膝关节前交叉韧带(anterior cruciate ligament,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。 本课题中膨胀螺栓由外鞘和内芯二部分组成,ACL重建时,外鞘在骨道内暂时固定移植肌腱,拧入内芯时外鞘膨胀挤压固定移植肌腱。膨胀挤压过程中内芯不与肌腱接触,避免了缝线和移植物的切割,另外还增加了肌腱与骨道壁的接触面积,更有利于腱骨愈合和产生更大的固定强度,即体现了直接固定的优点,又避免了间接固定的不足,是ACL重建术中最理想的固定方式。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。将可吸收螺钉联合生长因子并使用新型膨胀构建方式在损伤原位构建ACL重建体系,是最有希望在韧带损伤处完美重建直接止点的方法。 我们课题组将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PLLA制备成缓释微球(BMP-2:HA:PLLA=15mg:15mg:200mg),通过特殊工艺把缓释微球相互结合制成膨胀螺栓,PLLA无毒,无组织学反应,在缓慢降解的过程中缓释BMP-2/纳米羟基磷灰石微球,缓释的BMP-2可以促进腱骨交界处间充质干细胞分化,并且可以促进新生的软骨组织向骨组织结构重塑,从而重现原有腱骨界面生物学功能。BMP-2缓释可吸收膨胀螺栓在关节镜的辅助下就可以进行临床操作,方便简洁。该项目的顺利实施可以解决目前ACL重建研究中生长因子不可体内缓释使用、固定材料缺陷多以及使用方式繁琐等缺点。并且,可以经过动物实验后研究得到完整ACL重建体系,确定腱骨愈合方法。 本课题理论与应用相结合,既有许多关键的科学问题需要解决,同时其研究成果又具有很强的实用性,可以很快实现转化应用于ACL损伤病人的治疗。目前,ACL重建术已广泛应用,是运动医学中继半月板成形术后占第二位的外科手术。在我国,每年开展的ACL重建术不少于10万例,而在美国每年约50万例。随着国民经济的迅速发展,我国在近20年内全面开展了ACL重建的研究与临床应用,而且随着患者知识水平及生活水平的不断提高,同时全民运动的普及以及越来越多的青少年参与体育活动,ACL损伤病人数量大幅增加。ACL重建已经成为研究的热点。ACL重建手术的成功率仅为80%,有30%的患者术后有持续性膝关节疼痛和不稳。而交叉韧带重建术后功能锻炼的时间和强度选择与重建物止点愈合及转归密切相关。因此,急需一种更加有效地固定方法既能维持移植物的初始机械固定,又能促进腱骨愈合形成天然的生物学固定。