炎性因子的表达与骨-肌腱结点损伤的相关性研究

李政周 张汉中 陈忠宁

炎性因子的表达与骨-肌腱结点损伤的相关性研究

李政周 张汉中 陈忠宁

目的 炎性因子的表达与骨-肌腱结合点损伤的关联性, 得出促进骨-肌腱结合点愈合的方法及参考依据。方法 96只家养成年大白兔作为本次研究对象, 96只成年大白兔分别在术后2、4、8周取材, 根据取材时间的差异将96只成年大白兔分为A(2周)、B(4周)、C(8周)三组, 每组32只。对三组大白兔术后进行放射学、组织学、双抗夹心亲和生物素化酶复合物-酶联免疫吸附试验(ABC-ELISA)检测。 结果 A组和B组在动物血清检测中发现炎性因子白细胞介素-1(IL-1)、白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-17(IL-17)的表达明显升高, 术后3项炎性因子的表达水平明显高于术前,术前和术后的3项炎性因子表达不同, 差异有统计学意义(P<0.05)。C组成年大白兔的动物血清中3项炎性因子的表达与术前差异无统计学意义(P>0.05)。结论 炎性因子表达与骨-肌腱结合点损伤关联性极强, 研究血清中的IL-1、IL-6、IL-17 3项炎性因子的表达情况能够加快骨-肌腱结合点损伤愈合提供科学的参考依据。

炎性因子；骨-肌腱结合点损伤；相关性

骨-肌腱结合部能够平衡机体的肌肉、肌腱、骨骼的弹性作用, 避免躯体因局部张力过大而导致骨骼肌肉损伤［1］。但是骨-肌腱结合部也是非常容易受到损伤的一个关键部位, 致伤原因多为运动损伤, 机体的骨-肌腱结合部损伤后,机体运动时疼痛异常, 骨-肌腱的愈合也相对较难［2］。为此本文主要探讨着重分析炎性因子的表达在骨-肌腱结合点愈合过程中的影响性, 现报告如下。

1 材料与方法

1.1 材料 于2013年6~9月随机选取96只家养成年大白兔作为本次研究对象, 96只成年大白兔的周龄均为20周, 96只成年大白兔分别在术后2、4、8周取材, 根据取材时间的差异将96只成年大白兔分为A组(2周)、B组(4周)、C组(8周)三组, 每组32只, 术后对三组大白兔做动物组织学检测、放射学检测(双抗体夹心ABC-ELISA)等。

1.2 方法

1.2.1 术前准备 将96只成年大白兔进行术前麻醉处理,采用静脉注射2.5%的戊巴比妥钠, 约0.8 mg/kg, 推注速度不宜过快, 因为兔子对麻药敏感, 容易死亡, 戊巴比妥一般速度放慢会比较安全。在不考虑循环系统的影响, 可以预先给少量速眠新(0.1~0.2 ml/kg), 如果麻醉不好可以补加戊巴比妥钠1 ml左右, 比较安全。术前将所有操作工具进行无菌消毒处理后进行手术。

1.2.2 手术方法 所有成年大白兔将其放置在无菌手术台上, 对其逐一进行膝关节手术。首先在膝关节髌骨远端约1/3出截取一部分骨骼, 将髌骨处的肌腱与髌骨尖端的连接处剪断, 熟练地清理干净髌骨处肌腱和髌骨两处连接带的软骨带。随后在选取2个规格为0.8 mm的纵向钻孔将髌骨肌腱放置在髌骨骨骼上, 同时迅速地在胫骨连接处钻孔, 钻孔规格为0.8 mm。随后在选用张力较灵活的钢丝弯成“8”字形将连接处的骨骼加以固定, 起到保护髌骨肌腱和骨骼之间的作用。手术完成后将大白兔的膝关节放置于垂直弯曲状态,肌肉注射适量的青霉素, 起到消炎杀菌的作用。再用石膏加以固定, 休养期间密切观察大白兔的肢体气血运行状况以及膝关节髌骨处手术切口的恢复状况。石膏固定3周后可取下石膏, 观察大白兔的肢体功能。

1.2.3 术后检测 ①生物组织学检测。96只大白兔分别于术后的2、4、8周进行取材。根据取材时间的不同将96只大白兔分为A组(2周)、B组(4周)、C组(8周)。在进行生物组织学检测前, 先采用超量的戊巴比妥钠将大白兔药死。因为大白兔本身对麻醉药物是很敏感的, 过量注射麻醉剂很容易导致死亡, 而生物组织学检测必须要求动物处于死亡状态, 才能够进行髌骨、肌腱、胫骨等组织的取材共组。再行生物组织学取材时, 在相应的曝光环境下, 对大白兔的膝关节的侧位进行X光检测, 将完整的股四头肌、髌骨、髌骨肌腱、胫骨复合组织结构取出, 取出后的骨骼肌腱材料采用生理盐水浸透的纱布进行包裹, 放置于-20℃的冷柜中保藏。在对骨骼-肌腱材料进行生物组织学检测时, 首先对取出的骨-肌腱标本的总体愈合情况做详细观察和记录, 随后将部分股四头肌、髌骨、髌骨肌腱、胫骨复合组织结构自中间纵轴解剖开来, 再用浓度为10%的甲醛将切开后的复合组织标本进行固定。甲醛浸泡固定24 h, 再采用浓度为10%的甲酸对复合组织标本进行脱钙处理。最后用酒精、石蜡等材料对复合组织结构标本进行包埋处理, 将标本切成片厚5 μm。最后对切片进行HE染色检验, 在数字显微镜下观察标本的组织学变化情况。②双抗体夹心ABC-ELISA检测。双抗体夹心ABC-ELISA检测(avidin biotin complex-ELISA)实际上是一种 亲和素-生物素复合ELISA检测方法, 又称为酶联免疫吸附剂测定, 由于酶是一种强效催化物质, 能够将测量结果显著放大, 是检测生物细胞表面存留的免疫活性的一项重要检测方法, 该方法的检测敏感度极高。因此在进行双抗体夹心ABC-ELISA检测时, 所有受试大白兔在术前均要做术前采血工作。采血时间分别定为术前、术后2、4、8周, 检测IL-1、IL-6、IL-17 3项炎性因子。

1.3 统计学方法 采用SPSS12.0统计学软件进行统计分析。计量资料以均数±标准差( x-±s)表示, 采用t检验；计数资料以率(%)表示, 采用χ2检验。P<0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 生物组织学检测结果分析 生物组织学检测数据结果显示, 96只大白兔术后2周内均没有出现死亡案例, 术后4周内有2只死亡, 术后8周有2只死亡。从生物组织染色体检测结果可以看出A组大白兔在术后2周内明显有软骨细胞和新生松骨发育, 发育状态良好。B组大白兔在术后4周时,髌骨肌腱和髌骨松质骨二者的结合点上可以明显看出有软骨细胞游离带发育。C组大白兔在术后8周时, 骨-肌腱连接部位处的软骨细胞组织已经与正常骨骼结构无差别, 骨-肌腱结合部位的胶原纤维细胞和受力方向呈相同方向, 且新的软骨细胞和新生的松骨组织的发育已经接近正常。三组大白兔术后2、4、8周的X光线片影像图片可以看出大白兔髌骨骨-肌腱结合部位的愈合面积逐渐增大, 已经可以与正常结果相同。见图1。

图1 A、B、C三组大白兔在术后不同时期的髌骨骨-肌腱结合部位的愈合状况

2.2 术后不同时间段IL-1、IL-6、IL-17 3项炎性因子的表达情况对比 A组的IL-1、IL-6、IL-17分别为(42.3±5.6)、(22.6±2.6)、(33.2±5.4)pg/ml, B组的IL-1、IL-6、IL-17分别为(32.8±4.5)、(19.6±2.1)、(23.5±2.6)pg/ml。A组和B组在动物血清检测中发现炎性因子IL-1、IL-6、IL-17的表达明显升高, 术后3项炎性因子的表达水平明显高于术前, 且随着时间的推移3项IL-1、IL-6、IL-17炎性因子表达水平呈现递减趋势。术前和术后的3项炎性因子表达不同性差异有统计学意义(P<0.05)。C组的IL-1、IL-6、IL-17组分别为(24.8±2.6)、(14.6±1.7)、(16.3±2.8)pg/ml, 可见C组成年大白兔的动物血清中3项炎性因子的表达与术前差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 术后不同时间段IL-1、IL-6、IL-17 3项炎性因子的表达情况对比( x-±s, pg/ml)

3 讨论

随着社会经济的蓬勃发展, 交通事故、运动损伤、强度负重等导致的关节损伤越来越常见。根据有关数据统计, 全世界范围内每年约3亿人出现肌腱韧带损伤病理, 肌腱韧带损伤会严重损害人们的关节活动功能, 给人们的工作和生活带来不便［3］。骨-肌腱损伤作为关节肌腱韧带损伤中最常见的疾病之一, 其发病率也呈现逐年上涨的趋势［4］。近年来国内外有不少针对骨-肌腱结合部位损伤治疗的研究文献, 闫军伟等［5］针对在骨-肌腱结合部治疗方法做了详细探讨, 他们认为当前骨-肌腱结合部位愈合极为缓慢, 受到内外界诸多干扰因素的影响。随着人体组织工程学的进步与完善, 他提出将生物支架材料用于治疗骨-肌腱结合部损伤。生物材料是一种以细胞支架为主要材料物体, 将骨-肌腱结合部与生物材料构建成空间复合体, 为细胞发育和增殖提供场所［6］。骨-肌腱结合部在生物组织学上是一个最复杂、最难考究的结构, 由于肌腱是肌腹两端的索状或膜状结构较为紧密的缔结构造, 方便肌肉和骨头在上面链接和固定。单块肌肉的肌腱一般会附着于几块不同的骨头上, 起到牵引骨头与肌肉运动的关键作用［7］。肌腱和肌腹是单块骨骼的两个重要组成部分, 肌腱将骨骼上附着的肌肉固定在骨骼上, 从而使骨骼和肌肉两者完美配合, 达到活动的目的［8］。而骨-肌腱结合点是指软骨与肌腱、韧带接触的一个关节点位置, 骨-肌腱的损伤会引起骨骼、肌肉、韧带等关联组织的病理性变化。在炎症病理性条件下, 炎性因子IL-1会促成IL-1β的发育, 而IL-1β会提高软骨细胞和滑膜细胞蛋白酶的活性表达, 从而阻止软骨细胞生成, 对骨骼有强大的吸收作用［9］。IL-6是一种常见的炎性因子, 常常隐藏于血液之中, 它会刺激软骨和化膜细胞的生成, 催生胶原酶活性, 从而增强纤维细胞对MMps的反应。IL-17是一种氨基酸组合而成的同型二聚体, 能够强化炎症因子的作用［10-15］。在本次研究中, A组和B组在动物血清检测中发现炎性因子IL-1、IL-6、IL-17的表达明显升高, 术后3项炎性因子的表达水平明显高于术前, 且随着时间的推移3项IL-1、IL-6、IL-17炎性因子表达水平呈现递减趋势。C组成年大白兔的动物血清中3项炎性因子的表达与术前差异不明显。

综上所述, 炎性因子表达与骨-肌腱结合点损伤关联性极强, 研究血清中的IL-1、IL-6、IL-17 3项炎性因子的表达情况能够加快骨-肌腱结合点损伤愈合提供科学的参考依据。

［收稿日期：2015-02-26］

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10.14164/j.cnki.cn11-5581/r.2015.13.182

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