脱细胞肌腱补片用于肩袖大到巨大撕裂修复的研究：灭菌与储存方案的优化

为优化脱细胞肌腱补片（DTP）灭菌和储存方案，中南大学研究人员开展研究，发现 EO/CP 处理的 DTP 效果最佳，为临床应用提供参考。

　　肩袖撕裂（Rotator cuff tear，RCT）是一种常见的肩部疾病，在 60 岁以上的人群中，发病率超过 40%。它会引发使人衰弱的疼痛、肩部功能障碍以及肌肉无力等问题。虽然关节镜修复 RCT 的总体效果不错，但在骨 - 肌腱（Bone - Tendon，B - T）愈合部位，常出现不完全的附着点再生和间隙形成的情况，这会导致结构和生物力学方面的弱点。尤其是肩袖大到巨大撕裂（Large - to - massive rotator cuff tears，L - M RCTs），其再撕裂率居高不下，可达 20 - 40%，甚至高达 94%。

为了解决这些问题，临床上提出使用补片来修复 L - M RCTs，这样可以减少张力、增强脆弱和退化的肌腱末端，并为组织生长提供支架。然而，目前使用的补片，如脱细胞真皮同种异体移植物、真皮异种移植物、小肠黏膜下层和合成补片等，都存在一些问题。它们与天然肌腱的仿生度较低，难以与原生附着点组织良好愈合或融合，而合成支架还存在生物相容性和异物反应等问题。因此，寻找一种理想的补片材料迫在眉睫。

脱细胞生物材料在组织重建和修复领域应用广泛，脱细胞肌腱补片（DTP）因其低免疫原性、适合肌腱细胞附着和增殖以及与正常肌腱在超微结构和组成上高度仿生等优点，被认为是修复 RCTs，尤其是 L - M RCTs 的理想材料。但目前 DTP 的灭菌和储存方法多种多样，不同的方法可能会对其结构和功能产生不同影响，而针对这方面的研究还比较缺乏。

为了优化 DTP 的灭菌和储存方案，中南大学的研究人员开展了一项研究，相关成果发表在《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》。

研究人员用到的主要关键技术方法包括：首先从接受骨科截肢手术的患者获取人类肌腱制备 DTP；然后将制备好的 DTP 分别用环氧乙烷（Ethylene oxide，EO）或 γ 射线（Gamma irradiation，GR）进行灭菌，再通过冷冻保存（Cryopreservation，CP）或冷冻干燥（Freeze - drying，FD）进行储存，得到四种不同处理的 DTP；之后对这四种 DTP 进行组织学、微观结构、生物力学、生物相容性和体外成腱诱导能力评估；最后建立慢性 L - M RCT 大鼠模型，将 88 只大鼠随机分为 4 组，用不同的 DTP 进行修复，在术后第 4 周和第 8 周对标本进行评估。

研究结果如下：

1. DTP 的特性评估：
   • 组织学和微观结构：新鲜肌腱（Fresh tendon，FT）作为对照，显示出紧密有序的胶原纤维排列。EO/CP - DTP 的胶原纤维排列规则，呈波浪状平行于肌腱轴，连续性良好；而 EO/FD - DTP、GR/CP - DTP 和 GR/FD - DTP 的胶原纤维排列相对较差，存在不同程度的紊乱和断裂。
   • 生物力学特性：EO/CP - DTP 的失效载荷和刚度与 FT 相似，且 CP 储存的 DTP 在失效载荷和刚度方面显著高于 FD 储存的 DTP。
   • 生物相容性和成腱诱导能力：四种 DTP 均具有良好的生物相容性，但 EO/CP - DTP 在促进骨髓间充质干细胞（Bone marrow - derived stem cells，BMSCs）增殖和诱导 BMSCs 向肌腱细胞分化方面表现更优。
   
   
2. 修复 L - M RCT 的效果评估：
   • 大体观察：术后所有动物均未死亡或出现感染，修复部位的肩峰下肌腱和肌肉无明显萎缩和脂肪浸润，肌腱末端与肱骨紧密连接，移植的补片在愈合部位消失，肩关节无明显粘连、滑膜增生和骨关节炎。
   • Micro - CT 评估：术后 4 周和 8 周，四组在促进软骨下骨形成和重塑方面无显著差异，但 EO/CP - DTP 组的骨体积分数（Bone volume/Total volume，BV/TV）和骨小梁数量（Trabecular bone number，Tb.N）均值略高于其他组。
   • 组织学评估：CP 灭菌的 DTP 在促进纤维软骨形成方面优于 FD 灭菌的 DTP，EO/CP - DTP 组的组织学评分略高于 GR/CP - DTP 组。
   • 生物力学测试：CP 储存的 DTP 在术后 4 周和 8 周的失效载荷显著高于 FD 储存的 DTP，EO/CP - DTP 组的刚度值略高于其他组。
   
   

研究结论和讨论部分指出，DTP 经 EO 灭菌和 CP 储存后，具有高度仿生的结构、优越的生物力学性能、良好的生物相容性和成腱诱导能力，在增强 L - M RCT 的修复方面表现出色。因此，EO 联合 CP 被认为是临床应用中 DTP 灭菌和储存的最佳方案。不过，该研究也存在一些局限性，比如使用大鼠作为动物模型，与人类在肩袖解剖、生物力学和修复过程上存在差异；EO/CP - DTP 表现更优的机制尚不明确；未研究储存时间对 DTP 体内性能的影响。但总体而言，该研究为临床选择 DTP 的灭菌和储存方法提供了有意义的参考，推动了脱细胞肌腱补片在肩袖大到巨大撕裂修复领域的发展 。