编者按:韧带连接骨头,对关节的运动和稳定至关重要。这些组织传递高张力,所以它们必须强壮、灵活和稳定。在剧烈运动中,由有机分子组成的天然韧带很容易受到高负荷损伤。据统计,每年全世界每1250人就有一人需要手术重建前交叉韧带(ACL)。人工韧带是弹力、韧度、硬度与人体正常韧带/肌腱相仿的先进医学材料,既往我们只知道它在结构上是高度接近天然韧带,对其理化特性研究得不够。近期,笔者通过实验发现LARS人工韧带吸收和释放药物的特性也非常接近天然肌腱,今日把成果向大家汇报下。前交叉韧带重建术(ACLR)后感染是罕见的(0.77%),但却是极为严重的并发症,会破坏膝关节并影响手术效果及术后康复。图1. 外院前叉术后感染,股骨胫骨的骨质均出现明显破坏,移植物已失效图2. 取滑膜标本进行高通量测序发现是结核杆菌混合其他细菌感染在骨科手术中,万古霉素是术中预防感染的有效手段。Vertullo等[8]建议在自体腱移植物的预浸泡中使用万古霉素。这种方法通过在高于葡萄球菌最低抑制浓度的浓度下洗脱,显著降低了术后感染的发生率,同时防止了对成骨细胞和软骨细胞的毒性。本文正是参照该研究方法而实施的。我们将LARS韧带用5、2.5或1.25 mg/mL万古霉素溶液预浸泡或用预浸泡的无菌纱布包裹。10分钟后,将冲洗和未冲洗的LARS韧带在100 mL搅拌的37℃磷酸盐缓冲液(PBS)中洗脱。在10分钟和0.5、1、6、12、24和72小时后各1 mL样品测定万古霉素浓度。我们的研究表明,LARS韧带可模拟自体肌腱作为储存万古霉素的“容器”,具有极佳的仿生性,能在关节腔内有效释放万古霉素。它既能达到有效的抑菌浓度,又不会对软骨和成骨细胞产生毒性。此结果为临床决策提供了宝贵的指导,旨在降低ACLR术后感染的发生率。万古霉素的洗脱无滞后现象,且洗脱速率逐渐减小,因此不会因药物在局部积聚而对其他细胞造成危害。这种释放特性与 Vertullo 等人的研究结果一致,表明 LARS韧带与天然肌腱的结构、药物吸收和释放特性几乎相同。
1. 浸泡过的 LARS 可作为万古霉素的储存库,其洗脱特性取决于冲洗、浸泡液浓度和浸泡方法。2. 万古霉素的洗脱浓度低于此前报道的对成骨细胞和软骨细胞的毒性浓度,但高于对葡萄球菌的最小抑制浓度,能够有效降低ACL重建术的感染率。
3. LARS 具有与天然肌腱相当的结构特征和药物吸收与释放特性。
本文已总结发表在Journal of Experimental Orthopaedics(JEO)上,这是欧洲运动创伤、膝关节外科和关节镜学会(ESSKA)的官方杂志,本研究更加证实了LARS人工韧带具有高度的仿生特性,再加上其3倍的力学强度,无疑是前交叉韧带重建的首选移植物。