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

1、后交叉韌帶(posterior cruciate ligament，PCL)在膝關(guān)節(jié)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性中發(fā)揮重要作用，是膝關(guān)節(jié)保持后向穩(wěn)定性的主要結(jié)構(gòu)。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。研究發(fā)現(xiàn)，PCL損傷可引起膝關(guān)節(jié)產(chǎn)生骨關(guān)節(jié)炎，且發(fā)現(xiàn)PCL損傷后關(guān)節(jié)軟骨退變以膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)間室及髕股關(guān)節(jié)最為明顯。內(nèi)側(cè)半月板是膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)間室脛股關(guān)節(jié)的重要緩沖結(jié)構(gòu)，然而PCL損傷是否影響內(nèi)側(cè)半月板，研究甚少。為此，本研

2、究擬采用生物力學(xué)測(cè)定的方法，觀察PCL完全斷裂和部分?jǐn)嗔褜?duì)內(nèi)側(cè)半月板應(yīng)變的影響；運(yùn)用組織學(xué)方法，觀察PCL損傷后內(nèi)側(cè)半月板組織形態(tài)學(xué)的變化，同時(shí)檢測(cè)MMPl、MMP13、TIMP1的表達(dá)，以了解其在內(nèi)側(cè)半月板退變中的作用機(jī)制；測(cè)量PCL完全斷裂和部分?jǐn)嗔押髢?nèi)側(cè)半月板的周緣性移位，探討PCL不同斷裂程度對(duì)內(nèi)側(cè)半月板移位的影響及移位發(fā)生的機(jī)制，為PCL損傷繼發(fā)內(nèi)側(cè)半月板的損傷提供早期正確診治的理論依據(jù)。
　　 目的：探討PCL斷裂對(duì)

3、內(nèi)側(cè)半月板生物力學(xué)特性的影響。
　　 方法：新鮮成人正常膝關(guān)節(jié)標(biāo)本12具(PCL完整組)，膝關(guān)節(jié)0°、30°、60°、90°位，在200N、400N、600N、800N、1000N載荷下，測(cè)試內(nèi)側(cè)半月板前角、體部和后角的應(yīng)變；然后將標(biāo)本隨機(jī)分為前外側(cè)束(ALB)切斷組和后內(nèi)側(cè)束(PMB)切斷組，各6具，造模后，同法測(cè)試；再將12具標(biāo)本的PCL完全切斷(PCL全斷組)，同法測(cè)試。采用SPSS17.0 for Windows進(jìn)行統(tǒng)計(jì)

4、學(xué)分析，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05，即當(dāng)P<0.05時(shí)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　 結(jié)果：
　　 1.①膝0°位，內(nèi)側(cè)半月板前角、體部、后角的應(yīng)變均為壓應(yīng)變。②膝0°位，在200N載荷下，內(nèi)側(cè)半月板前角、體部和后角的應(yīng)變?cè)赑CL完整組、ALB切斷組、PMB切斷組、PCL全斷組各組之間均無(wú)顯著性差異，均P>0.05。③膝0°位，在400N、600N載荷下內(nèi)側(cè)半月板前角、體部、后角的應(yīng)變?cè)赑CL完整組和ALB切斷組之間無(wú)顯著性差異，P>0

5、.05，在PMB切斷組和PCL全斷組之間無(wú)顯著性差異，P>0.05；前角和體部在PCL完整組和ALB切斷組的應(yīng)變絕對(duì)值均小于PMB切斷組和PCL全斷組的應(yīng)變絕對(duì)值，均P<0.05；后角在PCL完整組和ALB切斷組的應(yīng)變絕對(duì)值均大于PMB切斷組和PCL全斷組的應(yīng)變絕對(duì)值，均P<0.05。④膝0°位，在800N和1000N載荷下，內(nèi)側(cè)半月板前角、體部、后角的應(yīng)變?cè)诟鲗?shí)驗(yàn)組之間均有顯著性差異，均P<0.05；前角和體部的應(yīng)變絕對(duì)值表現(xiàn)為PCL

6、完整組ALB切斷組>PMB切斷組>PCL全斷組。
　　 2.①膝關(guān)節(jié)30°、60°位，在200N、400N、600N載荷下，內(nèi)側(cè)半月板前角的應(yīng)變?cè)赑CL完整組和PMB切斷組為拉應(yīng)變，兩組之間無(wú)顯著性差異，P>0.05；應(yīng)變?cè)贏LB切斷組和PCL全斷組為壓應(yīng)變，兩組之間無(wú)顯著性差異，P>0.05。內(nèi)側(cè)半月板體部的應(yīng)變均為壓應(yīng)變，在PCL完整組和PMB切

7、斷組之間無(wú)顯著性差異，P>0.05；在ALB切斷組和PCL全斷組之間無(wú)顯著性差異，P>0.05；PCL，完整組和PMB切斷組的應(yīng)變絕對(duì)值均小于ALB切斷組和PCL全斷組的應(yīng)變絕對(duì)值，均P<0.05。內(nèi)側(cè)半月板后角的應(yīng)變?cè)赑CL完整組和PMB切斷組為壓應(yīng)變，兩組之間無(wú)顯著性差異，P>0.05；應(yīng)變?cè)贏LB切斷組和PCL全斷組為拉應(yīng)變，兩組之間無(wú)顯著性差異，P>0.05。②膝關(guān)節(jié)30°、60°位，在800N、1000N載荷下，內(nèi)側(cè)半月板前角

8、的應(yīng)變?cè)赑CL完整組和PMB切斷組為拉應(yīng)變，在ALB切斷組和PCL全斷組為壓應(yīng)變；應(yīng)變絕對(duì)值在PCL完整組>PMB切斷組，P<0.05，ALB切斷組

9、完整組>PMB切斷組，P<0.05， ALB切斷組　　 3.膝關(guān)節(jié)90°位，在各實(shí)驗(yàn)載荷下，內(nèi)側(cè)半月板前角的應(yīng)變?cè)赑CL完整組和PMB切斷組為拉應(yīng)變，在ALB切斷組和PCL全斷組為壓應(yīng)變，應(yīng)變絕對(duì)值在PCL完整組>PMB切斷組，P<0.05，在ALB切斷組

10、B切斷組PMB切斷組，P<0.05，ALB切斷組　　 結(jié)論：
　　 1.膝0°位，在200N載荷下，PMB切斷和PCL完全切斷對(duì)內(nèi)側(cè)半月板前角、體部和后角的應(yīng)變均無(wú)影響。2.膝0°位，在400N、600N、800N、1000N載荷下，PMB

11、切斷和PCL完全切斷對(duì)內(nèi)側(cè)半月板前角、體部和后角的應(yīng)變均有影響。3.在200N、400N、600N載荷下，ALB切斷在膝0°位和PMB切斷在膝關(guān)節(jié)屈曲30°、60°位對(duì)內(nèi)側(cè)半月板前角、體部和后角的應(yīng)變均無(wú)影響。4.在800N和1000N載荷下，ALB切斷在膝關(guān)節(jié)0°位和PMB切斷在屈膝30°、60°位對(duì)內(nèi)側(cè)半月板前角、體部和后角的應(yīng)變均有影響。5.在各實(shí)驗(yàn)載荷下，ALB切斷在屈膝30°、60°、90°位和PMB切斷在屈膝90°位對(duì)內(nèi)側(cè)半

12、月板前角、體部和后角的應(yīng)變均有影響。6.在各實(shí)驗(yàn)載荷下，屈膝30°、60°、90°位，PCL完全切斷對(duì)內(nèi)側(cè)半月板前角、體部和后角的應(yīng)變均有影響。
　　 目的：探討PCL斷裂對(duì)內(nèi)側(cè)半月板組織學(xué)的影響。
　　 方法：48只兔雙側(cè)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PCL完全切斷造模，造模后第4、8、16、24周各隨機(jī)處死12只，行內(nèi)側(cè)半月板大體觀察，并進(jìn)行HE染色，免疫組化檢測(cè)MMP1、MMP13、TIMP1表達(dá)。
　

13、　 結(jié)果：1.大體觀察，隨時(shí)間延長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)組內(nèi)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，間質(zhì)水腫，軟骨細(xì)胞變性減少。各時(shí)間點(diǎn)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，實(shí)驗(yàn)組評(píng)分均高于對(duì)照組，均P<0.05。不同時(shí)間點(diǎn)實(shí)驗(yàn)組間組織學(xué)退變?cè)u(píng)分均有顯著性差異，均P<0.05，評(píng)分第24周>第16周>第8周>第4周。3.各時(shí)間點(diǎn)實(shí)驗(yàn)組MMP1、MMP13、TIMP1表

14、達(dá)均高于對(duì)照組，均有顯著性差異， P<0.05。4.實(shí)驗(yàn)組MMP1表達(dá)陽(yáng)性率第8周高于第4周，有顯著性差異，P<0.05；第16周、第24周均高于第4周和第8周，均有顯著性差異，均P<0.05；第16周和第24周無(wú)顯著性差異，P>0.05。5.實(shí)驗(yàn)組MMP13陽(yáng)性表達(dá)率第8周和第16周均高于第4周和第24周，均有顯著性差異， P<0.05；第24周高于第4周，有顯著性差異，P<0.05；第8周和第16周無(wú)顯著性差異，P>0.05。6.實(shí)

15、驗(yàn)組TIMP1表達(dá)陽(yáng)性率第8周高于第4周、第16周和第24周，均有顯著性差異，均P<0.05；第16周高于第4周和第24周，均有顯著性差異，均P<0.05；第24周和第4周無(wú)顯著性差異，P>0.05。
　　 結(jié)論：1.PCL斷裂可引起內(nèi)側(cè)半月板組織退變，隨時(shí)間延長(zhǎng)而加重。2.MMP13、TIMP1在PCL斷裂膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)半月板中的表達(dá)呈先增高后降低的變化規(guī)律。3.MMP1在PCL斷裂膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)半月板中的表達(dá)呈先增高后持續(xù)高表達(dá)的變

16、化規(guī)律。4.MMP1、MMP13、TIMP1在PCL斷裂后內(nèi)側(cè)半月板組織中異常表達(dá)提示MMP1、MMP13、TIMP1介導(dǎo)的病理生理機(jī)制可能是PCL斷裂后內(nèi)側(cè)半月板退變的原因之一。
　　 目的：探討PCL斷裂對(duì)內(nèi)側(cè)半月板周緣性移位的影響以及不同斷裂程度與周緣性移位程度之間的關(guān)系。
　　 方法：新鮮成人正常膝關(guān)節(jié)標(biāo)本12具(PCL完整組)，在200N、400N、600N、800N、1000N載荷下，測(cè)量膝關(guān)節(jié)O°、30°、

17、60°、90°位內(nèi)側(cè)半月板周緣性移位，然后將標(biāo)本隨機(jī)分為前外側(cè)束(ALB)切斷組和后內(nèi)側(cè)束(PMB)切斷組，各6具，造模后，同法測(cè)試；再將12具標(biāo)本的PCL完全切斷(PCL全斷組)，同法測(cè)試。采用SPSS17.0for Windows進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05，即當(dāng)P<0.05時(shí)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　 結(jié)果：1.膝關(guān)節(jié)0°位，在200N、400N、600N載荷下，PCL全斷組和PMB切斷組內(nèi)側(cè)半月板移位無(wú)顯著性差異。2.

18、膝關(guān)節(jié)屈曲30°、60°，在200N、400N、600N載荷下，PCL完整組和PMB切斷組內(nèi)側(cè)半月板移位無(wú)顯著性差異。
　　 結(jié)論：1.ALB斷裂后內(nèi)側(cè)半月板在膝關(guān)節(jié)屈曲30°、60°、90°時(shí)周緣性移位明顯增大，提示ALB斷裂主要影響內(nèi)側(cè)半月板在膝關(guān)節(jié)屈曲位穩(wěn)定性。2.PMB斷裂后內(nèi)側(cè)半月板在膝關(guān)節(jié)0°位及屈曲90°位時(shí)移位明顯增大，提示PMB斷裂主要影響內(nèi)側(cè)半月板在膝關(guān)節(jié)伸直位和屈曲90°位穩(wěn)定性。3.PCL完全斷裂后內(nèi)側(cè)半