一种交叉韧带重建中移植肌腱的测试方法技术

本发明专利技术公开一种交叉韧带重建中移植肌腱的测试方法，包括以下步骤：a.ACL生物模型构建：(1)取出实验动物的腘绳肌腱，修整为两条移植肌腱；选择两个膨胀螺钉；(2)制成股骨隧道和胫骨隧道；(3)将两条移植肌腱一端分别进入股骨隧道和胫骨隧道；(4)用膨胀螺钉固定移植肌腱；b.初始生物力学测定：1)取实验动物的股骨侧和胫骨侧标本；2)经过预载荷和改变频率循环载荷，分别对标本和生物模型的两个移植肌腱进行拔出试验，记录循环载荷后的位移、抗拉刚度、双倍应力位移、最大拔出载荷、失败模式以及肌腱切割程度等数据；4)分别对腱骨界面区域的骨密度、失效载荷、最大失效载荷、位移数据、抗拉刚度等进行分析，得出愈合组织的生物力学特性。

Test method for transplanting tendon in cruciate ligament reconstruction

The test method of the graft of the invention discloses a cruciate ligament reconstruction, which comprises the following steps: constructing a.ACL biological model: (1) remove the experimental animal hamstring tendon graft, trimmed to two; two expansion screws; (2) made of femur and tibia tunnels; (3) two the tendon graft ends into the femoral and tibia tunnels; (4) the expansion screw fixation of tendon graft; initial biomechanical determination of B.: 1) of femoral and tibial specimens of experimental animal; 2) after pre load and change the frequency of cyclic loading, respectively on the two tendon specimens and biological models to pull out test records after cyclic loading displacement, tensile stiffness and double stress displacement and maximum pullout load, failure mode and tendon cutting degree data; 4) respectively on the tendon bone interface area, bone density loss The effective load, the maximum failure load, the displacement data and the tensile stiffness were analyzed. The biomechanical characteristics of the healing tissue were obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种交叉韧带重建中移植肌腱的测试方法
本专利技术涉及医疗器械生物实验方法的
，尤其涉及一种交叉韧带重建中移植肌腱的测试方法。
技术介绍
膝关节前交叉韧带(anteriorcruciateligament，ACL)是膝关节重要的静力和动力性稳定结构之一，可以防止胫骨前移、过伸和过度旋转，防止膝关节失稳后的相关并发症。ACL损伤是常见病、多发病，主要困扰广大青少年，是青少年人群中最常见的疾病之一。ACL损伤发病率很高，特别是16岁以上的人群，根据流行病学调查，ACL断裂的发病率约为0.035％。近年来，随着全民运动的普及以及越来越多的青少年参与体育活动，此类疾病的发病率越来越高而且多集中在普通青壮年人群中。ACL损伤的治疗带来了严重的经济负担，而我国有将近一亿ACL损伤和ACL损伤所致骨性关节炎患者以及数百万受困于ACL损伤的运动员和青壮年体育爱好者，治疗此类疾病耗费了十分巨大的人力、财力、物力。而这种花费被不恰当的治疗所放大。ACL损伤后出现膝关节不稳，增加关节其他结构损伤机率、加速半月板及关节软骨的退变，导致严重的慢性疼痛和关节功能障碍，严重影响患者的日常活动和生活质量，给青少年患者带来了巨大的痛苦和精神负担。ACL重建术是利用移植肌腱固定于骨道内，替代正常前交叉韧带的功能，是治疗ACL损伤最有效的方法。移植物的固定是ACL重建中最重要的环节，也是最薄弱的环节，国内外学者们做过多种研究。良好的固定在近期可以满足术后早期运动、肌肉锻炼与负重的要求，在移植物获得生物学愈合前维持膝关节稳定性，远期则有助于促进移植物与骨的愈合。移植物固定的优劣取决于固定方法的选择。固定方法的选择因移植物的选择和手术技术的选择的不同而不同。但终极目标一直未曾改变，肌腱移植物的固定即要尽量恢复自体肌腱的力学特性，还要达到腱骨的生物愈合。所以ACL的固定需满足以下条件：首先要有足够的抗拔出力，其次需恢复并维持膝关节的稳定性，最后还要有足够的力量防止韧带在关节内滑动。重建后的前交叉韧带最主要的生物力学特性是强度和钢度。强度是指使移植物产生永久性移位的负荷，钢度指移植物在一定负荷下产生的张力或位移大小。挤压螺钉固定系统主要是通过螺钉挤压肌腱与骨隧道产生的摩擦力来固定肌腱。此固定方式使移植物长度缩短，有更大的钢度，提高了重建后膝关节的稳定性，然而，较小的界面螺钉不能提供足够的机械力量，而直径较大的螺钉会切割缝线和移植物造成固定不稳，因界面螺钉切割挤压造成移植肌腱强度下降而出现肌腱断裂失效。间接固定是指固定物固定位置位于腱-骨交界之外的方法，但由于移植物与骨隧道之间有一定的空隙，故在膝关节屈伸运动时，移植物可发生垂直于隧道轴像雨刷一样的摆动，即“雨刷效应”；或移植物在沿骨隧道发生轴方向的伸缩性移动，即“蹦极效应”。这两种运动会破坏移植物在骨隧道内的生物学愈合过程，同时也是引起骨隧道扩大最常见的原因之一。移植肌腱与骨隧道内壁的愈合是腱骨界面间纤维组织形成连接、新骨形成、骨向肌腱内长入、局部塑形改造的的过程。BMP-2具有使未分化的间充质细胞定向分化为成软骨细胞和成骨细胞，并诱导形成软骨和骨组织。由于腱骨界面缺乏血管，如果不添加生长因子，即使很小的损伤也不能得到良好愈合。已有研究报道在体内原位重建损伤ACL并不能达到良好的效。在ACL重建时使用金属挤压螺钉可以一定程度上提高修复效果，但由于现阶段金属螺钉植入后存在的各种缺陷，目前仍不能很好的应用于临床。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种交叉韧带重建中移植肌腱的测试方法，通过测试移植肌腱的力学性能，来确定移植肌腱的固定方式。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种交叉韧带重建中移植肌腱的测试方法，包括以下步骤：a.ACL生物模型构建(1)横断实验动物ACL，清理残端，取出实验动物的腘绳肌腱，将腘绳肌腱的两端编织缝合，修整为两条移植肌腱；(2)选择两个膨胀螺钉；(3)股骨隧道：膝关节屈曲120°，选择右膝10点或左膝2点的方向，采用股骨定位器，距离股骨后髁软骨壁6mm；在ACL原股骨止点中央处打入带鼻孔导针，沿导针方向用空心钻头制成股骨骨道；(4)胫骨隧道：屈膝90°，选择外侧半月板前角水平，后交叉韧带前方，经内侧膝眼切口胫骨定位器，套入带鼻孔导针；沿导针方向使用与步骤(3)相同的空心钻头，制成胫骨骨道；(5)将一条移植肌腱一端固定于步骤(3)的导针上，用于做实验，另一端进入股骨隧道；(6)用工具沿股骨骨道紧贴移植肌腱推入膨胀套至膨胀套的尾端进入股骨骨道，将螺钉拧入膨胀套固定移植肌腱；(7)将另一条移植肌腱一端固定于步骤(4)的导针上，用于做实验，另一端进入胫骨隧道；(8)用工具沿胫骨骨道紧贴移植肌腱推入膨胀套至膨胀套的尾端进入胫骨骨道，将螺钉拧入膨胀套固定移植肌腱；b.初始生物力学测定1)取实验动物的股骨侧和胫骨侧标本，用夹具分别固定在实验台上；2)先做多次预载荷，再改变频率进行多次循环载荷，应力为50-200N，将其中一个标本以5-15mm/min的加速度进行拔出试验，观察并记录循环载荷后的位移、抗拉刚度、双倍应力位移、最大拔出载荷、失败模式以及肌腱切割程度等数据；3)用于步骤2)同样方法测试另一个标本；4)上述生物模型的两个移植肌腱也分别用夹具固定在实验台上，从相应隧道内口到夹具之间的距离与人体ALC关节内长度相同；5)用于步骤2)同样方法分别测试；6)使用生物力学机分别对腱骨界面区域的骨密度、失效载荷、最大失效载荷、位移数据、抗拉刚度等进行分析，得出愈合组织的生物力学特性。上述方法中，优选地，所述膨胀螺钉为可吸收膨胀螺钉，所述可吸收膨胀螺钉由BMP-2通过吸收法与纳米羟基磷灰石载体结合并使用复乳法复合聚乙烯左旋丙交酯制备成的缓释微球结合制成。上述方法中，优选地，所述力学测定的步骤6)中，调整实验条件，改变应力大小和加速度，取得最佳愈合效果，确定可吸收膨胀螺钉的参数。上述方法中，优选地，所述实验动物为小型猪。上述方法中，优选地，术后不同时间分别检测新生组织在愈合过程中的分化、发育、成熟过程。本专利技术的交叉韧带重建中移植肌腱的测试方法，使用BMP-2在体内促进腱骨愈合，从而具有避免愈合延迟、价格低廉等优势，临床应用前景高。本专利技术的交叉韧带重建中移植肌腱的测试方法，构建BMP-2/纳米羟基磷灰石缓释系统，通过实验，按时间梯度反复验证BMP-2缓释浓度和持续时间，达到避免反复给药、创伤小、操作简单的目的。本专利技术的交叉韧带重建中移植肌腱的测试方法，测试数据详细，分析结果准确，对临床应用提供了可行性。附图说明图1是本专利技术的测试流程图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交叉韧带重建中移植肌腱的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：a.ACL生物模型构建(1)横断实验动物ACL，清理残端，取出实验动物的腘绳肌腱，将腘绳肌腱的两端编织缝合，修整为两条移植肌腱；(2)选择两个膨胀螺钉；(3)股骨隧道：膝关节屈曲120°，选择右膝10点或左膝2点的方向，采用股骨定位器，距离股骨后髁软骨壁6mm；在ACL原股骨止点中央处打入带鼻孔导针，沿导针方向用空心钻头制成股骨骨道；(4)胫骨隧道：屈膝90°，选择外侧半月板前角水平，后交叉韧带前方，经内侧膝眼切口胫骨定位器，套入带鼻孔导针；沿导针方向使用与步骤(3)相同的空心钻头，制成胫骨骨道；(5)将一条移植肌腱一端固定于步骤(3)的导针上，用于做实验，另一端进入股骨隧道；(6)用工具沿股骨骨道紧贴移植肌腱推入膨胀套至膨胀套的尾端进入股骨骨道，将螺钉拧入膨胀套固定移植肌腱；(7)将另一条移植肌腱一端固定于步骤(4)的导针上，用于做实验，另一端进入胫骨隧道；(8)用工具沿胫骨骨道紧贴移植肌腱推入膨胀套至膨胀套的尾端进入胫骨骨道，将螺钉拧入膨胀套固定移植肌腱；b.初始生物力学测定1)取实验动物的股骨侧和胫骨侧标本，用夹具分别固定在实验台上；2)先做多次预载荷，再改变频率进行多次循环载荷，应力为50‑200N，将其中一个标本以5‑15mm/min的加速度进行拔出试验，观察并记录循环载荷后的位移、抗拉刚度、双倍应力位移、最大拔出载荷、失败模式以及肌腱切割程度等数据；3)用于步骤2)同样方法测试另一个标本；4)上述生物模型的两个移植肌腱也分别用夹具固定在实验台上，从相应隧道内口到夹具之间的距离与人体ALC关节内长度相同；5)用于步骤2)同样方法分别测试；6)使用生物力学机分别对腱骨界面区域的骨密度、失效载荷、最大失效载荷、位移数据、抗拉刚度等进行分析，得出愈合组织的生物力学特性。...

【技术特征摘要】
1.一种交叉韧带重建中移植肌腱的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：a.ACL生物模型构建(1)横断实验动物ACL，清理残端，取出实验动物的腘绳肌腱，将腘绳肌腱的两端编织缝合，修整为两条移植肌腱；(2)选择两个膨胀螺钉；(3)股骨隧道：膝关节屈曲120°，选择右膝10点或左膝2点的方向，采用股骨定位器，距离股骨后髁软骨壁6mm；在ACL原股骨止点中央处打入带鼻孔导针，沿导针方向用空心钻头制成股骨骨道；(4)胫骨隧道：屈膝90°，选择外侧半月板前角水平，后交叉韧带前方，经内侧膝眼切口胫骨定位器，套入带鼻孔导针；沿导针方向使用与步骤(3)相同的空心钻头，制成胫骨骨道；(5)将一条移植肌腱一端固定于步骤(3)的导针上，用于做实验，另一端进入股骨隧道；(6)用工具沿股骨骨道紧贴移植肌腱推入膨胀套至膨胀套的尾端进入股骨骨道，将螺钉拧入膨胀套固定移植肌腱；(7)将另一条移植肌腱一端固定于步骤(4)的导针上，用于做实验，另一端进入胫骨隧道；(8)用工具沿胫骨骨道紧贴移植肌腱推入膨胀套至膨胀套的尾端进入胫骨骨道，将螺钉拧入膨胀套固定移植肌腱；b.初始生物力学测定1)取实验动物的股骨侧和胫骨侧标本，用夹具分别固定在实验台上；2)先做多次预载荷，再改变频率进行多次循环载荷，应力为50-200N，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉宝，林福庆，赵清华，郭玉祥，林禄攀，邹瑞，蔡小林，温传阳，施中平，张帆，胡桂花，
申请(专利权)人：南京市六合区人民医院，
类型：发明
国别省市：江苏,32