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    聚-DL-乳酸可吸收醫用膜防止雞肌腱粘連的實驗研究

      劉宇洲 勞杰 趙新

      [摘要] 目的探討雞肌腱斷裂修補后,聚-DL-乳酸可吸收膜預防肌腱粘連的可行性及其有效性。方法將100只實驗用雞隨機分為2組,A組為實驗組,B組為對照組,各50只。對每只雞的左足趾總深屈肌腱進行斷裂修補。A組修補后放置可吸收膜,B組修補后不放置可吸收膜。修補術后3周、6周、2月、3月、5月分別進行大體觀察、組織形態學、生物力學及功能恢復的測定。同時進行2組間比較的統計學分析。結果死亡20只雞,可吸收膜組和對照組各10只,80只進入實驗結果統計中。肉眼下可吸收膜組同周圍組織粘連較少,光鏡下可吸收膜組未見明顯壞死組織,與周圍纖維組織粘連較少,膠原纖維排列整齊。電鏡下可吸收膜組3月后以未成熟的成纖維細胞增生為主,對照組以成熟的成纖維細胞增生為主。生物力學結果無明顯差異,3月后可吸收膜組的屈趾功能明顯優于對照組。結論聚-DL-乳酸可吸收醫用膜具有防止肌腱粘連的效果。

      [關鍵詞] 肌腱粘連;肌腱斷裂;可吸收膜;膠原纖維;聚乳酸可吸收醫用膜

      [中圖分類號] R318.08 [文獻標識碼] A

      肌腱粘連[1]是指肌腱損傷修復過程中周圍組織的增生和侵入。以往多采用透明質酸鈉膜或幾丁糖膜作為屏障防止肌腱粘連,但透明質酸鈉膜在體內存在時間短,更易降解,肌腱比起前兩者更易粘連。幾丁糖膜與機體黏附性較差,且由于是生物膜,植入前期易出現原因不明的輕度炎癥反應和異物反應[2]。本次研究旨在利用聚乳酸可吸收膜包繞在修補后的肌腱周圍,評價其在預防雞肌腱粘連的有效性,為臨床手外科領域預防肌腱的粘連提供實驗資料。

      1材料與方法

      1.1 動物與材料

      選取浦東雞100只,體重1.5kg左右,雌雄不限。按完全隨機化的原則分為2組,A組為實驗組,B組為對照組,各50只。聚-DL-乳酸可吸收醫用膜,是一種人工合成的可降解材料,由上海某醫療科技有限公司提供。

      1.2 實驗方法

      用1.5%戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉。常規消毒鋪巾,上高位止血帶,用新潔兒滅消毒手術區域。取雞的左足趾總深屈肌腱。采用左膝外下一縱形切口,長約4cm,暴露趾深屈肌腱并切斷。趾淺屈肌腱不進行處理,趾深屈肌腱在斷裂處用5-0Prolein肌腱縫線改良Kessler縫合。A組于肌腱縫合處局部包繞聚-DL-乳酸可吸收醫用膜。B組未用聚-DL-乳酸膜包繞肌腱吻合處。A、B組均用青霉素粉撒至傷口處抗感染。皮膚切口用4-0絲線間斷縫合,消毒包扎。術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動。

      1.3 檢測方法

      將A、B組各自隨機分為5小組,每組10只,術后觀察動物的進食、飲水、活動、傷口愈合及局部反應。分別于3周、6周、2月、3月、5月行大體觀察,并進行縫合處肌腱粘連情況評分,然后切取縫合處肌腱做組織學檢查;左屈趾深肌腱行生物力學測定和功能恢復試驗。

      1.3.1大體觀察

      觀察腱周組織病理性改變,肌腱是否在吻合口處斷裂,吻合口處肌腱色澤和周圍組織的粘連程度及范圍,肌腱的滑動性及肌腱吻合處表面的光滑程度。肌腱粘連等級評定[3]:0級:無粘連,肌腱滑動自如無損傷;I級:肌腱上有纖細的纖維束與周圍粘連,但可鈍性分離或肌腱滑動時有輕微損傷;II級:有中度纖維束粘連,可鈍性分離或肌腱滑動時有中度損傷;III 級:嚴重粘連,需銳性分離或肌腱滑動受到限制;IV級:最大程度粘連,無法分離肌腱與周圍組織,肌腱滑動不能。

      1.3.2組織形態學觀察

      HE染色下觀察成纖維細胞、膠原纖維排列及肌腱周圍的粘連情況。電鏡觀察成纖維細胞的形態及數量、胞漿內粗面內質網的擴張程度及膠原纖維的排列。

      1.3.3生物力學測試

      肌腱最大拉伸斷裂強度﹙Pmax﹚和最大延伸率﹙§max﹚測定:將肌腱一端固定,另一端用拉力計勻速牽拉,牽拉至肌腱自吻合口斷裂,這時的拉力即為Pmax?!靘ax=﹙肌腱被拉斷時長度-肌腱初始長度﹚/ 肌腱初始長度×100%。

      1.3.4屈趾功能測定

      于膝關節處截下雙后肢,于截斷處分離出傷趾的屈趾深肌腱,在測試臺上以250g的拉力牽拉,測量相應肌腱的拉伸長度﹙滑動距離﹚和中趾趾間關節的屈曲角度之和,代表手術趾術后的屈趾功能。

      1.4 統計學分析

      各組數據均用SPSS15.0統計軟件處理,以均數±標準差表示,并用單方差分析進行檢驗。<0.05認為差異有顯著性意義。

      2 結果

      本次實驗歷時5月,實驗用雞100只,死亡20只,80只進入實驗結果統計中,實驗過程中2組肌腱周圍均未見明顯炎癥反應,手術趾腫脹不明顯。

      2.1 大體觀察(彩圖見插頁)

      圖1~2 術后3周,可見A組﹙1﹚肌腱表面覆蓋了一層透明光滑有光澤的防粘連膜﹙→﹚,而B組﹙2﹚肌腱表面欠光滑。

      圖3~6術后2月,可見B組﹙4、6﹚肌腱縫合處出現明顯的肌腱粘連﹙→﹚,而A組﹙3、5﹚肌腱表面較B組光滑。

      3周時,2組肌腱周圍均未見明顯炎癥反應,手術趾腫脹不明顯。A組肌腱光滑,同周圍粘連較少,表面有透明的膜狀物質覆蓋,與周圍組織粘連程度均為0級或I級;B組肌腱同周圍組織存在一定程度粘連,但組織結構仍能辨認,粘連程度以II級為主;3月以后,A組肌腱同周圍組織粘連明顯輕于B組,A組肌腱表面的可吸收膜已被吸收,A組粘連程度以II級為主,而B組肌腱嚴重粘連,粘連評定多數達III和IV級,部分組織結構難以辨認,2組肌腱周圍均無炎癥。

      根據肌腱粘連等級評定結果,從術后3周至術后3月,隨著時間的延長,A、B2組II、III、IV級數量逐漸增多,但到了3個月以后,III、IV級數量無明顯變化。

      2.2 光鏡觀察﹙彩圖見插頁﹚

      圖7~10術后3周,光鏡下HE染色觀察,無論橫斷面還是縱切面,B組﹙8、10﹚肌腱粘連﹙→﹚均較A組﹙7、9﹚嚴重。

      圖11~12A組﹙11﹚膠原纖維﹙→﹚排列較B組﹙12﹚整齊。

      3周時光鏡下2組肌腱的橋接處開始有成纖維細胞增生,但仍有間隙,肌腱與周圍組織之間無明顯淋巴細胞浸潤,A組肌腱周圍未見明顯的纖維組織粘連,而B組局部出現粘連的纖維組織,且膠原纖維排列也較A組紊亂。6周,2組光鏡下兩組肌腱橋接處均有大量成纖維細胞增生,無明顯淋巴細胞浸潤。3月后2組肌腱橋接處的空隙已消失,A組肌腱周圍光滑,未見明顯的纖維組織相粘連,而B組肌腱周圍被粘連的纖維組織所包裹,A組膠原纖維排列明顯較B組整齊。

      2.3 電鏡觀察

      圖13~15術后3周,5000倍電鏡下,A組﹙13﹚和B組﹙14﹚肌腱縫合處可見成纖維細胞﹙↑﹚均明顯增生,而B組﹙15﹚于正常肌腱中未見明顯成纖維細胞增生

      圖16~17術后3周,10000倍電鏡下,A組﹙16﹚和B組﹙17﹚均以未成熟的成纖維細胞增生為主,且粗面內質網﹙↑﹚均擴張明顯。

      圖18~19術后3月,5000倍電鏡下,A組﹙18﹚膠原纖維﹙→﹚排列明顯較B組﹙19﹚規則。

      3月后5000倍電鏡下觀察兩組肌腱仍有成纖維細胞增生,但A組以未成熟的成纖維細胞為主,而B組以成纖維細胞為主,2組粗面內質網擴張程度與3周時相比均減弱,但A組粗面內質網擴張比B組明顯,且A組膠原纖維排列明顯比B組整齊。

      2.4 生物力學測試

      根據方差分析的統計結果,在術后各時期,A、B2組肌腱最大拉伸斷裂強度的比較均無明顯的統計學差異。

      根據方差分析的統計結果,在術后各時期,A、B2組肌腱最大延伸率的比較均無明顯的統計學差異。

      2.5 屈趾功能測定

      根據方差分析的統計結果,在術后第6周,=0.038<0.05,A、B2組肌腱拉伸長度的比較有統計學差異,其余時期2者均無統計學差異。

      根據方差分析的統計結果,在術后第3月和第5月,值分別為0.047和0.037均<0.05,A、B2組肌腱屈曲角度比較有統計學差異,其余時期2者均無統計學差異。術后3月內,A、B2組屈曲角度均值隨著時間的延長逐漸減小,術后5月和3月相比,無明顯改變。

      3討論

      Hurwitz[4]認為理想的預防肌腱粘連的可降解材料應滿足以下要求:①不會引起組織損傷;②保護修復的肌腱,防止粘連的形成;③不干擾肌腱的愈合進程;④能在局部存留足夠長的時間充分發揮屏障作用;⑤能夠完全降解吸收。聚-DL-乳酸可吸收防粘連膜,是由右旋乳酸聚合的聚-D-乳酸和左旋乳酸聚合的聚-L-乳酸按一定比例組合成的一種分子材料,是一種質地柔軟的白色織物狀膜,對組織無損傷,具有優良的貼附性。聚-DL-乳酸可吸收防粘連膜在生物體內可降解乳酸,再經三羧酸循環分解為二氧化碳和水[5],可被機體吸收并排除體外。其無毒、副作用,不影響肌腱正常的愈合。有適度的抗原刺激性。付東偉[6]的研究表明在緩沖溶液中聚乳酸膜的降解隨著分子量的增加速度變慢。

      本次研究中,以雞為實驗對象,因為雞趾和人手在解剖結構和功能上非常相似,屈肌腱分為淺、深2條,都具有鞘管。因此,以雞趾作為預防鞘管區屈肌腱粘連的動物模型是合理的[7]。5個月的實驗過程中,肉眼觀察2組雞趾均無明顯腫脹,切口處無流膿,切開后雞趾局部無壞死組織,且光鏡下未發現有明顯的淋巴細胞浸潤,表明可吸收膜在雞趾的局部未引起明顯的免疫排斥及異物反應。

      在測量2組肌腱的中節趾間關節及掌趾關節屈曲角度的試驗中,3月后可吸收膜組關節的屈曲角度明顯大于對照組﹙比較有統計學意義﹚,間接說明了可吸收膜組的粘連程度小于對照組。

      肌腱粘連等級評定結果示從術后3周至術后3月,A、B2組II、III、IV級數量均逐漸增多,但到了3個月以后,III、IV級數量無明顯變化。這說明在術后3個月內隨著時間的延長,無論是否放膜,肌腱粘連的程度均逐漸加重,3個月以后肌腱粘連程度無明顯變化。同樣屈曲角度的測定也反映出術后3月內,A、B2組屈曲角度均值隨著時間的延長逐漸減小,表明肌腱粘連程度的逐漸加重,而3月后粘連程度無明顯變化,2種評定是相符的。而肌腱拉伸長度與時間之間未顯示負相關,考慮肌腱拉伸長度不僅受到粘連的影響,而且和肌腱本身的生物力學特征﹙長度、肌纖維數量﹚以及肌腱營養保存密切相關,而這些在每個個體上是存在差異的,因此拉伸長度的指標有待改進,也許可采用拉伸率比較來減少其受本身長度的影響。

      生物力學測試的結果顯示,肌腱最大拉伸斷裂強度和肌腱最大延伸率的比較2組無統計學差異,表示肌腱術后各時段的抗負荷力無顯著差異,說明可吸收膜雖然抑制了肌腱的外源性愈合,但沒有影響肌腱的內源性愈合,肌腱愈合的牢固程度無明顯變化,同時也說明肌腱的內源性愈合在肌腱愈合過程中起到了重要作用。

      從電鏡觀察來看,3月后對照組肌腱以成熟的成纖維細胞為主,而實驗組仍以未成熟的成纖維細胞為主,對照組總體粗面內質網擴張程度也不如實驗組,這說明可吸收膜具有適度的抗原刺激性,對肌腱內成纖維細胞存在著一定的刺激生長的作用。

      聚-DL-乳酸可吸收醫用膜具有防止肌腱粘連的效果。其原理為在肌腱愈合過程中,該膜包裹損傷的肌腱,在肌腱周圍形成隔離屏障,能避免周圍疤痕組織長入與肌腱形成粘連,抑制外源性生長;同時刺激機體形成“假鞘”[8],為肌腱滑動提供光滑的組織床。其具有適度的抗原刺激性,促進內源性愈合,抑制炎癥反應,有效地預防了肌腱粘連,聚-DL-乳酸可吸收醫用膜也有其不足之處[9],柔韌性不夠柔軟,包裹肌腱時不夠緊密,同時沒有微孔,不利于分泌物或血液滲透,其缺點有待于進一步解決。

      4 結論

      聚-DL-乳酸可吸收醫用膜可以有效地防止肌腱與周圍組織發生粘連,是一種理想的預防肌腱粘連的可降解材料,為臨床手外科預防肌腱粘連提供了一種方法。

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