王斌 顧加祥
隨著城市化的推進(jìn),尤其是機(jī)械化的發(fā)展,肌腱損傷極為常見。據(jù)統(tǒng)計(jì),日本每年每10萬(wàn)人中有33.2人發(fā)生急性創(chuàng)傷性肌腱損傷,其中20~29歲發(fā)病率最高,男性發(fā)病率明顯高于女性[1]。肌腱損傷及術(shù)后發(fā)生的肌腱粘連嚴(yán)重影響患者功能恢復(fù),且尚無(wú)有效的防治措施。目前研究重點(diǎn)主要為預(yù)防術(shù)后肌腱粘連的同時(shí),不減弱肌腱愈合,甚至增強(qiáng)肌腱的自身愈合。
肌腱粘連與肌腱愈合密切相關(guān)。近年來(lái),學(xué)者們對(duì)于肌腱愈合機(jī)制基本達(dá)成共識(shí),即肌腱愈合分為內(nèi)源性愈合和外源性愈合[2]。腱細(xì)胞自身增殖分化為內(nèi)源性愈合的主要途徑,內(nèi)源性愈合可以防止肌腱粘連。外源性愈合主要為肌腱周圍的成纖維細(xì)胞增殖,長(zhǎng)入肌腱斷端,最終形成瘢痕組織,因此外源性愈合難免發(fā)生肌腱粘連[3]。此外,肌腱血供和完整性破壞、腱周組織炎性反應(yīng)也是形成肌腱粘連的重要原因[4]。因此,預(yù)防肌腱粘連的方法大致分為兩類:①抑制外源性愈合和炎性反應(yīng);②抑制外源性愈合和炎性反應(yīng),同時(shí)促進(jìn)內(nèi)源性愈合。
損傷情況和手術(shù)因素是影響肌腱修復(fù)術(shù)后恢復(fù)的最基本因素。易鵬[5]研究100例手外傷患者,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致肌腱粘連的原因有遺漏損傷肌腱、肌腱吻合不佳、清創(chuàng)不徹底、吻合后期處理不當(dāng)、正常肌腱受損、肌腱與皮膚瘢痕粘連,其中清創(chuàng)不徹底和吻合后期處理不當(dāng)為主要原因。Wichelhaus等[6]對(duì)兔肌腱進(jìn)行研究,用四股線縫合第四趾屈肌腱,雙股線縫合第三趾屈肌腱,發(fā)現(xiàn)四股線引起炎癥反應(yīng)更明顯,粘連形成加重。
腱周炎癥反應(yīng)是引起肌腱粘連的重要原因,因此局部應(yīng)用抑制炎癥反應(yīng)藥物可以預(yù)防粘連形成。趙治偉等[7]對(duì)手單純二區(qū)屈肌腱斷裂患者局部應(yīng)用丹紅和川穹嗪,發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組損傷處粘連程度和范圍較對(duì)照組減少。Meng等[8]研究大鼠肌腱,發(fā)現(xiàn)局部應(yīng)用富氫水可以明顯增加血清超氧化歧化酶和谷胱甘肽,明顯減少丙二醛和8-羥基脫氧鳥苷,可能通過(guò)激活核因子E2相關(guān)因子(Nrf2)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路抑制過(guò)度炎癥反應(yīng),減少肌腱粘連形成。Xia等[9]研究發(fā)現(xiàn),6-磷酸果糖可以抑制轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(TGF)-β1和Ⅰ型膠原mRNA的表達(dá),抑制外源性愈合的同時(shí),不影響內(nèi)源性愈合。Zheng等[10]研究發(fā)現(xiàn),雷帕霉素可以激活大鼠自噬作用,降低膠原合成,防止肌腱周圍纖維化,有效預(yù)防肌腱粘連。Kocaoglu等[11]研究發(fā)現(xiàn),局部注射絲裂霉素C可有效減輕炎性反應(yīng)和減少粘連形成,且對(duì)愈合肌腱的拉伸性能沒(méi)有影響。Zheng等[12]對(duì)大鼠進(jìn)行體內(nèi)外實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)二甲雙胍能通過(guò)腺苷酸激活蛋白激酶(AMPK)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路抑制纖維化基因Ⅰ型膠原蛋白、Ⅲ型膠原蛋白α1、α-平滑肌肌動(dòng)蛋白的表達(dá),以及抑制TGF-β1信號(hào),降低Smad2/3和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)1/2的磷酸化,有效預(yù)防腱周纖維化發(fā)生。Lee等[13]局部應(yīng)用維生素E類似物修復(fù)雞肌腱,發(fā)現(xiàn)術(shù)后第6周纖維化明顯減輕,肌腱粘連明顯減少,且高劑量也沒(méi)有不良反應(yīng)。Tosun等[14]在大鼠跟腱損傷局部聯(lián)合應(yīng)用透明質(zhì)酸(HA)和硫酸軟骨素(CS),6周后發(fā)現(xiàn) HA聯(lián)合CS可以顯著預(yù)防肌腱粘連發(fā)生,且高劑量組平均最大應(yīng)力強(qiáng)度明顯高于對(duì)照組和低劑量組。Akbari等[15]對(duì)100例二區(qū)屈肌腱斷裂患者進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)局部注射肝素可以明顯改善平均屈曲距離,減少術(shù)后粘連,但術(shù)后肌腱斷裂率會(huì)明顯增加。
物理屏障是防止肌腱粘連的有效方式,可直接阻擋外源性愈合途徑。生物材料作為物理屏障的一種,具有生物相容性好的特點(diǎn)。羊膜是一種天然高分子半透膜,光滑,沒(méi)有血管、神經(jīng)和淋巴,且富含細(xì)胞因子、酶等活性成分,是理想的生物材料。Liu等[16]用脫細(xì)胞羊膜包裹亨利雞肌腱修復(fù)處,發(fā)現(xiàn)脫細(xì)胞羊膜可以有效防止肌腱粘連,且增加肌腱愈合強(qiáng)度。白江博等[17]研究發(fā)現(xiàn),在促進(jìn)肌腱早期愈合方面,新鮮羊膜優(yōu)于脫細(xì)胞羊膜。值得注意的是,Lepp?nen等[18]對(duì)10例屈肌腱損傷患者進(jìn)行臨床研究,發(fā)現(xiàn)羊膜沒(méi)有明顯的臨床效果,同時(shí)指出結(jié)果可能與技術(shù)因素、移植物本身和樣本量較少等有關(guān)。其他常見生物材料有腱旁組織[19]、血管、闊筋膜等。
早期合成材料如聚乙烯、硅膠等主要起屏障的作用[20]。隨著科技發(fā)展,預(yù)防肌腱粘連的合成材料越來(lái)越多,功能也向促進(jìn)愈合、防止粘連、抗炎、可吸收、生物相容性好等方面轉(zhuǎn)變,例如迪康、天新??晌丈锬さ龋?]。Hsu等[21]研究兔肌腱損傷,發(fā)現(xiàn)水性生物降解聚氨酯膜在抗粘連效果上優(yōu)于聚乙酯內(nèi)酯膜,與商品化Seprafilm(HA為主的生物可吸收膜)的抗粘連效果相仿,且具有更好的力學(xué)性能和更輕的炎癥反應(yīng)。類似的還有殼聚糖聯(lián)合氧化鋅納米顆粒制作的管狀支架[22]、細(xì)胞外基質(zhì)支架[23]、膠原黏多糖[24]、多功能電紡抗菌核殼納米纖維膜[21]、負(fù)載布洛芬的纖維聚乳酸膜[25]等。Chou等[26]制備的熱反應(yīng)原位水凝膠可有效預(yù)防肌腱粘連,其無(wú)需手術(shù)置入,具有可多次注射、可塑性強(qiáng)等特點(diǎn)。此外,雙層[27]、三層[28]仿生腱鞘等合成材料模擬了自然腱鞘的結(jié)構(gòu)和功能,也取得了良好的治療效果。
近年研究發(fā)現(xiàn)大量藥物在抑制腱周炎性反應(yīng)的同時(shí),可促進(jìn)內(nèi)源性愈合,甚至可以增強(qiáng)愈合強(qiáng)度。Zhang等[29]制備載有姜黃素的納米膠粒,將其與激光照射聯(lián)合應(yīng)用以治療損傷局部,取得較好的療效。研究顯示,載有乳鐵蛋白肽的HA可以有效減輕肌腱粘連,改善肌腱修復(fù)術(shù)后手功能恢復(fù),此現(xiàn)象可能與人蛋白聚糖表達(dá)增多有關(guān)[30-31]。Osti等[32]比較不同相對(duì)分子質(zhì)量的HA,發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比,所有HA組均能在注射HA后24 h內(nèi)提高細(xì)胞活力和增殖能力,其中高相對(duì)分子質(zhì)量組最明顯。Yagi等[33]研究雞肌腱愈合情況,發(fā)現(xiàn)滑膜和HA對(duì)于防止肌腱粘連具有重要作用。Riccio等[34]進(jìn)行隨機(jī)對(duì)照多中心試驗(yàn),應(yīng)用新型自交聯(lián)技術(shù)制備HA凝膠用于肌腱松解術(shù)后局部修復(fù),結(jié)果顯示可有效預(yù)防術(shù)后肌腱粘連的發(fā)生。
康復(fù)鍛煉一直以來(lái)都是防止肌腱粘連的重要措施,其廣泛運(yùn)用于臨床,但一直缺乏統(tǒng)一的方案。Fujihara等[35]研究發(fā)現(xiàn),早期主動(dòng)運(yùn)動(dòng)可以明顯改善術(shù)后功能。Bigorre等[36]建議術(shù)后第3天進(jìn)行適度活動(dòng)和康復(fù)。
物理療法是促進(jìn)傷口愈合的重要措施,對(duì)于預(yù)防肌腱粘連也有一定作用。Tan等[37]對(duì) Wistar大鼠進(jìn)行預(yù)熱處理,發(fā)現(xiàn)熱休克蛋白-72表達(dá)增加,有效預(yù)防了肌腱粘連。Zhang等[29]對(duì)肌腱損傷大鼠聯(lián)合運(yùn)用姜黃素與激光照射,結(jié)果顯示可增強(qiáng)跟腱愈合強(qiáng)度,防止跟腱粘連。
近年來(lái)大量實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),應(yīng)用細(xì)胞因子可有效預(yù)防肌腱粘連。Najafbeygi等[38]局部應(yīng)用堿性成纖維生長(zhǎng)因子修復(fù)兔跟腱,結(jié)果顯示其能加速肌腱愈合,降低粘連發(fā)生率。Thomopoulos等[39]研究發(fā)現(xiàn),血小板源性生長(zhǎng)因子可以改善犬關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍并促進(jìn)膠原重塑和細(xì)胞增殖,但不會(huì)增加肌腱愈合強(qiáng)度。Wu等[40]采用腺相關(guān)病毒轉(zhuǎn)染 TGF-β1 miRNA,結(jié)果顯示可特異性抑制TGF-β1功能,成功減少肌腱粘連,但肌腱愈合強(qiáng)度也同時(shí)降低,并認(rèn)為這可能與Ⅰ、Ⅲ型膠原蛋白表達(dá)受抑制有關(guān)。Chan等[41]研究發(fā)現(xiàn),TGF-β1和 TGF-β2可以誘導(dǎo)肌腱纖維化和粘連形成。Jiang等[42]研究發(fā)現(xiàn),TGF-β3可以通過(guò)TGF-β/Smad信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)節(jié)Smad3和Smad7蛋白,從而減少瘢痕形成,提示這可能可以減少肌腱粘連。熊雁等[43]研究認(rèn)為,核心蛋白聚糖可有效減少術(shù)后肌腱粘連。王繼宏等[44]研究發(fā)現(xiàn),應(yīng)用表皮生長(zhǎng)因子的薄膜可有效防止肌腱粘連。Tarafder等[45]研究發(fā)現(xiàn),結(jié)締組織生長(zhǎng)因子可以刺激大鼠髕腱的肌腱干細(xì)胞,促進(jìn)肌腱愈合,預(yù)防粘連。
目前基因治療和細(xì)胞治療廣泛應(yīng)用于預(yù)防肌腱粘連的實(shí)驗(yàn)研究中,逐漸成為未來(lái)研究的主要方向。Xiang等[46]研究大鼠跟腱發(fā)現(xiàn),超聲靶向微泡破壞可同時(shí)將胰島素樣生長(zhǎng)因子(IGF)-1 cDNA和TGF-βshRNA轉(zhuǎn)染到大鼠受傷跟腱中,且可以增加基因轉(zhuǎn)染效率,促進(jìn)內(nèi)源性愈合的同時(shí),抑制外源性愈合,有效減輕肌腱粘連。Chen等[47]采用負(fù)載大鼠肌腱干細(xì)胞的不對(duì)稱殼聚糖支架治療肌腱損傷,結(jié)果肌腱特異性基因和蛋白高水平表達(dá),肌腱愈合強(qiáng)度增加,同時(shí)膠原纖維排列更加整齊,肌腱粘連明顯減少。Zhou等[48]將環(huán)氧酶-工程化miRNA質(zhì)粒/納米顆粒置入HA水凝膠中,設(shè)計(jì)了一種新型局部持續(xù)基因傳遞系統(tǒng),有效減輕了肌腱粘連。Liao等[49]以L-丙交酯和ε-己內(nèi)酯聚合物加載HA,制成一種三維雙重功能屏障,減少了纖維粘連形成,并促進(jìn)肌腱愈合。Gelberman等[50]對(duì)犬基因和蛋白表達(dá)進(jìn)行定量評(píng)估,證實(shí)脂肪來(lái)源間充質(zhì)干細(xì)胞和骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)-12可以加速內(nèi)源性愈合,同時(shí)抑制炎癥反應(yīng)。Chen等[51]研究證實(shí),轉(zhuǎn)錄因子Rel A/p65的表達(dá)與肌腱粘連有關(guān),其抑制劑可有效預(yù)防肌腱粘連。阮洪江等[52]分離培養(yǎng)肌腱成纖維細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)miRNA219-5P可靶向下調(diào)Smad4蛋白表達(dá),從而抑制由TGF-β1誘導(dǎo)的肌腱纖維化。Zhao等[53]建立犬肌腱損傷修復(fù)模型,治療組在肌腱修復(fù)處給予碳二亞胺衍生物HA潤(rùn)滑劑、骨髓干細(xì)胞及生長(zhǎng)分化因子(GDF)-5,結(jié)果發(fā)現(xiàn)治療組屈曲功能、肌腱滑動(dòng)阻力、粘連評(píng)分均低于對(duì)照組,且治療組與對(duì)照組肌腱愈合強(qiáng)度沒(méi)有顯著性差異。Fatemi等[54]對(duì)兔肌腱進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)局部應(yīng)用5-氟尿嘧啶(5-FU)可以顯著減少腱周粘連。郭明珂等[55]從臨床角度證明了5-FU對(duì)減少肌腱粘連發(fā)生率的有效性。
近年來(lái),隨著研究的不斷深入,預(yù)防肌腱粘連的方法也日益增多,尤其是在生物材料、細(xì)胞治療、基因治療、組織工程等方面,近年來(lái)呈現(xiàn)出井噴之勢(shì),各有其特點(diǎn)。這表明目前研究的主要方向已從過(guò)去單純抑制外源性愈合,轉(zhuǎn)向抑制外源性愈合同時(shí)促進(jìn)內(nèi)源性愈合,更加關(guān)注肌腱愈合強(qiáng)度、效果,以及術(shù)后功能恢復(fù)。
然而,目前大部分研究還停留在實(shí)驗(yàn)階段,臨床研究尚少,其效果需進(jìn)一步研究證實(shí)。同時(shí),尚無(wú)單一方法可以在預(yù)防肌腱粘連方面取得令人滿意的效果。因此,學(xué)者們提倡綜合性地預(yù)防肌腱粘連,這表現(xiàn)在以下方面:①綜合性地抑制外源性愈合,促進(jìn)內(nèi)源性愈合;②預(yù)防肌腱粘連貫穿于術(shù)前、術(shù)中、術(shù)后始終;③運(yùn)用多途徑、多方法綜合性地預(yù)防肌腱粘連。此外,目前大多數(shù)研究對(duì)象主要為急性外傷性肌腱斷裂,對(duì)于肌腱慢性損傷、自發(fā)性斷裂、陳舊性斷裂、撕脫傷、熱力傷等相對(duì)復(fù)雜損傷的研究尚處于空白階段,且隨著現(xiàn)代社會(huì)信息化、智能化程度的不斷提高,外傷患者趨于減少,而肌腱自身疾病或全身疾病對(duì)肌腱的損傷日益增多,這可能成為未來(lái)另一研究方向。
(收稿2019-06-18)