肌腱生物化学论文

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1材料与方法

1．1材料来源

经过严格筛选的人手掌肌腱45根，男35根，女10根，供者平均年龄为（55±3）岁，由中国人民解放军第401医院提供。肌腱经过－80℃深低温冷冻7周后随机分成A、B、C组共3组。

1．2研究方法

A组肌腱在干冰环境下行3．5kGy高能电子束照射10次，总辐射剂量为35kGy。B组在干冰环境下行3．5kGy的γ射线照射，共10次，总辐射剂量为35kGy。C组肌腱只在干冰环境下保存。

1．3组织学观察

对各组肌腱分别行苏木精－伊红（HE）染色和胶原纤维经典VG染色，观察组织形态学改变。

1．4羟脯氨酸（Hyp）含量检测

采用高效液相色谱法分别检测各组肌腱Hyp的含量。

2结果

2．1组织学观察

C组肌腱染色均匀，纤维排列规整紧密，肌腱细胞沿纤维走行排列。A组肌腱染色仍较均匀，纤维排列欠规整，纤维之间出现缝隙，肌腱细胞沿纤维走行排列。B组肌腱染色不均匀，纤维排列杂乱，大部分出现断裂，纤维之间缝隙更大更明显。

2．2各组Hyp含量比较

A、B、C组肌腱Hyp含量分别为2．809±0．353、3．20±0．376及2．52±0．331。B组Hyp含量明显高于C、A组（F＝16．32，q＝4．60、8．05，P＜0．05），A组Hyp含量与C比较差异无显著性（P＞0．05）。

3讨论

随着同种异体移植物在骨关节修复重建中使用的逐渐增多，对移植物不同消毒灭菌方法的研究也越来越多，同时对于各种消毒灭菌方法的灭菌效果和安全性也逐渐引起了人们的重视。采用γ射线照射对异体移植物进行消毒灭菌被认为是一种简单实用的消毒方法。但有充分证据表明，超过20kGy的大剂量γ射线照射则会造成肌腱结构特性的改变。生物材料对γ射线照射存在剂量依赖性，由于对组织结构的破坏，生物材料的力学性能随照射剂量的改变而改变。BALSLY等研究显示，照射剂量≥25kGy时，移植物的生物力学强度随着照射剂量增大明显降低。RAPPE等对前交叉韧带重建术后6个月的病人进行随访显示，使用照射肌腱的病人手术失败率明显增高。FIDELER等分别以人和山羊髌腱－骨为研究对象，用γ射线照射，发现照射组肌腱生物力学性能显著下降。HOBURG等研究显示，大剂量电子束分次照射与不照射比较，不会降低异体移植物生物力学特性，而单次大剂量电子束照射或者单次大剂量γ射线照射会显著降低其生物力学特性。电子束除了具有γ射线照射优点外，其达到相同灭菌效果时在经济上更加节约。与γ射线照射比较，其穿透性仅在照射高密度或厚度超过50mm的组织时才降低。因此，在应用于软组织移植物特别是ACL重建时，这一缺点可忽略。虽然与γ射线相比较，电子束照射肌腱可维持更好的生物力学特性，但其大剂量（＞30kGy）照射与非照射组织生物力学特性比较仍显著降低。KAMINSKY等对25～100kGy电子束照射BPTB移植物灭菌进行评估，且与非照射组进行了比较，发现其结构性能降低20％左右。总之，大剂量电子束对异体移植物分次照射不会降低其生物力学特性已经被国内外认可，但是其具体的机制仍然不明。肌腱主要由Ⅰ型和Ⅱ型胶原组成。胶原纤维表面镶嵌着胶原蛋白分子，胶原蛋白分子将纤维之间以及纤维与胞外基质连接起来，形成稳定的分子结构，该结构为肌腱提供强大机械力学性能。Hyp是胶原蛋白的特异性氨基酸，大部分Hyp都存在于胶原中，其含量约占胶原氨基酸含量的13％。因此，通过检测肌腱组织中Hyp的含量，就能反映肌腱中胶原蛋白含量，间接反映肌腱结构的变化。本实验中，在干冰保存条件下对肌腱以35kGy的γ射线和电子束分次照射。结果显示，A组同B组相比肌腱染色均匀，纤维排列规整，纤维之间出现少量缝隙，肌腱细胞沿纤维走行排列。采用高效液相色谱法检测同等处理条件下的Hyp含量，胶原蛋白水解液中B组Hyp含量明显高于A组。说明电子束照射组肌腱的肽键受到的破坏较小，在同等水解条件下，很少的Hyp被释放出来。在临床上主要表现为电子束分次照射对肌腱的生物力学影响较小。但生物力学性能的改变要考虑多方面的原因，其中胶原分子的交联结构很重要。因此，本实验只是从微观上解释了电子束分次照射对肌腱生物力学性能改变较小的原因。对电子束分次照射对肌腱的形态学和Hyp含量影响为什么较小未能作出合理的解释。还需要进一步的研究。

作者：范明生王湘达田少奇王远贺孙康单位：青岛大学医学院附属医院关节外科