肩袖是由冈上肌与冈下肌、肩胛下肌和小圆肌的肌腱纤维在肱骨头前、上、后方形成袖套样结构,又称肌腱袖。肩袖损伤是目前临床最常见的肌肉骨骼系统疾患之一,约占肩关节疾患的17%-41%,是引起肩关节疼痛的主要原因,严重影响着患者的生活和工作。在肩袖损伤中,冈上肌腱损伤最为多见,损伤部位往往在近肱骨大结节止点约1cm处,其修复的难点在于其腱-骨止点的重建及其术后腱-骨修复。已有资料证实适当的术后应力刺激可促进腱-骨止点重建后修复,但作用机制尚不明确。从物理模式来说,腱-骨界面是一个力学薄弱点。在生理情况下,肌腱止点处的特殊结构具有较好的抗张力强度,使应力可以从肌腱逐渐传递到骨或从骨逐渐传递到肌腱,避免了应力在某一点上的集中,从而防止了肌腱在止点处的断裂。因此,当肌腱从止点处断裂后,肌腱止点重建的目标应该是恢复腱-骨界面的正常复合结构。一些动物和人体的组织学研究发现,尽管现有的外科技术对重建腱-骨界面复合结构有极大的促进作用,但无论在修复早期还是晚期,肌腱和骨之间仍不能形成成熟的连接复合体,要么是肌腱与骨之间缺乏正常的过渡连接层,要么是肌腱末端纤维粗细不均,排列紊乱,其抗张力强度与正常组织相比仍有较大差距。由于肌腱-骨界面结构的复杂性,当前的重建技术并不能保证肌腱与骨牢固愈合,不能完全避免再撕脱的发生。因此,术后的功能康复就显得更加重要,并且其中最关键的是恢复腱-骨正常的力学性质,从而恢复腱-骨整体结构的力学功能及其他生理功能。在临床治疗很多部位腱-骨界面结构损伤过程中,有人早已发现适当的术后锻炼可以促进肌肉、韧带和肌腱等软组织损伤的修复。然而,依据目前的修复和康复治疗原则,其效果往往低于预期而且可能导致再发损伤和继发性不稳定。当然,这也不能否定目前临床治疗腱-骨界面结构损伤方法的进步及其效果的提高,至于疗效的好坏,与很多原因有关。首先,腱-骨界面损伤、修复机制仍不甚清楚；其次,腱-骨界面相关结构损伤的诊断、治疗方法仍有待于继续深入探索、研究,尽量能够早期、准确的判断损伤的部位、程度,从而采取合适的方法进行治疗；最后,腱-骨损伤术后康复及功能锻炼时机的把握仍不够及时、准确,康复手段及锻炼的程度仍没有明确的标准。因此,往往事与愿违,没能达到事先的预计的效果,甚至增加了新的损伤。综上所述,应力负荷下肩袖腱-骨损伤术后修复机制尚未完全清楚,肩袖腱-骨结构生物力学特性尚需深入研究,新的诊断、治疗方法尚需继续深入探索。本课题即是在以上综述的基础上对应力负荷下兔肩袖急性断裂术后腱-骨的修复进行研究,实验分四个部分：(一)应力负荷下兔肩袖急性断裂术后腱-骨修复动物模型的建立及其修复过程中影像学评价。目的建立应力负荷下兔肩袖腱-骨急性断裂术后修复动物模型,并对其修复过程中腱-骨结构进行影像学评价。方法随机选取28只成年雄性新西兰白兔,体质量2.0-2.5kg,术前随机选取2只白兔行肩关节X线、MRI、超声检查,检查后处死,以熟悉解剖结构及正常对照用,余26只白兔行双侧肩关节冈上肌腱离断术,并行冈上肌腱止点重建,建造兔肩袖腱-骨急性断裂止点重建术后动物模型。术后石膏固定,1周后拆除石膏。在26只白兔中随机选取2只行双侧肩关节X线、MRI、超声检查,以作对照用。余24只白兔按照动物实验科研设计常用分组方法随机分为2组：应力负荷组与非应力负荷组,每组12只。非应力负荷组正常笼养,自由活动；应力负荷组拆除石膏后开始进行双侧肩关节被动活动训练,完成应力负荷下兔肩袖急性断裂术后腱-骨修复动物模型的建造。具体训练计划如下：术后2周,训练1次／隔日,5min/次；术后3-4周,训练1次／d,15min／次；术后5-6周,训练2次／d,10min／次；术后7-8周,训练2次／d,20min/次。分别于术后第2、4、6、8周最后1d训练结束后随机选取各组中3只白兔行肩关节X线、MRI、超声检查。结果(1)X线片检查结果：术后2周,所有兔冈上肌腱止点重建处已有少许骨痂生成,骨性结构与腱性结构结合线较前模糊。术后4周,应力负荷组较非应力负荷组骨痂显示稍丰满、致密,腱性结构两组相比无明显差别。术后6周,应力负荷组肌腱止点处骨性结构与腱性结构沿肌腱纵轴方向结合更有方向性,骨性结构与腱性结构结合线稍显模糊。术后8周,冈上肌腱止点重建处骨性结构更加致密,腱性结构变化不明显。应力负荷组肌腱止点重建处骨性结构与腱性结构结合线较模糊。(2)MRI检查结果：术后2周,T2WI相可见所有兔冈上肌腱止点重建处仍呈现高信号,并贯穿肌腱全层。应力负荷组有1只白兔1侧肩关节出现血肿样液性信号。术后4周,T2WI相应力负荷组连接肌腱与骨组织低信号显示面积较非应力负荷组稍大,应力负荷组滑囊液性信号减少更为明显。术后6周,T2WI相见应力负荷组肌腱止点处连接肌腱样组织信号区域稍显宽大。周围滑囊液性高信号较前明显减少,但组间比较已无明星差别。术后8周,T2WI相仍显示腱-骨断裂高信号,但高信号较前明显减少。已愈合部分肌腱中低信号较正常时显混乱、毛糙。组间比较,应力负荷组愈合肌腱中低信号面积稍显宽大,滑囊液性信号已无明星差别。(3)超声检查结果：术后2周,冈上肌腱与肱骨头连接处回声仍连续性中断,应力负荷组出现炎性渗出物样液性信号较前明显。术后4周,两组兔冈上肌腱止点重建处出现线性连续回声,应力负荷组较非应力负荷组稍明显,滑囊液性低回声区较前明显减少。术后6周,两组兔冈上肌腱止点与骨之间回声仍不连续,应力负荷组肌腱连续性中断回声带明显减小。术后8周,两组兔冈上肌腱止点与骨之间回声仍不完全连续,腱-骨结构连接组织回声区较前更加宽大,且应力负荷组瘢痕样组织回声较非应力负荷组明显。结论应力负荷下兔肩袖急性断裂术后腱-骨修复动物模型建立相对成功,MRI、超声对肩袖断裂诊断及其修复过程中的监测敏感性相对较高,且一定的应力刺激在兔肩袖急性断裂术后腱-骨修复过程中起到积极促进作用。(二)应力负荷下兔肩袖急性断裂术后腱-骨修复机制的研究。目的通过分析研究应力刺激训练对兔肩袖急性断裂术后腱-骨修复过程中组织结构学及Ⅰ、Ⅲ型胶原表达的影响,深入认识应力负荷下兔肩袖急性断裂术后腱骨修复机制。方法随机选取28只成年雄性新西兰白兔,体质量2.0-2.5kg,术前随机选取2只白兔处死、取材、固定,并行组织结构学及Ⅰ、Ⅲ型胶原表达检测,作为正常对照用。余26只白兔行双侧肩关节冈上肌腱离断术,并行冈上肌腱止点重建,建造兔肩袖急性断裂止点重建术后动物模型。术后石膏固定1周,拆除石膏后在26只白兔中随机选取2只处死、取材、固定,并行组织结构学及Ⅰ、Ⅲ型胶原表达检测,作为对照用。余24只白兔按照动物实验科研设计常用分组方法随机分为2组：应力负荷组与非应力负荷组,每组12只。非应力负荷组正常笼养,自由活动；应力负荷组拆除石膏后开始进行双侧肩关节被动活动训练。具体训练计划如下：术后2周,训练1次／隔日,5min/次；术后3-4周,训练1次/d,15min／次；术后5-6周,训练2次／d,l0min／次；术后7-8周,训练2次／d,20min／次。分别于术后第2、4、6、8周最后ld训练结束后随机选取各组中3只白兔处死、取材、固定,并行组织结构学及Ⅰ、Ⅲ型胶原表达检测。并对其检测结果进行分析研究。结果(1)大体观察结果：术后2周,两组冈上肌腱止点重建处腱-骨缝合裂隙可见,缝合好,无明显撕裂。术后4周,两组术区炎症反应均明显减轻,兔冈上肌腱止点重建裂隙处见外层出现膜状物覆盖,应力负荷组较均匀、面积较广泛。术后6周,两组肌腱缝合处缝线被部分吸收,肌腱断裂处裂隙变小,外层膜状物质较前坚韧,应力负荷组相对明显。术后8周,两组肌腱缝合处缝线吸收更加明显,肌腱断裂处裂隙较前模糊,前述膜状物质较前坚韧,应力负荷组相对较明显。(2)组织结构学镜下观察结果：术后2周,两组腱-骨界面及其附近区域被炎性细胞填充,应力负荷组新鲜肉芽组织细胞伴随新生毛细血管生长较活跃。术后4周,两组腱-骨界面及其附近区域炎性细胞数量明显减少,应力负荷组新鲜肉芽组织细胞向腱性组织细胞过渡及骨与腱性组织互相渗透长入现象均占优势。术后6周,两组新生骨与腱性组织细胞增殖较明显,腱-骨界面间隙内逐渐长入结缔组织,应力负荷组占明显优势。术后8周,应力负荷组较非应力负荷组成纤维细胞生长数量及速度优势更加明显,部分区域可见已有致密新生组织细胞连接。(3)Ⅰ、Ⅲ型胶原表达检测结果：术后2周,两组胶原染色均呈阳性,染色深浅及面积大小均无明显差别。术后4周,两组胶原染色呈阳性,应力负荷组应力方向上Ⅰ、Ⅲ型胶原染色颜色均较非应力负荷组深,且稍显均匀。术后6周,Ⅰ、Ⅲ型胶原染色阳性分布均较前广泛,应力负荷组应力方向上较非应力负荷组明显,排列相对有序。术后8周,应力负荷组Ⅰ型胶原染色相对更为有序,较Ⅲ型胶原更为均匀分布,Ⅲ型胶原染色明显减少。结论一定的应力刺激可以促进兔肩袖急性断裂术后腱-骨界面组织结构学修复进程,并可以提高术后腱-骨界面Ⅰ、Ⅲ型胶原表达,从而促进兔肩袖急性断裂术后腱-骨的修复。(三)应力负荷下兔肩袖急性断裂术后腱-骨修复过程中细胞因子表达变化的研究。目的通过分析研究应力刺激训练对兔肩袖急性断裂术后腱-骨修复过程中BMP-2、b-FGF表达的影响,深入认识应力负荷下兔肩袖急性断裂术后腱-骨修复机制。方法随机选取28只成年雄性新西兰白兔,体质量2.0-2.5kg,术前随机取2只白兔处死、取材、固定,并行BMP-2、b-FGF表达检测,作为正常对照用,余26只白兔行双侧肩关节冈上肌腱离断术,并行冈上肌腱止点重建,建造兔肩袖急性断裂止点重建术后动物模型。术后石膏固定1周,拆除石膏后在26只白兔中随机选取2只处死、取材、固定,并行BMP-2、b-FGF表达检测,作为对照用。余24只白兔按照动物实验科研设计常用分组方法随机分为2组：应力负荷组与非应力负荷组,每组12只。非应力负荷组正常笼养,自由活动；应力负荷组拆除石膏后开始进行双侧肩关节被动活动训练。具体训练计划如下：术后2周,训练1次／隔日,5min／次；术后3-4周,训练1次／d,15min／次；术后5-6周,训练2次／d,10min／次；术后7-8周,训练2次／d,20min／次。分别于术后第2、4、6、8周最后1d训练结束后随机选取各组中3只白兔处死、取材、固定,行BMP-2、b-FGF表达检测。结果(1)BMP-2表达检测结果：术后2周,两组腱-骨组织BMP-2染色均呈阳性,染色深浅及面积大小均无明显差别。术后4周,两组腱-骨组织BMP-2染色阳性,靠近骨面染色较靠近腱性部分颜色均显稍深。应力负荷组在应力方向上BMP-2染色颜色较非应力负荷组稍深。术后6周,两组腱-骨组织BMP-2阳性染色分布均较前广泛,应力负荷组较非应力负荷组稍显明显。术后8周,两组相比较,应力负荷组腱-骨组织BMP-2阳性染色相对更为有序。(2) b-FGF表达检测结果：术后2周,两组腱-骨组织b-FGF表达染色均为阳性,应力负荷组染色颜色较非应力负荷组稍深,面积稍显广泛。术后4周,应力负荷组腱-骨组织b-FGF表达阳性染色颜色较非应力负荷组明显加深,面积明显广泛。术后6周,两组腱-骨组织b-FGF表达染色仍均呈阳性,应力负荷组b-FGF表达染色颜色深度较前无明显变化,非应力负荷组较前变浅。术后8周,两组腱-骨组织b-FGF表达染色仍为阳性,颜色深度较前均变浅,组间比较非应力负荷组阳性染色变浅较明显。结论一定应力刺激可以在一定程度上促进兔肩袖急性断裂术后腱-骨修复过程中BMP-2及b-FGF的表达,从而促进兔肩袖急性断裂术后的腱-骨修复。(四)应力负荷下兔肩袖急性断裂术后腱-骨修复过程中生物力学特性的研究。目的探讨分析应力刺激训练对兔肩袖急性断裂术后修复过程中腱-骨结构生物力学特性的影响。方法随机选取45只成年雄性新西兰白兔,体质量2.0-2.5kg,术前随机取5只白兔处死、取材,并行生物力学指标检测,作为正常对照用,余40只白兔行双侧肩关节冈上肌腱离断术,并行冈上肌腱止点重建,建造兔肩袖急性断裂止点重建术后动物模型。术后石膏固定1周,拆除石膏后,按照动物实验科研设计常用分组方法随机分为2组：应力负荷组与非应力负荷组,每组20只。非应力负荷组正常笼养,自由活动；应力负荷组拆除石膏后开始进行双侧肩关节被动活动训练。具体训练计划如下：术后2周,训练1次／隔日,5min/次；术后3-4周,训练1次／d,15min／次；术后5-6周,训练2次／d,10min／次；术后7-8周,训练2次／d,20min/次。分别于术后第2、4、6、8周最后1d训练结束后随机选取各组中5只白兔处死、取材,并行生物力学指标检测。生物力学检测结果数据均采用x±s表示,数据统计采用SPSS 13.0统计软件处理,初始长度、横截面积、最大载荷、最大强度及刚度先行K-S拟合优度检验是否符合正态分布,如果符合正态分布或方差齐性,实验数据统一采用单因素方差分析检验,结果采用LSD检验,P(0.05(α=0.05)有统计学意义；如不符合正态分布或方差不齐则做方差分析的稳健估计welch检验,结果采用DunnetT3检验,P(0.05(α=0.05)有统计学意义。结果最大强度值在术后2、4、6周,应力负荷组与非应力负荷组之间均存在差异(P=0.002和P=0.000和P=0.009),应力负荷组最大强度值较非应力负荷组大。最大载荷值在术后2、4、6周,应力负荷组与非应力负荷组之间均存在差异(P=0.001和P=0.000和P=0.000),应力负荷组最大载荷值较非应力负荷组大。刚度值在术后6、8周,应力负荷组与非应力负荷组之间均存在差异(P=0.000和P=0.000),应力负荷组刚度值比非应力负荷组大。结论一定的应力刺激可以改善兔肩袖急性断裂术后腱-骨修复过程中的力学性质,从而促进兔肩袖急性断裂术后腱-骨结构的修复。