冻融对家兔跟腱生物力学和结构特性的影响.pdf
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1、实用手外科杂志 圆园23 年 9 月 第 37 卷 第 3 期 允韵哉砸晕粤蕴 韵云 孕砸粤悦栽陨悦粤蕴 匀粤晕阅 杂哉砸郧耘砸再 Sep 圆园23熏 灾燥造 37熏 晕燥.3实验研究文章编号院1671-2722渊2023冤03-0414-03冻融对家兔跟腱生物力学和结构特性的影响姜东袁 殷超袁 霍天齐袁 王小龙袁 张国荣袁 王继宏(内蒙古医科大学第二附属医院 手足显微外科中心,内蒙古自治区 呼和浩特 010090)王继宏为本文通讯作者基金项目院内蒙古自治区自然科学基金(项目编号院2020MS08118);内蒙古医科大学青年培育项目渊项目编号院YKD2021QN020冤;内蒙古医科大学致远人才
2、计划治学人才二类专项渊项目编号院ZY0120023冤;内蒙古自治区组织部草原英才创新团队专项基金渊项目编号院CYYCTD2021-8冤;内蒙古自治区科技计划项目渊项目编号院2021GG0206冤;吴阶平医学基金会临床专项资助基金项目渊项目编号院320.6750.2021-4-65冤;内蒙古自治区科技计划项目渊项目编号院2022YFSH0032冤收稿日期:圆园22原10原20作者简介:姜东(1990-),男,主治医师。摘 要院目的探究肌腱多次冻融后是否会影响其自身的特性遥方法肌腱在收获后直接在-20益冷冻袁各组肌腱在 3 个月内进行多次冻融循环袁进行生物力学试验及形态学尧组织学和透射电镜的比较遥
3、结果在-20益的条件下袁随着冻融次数的逐渐增加最大载荷尧抗拉刚度尧最大断裂应力会下降袁同样在组织结构的观察中袁也得到了同样的验证遥结论随着冻融次数的增加袁肌腱的生物力学特征会逐步下降袁组织结构也会受到不同的创伤遥关键词院 冻融曰 肌腱曰 生物力学doi:10.3969/j.issn.1671-2722.2023.03.029The effect of thawing on the biomechanical and structural charaeteristics of rabbit Achilles tendonJIANG Dong,YIN Chao,HUO Tianqi,et al(D
4、epartment of Hand and Foot Microsurgery,The Second Hospital Affiliated of Inner MongoliaMedical University,Huhhot,Inner Mongolia Autonomous,010090,China)Abstract:Objective To investigate if the repeated thawing can affect the salf chareteristics of rabbit Achillestendon.Methods The tendons were froz
5、en at-20益 directly after harvesting.The tendons in each groupwere subjected to multiple freeze-thaw cycles within 3 months.Biomechanical tests,morphology,histologyand transmission electron microscopy were compared.Results Under the condition of-20益,themaximum load,tensile stiffness and maximum fract
6、ure stress decreased with the gradual increase of thenumber of freeze-thawing times,and the same verification was also obtained in the observation of thestructure.Conclusion With the increase of freeze-thaw times,the biomechanical characteristics of thetendon will gradually decrease,and the tissue s
7、tructure will be affected by different wounds.Key words:Freeze-thaw;Tendon;Biomechanics肌腱是连接肌肉和骨骼的索状或膜状结缔组织,力量传导的中介,肌肉收缩带动肌腱的牵引作用,从而使关节活动。它具有储存弹性势能和承受强负荷牵拉的能力,是关节运动的依赖和基础。肌腱由纵行排列的胶原纤维及散在分布的梭形腱细胞构成。胶原纤维呈线形、螺旋形或交叉方式走行,由纤维细胞基质腱内膜分隔成束,其浅层被覆一单层细胞腱鞘,与肌腱的血管系膜或腱系膜相融合,在腱系膜中有动脉存在。在跨关节活动弧的凹侧,腱鞘纤维滑车防止肌腱收缩时偏移运动中
8、心轴线,以产生更大的活动度,滑车有时可呈不同程度的纤维软骨化生,产生硫酸粘多糖,并可见与关节软骨内排列方式相似的散在分布的许多小胶原纤维。在肌腱损伤愈合的研究中,家兔模型一直被广泛应用,其生物力学检测及组织学观测是对肌腱愈合结果最重要的衡量指标1-2。在完全理想的实验状态下,肌腱应该在新鲜收取后直接进行相关的实验操作。但在实际操作中,则难以实现,多数情况需在低温条件下进行样本保存。尤其是在进行多次、多时间点的实验操作过程中,造模肌腱的保存条件显得414 窑窑实用手外科杂志 圆园23 年 9 月 第 37 卷 第 3 期 允韵哉砸晕粤蕴 韵云 孕砸粤悦栽陨悦粤蕴 匀粤晕阅 杂哉砸郧耘砸再 Sep
9、 圆园23熏 灾燥造 37熏 晕燥.3格外重要。然而,目前还没有研究显示冻融家兔肌腱是否会影响其自身的特性及相关的实验结果,因此我们设计并执行该实验以探究多次冻融肌腱对其特性的影响。1 材料与方法1.1 组织材料提取与分组成年健康雄性新西兰白兔 64 只,体重 2.02.5 kg,6 个月龄。取左跟腱和 10.0 mm 附着的肌肉(腓肠肌和比目鱼肌);整个脚在踝关节处被分离。跖腱被完全切除。按生物力学试验和组织学样本随机分组:新鲜组,5 次冷冻循环组(-205),10 次冷冻循环组(-2010)。新鲜的样品立即进行了检测,冷冻组的标本用盐水浸湿纱布包好,置于 15 mLFalcon tubes
10、 中,按组在-20下立即冷冻。短期冷冻组样品至少冷冻 48 h,室温(21)解冻 4 h;人工确认完全解冻。最后一个解冻周期发生在测试之前。肌腱长度和横截面积(CSA)由单一、一致的操作人员(SAM)使用高精度标卡尺测量。1.2 生物力学测试利用生物力学测定仪测定,取腓肠肌对跟腱的牵引力的平均值。首先用游标卡尺测出跟腱标本的横向宽度,再用自制恒压式横截面积测量仪测出断裂修复组织厚度(压强为 0.12 mPa、时间为 2 min),计算出各取材标本肌腱横截面积。把标本两端用桶形卡具加横行钢钉固定,牙膏粉包埋。放置标本与MTS 858 生物材料测试机上做拉伸试验。拉力达到2.0 N 时用电子游标卡
11、尺测量肌腱的长度。先行预处理,拉伸速度 O.5 mm/s,拉长 O.5 mm,共 3 次,然后行拉断试验,拉伸速度为 500 mm/min,并进行最大强度、最大值载荷以及刚度等生物力学指标计算。1.3 组织学检测选取的各组家兔肌腱(新鲜,-205,-2010)进行固定,10%中性缓冲福尔马林附着跟骨脱钙。纵向部分(5 m)分别用苏木精伊红(H&E)或天狼猩红染色描述性分析。1.4 电子显微镜检测选取各组(新鲜,-205,-2010)样品在Trumps 固定剂中固定。将超薄切片(100 nm)安装在200 目铜网上,用柱上柠檬酸铅染色,在 JEOLJEM-1400 透射电镜下观察。1.5 统计学
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