【目的】前交叉韧带(Anterior Cruciate Ligament,ACL)是稳定膝关节的重要部分,其损伤在膝关节的运动损伤中很常见。由于ACL断裂后愈合能力较差,目前采用自体肌腱重建ACL已成为主要手段之一,而自体游离多股Hamstring腱是目前生物力学性能最好的自体移植物,且是一种在临床应用较广泛的移植材料。早期愈合是保障重建韧带最终功能及疗效的重要条件,然而临床上传统的Hamstring腱移植也同样可带来一系列问题,如愈合时间过长等。有研究表明细胞转化生长因子β1(transforming growth factorβ,TGFβ1)对皮肤组织有促进愈合作用,但对腱骨愈合过程中的作用的研究则几乎未见报道。本实验使用腺病毒介导TGFβ1基因转染对自体Hamstring腱重建兔ACL,通过对术后腱骨界面大体形态学、影像学及生物力学的研究,探讨腺病毒介导TGFβ1基因转染自体Hamstring腱后对ACL损伤重建的影响。【方法】术前构建携带TGFβ1基因的重组腺病毒载体Ad TGFβ1(由上海和元生物公司提供),新西兰大白兔48只,体重2.0±0.4 kg,2-3月龄,随机分为A、B、C三组,以实验兔两侧后肢膝关节作为研究对象,自体Hamstring腱作为ACL重建物。A组自体同侧转染TGFβ1的Hamstring腱重建ACL,即Ad TGFβ1转染组(实验组);B组自体同侧转染了腺病毒空载体Ad GFP的Hamstring腱重建ACL,即Ad GFP转染组(空载体对照组);C组自体同侧Hamstring腱重建ACL组,即DMEM处理组(空白对照组)。术中严格无菌操作,术后预防性抗感染治疗。每组4只实验兔分别术后在2周、4周、8周、12周四个时间点处死,观察、记录移植物大体外观,应用三维CT扫描,数字图像工具测量和记录骨隧道关节腔入口内部直径,获得的内口直径与原始骨隧道直径(2.0mm,钻头直径)之差,得到骨隧道扩大的宽度数据;并通过CT骨密度测量软件测量骨隧道腱骨界面新生骨组织骨密度值。生物力学检测仪测量骨-移植物-骨的最大拉伸载荷、刚度等生物力学特性,对实验数据进行统计学分析,分析比较四组不同时间点移植物重建ACL后的影像学及生物力学的特性。【结果】1.解剖学大体形态实验兔生长状况均良好,重建膝关节的功能恢复尚佳,膝关节抽屉试验和lachnman试验均为阴性。所有的实验动物的膝关节周围均未见明显红肿,切口良好,无感染及裂开等现象,在术后第2周后,B组解剖发现有1例发生关节内感染,A组1例股四头肌及关节腔内长满淡黄色鱼肉样肿块组织,其余的关节腔内有少量积液及大量滑膜增生,移植肌腱与周围组织粘黏紧密,其边界区分困难,未出现关节腔红肿及积脓,其内移植物结构完整,呈白色条索致密结构。劈开骨隧道可见:在术后第2周,A组骨隧道入口内部大量疤痕组织长入;在术后第4周时,A组类似软骨样组织出现,且完全覆盖骨隧道内口,这种似软骨样组织在B组、C组第8周部分才出现,第12周,A、B、C三组完全被软骨样组织覆盖。2.影像学CT观察对每组进行方差齐性检验,均方差齐性。每组两两比较,在术后第4、8、12周,A组较B、C组骨隧道入口内部直径有明显减小,差异有统计学意义(P<0.05)。在第4、8、12周,A组在骨隧道腱骨界面新形成骨组织的骨密度值明显增高,差异有统计学意义(P<0.05)。3.生物力学检测在术后第2周,A、B、C三组肌腱移植物分别出现7例、6例、7例骨隧道中拔出,1例、2例、1例肌腱撕裂的情况,各组显示无显著性差异(P>0.05);在术后第4周,A、B、C三组肌腱移植物分别出现6例、6例、7例骨隧道中拔出,2例、2例、1例肌腱撕裂的情况,各组显示无显著性差异(P>0.05);术后第8周,A、B、C三组肌腱移植物分别出现1例、6例、6例骨隧道中拔出,7例、2例、2例肌腱撕裂的情况,两组差异有统计学意义(P<0.05);术后12周,A、B、C组三组肌腱移植物分别出现1例、2例、2例骨隧道中拔出,7例、6例、6例肌腱撕裂的情况,各组显示无显著性差异(P>0.05)。术后第2周,每组最大拉伸载荷无统计学意义(P>0.05);在术后第4周、8周、12周A组的最大载荷较B、C两组明显增高,统计有显著性差异(P<0.05),对比之下,在B组及C组无统计学意义(P>0.05);随时间的推移,每组的刚度增加,但是组间差异均没有统计学意义(P>0.05)。【结论】本实验TGFβ1基因重组腺病毒转染兔Hamstring腱重建ACL的生物力学及影像学观察,结果显示腺病毒介导TGF-β1基因转染对实验家兔自体Hamstring腱重建ACL早期恢复腱骨界面的结构及功能有一定作用。