促进肌腱愈合：细胞治疗和基因治疗的前景如何？

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2014.38.019

摘要/Abstract

摘要：

背景：近年来关于防治肌腱粘连的各种观点与方法层出不穷，目前尚没有一种方法能完全有效的防治肌腱粘连。
目的：通过广泛查阅近年来肌腱粘连的相关文献，总结阐述肌腱粘连的原因、机制，并介绍几种较为热门的预防方法。
方法：检索1992年1月至2014年1月PubMed数据库及维普中文科技数据库文献。英文检索词为“Tendon Injuries；tendon adhesion；Healing；mechanisms；prevention”，中文检索词为“腱损伤；肌腱粘连；肌腱愈合；机制；预防”。纳入与肌腱粘连的原因愈合方式及预防肌腱粘连的相关文献。纳入41篇文献进行分析探讨。
结果与结论：研究认为肌腱粘连与肌腱愈合机制之间有密切关联。肌腱的愈合过程中包括肌腱的内源性愈合和外源性愈合，内源性愈合肌腱表面的纤维细胞经过自身增殖促进肌腱的愈合；外源性愈合是由肌腱周围组织通过生成肉芽形成瘢痕愈合。不同的肌腱缝合方法同样会造成肌腱修复过程的迥异，抗张力大，且表面平滑的缝合方法被认为是减轻肌腱粘连的有效手段。通过增加或减少相应大分子物质可以抑制外源性愈合。高分子化合物不仅具有屏障作用同时具有促进内源性愈合的作用。将基因和间充质干细胞导入肌腱，有利于肌腱的愈合，标志着细胞治疗和基因转移已开始成为目前促进肌腱的愈合的新途径。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

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关键词: 组织构建, 组织工程, 腱损伤, 肌腱粘连, 肌腱愈合, 机制, 预防, 预后

Abstract:

BACKGROUND: Various views and methods for prevention of tendon adhesion have emerged in recent years; however, there is still no method that can effectively prevent tendon adhesion.
OBJECTIVE: To conclude the etiology and pathogenesis of tendon adhesion and to introduce several popular methods for prevention of tendon adhesion by means of reviewing relevant literatures published in recent years.
METHODS: PubMed database and VIP database were searched for articles related to etiology, healing method and prevention of tendon adhesion published from January 1992 to January 2014 using the keywords of “tendon Injuries; tendon adhesion; healing; mechanisms; prevention” in English and Chinese, respectively. Finally, 41 articles were included in result analysis.
RESULTS AND CONCLUSION: Studies have suggested that there is a close correlation between the mechanisms of tendon adhesion and tendon healing. Endogenous healing and exogenous healing are contained in the process of tendon healing. Endogenous healing is that fiber cells on the tendon surface promote tendon healing through their own proliferation. Exogenous healing is to form scar tissues through granulation generated by the surrounding tissues of tendons. Different suture methods can also cause different tendon repair processes. The suture method with strong tensile strength and smooth surface is considered to be an effective mean to reduce tendon adhesion. To inhibit exogenous healing, we can increase or decrease the corresponding macromolecular substances. Polymer compounds cannot only be the barrier but also can promote endogenous healing. By introducing the gene and mesenchymal stem cells into the tendon, we can promote tendon healing, which means the cell therapy and gene transfer have become the new way to promote the healing of tendon.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

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Key words: endon injuries, tissue adhesions, wound healing

中图分类号:

R318

姜洪涛，王维，那磊，高君，高云峰，孙勃，于昌玉. 促进肌腱愈合：细胞治疗和基因治疗的前景如何？[J]. 中国组织工程研究, 2014, 18(38): 6179-6183.

Jiang Hong-tao, Wang Wei, Na Lei, Gao Jun, Gao Yun-feng, Sun Bo, Yu Chang-yu. Cell and gene therapies for tendon healing: how about their prospects?[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2014, 18(38): 6179-6183.

图/表（结果） 1

2.1 肌腱愈合方式及粘连原因近年来从分子生物学领域进行了大量针对肌腱粘连机制的相关研究。Jaibaji和Branford等^[1-2]研究发现，肌腱愈合方式包括肌腱的内源性愈合和外源性愈合两种。

内源性愈合是由肌腱表面及内部的肌腱细胞增生，并迁移至相关位置，肌腱表面的纤维细胞经过自身增殖促进肌腱的愈合。该学说认为粘连不是肌腱愈合所经历的必须途径，甚至可通过内源性愈合而避免粘连的发生。Moores等^[3]研究阐明了肌腱外源性愈合导致粘连的主要机制：外源性愈合是由肌腱周围组织通过生成肉芽，并长入肌腱断端完成，形成瘢痕愈合，因而会形成肌腱与周围组织程度较深的粘连，有时粘连紧密，难以分离。Koob等^[4]认为在肌腱的愈合过程中，两种愈合方式是同时进行的。

Klein等^[5]在研究中发现了转化生长因子β1虽能促进肌腱细胞的胶原合成，但增加了术后粘连组织的形成，因此减少转化生长因子β1在损伤肌腱的表达有助于减轻肌腱的粘连。

Derby等^[6]发现了肌腱粘连过程中基因的作用，认为在肌腱伤口愈合处、鞘周瘢痕基质内的炎性细胞渗入处一种特殊基因表达增加，产生的表达产物加剧了肌腱的炎性反应，从而加强了外源性愈合，使之出现粘连程度加强，这种基因后来被命名为反应基因1。加之肌腱表面存在一个由Ⅳ型胶原与层粘连蛋白基底膜覆盖的角化上皮细胞层在肌腱断端被破坏，导致粘连形成。

Loiselle，Katzel等^[7-8]通过研究证明了基质金属蛋白酶9来源于骨髓并迁移至损伤处，引起了粘连形成，其具体机制仍不明确，但同时还发现一种名为Smad3的蛋白质，这种蛋白质过度表达可使肌腱的粘连程度加剧，但如果通过抑制该蛋白表达的方法，能使肌腱修复时胶原蛋白表达减少，从而减少肌腱修复时瘢痕形成。

当前研究已经在很大程度上向人们揭示了肌腱粘连的基本机制，而且相关研究仍在继续，未来将能够在更为微观的层面上对肌腱粘连的机制进行更为精准、详尽的阐释，更为有效的避免肌腱粘连的方法将有可能被发现。

2.2 肌腱愈合及粘连的客观标准

2.2.1 宏观分级汤锦波^[9]教授早在1992年就提出的大体肌腱粘连分度，将肌腱的粘连程度分为了5级。0级：缝合处无粘连；Ⅰ级；少量膜样、束带状粘连，局限于缝合处，肌腱滑动略受限；Ⅱ级；小块状或宽带状粘连，局限于缝合处，肌腱滑动部分受限；Ⅲ级：较大面积紧密粘连，

向缝合点远近端蔓延，肌腱滑动明显受限或几乎不能滑动；Ⅳ级：肌腱与鞘管壁、皮下形成紧密粘连，范围广，肌腱无任何滑动。评分标准：分值=动物数×等级。

2.2.2 组织学分级 Güdemez等^[10]在研究肌腱粘连时，采用苏木精-伊红染色，通过Ruan等^[11]提出的组织学分级分为如下4个等级：4级，重度：粘连涉及> 66%的肌腱表面；3级，中度：涉及33%-66%的肌腱表面；2级，轻度：涉及< 33%的肌腱的表面；1级，无粘连。同时他还确立了肌腱愈合评定分如下4个等级：4级，差：未愈合或大量肉芽组织过度生长；3级，可：腱束不规则排列或部分腱束断裂；2级，良：腱束愈合较好，但腱鞘被粘连组织部分取代；1级，优：肌腱延续性良好，腱鞘表面光滑。

2.2.3 屈伸功能评价白涛等^[12]研究时采用跖趾横纹处和趾尖分别作标记，于跖趾关节处切断修复术后的肌腱。分别测定被动伸直位时跖趾横纹到趾端的距离及使用2 N外力牵引肌腱近端时跖趾横纹到趾端的距离，以两者之差来反映屈趾功能。也可以直接切开显露肌腱，标记断端位置，测量肌腱滑动距离。

通过大体观察及组织学的分级，可以判断相应的干预措施对于防止粘连形成的作用程度，最终通过屈伸指功能的评价可以判断患指功能恢复的程度，这种方法可以用于评价干预措施的效果。

2.3 预防肌腱粘连的方法

2.3.1 缝合方案的选择传统的缝合法有Bunnel缝合、可抽出式缝合、“8”字缝合、Kleinert缝合、Koch-Mason缝合、津下缝合法、田岛缝合法、Kessler缝合及其改良法^[13]，见图1^[14]。

Atik等^[15]通过实验阐明早期术后功能锻炼受手术缝合方法影响较大，动物实验证实，采用成角交锁缝合技术纤维细胞及胶原含量高，更利于早期康复训练，以防止粘连形成。肖颖锋、郭玉良等^[16-17]实验证明改良kessler缝合产生了较大的强度，利于早期功能锻炼。郭玉良^[16]同时指出津下缝合仅能缝合腱旁1/3腱束，对血供等干扰较轻，也常被应用于临床。Yao等^[18]发现对于使用生物活性基质包裹的缝线修复肌腱较单纯缝线缝合早期愈合强度高，也取得了较好的预期效果，但成本相对较高。

不同的缝合方法同样会造成肌腱修复过程的迥异，抗张力大，且表面平滑的缝合方法被认为是减轻肌腱粘连的有效手段。

2.3.2 术后功能锻炼 Saini等^[14]通过研究阐释，术后的功能锻练可明显减少肌腱损伤术后的粘连，过度的功能锻炼会造成肌腱断端分离，甚至在此断裂。

王喜红、余利鹏等^[19-20]研究认为早期活动可以阻止腱周成纤维细胞长入肌腱断端，活动产生的应力可以促进肌腱细胞的增殖，还能使新生的肌腱细胞移动至损伤处，形成内源性愈合。其可能机制为：在肌腱与周围组织形成阻隔，抑制了外源性愈合并且迅速重建肌腱的有关功能。

王修文等^[21]经过研究提出个体化、量化康复训练能有效防止肌腱吻合术后患者肌腱再断离，且每天训练6次可能是较佳康复治疗频率。王喜红、杨磊等^[19^，^22]在研究中提出术后功能锻炼是防止粘连形成的重要措施，他们通过体位牵引及施行石膏保护作用下进行功能锻炼，优良率均超过了90%。王剑利、郭良玉^[16^，^23]在临床上研究尝试术后在24或48 h开始进行功能锻炼，优良率均超过了80%。盛军^[24]认为术后早期康复治疗，肌腱修复后应适量制动，但同时又要强调主动、被动功能锻炼，以利于肌腱愈合的塑形并防止粘连形成。王盛东^[25]在研究发现术后48 h主动训练患者的手内在肌，可以有效改善手指的灵活性和完成各种精细运动。李魁武等^[26]研究主动功能锻炼与被动功能锻炼时发现主动功能锻炼患者预后要优于被动功能锻炼患者。胡俊灵^[27]患者戴着动力支具以被动屈曲、主动伸直锻炼为主，70次/d，随着时间推移逐渐增大锻炼强度，优良率达到了73.4%。

对于以上方案，临床验证有效，并取得了较好的预后。外置牵引线方法虽然保证了断端不受张力损坏，但却因为牵引线外置，出现感染的几率相应增加，临床研究中，肌腱愈合好坏及粘连程度缺乏相应的大体标本及组织学依据，需要动物实验予以相应理论支持。术后功能锻炼的研究在国内外已取得较多科研成果，并逐渐应用于临床，得到了较好的预后，然而目前来看对于术后主动的功能锻炼尚没有统一的执行标准。

2.3.3 腱鞘的功能郭宝锋等^[28]发现腱鞘是防止肌腱粘连的重要屏障，同时腱鞘能分泌滑液，具有营养肌腱和协助肌腱活动的功能。腱鞘损伤很容易导致肌腱外源性愈合干扰内源性愈合，出现外源性愈合优势现象，形成较为严重的肌腱粘连。

王振海等^[29]研究采用腱鞘的生物替代物作为腱鞘缺失实验对象替代品，在预防肌腱粘连的实验研究中取得了良好的防粘连和促肌腱滑动效果。Ozturk等^[30]通过组织工程技术可以将滑膜细胞增殖后置于胶原基质上，形成类似腱鞘滑膜的生物膜用以预防肌腱粘连。传统的腱鞘研究仍在继续，越来越多的人相信，腱鞘是预防肌腱粘连的天然屏障，近年来多种修复腱鞘的方法也应运而生，取得了较为理想的临床效果。

2.3.4 细胞因子及高分子材料的应用研究者认为肌腱断端处的炎症反应的机化作为外源性愈合的主要机制是造成肌腱出现粘连的主要原因。

Klein等^[5]、Xia等^[31]研究发现，转化生长因子β1中和抗体以及6-磷酸果糖能有效抑制转化生长因子β1在肌腱损伤修复中的作用，减少粘连形成。其中后者对肌腱愈合无明显影响。Tan、Kocaoglu等^[32-33]研究显示COX-1和COX-2抑制剂布洛芬，PXL01及丝裂霉素C等具有减轻炎症和增加纤维蛋白溶解能力。Liu等^[34]发现红花黄色素在对抗肌腱粘连中以其特有的活血抗炎功效也取得了一定疗效。目前抑制外源性愈合的研究已深入到分子生物学领域，通过增加或减少相应大分子物质，抑制外源性愈合。

Yagi、邹剑等^[35-36]在其研究中指出透明质酸等高分子化合物，能在肌腱修复过程中起到屏障作用，隔离肌腱愈合环境。龙晖，王愉思^[37]通过动物实验观察到5-氟尿嘧啶的可生物降解明胶抑制成纤维细胞趋化增殖以及碱性成纤维细胞生长因子、转化生长因子β1及其他生长因子的表达，进而减轻肌腱粘连。Kocaoglu^[38]研究显示高分子化合物不仅具有屏障作用同时具有促进内源性愈合的作用。然而某些材料存在过敏反应，因而对肌腱断裂的康复起到不利影响。分子生物学领域近年来研究也比较多，并逐渐深入肌腱粘连的病因学探索，这方面研究可能会逐渐成为肌腱损伤研究的大方向。

2.3.5 内源性物质的应用盛加根等^[39]认为碱性成纤维细胞生长因子也能显著促进鞘内肌腱的愈合，碱性成纤维细胞生长因子能调节炎症过程，抑制肌腱粘连和增强肌腱细胞的增殖和成熟，增加胶原蛋白的分泌，改进胶原纤维的聚合和排列方式，改善损伤后肌腱的结构和生物力学性能，滑膜间充质细胞合成羟基磷灰石，从而达到减少粘连发生的目的。

以上是目前比较流行的几种预防肌腱粘连的方法，各方向上的研究均取得了较多的积极成果，为临床实践过程提供了坚实的理论基础。

参考文献

[1] Jaibaji M.Advances in the biology of zone Ⅱ lexor tendon healing and adhesion forming.Ann Plast Surg.2000;45(1): 83-92
[2] Branford OA,Lee DA,Bader DL,et al.The mechanics of flexor tendon adhesions.J Hand Surg Eur Vol.2012;37(6): 555-563.
[3] Moores AP,Ow en MR,Tarlton JF.The three-loop pulley suture versus two locking-loop sutures for the repair of canine achillestendons.Vet Surg.2004;33(2):131-137.
[4] Koob TJ,Summers AP.Tendon-bridging the gap.Comp Biochem Physiol A Mol Integr Physiol.2002;133(4):905-909.
[5] Klein MB,Yalamanchi N,Pham H,et al.Flexor tendon healing invitro: effects of TGF-βon tendon cell collagen production.J Hand Surg.2002;4(1):615-620.
[6] Derby BM,Reichensperger J,Chambers C,et al.Early growth response factor-1: expression in a rabbit fl exor tendon scar model.Arch FacialPlast Surg.2012;129(3):435-442.
[7] Loiselle AE,Frisch BJ,Wolenski M,et al.Bone marrow-derived matrix metalloproteinase-9 is associated with fi brous adhesion formation after murine fl exor tendon injury.PLoS One.2012;7(7):40602-40602.
[8] Katzel EB,Wolenski M,Loiselle AE,et al.Impact of Smad3 loss of function on scarring and adhesion formation during tendon healing.J Orthop Res.2011;29(5):684-693.
[9] 汤锦波,侍德,石井清一.各种伤情下屈肌腱的愈合及肌腱粘连形成[J].中华手外科杂志,1992,8(1):31-31.
[10] Güdemez E, Ek?io?lu F, Korkusuz P, et al.Chondroitin sulfate-coated polyhydroxyethyl methacrylate membrane prevents adhesion in full-thickness tendon tears of rabbits.J Hand Surg Am.2002;27:293-306.
[11] Ruan H, Liu S, Li F,et al.Prevention of Tendon Adhesions by ERK2 Small Interfering RNAs.Int J Mol Sci.2013;14(2): 4361-4371.
[12] 白涛,章庆国,冷永成.生物与非生物腱鞘代用品预防屈肌腱粘连作用效果比较的实验性研究[J].南京铁道医学院学报, 1999, 18(4):229-232.
[13] 王澍寰.手部创伤的修复[M].北京:北京出版社出版集团. 1997: 154-163.
[14] Saini N, Sharma M, Sharma VD, et al.Outcome of early active mobilization after extensor tendon repair.Indian J Orthop. 2008;42(3):336-341.
[15] Atik B,Tan O,Dogan A,et al.A new method in tendon repair : angular technique of interlocking (ATIK).Ann Plast Surg. 2008; 60(3):251-253.
[16] 郭良玉.指屈肌腱缝合早期控制下活动预防肌腱粘连54例报告[J].实用手外科杂志,2004,18(4):224-224.
[17] 肖颖锋,万圣祥,等.肌腱愈合过程中不同缝合方法对生物力学特性影响的动态观察[J].现代康复,2001,5(1):34-35.
[18] Yao J,Woon CY,Behn A,et al.The eff ect of suture coated with mesenchymal stem cells and bioactive substrate on tendo n repair strength in a rat model.J Hand Surg Am.2012;37(8): 1639-1645.
[19] 王喜红.屈指肌腱断裂180例修复后早期功能锻炼临床分析[J].中华骨与关节创伤杂志,2005,20(8):526-526.
[20] 余利鹏,罗永湘.跟腱损伤治疗进展[J].中国修复重建外科杂志, 2003,17(4):343-345.
[21] 王修文,牛瑞,孙强三.个体化、量化康复训练对屈指肌腱吻合术后功能恢复的影响[J].中华物理医学与康复杂志,2009,31(5): 323-324.
[22] 杨磊.指屈肌腱Ⅱ区断裂缝线指外牵引预防肌腱粘连的效果[J].中国临床解剖学杂志,2006,24(4):470-471.
[23] 王剑利,王成琪,魏海温,等.手部肌键主动运动预防肌键粘连[J].中华显微外科杂志,1998,21(4):289-290.
[24] 盛军,李国庆,彭理斌.腕部单指屈肌腱断伤的治疗[J].中华手外科杂志,2008,24(5):317-318.
[25] 王盛冬,冉春风,张子清.指屈肌腱损伤修复术后早期手内在肌训练的临床效果分析[J].中华物理医学与康复杂志,2008,30(10): 677-679.
[26] 李魁武,陈文格,熊启勇.指屈肌腱修复后早期主动活动防止粘连[J].中华手外科杂志,2010,26(6):339-340.
[27] 胡俊灵,曾宪娟,杨滢,等.指屈肌腱修复术后早期功能锻炼对手功能恢复的影响[J].中国临床康复,2004,8(11):2093-2093.
[28] 郭宝锋,李军,刘浩宇,等.掌长肌腱腱周组织和屈肌腱腱鞘组织学的比较[J].解剖学杂志,2007,30(2):237-238.
[29] 王振海,洪焕玉,王海林,等.生物膜预防肌腱粘连的实验研究[J].中国矫形外科杂志,2008,16(21):1653-1655.
[30] Ozturk AM,Yam A,Chin SI,et al.Synovial cell culture and t4 engineering of a tendon synovial cell biomembrane.J Biomed Mater Res A.2008;84(4):1120.
[31] Xia C,Zuo J,Wang C,et al.Tendon healing in vivo: eff ect of mannose-6-phosphate on fl exor tendon adhesion formation.Orthopedics.2012;35(7):e1056-e1060.
[32] Tan V,Nourbakhsh A,Capo J,et al.Effects of nonsteroidal anti-inflammatory drugs on fl exor tendon adhesion.J Hand Surg Am.2010;35(6):941-947.
[33] Kocaoglu B,Agir I,Nalbantoglu U,et al.Effect of mitomycin-C on post-operative adhesions in tendon surgery: an experimental study in rats.J Bone Joint Surg Br.2010;92(6): 889-893.
[34] Liu B,Luo C,et al.An experimental study on the effect of safflower yellow on tendon injury-repair in chickens.J Surg Res.2011;169(2):175-184.
[35] Yagi M,Mitsui Y,et al.Role of the hyaluronan-producing tenosynovium in preventing adhesion formation during healing of flexor tendon injuries.J Hand Surg.2012;17(1): 13-17.
[36] 邹剑,张长青.可吸收膜预防鸡肌腱粘连的实验研究[J].中华创伤骨科杂志,2005,7(10):967-970.
[37] 龙晖,王愉思.促进肌腱愈合的研究进展[J].现代医药卫生, 2011, 7(14):2160-2161.
[38] Kocaoglu B,Agir I,Nalbantoglu U,et al.Effect of mitomycin-C on post-operative adhesions in tendon surgery: an experimental study in rats.J Bone Joint Surg Br.2010;92(6): 889-893.
[39] 盛加根,曾炳芳,姜佩珠,等.局部单次使用bFGF及5-氟尿嘧啶促进屈肌腱愈合和防止粘连形成的实验研究[J].中国修复重建外科杂志,2011,25(6):711-717.
[40] Nixon AJ,Watts AE,Schnabel LV.Cell- and gene-based approaches to tendon regeneration.J Shoulder Elbow Surg. 2012;21(2):278-294.
[41] Bonadio J.T6 engineering via local delivery.J Mol Med. 2010; 78(6):303-311.