前交叉韌帶斷裂對(duì)外側(cè)半月板影響的生物力學(xué)和組織學(xué)研究.pdf

1、前交叉韌帶(anterior cruciate ligament，ACL)的主要作用是控制脛骨的前移和旋轉(zhuǎn)，也參與膝內(nèi)外翻的調(diào)節(jié)。半月板是膝關(guān)節(jié)的重要組成部分，具有吸收震蕩、傳遞負(fù)荷、維持膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定等重要功能。隨著MRI、關(guān)節(jié)鏡手術(shù)等診療水平的提高，越來(lái)越多的ACL損傷得到早期診斷和治療。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，ACL損傷常繼發(fā)關(guān)節(jié)軟骨退變：然而ACL損傷是否影響外側(cè)半月板，目前研究甚少。本研究擬采用生物力學(xué)測(cè)定的方法，觀察ACL完全斷裂和部分?jǐn)嗔褜?duì)

2、外側(cè)半月板各部位應(yīng)變的影響：并運(yùn)用組織學(xué)方法，觀察ACL完全斷裂后外側(cè)半月板組織形態(tài)學(xué)的變化，同時(shí)檢測(cè)IL-1 B、MMP13的表達(dá)，以了解其在外側(cè)半月板退變中的作用機(jī)制；測(cè)量ACL完全或部分?jǐn)嗔押笸鈧?cè)半月板的周緣性移位及其程度，為ACL損傷是否對(duì)外側(cè)半月板產(chǎn)生影響提供理論依據(jù)。 第一章前交叉韌帶斷裂對(duì)外側(cè)半月板生物力學(xué)特性的影響 目的:探討ACL斷裂對(duì)外側(cè)半月板生物力學(xué)的影響。 方法:新鮮正常成人膝關(guān)節(jié)標(biāo)本10

3、具作為ACL完整組，在200N、400N、600N、800N載荷下，測(cè)試膝關(guān)節(jié)0°、30°、60°、90°位外側(cè)半月板前角、體部和后角的應(yīng)變，測(cè)試完畢后隨機(jī)將標(biāo)本造模成前內(nèi)側(cè)束(AMB)斷裂組和后外側(cè)束(PLB)斷裂組，各5具，在上述條件下測(cè)試，最后再將10具標(biāo)本的ACL完全切斷進(jìn)行測(cè)試。 結(jié)果:1.膝關(guān)節(jié)0°位，在200N、400N載荷下，前角、體部、后角的應(yīng)變?cè)赑LB切斷組和ACL全斷組、ACL完整組和AMB切斷組之間無(wú)顯著

4、性差異，P>O.05;在600N、800N載荷下各實(shí)驗(yàn)組之間有顯著性差異，P<0.05，前角和體部應(yīng)變絕對(duì)值表現(xiàn)為全斷組>PLB切斷組>AMB切斷組>完整組，后角應(yīng)變絕對(duì)值表現(xiàn)為全斷組0.05;在600N、800N載荷下各實(shí)驗(yàn)組之間有顯著性差異，P<0.

5、05，應(yīng)變絕對(duì)值表現(xiàn)為全斷組>AMB切斷組>PLB切斷組>完整組。3.膝關(guān)節(jié)60°、90°位，相同載荷下各實(shí)驗(yàn)組應(yīng)變之間有顯著差異，P<0.05，應(yīng)變絕對(duì)值表現(xiàn)為全斷組>AMB切斷組>PLB切斷組>完整組。 結(jié)論:1.ACL完全斷裂，對(duì)外側(cè)半月板前角、體部和后角的應(yīng)變均有影響。2.在200N和400N載荷下，AMB切斷在膝關(guān)節(jié)0°位和PLB切斷在膝關(guān)節(jié)屈曲30°位對(duì)外側(cè)半月板前角、體部和后角的應(yīng)變均無(wú)影響。3.在600N和800

6、N載荷下，AMB切斷在膝關(guān)節(jié)0°位和PLB切斷在屈膝30°、60°、90°位對(duì)外側(cè)半月板前角、體部和后角的應(yīng)變均有影響。4.在各實(shí)驗(yàn)載荷下，AMB切斷在屈膝30°、60°、90°位和PLB切斷在膝0°位對(duì)外側(cè)半月板前角、體部和后角的應(yīng)變均有影響。 第二章前交叉韌帶斷裂后外側(cè)半月板退變的組織學(xué)研究 目的:探討ACL斷裂對(duì)外側(cè)半月板組織學(xué)的影響。 方法:48只家兔膝關(guān)節(jié)配對(duì)為實(shí)驗(yàn)側(cè)和對(duì)照側(cè)，實(shí)驗(yàn)側(cè)行ACL切斷造模，造

7、模后第1、3、6、8周各隨機(jī)處死12只，行外側(cè)半月板大體觀察，并進(jìn)行HE染色，免疫組化檢測(cè)IL-1β、MMP13表達(dá)。 結(jié)果:1.大體觀察，隨時(shí)間延長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)組外側(cè)半月板出現(xiàn)磨損，甚至撕裂，呈黃色，彈性差。2.組織學(xué)觀察，隨時(shí)間延長(zhǎng)，半月板表面不平整，組織疏松，膠原纖維排列紊亂，炎性細(xì)胞浸潤(rùn)，間質(zhì)水腫，軟骨細(xì)胞變性減少。各實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組組織學(xué)退變?cè)u(píng)分均有顯著性差異，P<0.05。3.實(shí)驗(yàn)組IL-1β、MMP13表達(dá)均高于對(duì)照組，有

8、顯著性差異，P<0.05。4.實(shí)驗(yàn)組IL-1β表達(dá)陽(yáng)性率第3周高于第1周和第8周，有顯著性差異，P<0.05;實(shí)驗(yàn)組第6周高于第1周和第8周，有顯著性差異，P<0.05;實(shí)驗(yàn)組第8周IL-1β表達(dá)陽(yáng)性率高于第1周，有顯著性差異，P<0.05：實(shí)驗(yàn)組第3周和第6周IL-1β表達(dá)陽(yáng)性率無(wú)顯著性差異，P>0.05。6.實(shí)驗(yàn)組MMP13陽(yáng)性表達(dá)率第3周高于第1周、第8周，均有顯著性差異，P

9、第1周，有顯著性差異，P<0.05;實(shí)驗(yàn)組MMP13陽(yáng)性表達(dá)率第1周和第8周，有顯著性差異，P<0.05;實(shí)驗(yàn)組MMP13陽(yáng)性表達(dá)率第3周和第6周無(wú)顯著性差異，P>0.05。 結(jié)論:1.ACL斷裂可引起外側(cè)半月板組織退變。2.IL-1β、MMP13在ACL斷裂膝關(guān)節(jié)外側(cè)半月板中的表達(dá)呈先增高后降低的變化規(guī)律。3.11-1β、MMP13表達(dá)增高提示IL-1β、MMP13可能是繼發(fā)外側(cè)半月板退變的因素之一。4.首次制定了半月板退變組

10、織學(xué)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。 第三章前交叉韌帶斷裂對(duì)外側(cè)半月板周緣性移位影響的研究 目的:探討ACL斷裂對(duì)外側(cè)半月板周緣性移位的影響以及斷裂程度與周緣性移位程度之間的關(guān)系。 方法:新鮮正常成人膝關(guān)節(jié)標(biāo)本10具作為ACL完整組，在200N、400N、600N、800N載荷下，測(cè)量膝關(guān)節(jié)0°、30°、60°、90°位外側(cè)半月板周緣性位移，測(cè)量完畢后隨機(jī)將標(biāo)本造模成前內(nèi)側(cè)束(AMB)斷裂組和后外側(cè)束(PLB)斷裂組，各5具，在上述條

11、件下測(cè)量，最后再將10具標(biāo)本的ACL完全切斷作為全斷組進(jìn)行測(cè)量。 結(jié)果:1.ACL完整時(shí)的外側(cè)半月板移位分布在0.5～2.7mm。2.膝關(guān)節(jié)屈曲0°，在200N、400N、600N載荷下，全斷組和PLB切斷組、完整組和AMB切斷組外側(cè)半月板移位無(wú)顯著性差異，P>0.05;完整組和PLB切斷組、全斷組和完整組、AMB切斷組和PLB切斷組外側(cè)半月板移位均有顯著性差異，P<0.05;在800N載荷下，各組外側(cè)半月板移位均有顯著性差異，

12、P<0.05。3.膝關(guān)節(jié)屈曲30°、60°，在200N、400N載荷下，完整組和PLB切斷組、AMB切斷組和全斷組外側(cè)半月板移位均無(wú)顯著性差異，P>0.05，其余各組間外側(cè)半月板移位均有顯著性差異，P<0.05;在600N、800N載荷下各組間外側(cè)半月板移位均有顯著性差異，P<0.05。4.膝關(guān)節(jié)屈曲900，在200N載荷下，完整組和PLB切斷組、AMB切斷組和全斷組外側(cè)半月板移位均無(wú)顯著性差異，P>0.05，其余各組間外側(cè)半月板移位均