肌肉收缩应力对骨腱接点愈合处纤维软骨生成的影响

骨腱重接手术后骨腱接点处的愈合缓慢而困难， 我们前期研究发现生物物理刺激能促进骨腱接点愈合，另外研究亦证实术后肌肉收缩产生的应力能促进骨及肌腱的愈合，但能否促进骨腱重接手术后骨腱接点处的愈合仍不清楚。应用已建立的兔髌骨部分切除模型，将功能电刺激诱导的股四头肌收缩应力加载到髌骨-髌腱接点愈合界面，用组织学、 生物力学方法检测骨腱接点处特征性纤维软骨移行带的发生和愈合质量。并通过体外细胞力学加载模型研究不同的应力作用对骨腱接点愈合界面细胞：骨髓源性多分化间充质细胞，肌腱纤维细胞, 骨细胞分化导向的影响及其力学信号传导调控途径，探讨应力刺激促进骨腱接点愈合的机理。 本研究能为临床增进骨腱重建愈合及制定最佳术后方案提供重要参考。

骨肌腱接点是骨与肌腱之间结合部位的组织，其主要作用是分散骨与肌腱结合部位的应力，避免其损伤。骨肌腱接点损伤后难以自愈，骨肌腱接点的愈合过程的机理及如何促进其愈合，是研究者一直致力于解决的难题。骨肌腱接点的修复，而纤维软骨带的再生和重建则是骨肌腱接点修复的重要因素。已有研究表明物理刺激和力学刺激对于纤维软骨带的生长、发育及修复均有至关重要的作用，且力学刺激或物理刺激均能促进腱-骨愈合界面纤维软骨带的新生和塑型。故本实验通过体内动物实验和体外细胞实验，观察拉力和低频率超声对于骨肌腱接点处纤维软骨带的修复作用。在体内，我们建立兔部分髌骨切除模型，通过肌肉收缩应力产生一个力学刺激作用于骨与肌腱接点，然后观察低频超声和拉力在骨肌腱接点修复中的共同作用。在体外，我们观察了肌腱干细胞在拉力和软骨诱导因子的作用下向纤维软骨细胞分化的情况。体内动物实验结果发现，肌肉收缩产生的拉力确实促进骨肌腱接点的愈合，主要表现在与对照组相比，促进了新骨形成，新骨的面积较大和骨密度值高；且促进了纤维软骨带的再生，重塑了新形成的纤维软骨带胶原排列，且新形成的纤维软骨带的面积明显大于对照组。此外，我们观察了术后18周骨肌腱接点处抗拉性能，发现实验组骨肌腱接点处的抗拉力性能明显好于对照组，且组织学观察力学测试后断裂位置，发现实验组的骨肌腱接点处的断裂位置通常为新骨和原有骨组织之间断裂，纤维软骨带处则未见断裂，说明新形成的纤维软骨带结构具有良好的力学性能。此外，在施加拉力刺激前用低频超声对骨肌腱接点损伤位置进行刺激，同样也获得一个良好的修复。体外细胞实验结果发现，肌腱干细胞在软骨诱导因子的刺激下即向纤维软骨细胞方向分化，反而在施加一个单纯的拉力刺激情况下，并未促进其向纤维软骨细胞的分化，且在一个较大的拉力强度下，抑制了其向纤维软骨细胞的分化。这些结果表明，FES诱导的肌肉收缩应力确实促进了骨肌腱接点的愈合，同时FES和LIPUS的共同作用也能够促进骨肌腱接点损伤的愈合。而在体外细胞实验中单纯的拉力并不能促进肌腱干细胞向纤维软骨细胞方向的分化，反而过大的拉力会抑制其的分化。