富血小板血浆联合体外冲击波治疗低氧环境下兔跟腱病的实验研究

来源 :兰州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nineoneone911
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目的:跟腱病是常见的临床疾病和运动损伤疾病之一,过度使用造成跟腱损伤退变是其主要原因,表现为局部疼痛和功能受损,严重影响患者的工作和生活。富血小板血浆(Platelet-Rich Plasma,PRP)和体外冲击波(Extracorporeal Shock-Wave,ESW)是肌腱病治疗的可选方案,各具优势及良好的应用前景,但两种治疗方法疗效缺乏稳定性,本研究拟通过筛选ESW治疗兔跟腱病的最佳治疗参数,将PRP生物治疗与ESW物理治疗相结合,探索跟腱病治疗的最佳方案,并验证进一步推广至低氧环境下兔跟腱病治疗的有效性,以期为临床肌腱病治疗提供一种新的可替代方案。方法:本实验由三部分组成1.ESW治疗兔跟腱病模型最佳能量参数评价和筛选:(40)型胶原酶注射构建双侧兔跟腱病模型,造模成功后按照试验预设的体外冲击波治疗(Extracorporeal Shock-Wave Therapy,ESWT)能量参数(1.0bar、1.5bar、2.0bar和2.5bar)随机将实验兔分为4组,各组选择相同脉冲次数2000脉冲和脉冲频率10Hz间隔5天治疗3次,治疗完成观察4周后进行兔跟腱超声、组织H&E染色、TEM(Transmission Electron Microscope,透射电镜)扫描评价ESWT对跟腱胶原纤维的排列与分布的影响;生物力学性能检测评价跟腱最大拉伸断裂载荷及刚度;RT-PCR检测其基质胶原蛋白、生长因子和炎症因子的相对表达量,采用统计学分析比较不同能量水平ESW治疗结果从而筛选出最佳能量参数。2.ESW治疗兔跟腱病模型最佳脉冲数参数评价和筛选:以上部分实验筛选的ESW治疗兔模型跟腱病的最佳能量参数为依据,兔跟腱病模型构建成功后,依据试验预设的ESWT脉冲数参数(500脉冲、1000脉冲、1500脉冲和2000脉冲)随机将实验兔分为4组,以相同能量和脉冲频率10Hz间隔5天治疗3次,治疗完成观察4周后进行兔跟腱超声、组织H&E染色、TEM、生物力学性能检测和RT-PCR检测评价跟腱愈合结果,采用统计学分析比较不同脉冲数ESW治疗效果从而筛选出最佳脉冲数参数。3.超声引导下PRP注射联合ESW治疗对模拟高原低氧环境下兔跟腱病修复能力的研究:选择12只实验兔,其中4只为空白对照组,另外8只实验兔选择左侧后肢行超声引导下PRP注射联合ESW治疗,作为空白联合治疗组;选择32只实验兔随机分为4组,其中3组在常氧环境下(40)型胶原酶注射构建双侧兔跟腱病模型,造模成功后分为ESW治疗组、超声引导下PRP注射治疗组、超声引导下PRP注射联合ESW治疗组完成兔模型跟腱病治疗;剩余1组在模拟高原低氧环境下(模拟海拔5500米高原环境)(40)型胶原酶注射建立兔双侧跟腱病模型,建模成功后完成超声引导下PRP注射联合ESW治疗。以前部分实验筛选的最佳能量参数和最佳脉冲数以及脉冲频率10Hz为ESW治疗参数,间隔5天治疗3疗程;PRP注射联合ESWT模式为在第一疗程ESW治疗完成后24小时进行跟腱及跟腱周围PRP注射,之后4天后完成第2疗程ESW治疗,之后间隔5天后完成第3疗程ESW治疗。治疗完成观察4周后完成各项指标检测并进行统计学分析(同摘要方法1),通过比较超声引导下PRP注射联合ESW治疗、单独超声引导下PRP注射以及单独ESW治疗对兔跟腱病模型的组织修复能力,评价超声引导下PRP注射联合ESW的治疗效果;通过评价PRP注射联合ESWT对正常跟腱的影响探讨PRP联合ESW治疗的安全性;并进一步评价超声引导下PRP注射联合ESWT在高原低氧环境下对兔跟腱病模型的治疗效果,探究PRP注射联合ESWT对模拟高原环境下兔跟腱病治疗的有效性。结果:1.1.5bar能量水平ESW治疗对兔跟腱病组织修复能力最强,超声弹性评价结果显著改善(P<0.001)、极限拉伸载荷值表现出更大的趋势(P=0.00)、TEM检测发现胶原原纤维平均截面积明显较大(P<0.0001),总胶原原纤维和>0.1(?)m直径胶原原纤维体积比增加(P<0.01),组织H&E染色评价明显优于其他能量水平组(P<0.05),胶原蛋白Collagen(40),生长因子b FGF、VEGF和TGF-β表达显著上调。2.1000脉冲数ESW治疗对兔跟腱病组织修复能力最强,超声弹性评价值显著增加(P<0.0001),极限拉伸载荷值显著增大(P<0.05),较1500脉冲数组有较大趋势(P>0.05),胶原原纤维平均截面积和体积比明显增大(P<0.001),组织切片H&E染色综合评分明显改善(P<0.05),明显上调了胶原蛋白Collagen(40)和生长因子b FGF、VEGF和TGF-β表达(P<0.05)。3.ESW联合PRP治疗能够有效协同促进兔跟腱病跟腱组织修复,较单独ESW治疗和单独PRP治疗表现出更好的超声截面积改善程度(P=0.009),剪切波弹性值明显增加(P<0.05),超声结构和血流信号有更好的改善趋势(P>0.05),组织极限拉升载荷显著增大(P<0.05),总胶原原纤维和>0.1(?)m直径的胶原原纤维截面积及直径明显增加(P<0.05),组织学评分显著优于其他干预组(P<0.05),胶原蛋白Collagen(40)和生长因子b FGF、VEGF和TGF-β表达显著上调(P<0.05),胶原蛋白Collagen III和炎症因子TNF-α、IL-10显著下调(P<0.05)。通过正常跟腱与PRP联合ESWT对正常跟腱组织干预后结果比较,评价PRP联合ESWT治疗的安全性发现,联合治疗后正常跟腱组织超声截面积轻度增加,结构无明显损伤,血流轻度改善,剪切波弹性值、组织极限拉伸载荷和组织刚度与正常跟腱无差异(P>0.05),>0.1(?)m直径的胶原原纤维截面积较正常跟腱明显增加(P<0.05),组织学评分最低,但与M&EP组无显著差异(P>0.05),胶原蛋白Collagen(40)表达最高(P<0.05),生长因子(b FGF、VEGF和TGF-β)低表达。PRP联合ESW治疗应用于模拟高原低氧环境下兔跟腱病治疗的适用性研究表明其对跟腱病修复能力明显受限,各项检测结果明显差于常氧环境下ESWT联合PRP治疗组(P<0.05),但优于模型组结果(P<0.05)。结论:ESWT治疗兔跟腱病的最佳治疗参数为1.5bar、1000脉冲数。相比于单独超声引导下PRP注射和单独ESW治疗,PRP注射联合ESW治疗更能促进兔跟腱病模型跟腱的愈合,且无明显组织损伤作用,是肌腱病治疗的更优选择。此外,PRP注射联合ESWT治疗对模拟高原低氧环境下兔跟腱病的修复能力受限。
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