后交叉韧带(posterior cruciate ligament, PCL)的主要作用是控制胫骨的后移和旋转。半月板是膝关节的重要组成部分,具有吸收震荡、传递负荷、维持膝关节稳定等重要功能。后交叉韧带损伤是否影响外侧半月板,研究甚少。本研究第一章采用生物力学的方法测试人体膝关节标本在PCL完全断裂和部分断裂时外侧半月板各部位的应变,研究PCL完全断裂和部分断裂对外侧半月板各部位生物力学特性的影响。第二章通过观察兔膝关节PCL断裂后外侧半月板组织结构的变化,MMP-1、MMP13、TIMP-1的表达,探讨PCL断裂后外侧半月板的组织学变化,及MMP-1、MMP13、TIMP-1在半月板继发性损伤中所起的作用。第三章通过对PCL在不同断裂程度、不同载荷和屈膝角度下,测量人膝关节外侧半月板周缘性移位情况,研究其生理性和病理性移位在PCL不同断裂程度、不同载荷和屈膝角度下的变化规律。目的探讨后交叉韧带损伤后对外侧半月板各部位生物力学特性的影响。方法新鲜成人正常膝关节标本12具作为PCL完整组,在200N、400N、600N、800N、1000N载荷下,测试膝关节0°、30°、60°、90°位外侧半月板前角、体部和后角的应变,测试完毕后将标本随机分为前外侧束(ALB)断裂组和后内侧束(PMB)断裂组,各6具,造模后同法测试,最后再将12具标本的PCL完全切断进行测试。结果1.膝关节0°位,前角,体部和后角的应变均为负值,压应变。在200N、400N载荷下,前角、体部、后角的应变在PCL完整组和ALB断裂组之间无显著性差异,P>0.05,在PCL全断组和PMB断裂组之间无显著性差异,P>0.05,前角、体部在PCL全断组和PMB断裂组的应变大于PCL完整组和ALB断裂组,有显著性差异,P<0.05,后角在PCL全断组和PMB断裂组的应变小于PCL完整组和ALB断裂组,有显著性差异,P<0.05；在600N、800N、1000N载荷下各实验组之间均有显著性差异,P<0.05,前角和体部的应变绝对值表现为全断组>PMB断裂组>ALB断裂组>完整组,后角的应变绝对值表现为全断组<PMB断裂组<ALB断裂组<完整组。2.膝关节30°位,在200N、400N载荷下,前角、体部、后角的应变在完整组和PMB断裂组之间无显著性差异,P>0.05,全断组和ALB断裂组之间无显著性差异,P>0.05,前角,体部的应变在全断组和ALB断裂组为负值,压应变,在完整组和PMB断裂组为正值,拉应变,有显著性差异,P<0.05,后角的应变在全断组和ALB断裂组为正值,拉应变,在完整组和PMB断裂组为负值,压应变,有显著性差异,P<0.05；在600N、800N、1000N载荷下,前角、体部的应变在全断组和ALB断裂组为负值,压应变,在完整组和PMB断裂组为正值,拉应变,后角的应变在全断组和ALB断裂组为正值,拉应变,在完整组和PMB断裂组为负值,压应变,各实验组之间均有显著性差异,P<0.05,应变绝对值表现为全断组>ALB断裂组,完整组>PMB断裂组。3.膝关节60°、90°位,前角,体部的应变在全断组和ALB断裂组为负值,压应变,在完整组和PMB断裂组为正值,拉应变；后角的应变在全断组和ALB断裂组为正值,拉应变,在完整组和PMB断裂组为负值,压应变,相同载荷下各实验组应变之间有显著差异,P<0.05,应变绝对值表现为全断组>ALB断裂组,完整组>PMB断裂组。结论(1)PCL完全断裂,在不同载荷和角度下,对外侧半月板前角、体部和后角的应变均有影响。(2)在200N和400N载荷下,ALB断裂在膝关节0。位和PMB切断在膝关节屈曲30°位对外侧半月板前角、体部和后角的应变均无影响。(3)在600N,800N和1000N载荷下,ALB断裂在膝关节O°位和PMB断裂在膝关节屈曲30°位对外侧半月板前角、体部和后角的应变均有影响。(4)在各实验载荷下,ALB断裂在屈膝30°、60°、90°位和PMB断裂在膝0°、60°、90°位对外侧半月板前角、体部和后角的应变均有影响。目的探讨PCL断裂对外侧半月板组织学的影响和PCL断裂后MMP-1、MMP13、TIMP-1在半月板继发性损伤中所起的作用。方法60只兔膝关节配对为实验侧和对照侧,实验侧行PCL切断造模,对照侧只显露但不切断PCL。造模后第4、8、12、16、24周各随机处死12只,行外侧半月板形态学观察,并进行HE染色,免疫组化检测MMP-1、MMP13、TIMP-1表达。结果1.形态学观察,随时间延长,实验组外侧半月板出现磨损,甚至撕裂,呈黄色,弹性差。2.组织学观察,随时间延长,半月板表面不平整,组织疏松,胶原纤维排列紊乱,炎性细胞浸润,间质水肿,软骨细胞变性减少。各实验组和对照组组织学退变评分均有显著性差异,P<0.05。实验组组织学评分4周和8周之间无显著性差异,P>0.05；随实验进程至实验组12,16,24周组织学评分之间均有明显差异,P<0.05。3.实验组MMP-1、MMP13、TIMP-1表达均高于对照组,有显著性差异,P<0.05。4.实验组MMP-1的阳性表达率：4周和8周的阳性表达率之间没有统计学差异(P>0.05),12周,16周和24周的阳性表达率之间没有统计学差异(P>0.05)。12周,16周和24周阳性表达率明显高于4周和8周,均有统计学差异(P<0.05)；5.实验组MMP-13的阳性表达率：(12周,16周)的阳性表达率明显高于(4周,8周)和(24周),12周和4周,12周和8周,12周和24周,16周和4周,16周和8周,16周和24周的阳性表达率均有统计学差异(P<0.05)；4周,8周和24周的阳性表达率之间没有统计学差异(P>0.05)。6.实验组TIMP-1的阳性表达率：12周阳性表达率明显高于其他各周,与其他各周均有统计学差异,P<0.05,其他各周(4周,8周,16周,24周)之间均无统计学差异,P>0.05。结论1.PCL断裂可引起外侧半月板组织退变,且退变随着时间的推移逐渐加重。2.MMP-1在PCL断裂后膝关节外侧半月板中的表达呈先增高后持续高表达的变化规律；MMP13、TIMP-1在PCL断裂后膝关节外侧半月板中的表达呈先增高后降低的变化规律。3.MMP-1、MMP13、TIMP-1表达的变化可以作为PCL断裂后外侧半月板受损的观察指标。MMP-1、MMP13、TIMP-1表达增高提示MMP-1、MMP13、TIMP-1介导的病理生理机制可能是PCL断裂后外侧半月板退变的原因之一。目的探讨PCL断裂对外侧半月板周缘性移位的影响以及断裂程度与周缘性移位程度之间的关系。方法新鲜成人正常膝关节标本12具作为PCL完整组,在200N、400N、600N、800N、1000N载荷下,测量膝关节0°、30°、60°90°位外侧半月板周缘性位移,测量完毕后将标本随机分成前外侧束(ALB)断裂组和后内侧束(PMB)断裂组,各6具,造模后同法测试,最后再将12具标本的PCL完全切断作为全断组进行测量。结果1.PCL完整时的外侧半月板移位分布在0.5-2.6mm。2.膝O°位,在200N、400N载荷下,完整组和ALB断裂组移位基本相同,无显著性差异,P>0.05,全断组和PMB断裂组移位基本相同,无显著性差异,P>0.05,全断组和PMB断裂组移位大于完整组和ALB断裂组,有显著性差异,P<0.05；在600N、800N、1000N载荷下,完整组移位最小,全断组均最大,PMB断裂组移位大于ALB断裂组,各组间外侧半月板移位均有显著性差异,P<0.05。3.膝关节屈曲30°、60°,在200N、400N载荷下,PMB断裂组和完整组移位基本相同,无显著性差异,P>0.05,ALB断裂组和全断组移位基本相同,无显著性差异,P>0.05,ALB断裂组和全断组移位大于PMB断裂组和完整组,有显著性差异,P<0.05；在600N、800N、1000N载荷下,PMB断裂组移位较完整组增大,全断组移位较ALB断裂组增大,完整组移位最小,全断组移位最大, ALB断裂组移位大于PMB断裂组,各组间外侧半月板移位均有显著性差异,P<0.05。4.膝关节屈曲90。,在200N载荷下,PMB切断组移位与完整组大致相同,无显著性差异,P>0.05,ALB断裂组移位与全断组大致相同,无显著性差异,P>0.05,ALB断裂组和全断组移位大于PMB断裂组和完整组,有显著性差异,P<0.05；在400N、600N、800N、1000N载荷下,PMB断裂组移位较完整组明显增大,全断组移位较ALB断裂组明显增大。完整组移位最小,全断组移位最大, ALB断裂组移位大于PMB断裂组,各组间外侧半月板移位均有显著性差异,P<0.05。结论(1)外侧半月板生理性移位范围为0.5-2.6mm。(2)ALB断裂后外侧半月板在膝关节屈曲时移位明显增大。(3)PMB断裂后外侧半月板在膝关节伸直时移位明显增大。(4)PCL完全断裂后外侧半月板在膝关节屈曲、伸直时移位均明显增大。(5)PCL损伤后外侧半月板移位明显,提示PCL损伤是外侧半月板退变的原因之一。