肌腱生物化學論文

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1材料與方法

1．1材料來源

經過嚴格篩選的人手掌肌腱45根，男35根，女10根，供者平均年齡為（55±3）歲，由中國人民解放軍第401醫院提供。肌腱經過－80℃深低溫冷凍7周后隨機分成A、B、C組共3組。

1．2研究方法

A組肌腱在干冰環境下行3．5kGy高能電子束照射10次，總輻射劑量為35kGy。B組在干冰環境下行3．5kGy的γ射線照射，共10次，總輻射劑量為35kGy。C組肌腱只在干冰環境下保存。

1．3組織學觀察

對各組肌腱分別行蘇木精－伊紅（HE）染色和膠原纖維經典VG染色，觀察組織形態學改變。

1．4羥脯氨酸（Hyp）含量檢測

采用高效液相色譜法分別檢測各組肌腱Hyp的含量。

2結果

2．1組織學觀察

C組肌腱染色均勻，纖維排列規整緊密，肌腱細胞沿纖維走行排列。A組肌腱染色仍較均勻，纖維排列欠規整，纖維之間出現縫隙，肌腱細胞沿纖維走行排列。B組肌腱染色不均勻，纖維排列雜亂，大部分出現斷裂，纖維之間縫隙更大更明顯。

2．2各組Hyp含量比較

A、B、C組肌腱Hyp含量分別為2．809±0．353、3．20±0．376及2．52±0．331。B組Hyp含量明顯高于C、A組（F＝16．32，q＝4．60、8．05，P＜0．05），A組Hyp含量與C比較差異無顯著性（P＞0．05）。

3討論

隨著同種異體移植物在骨關節修復重建中使用的逐漸增多，對移植物不同消毒滅菌方法的研究也越來越多，同時對于各種消毒滅菌方法的滅菌效果和安全性也逐漸引起了人們的重視。采用γ射線照射對異體移植物進行消毒滅菌被認為是一種簡單實用的消毒方法。但有充分證據表明，超過20kGy的大劑量γ射線照射則會造成肌腱結構特性的改變。生物材料對γ射線照射存在劑量依賴性，由于對組織結構的破壞，生物材料的力學性能隨照射劑量的改變而改變。BALSLY等研究顯示，照射劑量≥25kGy時，移植物的生物力學強度隨著照射劑量增大明顯降低。RAPPE等對前交叉韌帶重建術后6個月的病人進行隨訪顯示，使用照射肌腱的病人手術失敗率明顯增高。FIDELER等分別以人和山羊髕腱－骨為研究對象，用γ射線照射，發現照射組肌腱生物力學性能顯著下降。HOBURG等研究顯示，大劑量電子束分次照射與不照射比較，不會降低異體移植物生物力學特性，而單次大劑量電子束照射或者單次大劑量γ射線照射會顯著降低其生物力學特性。電子束除了具有γ射線照射優點外，其達到相同滅菌效果時在經濟上更加節約。與γ射線照射比較，其穿透性僅在照射高密度或厚度超過50mm的組織時才降低。因此，在應用于軟組織移植物特別是ACL重建時，這一缺點可忽略。雖然與γ射線相比較，電子束照射肌腱可維持更好的生物力學特性，但其大劑量（＞30kGy）照射與非照射組織生物力學特性比較仍顯著降低。KAMINSKY等對25～100kGy電子束照射BPTB移植物滅菌進行評估，且與非照射組進行了比較，發現其結構性能降低20％左右。總之，大劑量電子束對異體移植物分次照射不會降低其生物力學特性已經被國內外認可，但是其具體的機制仍然不明。肌腱主要由Ⅰ型和Ⅱ型膠原組成。膠原纖維表面鑲嵌著膠原蛋白分子，膠原蛋白分子將纖維之間以及纖維與胞外基質連接起來，形成穩定的分子結構，該結構為肌腱提供強大機械力學性能。Hyp是膠原蛋白的特異性氨基酸，大部分Hyp都存在于膠原中，其含量約占膠原氨基酸含量的13％。因此，通過檢測肌腱組織中Hyp的含量，就能反映肌腱中膠原蛋白含量，間接反映肌腱結構的變化。本實驗中，在干冰保存條件下對肌腱以35kGy的γ射線和電子束分次照射。結果顯示，A組同B組相比肌腱染色均勻，纖維排列規整，纖維之間出現少量縫隙，肌腱細胞沿纖維走行排列。采用高效液相色譜法檢測同等處理條件下的Hyp含量，膠原蛋白水解液中B組Hyp含量明顯高于A組。說明電子束照射組肌腱的肽鍵受到的破壞較小，在同等水解條件下，很少的Hyp被釋放出來。在臨床上主要表現為電子束分次照射對肌腱的生物力學影響較小。但生物力學性能的改變要考慮多方面的原因，其中膠原分子的交聯結構很重要。因此，本實驗只是從微觀上解釋了電子束分次照射對肌腱生物力學性能改變較小的原因。對電子束分次照射對肌腱的形態學和Hyp含量影響為什么較小未能作出合理的解釋。還需要進一步的研究。

作者：范明生王湘達田少奇王遠賀孫康單位：青島大學醫學院附屬醫院關節外科