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方法文章

异基因富血小板血浆(PRP)对大鼠离断跟腱愈合过程的影响:方法学描述

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DOI:

10.3791/55759

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2018年3月19日

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本文内容

摘要

本方案描述了在切除部分跟腱后,向大鼠注射同种异体富血小板血浆(PRP)或生理盐水后,对其肌腱愈合过程的评估方法。通过多种分析手段,在多个时间点对肌腱愈合的进展情况进行评价。

摘要

本文描述了用于观察富血小板血浆(PRP)是否能够对肌腱愈合产生积极影响的实验步骤。主要步骤包括四个环节:在跟腱上诱导产生损伤;制备PRP并将其(或生理盐水溶液)注射至损伤部位;取出跟腱;进行生物力学、分子和组织学评估。在每个步骤中,所有操作和方法均被详细描述,以便于实验的重复实施。

跟腱已通过手术切断(切除5毫米长的节段)。随后,注射富血小板血浆(PRP)或生理盐水,以研究PRP是否对跟腱愈合具有促进作用。实验共使用120只动物,分为3组,每组40只,每组再细分为两个亚组:PRP注射组和生理盐水注射对照组。在不同时间点处死动物(A组:5天;B组:15天;C组:30天),并取出跟腱。其中90条跟腱在进行转录组分析前接受生物力学测试,其余30条跟腱进行组织学分析。

引言

血小板在凝血、炎症过程以及免疫调节中的作用已被广泛认知1。近年来的研究进一步表明,血小板还具有修复功能2,3。事实上,血小板在脱颗粒过程中会释放多种细胞因子和生长因子(如VEGF、PDGF、TGF-B、IGF-I和HGF),这些生长因子可促进血管生成、组织重塑以及创伤愈合(包括骨、皮肤、肌肉和肌腱)2。通过离心自体血液可获得富含血小板的血浆(PRP),其血小板浓度因分离方法不同而异(通常为全血基础浓度的3至10倍)。然而,目前各种PRP制备技术尚无法获得完全一致的终产物。迄今为止,国际上对此仍无统一标准。总体而言,PRP可能是一种治疗慢性肌肉骨骼疾病(如肌腱病、足底筋膜炎、骨关节炎和骨不连)的有前景的治疗选择4。PRP最初应用于口腔外科和种植学领域4,以促进种植体植入后骨组织的修复并加速愈合过程。在本研究中,我们描述了一种可重复的方法,用于在动物实验中获取PRP4。

由于肌腱损伤在运动员和体力劳动者中较为常见,因此加快愈合过程以缩短恢复时间具有重要意义5。目前新兴的治疗方法常涉....

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方案

动物的饲养和操作均遵循美国国家科学院编制、美国国立卫生研究院(NIH)发布的《实验动物的护理和使用指南》,并严格遵守欧洲及国家相关法律法规。

1. 动物准备

  1. 使用132只体重为320-450 g的2月龄雄性Sprague-Dawley大鼠(120只用于实验,12只用于采血,图1)。根据Dell13的研究,每组15只大鼠即可达到0.8的检验效能(若存在指定效应,有80%的概率发现统计学显著性)。
  2. 将所有大鼠饲养于传统笼具中,在配备更衣站的普通设施内实施隔离饲养。在独立通风笼具(IVC)架中进行繁殖,并专门采购无特定病原体(SPF)级大鼠。
  3. 采用以下饲养条件:温度范围19-24 °C;相对湿度:40-60%;通风:每小时换气10-15次;光照/黑暗周期:12小时光照-12小时黑暗。
  4. 对所有笼具设备进行灭菌处理,并使用辐照垫料。通过在笼内放置无菌纸板托盘和毛巾,系统性实施笼内环境丰富化措施。
  5. 限制人员进入该区域,进入时须穿戴新的实验服、口罩、手套、鞋套和头帽。
  6. 根据FELASA14对普通设施的建议,每年对饲养在污染垫料上的哨兵动物进行一次群体健康监测。每笼饲养4至5只动物,提供适当的辐照饲料,并自由供应酸化....

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结果

结果以均值 ± 均值的标准差表示,并采用方差分析(ANOVA)进行比较。采用双因素方差分析(two-way ANOVA)和 事后检验 采用Scheffé检验,这是一种参数检验。

大鼠未损伤跟腱发生断裂所需的极限抗拉强度(UTS)为 42.0 ± 5.7 N(n = 10)。两组在第5天后抗拉强度均显著增加(p<0.0001)。比较两组发现,PRP组在各个时间点的UTS均更高,尤其是在第15天和第30天。通过测量在进行生物力学评估前取出的跟腱横截面积(未损伤跟腱为11.4 ± 5.5 mm2),发现第5天时生理盐水处理组的横截面积较大;但在第15天和第30天,PRP组的横截面积更大,尽管与生理盐水处理组相比,该数值的变异性更高(图4 和 图5)。

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讨论

血小板在肌腱愈合过程的早期炎症阶段起着至关重要的作用。当血小板暴露于诱导凝血的结缔组织或因子时,会释放储存在α颗粒中的生长因子。通过这一相互作用,细胞外基质大分子得以合成,间充质细胞发生增殖。血小板还对血液循环中的前体细胞具有趋化活性,可促进血管生成并刺激细胞分化6,20。

使用专为大鼠跟腱离体拉伸测试设计的夹具进行生物力学测试15。冷冻夹具可通过添加液氮使肌肉冻结,而作为标本下部的跟骨则直接固定在机器上。开始拉伸测试时,必须确保肌肉已完全僵硬,而肌腱仍保持柔韧性,这一点至关重要。该技术可避免组织损伤,保持力学完整性。此外,该方法操作简便、安全、无压迫性,且具有明确的可重复性,已有多个研究采用此方法4,15。

为了支持力学测试结果.......

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致谢

本研究由列日标准基金和莱昂·弗雷德里克基金的莱茹-莱希安资助项目资助。

....

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
赛拉嗪(Xyl-M)VMD无麻醉剂
氯胺酮(Jétamine 1000 CEVACEVA Santé 动物无麻醉剂
布托啡诺(Vetergésic 多剂量ALSTOE无止痛药
iso-聚维酮碘MEDA-Pharma无消毒剂
可吸收缝线Vicryl 6/0Johnson &安普和约翰逊
NembutalCEVA Santé 动物无麻醉剂
多聚甲醛Sigma-AldrichP6148保持组织结构的完整性
100% 异丙醇VWR20,922,364
95% 乙醇VWR20,823,362
二甲苯VWR28973.363
石蜡VWRLEIC3950.1006
苏木精Millipore1.15938.0025着色剂
伊红Millipore1.15935.0100着色剂
伊红染液Sigma-Aldrich3989封片剂
CaCl2

参考文献

  1. Kaux, J., Degrave, N., Crielaard, J. Platelet rich plasma traitement des tendinopathies chroniques? Revue de la littérature. Platelet rich plasma treatment of chronic tendinopathies? Review of literature. J. Traumatol. du Sport. 24, 99-102 (2007).
  2. Anitua, E., et al.

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