γ射线照射与非照射人肌腱生物力学的比较研究

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1、γ射线照射与非照射人肌腱生物力学的比较研究【摘要】[目的]探讨目前国内外最普遍应用的“γ”射线照射消毒法对人肌腱生物力学的影响。[方法]将等长的24条肱二头肌肌腱长头配对分成两组，A组(12)：非照射组，B组(12)：经2.5Mrad“γ”射线照射组。采用ethods]Tbtendonofhumanelengthmairradiatedgroup.Materialpropertiesandstructuralpropertiesinedachine.[Results]Themeanlengthofthetendonaximumf

2、orceaximumstressodulusaximumechanicalparameterpresentedsignificantlydeclineafterirradiated.[Conclusion]Thetendonstrengthreducedobviouslyafterirradiated,itneedsfurtherstudiesmaradiationonclinical.　　Keyechanics;human;cruciateligament;transplant;allograft;irradiate;tend

3、on　　交叉韧带是膝关节稳定的主要结构，交叉韧带重建术是治疗交叉韧带损伤的主要方法[1]。自1978年Neviaser等人应用冻干保存的同种异体肩袖移植修复大范围的肩袖损伤，1981年Green等人将冷冻保存后的异体阔筋膜用于肌腱、韧带损伤的修复相继成功以来，人们开始了同种异体组织重建膝关节前交叉韧带的临床及基础研究。但同种异体组织移植仍有疾病传播、感染、松弛等诸多问题。为了防止艾滋病、肝炎等疾病的传播，国内外一些学者及组织探讨了一系列的消毒措施，目前最常用的是“γ”射线照射消毒。有研究表明，在2.0Mrad“γ”照射对同种异体

4、组织的最大应力，最大应变等有一定负面影响[2]，本文对国内外普遍采用的2.5Mrad“γ”射线照射消毒法对肌腱生物力学指标的影响进行全面探讨。　　1材料与方法　　1.1实验材料准备　　由解放军总医院第一附属医院组织库提供的24条等长肌腱配对分成A、B两组，每一对来自同一供体。A组为对照组，没有经过“γ”射线照射，B组为实验组，经过2.5Mrad“γ”射线照射12h。普通低温冷冻(-20℃)保存异体肌腱以备进行生物力学检测。　　1.2生物力学测试　　将标本取出后室温下融化1h，生理盐水纱布保湿。用m，将肌腱夹持好，固定于试验机上，

5、调整拉力使其经过肌腱轴线。先行预处理，拉伸速度0.5mm/s,拉长0.5mm，共3次。最后加载直至试样被完全破坏，加载速度设为20mm/min，试验机自动记录载荷-位移曲线，见图1。其中直线段斜率为刚度。　　图1载荷-位移曲线　　1.3破坏部位　　A、B两组所有实验材料破坏部位均不在夹具夹持肌腱处，避免了在夹持部位破坏造成结果的不准确，如果肌腱是在夹持部位破坏的可能是由于夹具夹持力所造成的。　　1.4统计学处理　　采用配对t检验，P<0.05为差异有统计学意义。　　2结果　　对载荷-位移曲线进行修正，根据此曲线计算出生物力

6、学各指标，载荷测量精确到0.001N,位移精确到0.01mm。数据用均数±标准差表示。具体结果如下。　　2.1结构力学特性　　研究肌腱在外载荷作用下刚度、能量、位移等的变化规律，确定肌腱承受和传递外力的能力。①B组实验组平均最大拉伸长度为A组对照组93.46%，两组之间差异有统计学意义(t=3.45,P<0.05)。②B组照射组的平均刚度为A组非照射组的95.27%，两组之间差异有高度统计学意义(t=4.49,P<0.001)。③B组照射组平均最大载荷为A组非照射组96.72%，减少了4.93%，两组之间差异有统计学

7、意义(t=2.97,P<0.05)。④最大载荷能量B组是A组的93.60%，差异有统计学意义(t=3.34,P<0.05)(表1)。　　2.2材料力学特性　　研究肌腱在外力作用下所发生应变、应力和刚度等的变化及导致肌腱破坏的极限。①照射组的弹性模量为非照射组的87.66%，减少了12.34%，两组之间比较差异有统计学意义(t=2.53,P<0.05)。②最大应力B组为A组的84.88%，两组间有统计学意义(t=2.91,P<0.05)。③最大应变B组为A组的85.82%，两组之间比较差异有统计学意义(t=

8、3.45,P<0.05)。④B组能量密度为A组的66.73%，能量密度减少了33.23%，差异有统计学意义(t=4.21,P<0.05)(表2)。表1A、B两组结构力学比较表2A、B两组材料力学比较注：与对照组相比差异有统计学意义(P<0.05