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目的研究四氧嘧啶(Alloxan,ALX)诱导兔糖尿病(Diabetes Mellitus,DM)后对膝关节前交叉韧带(Anterior Cruciate Ligament,ACL)重建手术的影响,评估实验模型的有效性。方法选取健康雄性成年新西兰兔36只随机分为A、B两组。B组禁食12h后于耳缘静脉注射ALX 80 mg/kg,48h后再次给予ALX120 mg/kg。A组按同样方法注射等量生理盐水对照。此后两周随机检测3次清晨空腹血糖持续稳定>300 mg/dL(16.67mmol/L)表明糖尿病建模成功,并通过血糖、体重、组织学、免疫荧光的检测验证模型。获得糖尿病兔模型后,两组均随机行单侧ACL重建手术,先离断并清理原ACL,于股骨和胫骨侧分别建立骨隧道,取自体跟腱作为移植腱原位重建ACL。通过大体观察、组织学、RT-PCR、BMD、MRI、Micro CT评估糖尿病对ACL重建手术的影响。结果糖尿病造模后至术后8w,B组空腹血糖明显升高且维持稳定,显著高于A组(P<0.01),而体重显著低于A组(P<0.01)。组织学上,术后8w时B组可见胰岛数目明显减少,胰岛萎缩,胰岛细胞显著减少、分布松散、多数细胞呈梭形改变,两组间胰岛数目、胰岛细胞计数和占比差异显著(P<0.01);A组胰腺组织结构正常。进一步通过胰岛免疫荧光检测发现,B组胰岛体积减小,标记绿色荧光的胰岛β细胞显著减少、分布松散,胰岛内可见带红色荧光的α细胞周围因胰岛β细胞的缺失而出现的间隙或空洞。术后8w时B组肾的组织学显示,肾小球体积略增大,系膜细胞增生,系膜基质增多,肾小管明显扩张,上皮细胞肿胀、细胞质基质疏松,存在空泡变性、颗粒样变性,少数胞浆内可见絮状结构,部分管腔内有蛋白管型,严重者见上皮细胞脱落;A组肾组织结构正常;两组间肾小管损伤Paller评分差异显著(P<0.01)。大体观察见A组移植腱关节腔内部分表面光滑、质地均匀剔透、弹性良好,而B组表面毛糙、增厚变宽、质脆易碎、色泽偏黄、弹性较差。组织学上,术后2w,两组均未发现明显新骨形成,A组的高细胞聚集区更多,细胞聚集程度更高,并伴大量炎性细胞浸润,B组的细胞聚集区、聚集程度和炎性细胞浸润显著减少;术后4w,相比于B组,A组的钙化区更密集,矿化染色更深,显示出更高的钙化程度,并且部分区域开始出现模糊的潮线,腱骨界面的结缔组织更加致密,纤维开始有序重排,软骨细胞也开始沿肌腱受力方向排列,并可见细小、稀疏的Sharpey纤维,而B组腱骨界面结缔组织疏松、纤维走向紊乱,软骨细胞排列杂乱,尚未出现Sharpey纤维;术后8w,A组已有大量新骨形成,并且骨小梁厚度、成熟程度明显高于B组,腱骨界面的纤维组织更加粗大,排列致密有序,Sharpey纤维也逐渐粗大成熟、数量增多、分布密集,而B组新生编织骨仍然较少,未出现潮线,部分区域纤维组织开始重排,仍未形成明显的Sharpey纤维;两组间组织学评分差异显著(P<0.01)。RT-PCR检测腱骨界面相关基因表达的结果显示,B组在术后4w和8w时OCN、OPN、BMP2的表达出现下调,明显低于A组(P<0.05),而B组COL1A1的表达在术后8w时显著下降,两组间存在统计学差异(P<0.05)。骨隧道及其周围骨密度值检测发现,术后2w,两组兔骨密度值无显著差异(P>0.05);术后4w,A组的骨密度值显著高于B组(P<0.01);术后8w,两组骨密度值均有升高,两组间差异显著(P<0.01)。磁共振行胫骨骨隧道直径测量的结果显示,术后2w时两组骨隧道的直径无显著差异(P>0.05),术后4w,A组的骨隧道有所减小(2.34±0.012 mm),B组变化不大(2.42±0.012mm),两组间存在统计学差异(P<0.05),而这种差异在8w时更为明显(P<0.05)。Micro CT发现,术后4w、8w,A组骨隧道面积分别为4.544±0.056 mm~2、3.667±0.095 mm~2,明显小于B组4.734±0.044 mm~2、4.247±0.069 mm~2,(P<0.05);而术后4w、8w骨体积分数BV/TV(%),A组分别为6.317±0.305、10.12±0.515,明显高于B组5.183±0.396、7.55±0.357,(P<0.05)。结论1.应用ALX诱导的糖尿病兔重建膝ACL模型,是一种安全、可靠、经济、稳定的方法;2.糖尿病兔腱骨界面组织形态学的改变(纤维重塑减缓,成骨能力降低),影响了腱骨愈合的结构基础,降低了其腱骨愈合的能力。