氫二鈉提取與胎球蛋白增強(qiáng)作用聯(lián)合能夠顯著提高肌腱的鈣化程度并在肌腱內(nèi)形成了梯度的鈣化區(qū)。這些發(fā)現(xiàn)可能對改善腱-骨愈合和促進(jìn)骨腱鏈接點(diǎn)損傷后梯度界面再生有重要意義。但是還需要進(jìn)一步的動物體內(nèi)研究來證明這種新穎的鈣化肌腱對骨腱愈合的作用。 第三章：胰酶化和鈣化對同種異體滑膜內(nèi)肌腱與骨愈合的作用 目的：本研究意在制備一種經(jīng)過胰蛋白酶消化和鈣化的同種異體滑膜內(nèi)肌腱,并將其植入兔脛骨近端骨隧道模型,研究其對腱-骨界面愈合作用。 方法：8根趾深屈肌腱(FDP)用于優(yōu)化胰蛋白酶消化時(shí)間。24根趾深屈肌腱隨機(jī)分為對照組(N=12)和胰蛋白酶化鈣化組(N=12)。其中每組4根肌腱用于體外評估胰蛋白酶化鈣化效果。每組其余8根肌腱移植到兔脛骨近端骨隧道模型。通過組織學(xué)和生物力學(xué)等方法來檢測胰蛋白酶化鈣化技術(shù)對腱-骨界面愈合的作用。 結(jié)果：經(jīng)過胰蛋白酶消化10分鐘的肌腱,肌腱表面沒有Lubricin的表達(dá),只在肌腱細(xì)胞外基質(zhì)有少量的Lubricin表達(dá)。因此本研究采用10分鐘胰蛋白酶消化時(shí)間作為最佳消化時(shí)間。組織學(xué)檢測發(fā)現(xiàn)胰蛋白酶化鈣化組肌腱在鈣化和未鈣化之間有明顯的界限。遠(yuǎn)端1cm部分肌腱表面的鈣化表現(xiàn)為梯度鈣化,而其他部分并沒有見到肌腱鈣化的現(xiàn)象。Lubricin免疫組化染色發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)端1cm部分肌腱表面沒有Lubricin的表達(dá),只在肌腱細(xì)胞外基質(zhì)有少量的Lubricin表達(dá),而肌腱的其他部分可以在其表面和細(xì)胞外基質(zhì)上見到Lubricin表達(dá)。組織學(xué)檢測骨隧道內(nèi)肌腱部分,在正常對照組中可見到有一層薄的纖維瘢痕組織在肌腱與骨隧道界面形成。然而在胰蛋白酶化鈣化組中,可以見到明顯厚的纖維瘢痕組織在肌腱與骨隧道界面形成。更重要的是,胰蛋白酶化鈣化組可以見到有明顯的新骨在肌腱移植物內(nèi)形成。與胰蛋白酶化鈣化組相比,正常對照組的腱骨界面可以見到更多的空隙區(qū)域。此外,正常對照組和胰蛋白酶化鈣化組均可見到大量單核細(xì)胞在肌腱內(nèi)部浸潤。正常對照組(5.76±3.21N)和胰蛋白酶化鈣化組(5.21±4.21N)之間在最大拉斷負(fù)荷上沒有顯著差異。此外,正常對照組(1.93±1.18N/M)和胰蛋白酶化鈣化組(2.43±2.16N/M)在線性剛度上也沒有顯著差異。 結(jié)論：胰蛋白酶消化技術(shù)和鈣化技術(shù)可能對同種異體滑膜內(nèi)肌腱與骨隧道的整合,以及軟骨和骨形成有促進(jìn)作用。
[Abstract]:Chapter 1 : Compare the difference between the deep flexor tendon , the anterior cruciate ligament , the Achilles tendon and the patellar tendon of the dog .

Objective : To compare the biomechanical and histological differences between the deep flexor tendon , the anterior cruciate ligament , the Achilles tendon and the patellar tendon of the dog .

Methods : The hind legs of 20 dogs were used for the acquisition of deep flexor tendon ( N = 20 ) , anterior cruciate ligament ( N = 20 ) , middle tendon of Achilles tendon ( N = 20 ) and bone - patellar tendon - bone with 1 / 3 patellar tendon ( N = 20 ) . Friction test , indentation experiment , histology and immunohistochemistry were used to assess the difference .

Results : The frictional force of the flexor tendon group ( 47.24 鹵 14.40 mN ) and the anterior cruciate ligament group ( 51.98 鹵 12.10 mN ) was significantly smaller than that of the patellar tendon group ( 144.29 鹵 10.38 mN ) and the Achilles tendon group ( P < 0.01 ) . At the 10th cycle , compared with the patellar tendon group ( 414.29 鹵 10.34 MPa ) , the anterior cruciate ligament group ( 3.54 鹵 0.32MPa ) and the anterior cruciate ligament group ( 4.71 鹵 0.38MPa ) were significantly smaller ( P0.05 ) .
The surface of the tendon and the anterior cruciate ligament is very rough , and the tissue of the tendon is clearly visible . There is a small expression between the extracellular matrix and the collagen fiber .

Conclusion : Deep flexor tendon and anterior cruciate ligament have similar surface friction , and are significantly lower than those of Achilles tendon and patellar tendon . These characteristics are in agreement with the expression of tendon and tendon .

Chapter 2 : Optimization of in vitro calcification process of tendon in synovial membrane

Objective : The main aim of this study is to optimize the condition of tendon calcification , to prepare for the next step of calcification tendon in vivo , and to provide a new idea for promoting the healing of bone tendon .

Methods : 60 toe deep flexor tendons were randomly divided into 5 groups : 1 ) Normal tendon group ( Normal ) ; 2 ) No extraction and non - fetal globulin calcification group ;
3 ) Extraction and non - fetal globulin calcification group ( CaPEXT ) ; 4 ) extraction and presence of fetal globulin calcification group ( CaPEXTFOin ) . The extraction group was slowly stirred in 3 % disodium hydrogen phosphate solution and extracted continuously for 3 days . In addition to using common neutral calcium salt and phosphate solution , the calcification solution also contained fetal globulin . These samples were tested using methods such as histology , scanning electron microscope , indentation test and suture withdrawal test .

Results : There was no significant difference between Ca ~ ( 2 + ) and phosphate ( P < 0.05 ) in CaPEXT arm and CaPEXT arm . However , there was no significant difference between Ca ~ ( 2 + ) and phosphate ( 3.27 鹵 0 . 31MPa ) , CaPEXT ( 3.27 鹵 0 . 31MPa ) , CaPEXT ( 3.27 鹵 0 . 31MPa ) and CaPEXTFOin group ( 3.33 鹵 0 . 18MPa ) .

Chapter 3 : Effect of pancreatin and calcification on the healing of tendon and bone in allogeneic synovium

Objective : The aim of this study was to prepare a kind of allograft synovial tendon which was digested with trypsin and calcified , and implanted into rabbit proximal bone tunnel model to study its effect on the healing of tendon - bone interface .

Methods : Eight toe deep flexor tendons ( FDP ) were used to optimize the trypsinization time . 24 toe deep flexor tendons were randomly divided into control group ( N = 12 ) and trypsinization calcification group ( N = 12 ) .

Results : There was no significant difference between the tendon and non - calcification of the tendon in the normal control group . There was no significant difference between the normal control group ( 5.76 鹵 3.21N ) and the trypsinized calcification group ( 5.21 鹵 4.21N ) .

Conclusion : The technique of trypsin digestion and calcification may play a role in the integration of tendon and bone tunnel , and the formation of cartilage and bone .
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R686

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本文編號：2137740