膝關(guān)節(jié)ACL損傷及重建后本體感覺的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、膝關(guān)節(jié)的本體感覺與其功能密切相關(guān)。膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶(anterior cruciateligament，ACL)損傷及重建后其本體感覺的改變是不容回避的問題，對(duì)此進(jìn)行深入研究必將對(duì)膝關(guān)節(jié)的治療產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。本研究分別制作兔ACL部分損傷動(dòng)物模型、異種肌腱移植物重建損傷ACL動(dòng)物模型和LARS人工韌帶重建損傷ACL動(dòng)物模型，分別于術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)對(duì)損傷ACL/移植物進(jìn)行氯化金染色光學(xué)顯微鏡檢查和PGP9.5免疫熒光染色后激光共聚焦電子顯微鏡

2、檢查觀察韌帶內(nèi)神經(jīng)結(jié)構(gòu)形態(tài)學(xué)變化，用RT-PCR法檢測(cè)韌帶中GAP-43和PGP9.5的mRNA表達(dá)情況以評(píng)價(jià)損傷ACL/移植物內(nèi)神經(jīng)成分比例及神經(jīng)再生情況，通過HRP逆行追蹤技術(shù)和電生理檢查(包括體感誘發(fā)電位和胭繩肌肌電圖)評(píng)價(jià)損傷ACL/移植物內(nèi)神經(jīng)結(jié)構(gòu)的功能情況。本文包括三部分內(nèi)容：前交叉韌帶部分損傷后內(nèi)部本體感受器的變化；異種肌腱移植物重建損傷ACL后的神經(jīng)再生研究；人工韌帶重建損傷ACL后的神經(jīng)再生研究。 研究背景和意

3、義： 膝關(guān)節(jié)的本體感覺是關(guān)于膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)和位置的感覺信息，可以提供有關(guān)膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)及位置的信息，對(duì)于肌肉控制是非常重要的，是維持膝關(guān)節(jié)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的重要因素。作為支持膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的主要結(jié)構(gòu)，前交叉韌帶(ACL)中的傳入纖維是膝關(guān)節(jié)周圍神經(jīng)控制環(huán)路中的重要組成部分，在正常步態(tài)膝關(guān)節(jié)的持續(xù)神經(jīng)感受控制中發(fā)揮重要作用。當(dāng)ACL損傷時(shí)，膝關(guān)節(jié)不僅失去一個(gè)強(qiáng)大的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而且也導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)本體感覺嚴(yán)重?fù)p害。多項(xiàng)研究表明，ACL損傷治療后，標(biāo)準(zhǔn)膝關(guān)節(jié)

4、評(píng)分和臨床韌帶強(qiáng)度試驗(yàn)與患者滿意度和功能結(jié)果關(guān)系不大，而ACL本體感覺與后二者關(guān)系密切。最近的研究更明確地指出患者滿意度和ACL本體感覺關(guān)系最密切，其次為本體感覺和Lysholm評(píng)分，而患者滿意度和Lysholm評(píng)分之間的相關(guān)性較差，關(guān)系最不密切的是本體感覺與韌帶松弛程度以及患者滿意度與韌帶松弛程度。 對(duì)于ACL部分損傷患者，臨床研究證實(shí)康復(fù)治療不但有助于提高膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性，而且可明顯改善本體感覺狀態(tài)。目前認(rèn)為這與本體感覺代償機(jī)

5、制有關(guān)。但對(duì)于ACL不完全損傷患者，殘存的ACL仍然連接股骨髁和脛骨平臺(tái)，其內(nèi)保留的本體感受器是否仍可以發(fā)揮作用，以及這些本體感受器隨時(shí)間延長而發(fā)生的變化，目前研究報(bào)導(dǎo)少見。對(duì)于ACL損傷嚴(yán)重者，關(guān)節(jié)鏡下自體肌腱移植物重建ACL術(shù)證實(shí)不但可以改善膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性，而且可以促進(jìn)膝關(guān)節(jié)本體感覺的恢復(fù)。但隨著關(guān)于自體移植物取材部位并發(fā)癥報(bào)導(dǎo)的不斷出現(xiàn)，而且也有研究證實(shí)髕腱的取材降低了股四頭肌的肌力、胭繩肌的取材可以明顯降低髖關(guān)節(jié)內(nèi)收肌力和膝關(guān)節(jié)

6、屈曲肌力，這對(duì)膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定都會(huì)產(chǎn)生不利影響，異體/異種移植物和人工韌帶的研究的得到了廣泛的關(guān)注。但是目前關(guān)于應(yīng)用異體/異種移植物或人工韌帶移植物重建ACL臨床效果的研究主要集中在使膝關(guān)節(jié)恢復(fù)力學(xué)穩(wěn)定性和可能出現(xiàn)的并發(fā)癥上，而針對(duì)術(shù)后本體感覺恢復(fù)狀況的研究少見。 相對(duì)于ACL的力學(xué)研究，有關(guān)ACL本體感覺的研究時(shí)間還很短。不論是其形成機(jī)制，還是損傷及重建后的康復(fù)形式，都有待于進(jìn)一步的研究和探討。ACL損傷后，本體感覺的改變是不容回

7、避的問題，在這個(gè)領(lǐng)域的深入研究必將對(duì)ACL、甚至膝關(guān)節(jié)損傷的治療觀念產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。本研究采用形態(tài)學(xué)、分子生物學(xué)和電生理學(xué)方法，對(duì)不同時(shí)間段ACL部分損傷后殘存韌帶內(nèi)的本體感受器的形態(tài)和功能的變化、以及應(yīng)用異種移植物和人工韌帶移植物重建ACL術(shù)后移植物內(nèi)是否有再生的本體感受器及其形態(tài)和功能的變化進(jìn)行觀察，希望能為ACL損傷的治療作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 第一部分前交叉韌帶部分損傷后內(nèi)部本體感受器的變化 研究目的：觀察ACL部分損

8、傷后不同時(shí)間段殘存韌帶內(nèi)的本體感受器的形態(tài)和功能的變化。 研究方法：制造兔膝關(guān)節(jié)ACL部分損傷模型，分別于術(shù)后2、4、6個(gè)月對(duì)ACL組織進(jìn)行氯化金染色光學(xué)顯微鏡檢查和PGP9.5免疫熒光染色后激光共聚焦電子顯微鏡檢查觀察韌帶內(nèi)神經(jīng)結(jié)構(gòu)形態(tài)學(xué)變化，用RT-PCR法檢測(cè)韌帶中GAP-43和PGP9.5的mRNA表達(dá)情況以評(píng)價(jià)損傷韌帶組織隨時(shí)間變化神經(jīng)成分比例及神經(jīng)再生情況，通過HRP逆行追蹤技術(shù)和電生理檢查(包括體感誘發(fā)電位和胭繩肌

9、肌電圖)評(píng)價(jià)損傷韌帶內(nèi)神經(jīng)結(jié)構(gòu)的功能情況。 結(jié)果：ACL損傷后韌帶內(nèi)本體感受器的數(shù)量逐漸減少，本體感受器的形態(tài)發(fā)生改變，異形的本體感受器增多，體積縮小，部分結(jié)構(gòu)缺失，HRP逆行追蹤染色顯示神經(jīng)節(jié)陽性區(qū)域逐漸縮小，PGP9.5 mRNA的表達(dá)逐漸減弱，也說明韌帶內(nèi)神經(jīng)纖維數(shù)量有隨時(shí)間延長減少趨勢(shì)。同時(shí)，ACL損傷后出現(xiàn)低強(qiáng)度的GAP-43mRNA的表達(dá)(主要是術(shù)后2個(gè)月)，說明韌帶內(nèi)的神經(jīng)纖維可能存在短暫的再生修復(fù)現(xiàn)象。電生理學(xué)檢

10、查刺激損傷的ACL得到的SEPs和胭繩肌EMG的潛伏期、波幅隨時(shí)間延長逐漸降低。 結(jié)論：ACL損傷后，韌帶內(nèi)的本體感受器短期內(nèi)仍能發(fā)揮一定的作用，但是隨著時(shí)間的延長，其作用逐漸減弱。 第二部分異種肌腱移植物重建損傷ACL后的神經(jīng)再生研究 研究目的：檢測(cè)ACL損傷異種移植物重建術(shù)后不同時(shí)間段移植物內(nèi)是否有再生的本體感受器或神經(jīng)成分以及新生本體感受器的功能。 研究方法：選取犬胭繩肌腱修剪并去除免疫源性后制備成

11、異種移植物重建兔ACL，分別于術(shù)后3、6、9、12個(gè)月對(duì)移植物進(jìn)行氯化金染色光學(xué)顯微鏡檢查和PGP9.5免疫熒光染色后激光共聚焦電子顯微鏡檢查觀察移植物內(nèi)是否有神經(jīng)結(jié)構(gòu)再生及其形態(tài)學(xué)變化，用RT-PCR法檢測(cè)移植物中GAP-43和PGP9.5的mRNA表達(dá)情況以評(píng)價(jià)損傷移植物內(nèi)隨時(shí)間變化神經(jīng)再生情況，通過HRP逆行追蹤技術(shù)和電生理檢查(包括體感誘發(fā)電位和胭繩肌肌電圖)評(píng)價(jià)移植物內(nèi)新生神經(jīng)結(jié)構(gòu)的功能情況。 結(jié)果：采用異種肌腱移植物

12、重建兔ACL術(shù)后，移植物內(nèi)有神經(jīng)纖維再生，并可觀察到不典型的本體感受器結(jié)構(gòu)，術(shù)后9個(gè)月電刺激移植物可以出現(xiàn)SEPs和胭繩肌EMG，雖然檢測(cè)到的SEPs和EMG的潛伏期和波幅小于正常者，但也說明新生的神經(jīng)末梢結(jié)構(gòu)是有功能的。直到術(shù)后1年，這些新生的本體感受器不論是形態(tài)、數(shù)量還是功能都與正常ACL差異顯著，但此時(shí)的RT-PCR檢查發(fā)現(xiàn)GAP-43 mRNA的表達(dá)呈中等程度的陽性，說明移植物內(nèi)仍然存在著神經(jīng)纖維再生活動(dòng)。 結(jié)論：采用異

13、種移植物重建ACL術(shù)后1年，移植物內(nèi)出現(xiàn)了具有一定形態(tài)和功能的類本體感受器結(jié)構(gòu)，但與正常差別仍然較大，需延長觀察時(shí)間以進(jìn)一步研究移植物內(nèi)神經(jīng)纖維再生情況。 第三部分人工韌帶重建損傷ACL后的神經(jīng)再生研究 研究目的：檢測(cè)ACL損傷LARS人工韌帶重建術(shù)后不同時(shí)間段移植物內(nèi)是否有再生的本體感受器或神經(jīng)成分以及新生本體感受器的功能。 研究方法：按照成品EARS人工韌帶的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)制作應(yīng)用于兔的LARS人工韌帶移植物重建損

14、傷的兔ACL，分別于術(shù)后3、6、9、12個(gè)月對(duì)移植物進(jìn)行氯化金染色光學(xué)顯微鏡檢查和PGP9.5免疫熒光染色后激光共聚焦電子顯微鏡檢查觀察移植物內(nèi)是否有神經(jīng)結(jié)構(gòu)再生及其形態(tài)學(xué)變化，用RT-PCR法檢測(cè)移植物中GAP-43和PGP9.5的mRNA表達(dá)情況以評(píng)價(jià)損傷移植物內(nèi)隨時(shí)間變化神經(jīng)再生情況，通過HRP逆行追蹤技術(shù)和電生理檢查(包括體感誘發(fā)電位和胭繩肌肌電圖)評(píng)價(jià)移植物內(nèi)新生神經(jīng)結(jié)構(gòu)的功能情況。 結(jié)果：采用LARS人工韌帶重建兔A

15、CL術(shù)后6個(gè)月觀察到韌帶內(nèi)有少量新生的神經(jīng)纖維，術(shù)后9個(gè)月時(shí)可觀察到不典型的本體感受器樣結(jié)構(gòu)，電刺激移植物時(shí)術(shù)后9個(gè)月可以誘導(dǎo)出SEPs，術(shù)后12個(gè)月時(shí)所有檢查動(dòng)物都出現(xiàn)SEPs和胭繩肌EMG，但新生的本體感受器形態(tài)不典型、數(shù)量少、功能顯著低于正常ACL內(nèi)本體感受器。RT-PCR檢查顯示術(shù)后6個(gè)月起GAP-43基因低等程度陽性表達(dá)，持續(xù)到術(shù)后1年，說明韌帶移植物內(nèi)1年后仍然可能存在神經(jīng)再生現(xiàn)象。 結(jié)論：采用LARS人工韌帶重建A