炎性因子的表達與骨-肌腱結點損傷的相關性研究

李政周 張漢中 陳忠寧

炎性因子的表達與骨-肌腱結點損傷的相關性研究

李政周 張漢中 陳忠寧

目的 炎性因子的表達與骨-肌腱結合點損傷的關聯性, 得出促進骨-肌腱結合點愈合的方法及參考依據。方法 96只家養成年大白兔作為本次研究對象, 96只成年大白兔分別在術后2、4、8周取材, 根據取材時間的差異將96只成年大白兔分為A(2周)、B(4周)、C(8周)三組, 每組32只。對三組大白兔術后進行放射學、組織學、雙抗夾心親和生物素化酶復合物-酶聯免疫吸附試驗(ABC-ELISA)檢測。 結果 A組和B組在動物血清檢測中發現炎性因子白細胞介素-1(IL-1)、白細胞介素-6(IL-6)、白細胞介素-17(IL-17)的表達明顯升高, 術后3項炎性因子的表達水平明顯高于術前,術前和術后的3項炎性因子表達不同, 差異有統計學意義(P<0.05)。C組成年大白兔的動物血清中3項炎性因子的表達與術前差異無統計學意義(P>0.05)。結論 炎性因子表達與骨-肌腱結合點損傷關聯性極強, 研究血清中的IL-1、IL-6、IL-17 3項炎性因子的表達情況能夠加快骨-肌腱結合點損傷愈合提供科學的參考依據。

炎性因子；骨-肌腱結合點損傷；相關性

骨-肌腱結合部能夠平衡機體的肌肉、肌腱、骨骼的彈性作用, 避免軀體因局部張力過大而導致骨骼肌肉損傷［1］。但是骨-肌腱結合部也是非常容易受到損傷的一個關鍵部位, 致傷原因多為運動損傷, 機體的骨-肌腱結合部損傷后,機體運動時疼痛異常, 骨-肌腱的愈合也相對較難［2］。為此本文主要探討著重分析炎性因子的表達在骨-肌腱結合點愈合過程中的影響性, 現報告如下。

1 材料與方法

1.1 材料 于2013年6~9月隨機選取96只家養成年大白兔作為本次研究對象, 96只成年大白兔的周齡均為20周, 96只成年大白兔分別在術后2、4、8周取材, 根據取材時間的差異將96只成年大白兔分為A組(2周)、B組(4周)、C組(8周)三組, 每組32只, 術后對三組大白兔做動物組織學檢測、放射學檢測(雙抗體夾心ABC-ELISA)等。

1.2 方法

1.2.1 術前準備 將96只成年大白兔進行術前麻醉處理,采用靜脈注射2.5%的戊巴比妥鈉, 約0.8 mg/kg, 推注速度不宜過快, 因為兔子對麻藥敏感, 容易死亡, 戊巴比妥一般速度放慢會比較安全。在不考慮循環系統的影響, 可以預先給少量速眠新(0.1~0.2 ml/kg), 如果麻醉不好可以補加戊巴比妥鈉1 ml左右, 比較安全。術前將所有操作工具進行無菌消毒處理后進行手術。

1.2.2 手術方法 所有成年大白兔將其放置在無菌手術臺上, 對其逐一進行膝關節手術。首先在膝關節髕骨遠端約1/3出截取一部分骨骼, 將髕骨處的肌腱與髕骨尖端的連接處剪斷, 熟練地清理干凈髕骨處肌腱和髕骨兩處連接帶的軟骨帶。隨后在選取2個規格為0.8 mm的縱向鉆孔將髕骨肌腱放置在髕骨骨骼上, 同時迅速地在脛骨連接處鉆孔, 鉆孔規格為0.8 mm。隨后在選用張力較靈活的鋼絲彎成“8”字形將連接處的骨骼加以固定, 起到保護髕骨肌腱和骨骼之間的作用。手術完成后將大白兔的膝關節放置于垂直彎曲狀態,肌肉注射適量的青霉素, 起到消炎殺菌的作用。再用石膏加以固定, 休養期間密切觀察大白兔的肢體氣血運行狀況以及膝關節髕骨處手術切口的恢復狀況。石膏固定3周后可取下石膏, 觀察大白兔的肢體功能。

1.2.3 術后檢測 ①生物組織學檢測。96只大白兔分別于術后的2、4、8周進行取材。根據取材時間的不同將96只大白兔分為A組(2周)、B組(4周)、C組(8周)。在進行生物組織學檢測前, 先采用超量的戊巴比妥鈉將大白兔藥死。因為大白兔本身對麻醉藥物是很敏感的, 過量注射麻醉劑很容易導致死亡, 而生物組織學檢測必須要求動物處于死亡狀態, 才能夠進行髕骨、肌腱、脛骨等組織的取材共組。再行生物組織學取材時, 在相應的曝光環境下, 對大白兔的膝關節的側位進行X光檢測, 將完整的股四頭肌、髕骨、髕骨肌腱、脛骨復合組織結構取出, 取出后的骨骼肌腱材料采用生理鹽水浸透的紗布進行包裹, 放置于-20℃的冷柜中保藏。在對骨骼-肌腱材料進行生物組織學檢測時, 首先對取出的骨-肌腱標本的總體愈合情況做詳細觀察和記錄, 隨后將部分股四頭肌、髕骨、髕骨肌腱、脛骨復合組織結構自中間縱軸解剖開來, 再用濃度為10%的甲醛將切開后的復合組織標本進行固定。甲醛浸泡固定24 h, 再采用濃度為10%的甲酸對復合組織標本進行脫鈣處理。最后用酒精、石蠟等材料對復合組織結構標本進行包埋處理, 將標本切成片厚5 μm。最后對切片進行HE染色檢驗, 在數字顯微鏡下觀察標本的組織學變化情況。②雙抗體夾心ABC-ELISA檢測。雙抗體夾心ABC-ELISA檢測(avidin biotin complex-ELISA)實際上是一種 親和素-生物素復合ELISA檢測方法, 又稱為酶聯免疫吸附劑測定, 由于酶是一種強效催化物質, 能夠將測量結果顯著放大, 是檢測生物細胞表面存留的免疫活性的一項重要檢測方法, 該方法的檢測敏感度極高。因此在進行雙抗體夾心ABC-ELISA檢測時, 所有受試大白兔在術前均要做術前采血工作。采血時間分別定為術前、術后2、4、8周, 檢測IL-1、IL-6、IL-17 3項炎性因子。

1.3 統計學方法 采用SPSS12.0統計學軟件進行統計分析。計量資料以均數±標準差( x-±s)表示, 采用t檢驗；計數資料以率(%)表示, 采用χ2檢驗。P<0.05表示差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 生物組織學檢測結果分析 生物組織學檢測數據結果顯示, 96只大白兔術后2周內均沒有出現死亡案例, 術后4周內有2只死亡, 術后8周有2只死亡。從生物組織染色體檢測結果可以看出A組大白兔在術后2周內明顯有軟骨細胞和新生松骨發育, 發育狀態良好。B組大白兔在術后4周時,髕骨肌腱和髕骨松質骨二者的結合點上可以明顯看出有軟骨細胞游離帶發育。C組大白兔在術后8周時, 骨-肌腱連接部位處的軟骨細胞組織已經與正常骨骼結構無差別, 骨-肌腱結合部位的膠原纖維細胞和受力方向呈相同方向, 且新的軟骨細胞和新生的松骨組織的發育已經接近正常。三組大白兔術后2、4、8周的X光線片影像圖片可以看出大白兔髕骨骨-肌腱結合部位的愈合面積逐漸增大, 已經可以與正常結果相同。見圖1。

圖1 A、B、C三組大白兔在術后不同時期的髕骨骨-肌腱結合部位的愈合狀況

2.2 術后不同時間段IL-1、IL-6、IL-17 3項炎性因子的表達情況對比 A組的IL-1、IL-6、IL-17分別為(42.3±5.6)、(22.6±2.6)、(33.2±5.4)pg/ml, B組的IL-1、IL-6、IL-17分別為(32.8±4.5)、(19.6±2.1)、(23.5±2.6)pg/ml。A組和B組在動物血清檢測中發現炎性因子IL-1、IL-6、IL-17的表達明顯升高, 術后3項炎性因子的表達水平明顯高于術前, 且隨著時間的推移3項IL-1、IL-6、IL-17炎性因子表達水平呈現遞減趨勢。術前和術后的3項炎性因子表達不同性差異有統計學意義(P<0.05)。C組的IL-1、IL-6、IL-17組分別為(24.8±2.6)、(14.6±1.7)、(16.3±2.8)pg/ml, 可見C組成年大白兔的動物血清中3項炎性因子的表達與術前差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 術后不同時間段IL-1、IL-6、IL-17 3項炎性因子的表達情況對比( x-±s, pg/ml)

3 討論

隨著社會經濟的蓬勃發展, 交通事故、運動損傷、強度負重等導致的關節損傷越來越常見。根據有關數據統計, 全世界范圍內每年約3億人出現肌腱韌帶損傷病理, 肌腱韌帶損傷會嚴重損害人們的關節活動功能, 給人們的工作和生活帶來不便［3］。骨-肌腱損傷作為關節肌腱韌帶損傷中最常見的疾病之一, 其發病率也呈現逐年上漲的趨勢［4］。近年來國內外有不少針對骨-肌腱結合部位損傷治療的研究文獻, 閆軍偉等［5］針對在骨-肌腱結合部治療方法做了詳細探討, 他們認為當前骨-肌腱結合部位愈合極為緩慢, 受到內外界諸多干擾因素的影響。隨著人體組織工程學的進步與完善, 他提出將生物支架材料用于治療骨-肌腱結合部損傷。生物材料是一種以細胞支架為主要材料物體, 將骨-肌腱結合部與生物材料構建成空間復合體, 為細胞發育和增殖提供場所［6］。骨-肌腱結合部在生物組織學上是一個最復雜、最難考究的結構, 由于肌腱是肌腹兩端的索狀或膜狀結構較為緊密的締結構造, 方便肌肉和骨頭在上面鏈接和固定。單塊肌肉的肌腱一般會附著于幾塊不同的骨頭上, 起到牽引骨頭與肌肉運動的關鍵作用［7］。肌腱和肌腹是單塊骨骼的兩個重要組成部分, 肌腱將骨骼上附著的肌肉固定在骨骼上, 從而使骨骼和肌肉兩者完美配合, 達到活動的目的［8］。而骨-肌腱結合點是指軟骨與肌腱、韌帶接觸的一個關節點位置, 骨-肌腱的損傷會引起骨骼、肌肉、韌帶等關聯組織的病理性變化。在炎癥病理性條件下, 炎性因子IL-1會促成IL-1β的發育, 而IL-1β會提高軟骨細胞和滑膜細胞蛋白酶的活性表達, 從而阻止軟骨細胞生成, 對骨骼有強大的吸收作用［9］。IL-6是一種常見的炎性因子, 常常隱藏于血液之中, 它會刺激軟骨和化膜細胞的生成, 催生膠原酶活性, 從而增強纖維細胞對MMps的反應。IL-17是一種氨基酸組合而成的同型二聚體, 能夠強化炎癥因子的作用［10-15］。在本次研究中, A組和B組在動物血清檢測中發現炎性因子IL-1、IL-6、IL-17的表達明顯升高, 術后3項炎性因子的表達水平明顯高于術前, 且隨著時間的推移3項IL-1、IL-6、IL-17炎性因子表達水平呈現遞減趨勢。C組成年大白兔的動物血清中3項炎性因子的表達與術前差異不明顯。

綜上所述, 炎性因子表達與骨-肌腱結合點損傷關聯性極強, 研究血清中的IL-1、IL-6、IL-17 3項炎性因子的表達情況能夠加快骨-肌腱結合點損傷愈合提供科學的參考依據。

［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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