穿骨道缝线桥技术与改良Mason-Allen技术修复单侧兔肩袖损伤模型

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.1485

中国组织工程研究 ›› 2019, Vol. 23 ›› Issue (35): 5605-5610.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.1485

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穿骨道缝线桥技术与改良Mason-Allen技术修复单侧兔肩袖损伤模型

寇景浩1，2，蒲劲松1，蒋成1，刘涛2，雷小雨2

(1川北医学院附属医院，四川省南充市 637000；2川北医学院，四川省南充市 637000)

收稿日期:2019-05-21 出版日期:2019-12-18 发布日期:2019-12-18
通讯作者: 蒲劲松，博士，主治医师，川北医学院附属医院，四川省南充市 637000
作者简介:寇景浩，男，1988年生，四川省南充市人，川北医学院在读硕士，医师，主要从事运动医学外科专业的相关基础和临床研究。
基金资助:
四川省卫生和计划生育委员会科研基金(17PJ201)，项目负责人：蒲劲松

Tranosseous suture bridge technique versus modified Mason-Allen technique repairs unilateral rotator cuff tears in rabbits

Kou Jinghao1, 2, Pu Jingsong1, Jiang Cheng1, Liu Tao2, Lei Xiaoyu2

(1Affiliated Hospital of North Sichuan Medical College, Nanchong 637000, Sichuan Province, China; 2North Sichuan Medical College, Nanchong 637000, Sichuan Province, China)

Received:2019-05-21 Online:2019-12-18 Published:2019-12-18
Contact: Pu Jingsong, MD, Attending physician, Affiliated Hospital of North Sichuan Medical College, Nanchong 637000, Sichuan Province, China
About author:Kou Jinghao, Master candidate, Physician, Affiliated Hospital of North Sichuan Medical College, Nanchong 637000, Sichuan Province, China; North Sichuan Medical College, Nanchong 637000, Sichuan Province, China
Supported by:
the Research Foundation of Health and Family Planning Commission of Sichuan Province, No. 17PJ201 (to PJS)

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：
穿骨道缝线桥技术：是在传统穿骨道固定技术的基础上对肌腱残端固定方法进行的改良，在第一次将缝线穿过骨隧道后，再将缝线尾端交叉捆绑第二次穿过骨隧道，采用二次过线方法建立的穿骨道缝线桥，可获得类似于临床上双排锚钉缝线桥的固定效果。
改良Mason-Allen技术：在穿骨道固定的基础上使用由Gerber提出的改良Mason-Allen缝合法以修复肩袖损伤，较传统穿骨道固定技术的简单缝合有着更高的腱骨愈合率及生物力学，其固定原理类似于单排技术，现已较少使用于临床的肩袖损伤修复，特别是巨大肩袖损伤，常用于小动物肩袖损伤模型的修复。
摘要
背景：肩袖损伤修复的小动物模型多采用改良Mason-Allen技术，缝线桥技术鲜有报道。
目的：为小动物实验探索一种修复肩袖损伤的新方法。
方法：实验方案经川北医学院动物实验伦理委员会批准。48只雄性新西兰大白兔，随机分为对照组及实验组，均建立左侧肩袖损伤模型。对照组行改良Mason-Allen技术修复、实验组行穿骨道缝线桥技术修复。造模后4，8，12周分别随机处死，取肱骨近端标本，行大体标本观察、组织学观察及评分。
结果与结论：①大体标本观察：对照组2例固定失效；②组织学观察：实验组造模后12周时软骨细胞排列较整齐，胶原纤维排列致密、整齐，趋于正常的柱状结构；对照组造模后12周时腱骨界面以瘢痕愈合为主，软骨细胞较少胶原纤维排列紊乱；③在4，8，12周时实验组腱骨愈合成熟度评分明显优于对照组(P < 0.01)；④结果说明，穿骨道缝线桥技术较改良Mason-Allen技术腱骨愈合成熟度评分更高，固定失效率更低，提高了肩袖腱骨愈合率，是一种较好的修复肩袖的动物模型。

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
ORCID: 0000-0001-8620-8766(寇景浩)

关键词: 肩袖损伤, 腱骨愈合, 穿骨隧道, 缝线桥, 动物造模, 兔

Abstract:

BACKGROUND: The modified Mason-Allen technique is commonly used for repairing rotator cuff tears in small animals, while the suture bridge technique is rarely reported.
OBJECTIVE: To explore a new method for repairing rotator cuff injury in small animals.
METHODS: The study was approved by the Experimental Animal Ethics Committee of North Sichuan Medical College. Forty-eight male New Zealand white rabbits were used to make rotator cuff injury models and randomly divided into control (repaired by Mason-Allen technique) and experimental (repaired by tranosseous suture bridge technique) groups. Sixteen animals were sacrificed at 4, 8, and 12 weeks, respectively, and the proximal humerus specimens were used for gross observation, histological examination, and modified maturity of tendon-bone healing score.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) Gross observation: there were two cases of fixation failure in the control group. (2) Histological examination: at 12 weeks after modeling, in the experimental group, the chondrocytes arranged regularly, and fibrocartilage arranged densely and regularly, which similar with columnar structure. The tendon-bone interface in the control group revealed scar healing mainly, and few chondrocytes and fibrocartilage that arranged in disorder were observed. (3) At 4, 8 and 12 weeks, the scores of tendon-bone healing in the experimental group were significantly better than those in the control group (P < 0.01). (4) These results indicate that compared with modified Mason-Allen technique, the transosseous suture bridge technique possesses higher maturity of tendon-bone healing score and lower fixation failure rate, and improves the rotator cuff tendon-bone healing rate, which is a better method to repair rotator cuff injury in animal models.

Key words: rotator cuff tear, tendon-bone healing, transosseous, suture bridge, animal modeling, rabbits

中图分类号:

寇景浩，蒲劲松，蒋成，刘涛，雷小雨. 穿骨道缝线桥技术与改良Mason-Allen技术修复单侧兔肩袖损伤模型[J]. 中国组织工程研究, 2019, 23(35): 5605-5610.

Kou Jinghao1, 2, Pu Jingsong1, Jiang Cheng1, Liu Tao2, Lei Xiaoyu2 . Tranosseous suture bridge technique versus modified Mason-Allen technique repairs unilateral rotator cuff tears in rabbits [J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2019, 23(35): 5605-5610.

图/表（结果） 2

2.1 实验动物数量分析实验中48只实验动物未出现死亡、感染等情况，均达到取材标准。

2.2 大体标本观察 2组实验动物术区均出现皮下组织与三角肌不同程度粘连(图1F)。术后4周，2组实验动物重建部位为白色纤维样物质包绕，缝线均张力良好，无肌腱切割。术后8周及12周，对照组中各出现1例重建部位再撕裂样本，即固定失效，实验组无固定失效样本。

2.3 组织学观察

2.3.1 对照组

术后4周：腱骨界面连接不紧密，由新生的肉芽组织填充，但填充并不完全，可见新生血管及成纤维细胞，及较多的炎性细胞；界面内未见软骨细胞生长，新生的胶原纤维较少(见图2A)。

术后8周：腱骨界面已完全填充，成纤维细胞较多，其中仍可见少量的血管，胶原纤维已生长，但排列紊乱，骨端少量未分化成熟的空泡状软骨细胞(见图2B)。

术后12周：腱骨连续性已趋向于完整，界面内以瘢痕组织为主，软骨细胞和胶原纤维较少且排列紊乱(见图2C)。修复失败的模型中，腱骨之间无连续性，肌腱端已脂肪化(见图2D)。

2.3.2 实验组

术后4周：肌腱与骨之间无明显缝隙，腱骨之间由新生的肉芽组织完全填充，含有较多的新生血管及成纤维细胞，少量未成熟的软骨细胞生长，胶原纤维排列紊乱(见图2E)。

术后第8周：腱骨界面已完全模糊，肌腱与骨之间的组织明显增厚，界面内软骨细胞生长明显，排列仍较紊乱，依然处于分化未成熟阶段，胶原纤维排列较4周更为致密、整齐(见图2F)。

术后12周：腱骨已趋于完全愈合，腱骨界面连续性完好，无血管生长，软骨细胞分化成熟，胶原纤维排列较整齐致密，趋于正常的柱状结构(见图2G)。

2.4 统计学分析结果在术后相同的4，8，12周3个时间点，实验组的腱骨愈合成熟度评分均高于对照组(P < 0.01)，见表2。

参考文献

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引言

肩袖损伤是常见的肩关节疾病，在60岁以上人群中的肩关节疾病占17%-41%^[1-3]，严重影响患者生活质量。随着微创技术的发展，目前关节镜下修复肩袖损伤已在临床广泛应用，修复技术主要有单排技术、双排技术以及双排锚钉缝线桥技术^[4-6]，尤其是近年来双排锚钉缝线桥技术取得了长足进步，优良率达到75%以上^[7-8]。缝线桥技术将传统的点接触愈合改变为面接触愈合，足印区覆盖面更大，形成的间隙更小，同时又有着均匀的线桥压力，有利于腱骨愈合，这方面研究已有广泛报道^[9]。

目前用于肩袖损伤修复模型的动物主要有大鼠、狗、羊、兔^[10-13]，考虑实验成本、操作难度等因素，动物实验中较多使用的是兔这类小动物^[14]。然而小动物模型的修复技术依然停留在传统单线穿骨道固定或由Gerber^[15]提出的改良Mason-Allen缝合技术。在临床中传统穿骨道固定曾是肩袖损伤的金标准，但由于线-骨界面的切割^[16]，现已鲜有报道，改良Mason-Allen缝合技术因较传统穿骨道固定技术有着更强的生物力学及更高的腱骨愈合率^[17]，更多的应用于动物实验中，如生物材料、生长因子等促进袖损伤修复领域的固定方法以及与其他固定技术的对照^[18-19]，但这2种固定技术均为点接触愈合，与临床使用的双排锚钉缝线桥技术有明显区别。在动物实验中很少使用锚钉建立缝线桥的原因主要是锚钉价格昂贵，且现有锚钉较大，不适用于大鼠、兔这类小动物的肩袖。能否在不增加实验费用和技术风险的前提下模拟双排锚钉缝线桥技术？作者经过反复模拟试验，发现在仅建立2组骨隧道的基础上，使用二次过线的方法就能高度还原缝线桥技术。因此，研究通过建立兔肩袖损伤模型，比较穿骨道缝线桥技术与改良Mason-Allen技术疗效及优缺点，为小动物实验探索一种肩袖损伤修复的新方法。

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

材料方法

1 材料和方法 Materials and methods

1.1 设计对比观察动物实验。

1.2 时间及地点 2017年11月至2018年3月于川北医学院动物实验中心、川北医学院附属医院病理科完成。

1.3 材料实验使用的动物为雄性新西兰大白兔，均由川北医学院动物实验中心提供，共计48只，体质量为2.5-3.0 kg，四五月龄，实验前确认实验动物健康。以数字表法随机分为2组，每组24只。实验过程及实验动物处置经川北医学院动物实验伦理委员会批准符合医学伦理学标准。

1.4 实验方法

1.4.1 建立肩袖损伤模型造模前30 min于耳缘静脉使用戊巴比妥钠(30 g/L)行全身麻醉(1 mL/kg)，麻醉成功后，左侧肩关节常规剃毛器备皮、碘伏消毒、铺巾。于肱骨大结节处纵行切开肩关节皮肤约2.0 cm，钝性分离皮下组织、三角肌，暴露冈上肌，沿冈上肌止点锐性离断，剥离肱骨大结节残存组织直至骨质，建立兔肩袖损伤模型^[20]。

1.4.2 建立穿骨道缝线桥技术模型实验组建立穿骨道缝线桥技术模型。肩袖损伤模型建立后，将冈上肌残端用#2爱惜邦线及可吸收缝线进行褥式缝合；采用1 mm空针针头在肱骨大结节建立2组平行骨隧道，将PDS线留于骨隧道中；以PDS线作为引线将分别将与骨隧道同侧的爱惜邦线及可吸收缝线拉出；分别取骨隧道中的爱惜邦线各1根，用可吸收缝线捆住尾端，再以可吸收缝线为引线从上至下第2次拉出爱惜邦线；将拉出骨隧道的爱惜邦线尾端打结固定，全层缝合皮肤。

1.4.3 建立改良Mason-Allen技术模型对照组建立改良Mason-Allen技术模型。肩袖损伤模型建立后，将断裂的冈上肌残端用两根#2爱惜邦线行褥式缝合，建立2组平行骨隧道，使用骨隧道中的PDS线为引线将爱惜邦线引出，并尾端打结固定，全层缝合皮肤，见图1。

1.4.4 术后处理术后3 d行80万U青霉素肌肉注射(1 次/d)，不进行制动，分别于术后 4，8，12 周 3 个时间点麻醉后以空气栓塞法随机处死对照组及实验组各 8 只实验动物。

1.5 主要观察指标组织形态学观察及腱骨愈合成熟度评分：取肱骨近端约1 cm、肩关节、冈上肌为一标本，用体积分数4%中性甲醛固定液固定24 h。蒸馏水清洗标本 8 h后，使用5%硝酸溶液脱钙2周，并每周更换1次脱钙液，至骨组织松软。以标冠状位切取厚2.0-3.0 mm组织块，组织块包含腱骨结合部。常规石蜡包埋固定，标本切成约 4 μm薄片，经2次二甲苯透明，苏木精-伊红染色，梯度乙醇脱水、透明、封固。光镜下观察腱-骨界面的愈合情况，使用Ide等^[21]提出的改良腱骨愈合成熟度评分法对标本进行盲法评分，见表1。

1.6 统计学分析采用SPSS 22.0对每组评分统计后行单因素方差分析，LSD法进行多重比较，计量数据均以x(_)±s表示，P < 0.05为差异有显著性意义。

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讨论

3.1 修复肩袖损伤的动物模型穿骨隧道是动物实验中最常用的固定技术，缝合方法主要有简单缝合、Bunnel缝合法、Krackow缝合法、水平缝合法、十字缝合法、改良Mason-Allen缝合法等，Gerber提出的改良Mason-Allen缝合法，其生物力学、腱骨愈合率优于传统的穿骨道技术^[17]，且建模简单，常使用于肩袖损伤修复的动物模型中，但也有报道称改良的十字缝合法较改良Mason-Allen缝合法有着更大的足印区接触面积^[22]。除缝合固定方法的改良外，也有新的修复肩袖损伤模型被提出，Li等^[19]将前交叉韧带重建的原理应用于兔的肩袖损伤修复，发现其愈合方式不同于表面修复，但目前这类修复方法报道较少，动物肩袖损伤的修复方法仍表面修复为主，研究方向是以减小界面间隙、增大接触面积及压力为目的固定缝合方法改良。Early等^[23]指出减少后间隙的研究可以降低肩袖修复的失败率，Darling、Adams等^[24-25]学者也认为：影响腱骨愈合的关键因素是腱骨界面是否充分接触，是否有间隙，而且> 5 mm的间隙将极大的增加手术失败率。在临床中，双排锚钉缝线桥技术因其良好的固定效果倍受学术界推崇，在Park等^[26]的研究中显示，双排锚钉建立的4根缝线桥技术有着最大的接触面积(足印区77.6%)以及最大的界面压力(0.27±0.04)MPa，缝线桥的固定方式亦逐渐在动物模型中模拟。

在小动物肩袖损伤模型中缝线桥技术常用的模拟的方法是在肱骨大结节建立2组平行骨隧道的基础上增加两组交叉骨隧道^[27]，但此种方法同时增加了肱骨大结节骨质及足印区的破坏，可能导致腱骨愈合不佳及肱骨大结节骨折。Kim等^[28]的研究发现在与传统双排平行骨隧道缝合组的比较中，模拟的4组骨隧道缝线桥技术组表现出较低的机械强度，术后2周腱骨愈合部的血管较少，内侧的肌腱切割发生率更高。与4组骨隧道缝线桥技术相比，此次研究提出的穿骨道缝线桥技术模型仍采用双骨道，并不额外增加骨隧道，仅通过二次过线就实现了类似于双排锚钉缝线桥的固定效果，并且增加了肌腱残端缝合点之间的横向缝线固定作用，对肌腱残端的固定面积更大，固定效果更好；尾端缝线同时收紧合为一结比4组缝线单独打结线桥压力更为均匀。故研究将这种方法与常用的改良Mason-Allen技术进行比较。

3.2 两种方式的疗效比较在此次研究中各实验组腱骨愈合成熟度评分均高于相同时间段的对照组(P < 0.01)，其主要原因是固定方法的不同。此次研究使用的改良Mason-Allen技术是在穿骨道固定技术基础上使用改良Mason-Allen缝合法对肌腱残端的缝合固定，其固定原理类似于临床的单排固定技术，而穿骨道缝线桥技术则类似双排缝线桥技术。目前较多学者认为双排缝线桥技术较单排技术及双排技术生物力学更强、腱骨愈合率更高^[27，29-30]。在与单排Mason-Allen技术的比较中，Nelson等^[31]研究显示，双排技术腱骨接触面积(258.23±69.7) mm²较单排改良Mason-Allen技术(148.08±75.5) mm²增加74%；在Huntington等^[32]的研究显示缝线桥修复形成的间隙平均为15.8 n/mm，明显低于单排Mason-Allen缝合技术。此次研究中对照组4周时镜下表现为腱骨界面缝隙肉芽组织的不完全填充，实验组则填充完全，也证实这一点。此外，在预实验中作者发现因改良Mason-Allen技术模型的肩袖表面没有向下的线桥压力，当收紧缝线时，过大的拉力将导致肌腱残端翻转。Hapa等^[33]指出，肌腱残端与足印区骨床贴合度面积大小在腱骨愈合过程中有着至关重要的作用，因此在对照组建模过程中为尽量保证肌腱残端与足印区贴合度，仅以较弱的拉力使肌腱残端贴附于足印区；而在实验组中，由于线桥对肌腱残端的向下的固定作用，可有效限制肌腱残端外翻，进而可以使用较强的拉力使肌腱残端固定于足印区，因此作者认为实验组的界面压力更强。结合既往研究及此次研究发现，穿骨道缝线桥技术的腱骨界面压力、接触面积、界面缝隙均优于改良Mason-Allen技术，腱骨愈合率更高。

Mazzocca等^[34]学者认为任何的固定技术都有失败的可能。在此次研究对照组的24例模型中，肌腱切割导致的固定失效2例，发生率为8.33%，而实验组中未发现固定失效样本。Hinse等^[35]在猪的肩袖损伤建模中发现，修复失效模型的原因都是肌腱端切割，主要原因是固定方法不同所造成。从此次研究中2组模型的区别发现：①穿骨道骨道技术对肌腱残端有着横向、纵向以及交叉压力，较改良Mason-Allen技术单一的横向压力固定作用更强，这使缝线对肌腱缝合点的切割力更弱；②改良Mason-Allen技术对两侧的缝线分别单独打结固定，可能出现两侧的拉力不够均匀，即一侧强，一侧弱，较强的一侧则更容易出现肌腱的切割，而穿骨道缝线桥技术则是将两侧的缝线同时收紧打结，其两侧的拉力基本一致。因此作者认为肌腱残端有效且受力均匀的固定可以减少动物肩袖损伤修复模型肌腱切割发生率。

3.3 穿骨道缝线桥技术模型的要点 ①离断冈上肌时，应紧贴肱骨大结节止点，较长的冈上肌残端便于手术操作；②对肱骨肱骨大结节刮出残存组织及去皮质化处理有利于腱骨愈合；③建立骨隧道时应尽量平行，不能向骨床方向内聚，以免固定肌腱残端时，肌腱残端皱缩形成“耳朵”，影响腱骨界面的接触贴合，骨隧道的出针点应紧邻足印区下界，以增加腱骨接触面积；④每组骨隧道中的2根缝线需依次收紧后再打结固定，避免线桥松弛。

综上所述，研究改进了穿骨道修复肩袖损伤的动物模型，证实了穿骨道缝线桥技术明显优于改良Masson-Allen技术，提高了腱骨愈合效率，更接近于临床的双排锚钉缝线桥技术修复肩袖损伤的方法，为以后肩袖损伤的动物模型，提供一种新的固定方法。由于条件限制，此次实验未行生物力学测试和压力印迹测试，穿骨道缝线桥技术的固定作用强于改良Mason-Allen技术，仅能从其力学原理、大体标本观察、组织形态学予以论证，仍需要进一步研究。

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

穿骨道缝线桥技术与改良Mason-Allen技术修复单侧兔肩袖损伤模型

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[1]	张尚普, 鞠晓东, 宋恒义, 董智, 王晨, 孙国栋. 关节镜下带线锚钉缝线桥缝合固定治疗肩锁关节脱位[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1417-1422.
[2]	吴训, 孟娟红, 张建运, 王亮. 浓缩生长因子修复兔髁突全层软骨损伤[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(8): 1166-1171.
[3]	马子越, 巨啸晨, 张磊, 孙荣鑫. 保留与不保留残端重建前交叉韧带后移植物腱骨愈合的比较[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(4): 582-587.
[4]	高坤, 陈大宇, 张勇, 刘伟东, 孙淑芬, 赖文强, 马笃军, 吴益宏, 林展鹏, 蒋鹰鹭, 余伟吉. 牛膝醇提物调控滑膜成纤维细胞外泌体抑制软骨细胞外基质降解[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(23): 3636-3640.
[5]	姜灵凯, 魏垒, 董政权, 顾晓东, 李鹏翠. 关节镜下双排缝合固定与缝线桥固定修复肩袖损伤疗效对比的Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(21): 3431-3437.
[6]	左秀芹, 尹飒飒, 谢惠敏, 贾子善, 张立宁. 富血小板血浆在肌骨修复领域应用的适用性与相关规范[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(20): 3239-3245.
[7]	刘杏, 魏晓菡, 邓洁, 李仲铭. 骨骼肌钝挫伤兔模型制备与打击力度的关系[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(2): 196-200.
[8]	穆钰峰, 魏利娜, 吴勇, 邵安良, 陈亮, 屈树新, 徐丽明. α-半乳糖基抗原缺失模型兔的研制与评价[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(2): 281-285.
[9]	曹阳, 张军平, 彭立, 丁义, 李光辉. 兔主动脉内皮细胞的分离培养及生物学特性[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(19): 3000-3003.
[10]	陈谱, 阮安民, 周俊, 张晓哲, 马玉峰, 宗晨钟, 王庆普. 通络止痛凝胶干预膝关节骨性关节炎模型兔的软骨炎症及退变[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(17): 2670-2675.
[11]	刘沛东, 冯江峰, 徐文杰, 许晓栋, 杨自权. 肩袖损伤后脂肪浸润基因表达谱及关键通路的生物信息学分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(11): 1773-1778.
[12]	任军, 赵岩, 肖彬, 马超, 王新苛, 郝亚斌, 成杰. 富血小板血浆促进胫骨骨折模型兔的骨愈合[J]. 中国组织工程研究, 2020, 24(35): 5595-5599.
[13]	霍彦旭, 杨志, 裴方, 陈向阳. 临界肩关节角与退行性肩袖撕裂关系的临床研究[J]. 中国组织工程研究, 2020, 24(35): 5644-5649.
[14]	魏卫兵, 周宾宾, 张鸿升, 杨宇, 崔俊武, 李振兴. 电针脊髓损伤模型大鼠“足三里”与“伏兔”穴神经细胞凋亡因子Caspase-3的表达[J]. 中国组织工程研究, 2020, 24(32): 5151-5157.
[15]	刘娅, 冯爽, 益磋, 余堰澜, 刘政. 对比组织悬液法及组织块法建立兔VX2皮下肿瘤模型的差异[J]. 中国组织工程研究, 2020, 24(32): 5173-5178.