生物膜预防肌腱粘连的研究进展
2014-03-06林立功综述审校
林立功，张 澜(综述)，丰 波(审校)
(内蒙古医科大学第三附属医院骨科，内蒙古 包头 014014)
肌腱属致密结缔组织，由胶原纤维及梭形腱细胞构成，被动的负责肌肉收缩产生的力量，当高负载或外伤时容易受到伤害；而在其修复过程中粘连难以避免，并造成机体功能的缺失。预防肌腱粘连一直是从业者研究的热点也是亟待解决的难题。肌腱修复过程中存在内源性、外源性愈合两种机制，外源性愈合伴随粘连，因此促进内源性愈合、抑制外源性愈合是防止粘连的关键。随后学着以此为指导进行了大量的临床及实验研究，探索了诸多预防肌腱粘连的方法，该文对预防肌腱粘连的各种生物膜及其防粘连效果进行综述。
1 自体生物膜预防肌腱粘连
1.1血管 自体血管可作为阻隔屏障降低外源性愈合，且无排异反应。阎道海等[1]将自体大隐静脉移植重建腱鞘手术17例，重建腱鞘缺损长度为2～5 cm，术后配合早期功能锻炼，经10个月至4年随访，按主动活动度法评定疗效全部达优。本研究的不足之处在于机体缺失了一条主要血管，如果是多根肌腱损伤则对机体创伤更大，难以应用。但在后期的随访中未发现有下肢肿胀、疼痛等不良后果，原因可能是样本少。Strauch等[2]比较肌腱移植时腱鞘切开后原位缝合和静脉移植覆盖腱鞘缺损时的肌腱滑动功能，发现腱鞘原位缝合和静脉移植后的模拟屈曲活动显著大于腱鞘切除组，腱周粘连少。
1.2脂肪组织 自体脂肪组织生物相容性好且来源广泛，制备简单，具有低免疫原性、可吸收性，早期起阻隔作用，后期起润滑作用，故在预防肌腱粘连中应用广泛。卢全中等[3]将兔自体脂肪组织移植于趾屈肌腱损伤模型腱鞘中行同体后肢对照实验，分别于1、2、3、4、6周进行大体及粘连性状观察，结果发现对照组粘连程度高于实验组。韩文冬等[4]用2年时间对符合研究条件的70例82条指屈肌腱断裂伤患者分别采用单纯缝合术(36条)和缝合后自体脂肪颗粒纯化移植(46条)两种方法治疗行对照研究，随访2～16个月，用主动活动度法系统评定肌腱功能恢复情况，自体脂肪颗粒纯化移植治疗46条肌腱优良率为86.96%；单纯肌腱缝合治疗36条肌腱优良率为55.56%，两组比较差异有统计学意义(P<0.05)。在自体脂肪组织移植预防肌腱粘连中采用颗粒状脂肪容易成活，因为脂肪颗粒间隙可以使之在血运建立前通过周围组织液、血浆的渗透作用保持活力。孙庆仲等[5]在预防瘢痕粘连研究中对移植的脂肪颗粒大小进行筛选，经光镜、电镜观察发现直径2～4 mm的脂肪颗粒在受体内成活率最高、液化率最低，被阻隔组织粘连程度最轻，因此在此类实验及临床应用中脂肪颗粒的选取是关键。
1.3腱旁组织 主要是腱鞘的保护和修复，腱鞘作为理想的阻隔屏障，能抑制外源性愈合，腱鞘产生的滑液对肌腱有营养作用。然而，Saldana等[6]对临床上屈肌腱Ⅱ区损伤患者的随访研究中发现，腱鞘修复(42例)与否(48例)术后手指功能无明显差别，原因可能在于术后及时、系统的康复治疗。Peterson等[7]在建立鸡屈肌腱损伤模型随机分组实验中，一组将鸡屈肌腱腱鞘切除、第二组将鸡屈肌腱鞘切开、第三组将鸡屈肌腱鞘切开/闭合的，术后行两组间生物力学评价，结果切开/闭合组肌键滑动距离和消耗功基本相同。顾宇彤等[8]临床试验发现，对于无人区单纯切割伤的双腱修复，腱鞘修复与否肌腱粘连情况无明显差别，而对于无人区严重挫伤修复后，腱鞘切除组肌腱滑动功能显著优于腱鞘关闭组。Bunata等[9]证实，通过扩大和重建腱鞘可显著提高肌腱损伤术后滑动功能，其原因可能在于修复后腱鞘过于狭窄，肌腱滑动受影响；肌腱损伤后必然会有炎性反应、水肿，肿胀的肌腱受压引起腱鞘缺血、营养不足等变化，导致腱鞘破坏不能有效改善术后肌腱功能。关于腱鞘是否应该修复仍存在争论，但是腱鞘抑制外源性愈合的功能为临床上肌腱粘连提供了启示，诸多学者通过使用各种材料重建腱鞘，既可以肉芽降低组织长入引起的肌腱粘连，又可避免因腱鞘狭窄导致的肌键粘连加重。
1.4筋膜 筋膜具有较大的可拉伸性且表面光滑，1986年Kessler等[10]在鸡对照实验中，切断鸡第三趾屈肌腱并切除一段腱鞘，缝合后用其大腿阔筋膜重建腱鞘(实验组)，对照组切断并切除一段腱鞘后缝合，结果发现实验组肌腱缝合部位粘连较对照组轻，且增生纤维排列较规则。鲍卫汉等[11]移植兔和犬筋膜预防自体跟腱撕脱伤模型发现，自体筋膜移植在无张力、有张力或持续弹力牵引下均能成活，且可有效降低肌腱粘连。陈青等[12]用游离筋膜移植包绕肌腱缝合处防止肌腱与周围组织的粘连，临床修复12根肌腱效果均满意。采用自体脂肪组织移植、自体血管筋膜腱鞘再造等方法虽然能在一定程度上预防肌腱粘连的发生，但因其操作复杂，且对机体其余部位的损伤较大，近年来临床上已很少采用。
2 异体生物膜预防肌腱粘连
2.1几丁糖膜 几丁糖是一种广泛存在的天然高分子化合物，无毒性、无刺激性、无抗原性、无热源性，组织相容性好，可吸收降解。几丁糖膜的止血、生物屏障、抑制细胞增殖功能是防粘连的重要机制。目前单纯膜、复合膜的制作技术已成熟，在动物实验、临床试验中应用广泛。刘文等[13]进行壳聚糖基复合膜预防鸡趾屈肌腱粘连实验，采用粘连分度法评估大体标本，结果表明实验组分值显著低于对照组；实验组肌腱滑移距离、关节屈曲角度、肌腱载荷测定显著优于对照组；术后2、4、6周取材组织学观察：实验组腱内成纤维细胞含量逐渐增多，并逐步转化为腱细胞，之后成纤维细胞数量减少，腱细胞数量相对丰富，且排列规则；胶原纤维排列不断趋向规则，部分胶原纤维不断演化为腱束。对照组腱内、腱周成纤维细胞、胶原纤维向腱细胞、腱束转化，但肌腱纤维束排列很不规则，历时较长。腱周肉芽组织不断增生，排列不规则。刘宇洲等[14]认为几丁糖膜缺点在于膜与机体黏附性较差，术中难以固定，缝合强度不足，有轻度的炎性反应和异物反映。
2.2聚乳酸膜 具有良好的生物相容性，无毒、可降解，不影响肌键正常的愈合，在体内可降解为乳酸，经三羧酸循环转化为水和二氧化碳，机体吸收后排出体外。徐海栋等[15]将60例患者(95根肌腱)随机分为试验组(聚乳酸膜包裹吻合口)和对照组(聚乳酸膜不包裹吻合口)各30例，行改良Kessler法缝合，术后石膏托固定4周，并指导早期功能活动。随访6个月后采用主动活动度法评定屈肌腱功能，Miller法评定伸肌腱功能，结果显示试验组综合优良率为90%，对照组为67%，提示聚乳酸膜临床应用便捷，降粘连效果明显，临床疗效肯定。常文凯等[16]设计兔后肢2、3趾屈肌腱断裂模型，A1组单纯缝合，A2组缝合后包裹聚乳酸膜，B1组包绕几丁糖膜，B2组包绕聚乳酸膜+几丁糖膜；术后6、12周显示粘连程度为B2
2.3透明质酸钠膜 透明质酸钠为高分子的氨基多糖，高浓度的透明质酸钠具有优良的生物相容性，无毒、无抗原性，无致畸、致癌性，1周后可完全降解，屏障作用形成假鞘降低外源性粘连的形成。Tuncay等[19]将透明质酸膜包裹于横行切断缝合后的鼠肌腱作为实验组，对照组单纯缝合肌腱，术后发现肌腱粘连程度较对照组显著减轻。王呈等[20]选取兔双下肢比目鱼肌腱外侧头为实验模型，实验组透明质酸钠膜包裹肌腱，对照组注射等量生理盐水1 mL。结果显示,实验组肌腱与周围组织易分离，滑动顺利。对照侧肌腱与周围粘连广泛，滑动受限。透明质酸钠降解快，在体内存留时间较短，往往在肌腱愈合之前已降解，防粘连效果不理想。
2.4人胎羊膜 羊膜来源广泛，在预防粘连、降低瘢痕形成领域研究应用较多，在烧伤、整形科已经应用多年。制备的羊膜也很多，如单纯羊膜、胶联羊膜、脱细胞羊膜等。高鸣等[21]设计鸡双足第3趾肌腱、腱鞘损伤模型同体实验，相同方式缝合后右足羊膜包裹缺损腱鞘(A组)，左足单纯缝合(B组)，术后1、2、4、6周取材从肉眼及组织学观察、生物力学方面评价肌腱愈合情况。肉眼及组织学观察显示，随时间延续两组均有假鞘形成，且A组假鞘较B组成熟、光滑；肌腱滑移度前两周两组间差别细微，4、6周时A组肌腱滑移度均较B组长；1、2、4、6周B组总屈趾角度均大于A组，说明人羊膜修复鸡腱鞘缺损并可有效预防肌腱粘连。郝鹏等[22]建立鸡第2、3、4屈趾深肌腱Ⅱ区1 cm缺损模型随机分为3组，分别用生物衍生肌腱、生物衍生肌腱+脱细胞羊膜、自体肌腱，改良Kessler缝合修复缺损。术后肉眼、组织学检查显示，生物衍生肌腱+脱细胞羊膜组粘连程度低于另外两组，修复处炎性反应自体肌腱组<生物衍生肌腱组<生物衍生肌腱+脱细胞羊膜组，证实脱细胞羊膜的屏障作用抑制外源性愈合，有效预防肌腱粘连。
2.5高分子纤维素 高分子纤维素是派生于纤维素的水溶性高分子物质，作为一种防粘连剂应用于临床。张卫国等[23]将高分子纤维素用于鸡肌腱粘连预防的动物实验，发现肌腱周围包裹高分子纤维素，术后3周肌腱内外膜细胞增生明显并充填于肌腱断端,肌腱形成完整鞘膜，肌腱与周围组织只有少许纤维条索相连；术后6周胶原成分增多，肌腱与腱鞘光镜下结构与正常肌腱结构类似。证明局部应用高分子纤维素后肌腱愈合良好，表面光滑,与周围很少粘连。Temiz等[24]应用氧化再生纤维素膜兔后肢肌腱同体对照实验28 d后宏观和组织学检查显示,包裹膜的实验组肌腱粘连程度低于对照组。
2.6复合载药可降解生物膜 此种膜是将以往在预防肌腱粘连中显现出优良特性的各种生物膜，改变其性能或将其复合，同时负载能促进肌腱愈合的细胞因子，并能够缓慢释放所富含的生长因子。
Oryan等[25]将负载外源性重组碱性成纤维细胞生长因子膜包裹兔跟腱同体对照实验中，从胶原纤维形成、胶原纤维的直径、纤维密度来讨论，表明此膜有效地保持了损伤肌腱的形态，提高了损伤肌腱的生物学特性。王继宏等[26]将Leghorn鸡第三趾屈肌腱挤压撕脱后随机分组：A组缝合后用表皮生长因子复合胶原膜包裹，B组用胶原膜包裹，C组单纯缝合；4周后取材肉眼观察结果显示，A、B组肌腱粘连轻或无粘连，C组粘连致密且钝性分离难；生物力学测定：A、B两组肌腱可滑动距离、肌腱总屈曲角度均高于C组，A、B组与C组间关节总屈曲角度及肌腱滑动距离差异有统计学意义，A组与B组间差异无统计学意义。电镜观察：A组成纤维细胞少，接近于成熟的腱细胞；B组成纤维细胞多，腱周组织未长入肌腱内部；C组成纤维细胞数量明显多于A、B两组，腱周的成纤维细胞长入肌腱内部。免疫组织化学染色后电镜观察见A组Ⅰ型胶原居多，说明肌腱愈合质量佳；C组的Ⅰ型胶原含量也较多，但排列杂乱；B组Ⅲ型胶原为主。实验表明生长因子可进肌腱内源性愈合，可降解胶原膜修复腱鞘可抑制肌腱外源性愈合，达到了预防肌腱粘连的目的。
3 结语和展望
预防肌腱粘连的关键在于促进内源性愈合，抑制外源性愈合。生物膜的屏障作用阻止了营养物质的渗透，影响了内源性愈合。理想的生物膜应具备以下特点：生物相容性好，无毒性，富有一定的抗拉力性；特有的微孔结构利于营养物质的渗透；可形成假鞘样结构；负载并缓慢释放促进肌腱愈合的药物，且释药曲线与肌腱愈合过程一致。
目前肌腱愈合机制已明确，因此在肌腱损伤修复中采用无创非绞窄性缝合、良好的生物膜包裹肌腱断端、系统康复的综合治疗可明显预防粘连，最大限度地恢复肌腱的滑动功能，降低患者功能的丧失。随着肌腱愈合机制研究的不断深入，材料科学的发展和应用，生物膜在预防肌腱粘连中的缺点必将被克服，预防粘连更加有效。各种复合膜及其所含促进肌腱愈合的因子，如皮生长因子、转化生长因子β、胰岛素样生长因子、血小板源性生长因子、碱性成纤维细胞生长因子等应用前景广阔，良好的临床疗效亦会不断显现[27-28]。
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