低功率激光对末端病大鼠跟腱修复作用及其机制研究

摘要

研究目的:本实验以电刺激跳跃法建立的末端病大鼠为研究对象，通过低功率激光照射其跟腱，从组织形态学、生物力学、生物化学、分子生物学等不同角度和层次，观察低功率激光对末端病大鼠跟腱影响的动态变化，探讨低功率激光对末端病大鼠跟腱影响及其机制，探索低功率激光在运动医学临床实践中的应用方法，为促进肌腱损伤的修复提供理论依据。
　　 研究方法:本实验采用了电刺激跳跃法造模和激光照射法治疗。雄性Wistar大鼠96只，随机分为:空白对照组(n=8)和电刺激造模组(n=88)，电刺激造模组又分为:①造模对照组(n=8)②自然愈合组(n=40)，按取材时间点不同分为:1天组、2天组、3天组、7天组、14天组，每组8只。③激光照射组(n=40)，按取材时间点不同分为:造模后1天照射组、2天照射组、3天照射组、7天照射组、14天照射组，每组8只。电刺激造模组的大鼠进行5周的电刺激跳跃训练之后，对激光照射组的大鼠跟腱按要求进行激光照射。测试方法与指标:①光镜HE染色和透射电镜观察大鼠跟腱内胶原纤维结构和腱细胞的变化。②Instron3365万能材料实验机测定跟腱的刚度、最大载荷等生物力学性能指标。③样本碱水解法测定跟腱内羟脯氨酸含量。④ELISA法测定跟腱内蛋白多糖、Collagen-Ⅰ、Collagen-Ⅲ、TGF-β1、MMP-1和TIMP-1的含量。⑤实时定量PCR方法测定跟腱内Collagen-Ⅰ mRNA、Collagen-Ⅲ mRNA、TGF-β1mRNA、MMP-1mRNA和TIMP-1mRNA的表达情况。
　　 研究结果:①低功率激光照射后，HE染色光镜和透射电镜观察，胶原纤维排列趋于整齐，交联减少，腱细胞变大并逐渐增多，表明低功率激光照射能促进末端病大鼠跟腱的再生。②与自然愈合组比较，激光照射组的刚度和最大载荷在第7天开始出现了显著性差异(P＜0.05)。③激光照射组与自然愈合组比较，第14天时羟脯氨酸含量出现显著性差异(P＜0.05)。④经低功率激光照射后，蛋白多糖合成逐渐增加，与自然愈合组比，第7天开始出现显著性差异(P＜0.05)。⑤随着时间的推移，激光照射组跟腱中胶原-ⅠmRNA的表达逐渐增加，而胶原Ⅰ的变化出现了先小幅下降再升高的变化。激光照射组与自然愈合组的比较，在第7天出现了显著性差异(P＜0.05)，这种差异在第14天非常明显(P＜0.01)。⑥大鼠跟腱胶原ⅢmRNA表达和胶原Ⅲ的合成量变化趋势是随时间延长而下降。激光照射组与自然愈合组相比，胶原ⅢmRNA的表达在第14天才出现明显的差异(P＜0.05)，而胶原Ⅲ蛋白含量在第7天就出现了显著性差异(P＜0.05)。⑦随时间增加，TGF-β1mRNA的表达和TGF-β1蛋白含量缓慢下降。与自然愈合组比较，激光照射组的TGF-β1mRNA的表达和TGF-β1含量在第7天都出现了显著性差异(P＜0.05)。⑧激光照射组与自然愈合组比较，MMP-1mRNA在第3天出现了显著性差异(P＜0.05)，直至第7、14天显著性变化都存在(P＜0.05)。MMP-1蛋白的表达则在第7天才出现显著性差异(P＜0.05)。⑨激光照射组与自然愈合组比较，TIMP-1mRNA的表达和TIMP-1的含量在第7天出现了显著差异(P＜0.05)，至14天差异变得非常明显(P＜0.01)。
　　 研究结论:①低功率激光对末端病大鼠跟腱具有治疗作用。②低功率激光通过激活腱细胞促进末端病大鼠跟腱组织的愈合。③低功率激光通过调控末端病大鼠跟腱代谢，改善其生物力学性能，从而促进跟腱的修复。④低功率激光照射能提高末端病大鼠跟腱蛋白多糖含量，减少疤痕形成，促进肌腱愈合。⑤低功率激光能使末端病大鼠跟腱羟脯氨酸含量升高，促进胶原Ⅰ的合成，加快跟腱修复。⑥低功率激光照射使末端病大鼠跟腱胶原Ⅰ和胶原Ⅲ表达增加，共同参与跟腱修复，加快末端病大鼠跟腱的早期愈合。⑦低功率激光照射可以延缓TGF-β1水平的下降，使TGF-β1保持在适宜水平，加快末端病大鼠跟腱的愈合，减少疤痕的形成。⑧低功率激光照射可调控MMP-1和TIMP-1合成代谢，下调MMP-1/TIMP-1的比值，降低胶原的降解，促进跟腱的修复。

目录

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序言

研究背景

文献综述

1 材料与方法

1．1 实验动物及其分组

1．2 动物的饲养

1．3 实验方法

1．4 取材

1．5 指标测试方法

1．6 所用主要仪器

1．7 统计分析

2 实验结果

2．1 大鼠跟腱HE染色光镜观察结果

2．2 大鼠跟腱投射电镜观察结果

2．3 大鼠跟腱生物力学性能指标测试结果

2．4 大鼠跟腱羟脯氨酸结果

2．5 大鼠跟腱蛋白多糖测试结果

2．6 大鼠跟腱Collagen-I测试结果

2．7 大鼠跟腱Collagen-III测试结果

2．8 大鼠跟腱TGF-β1测试结果

2．9 大鼠跟腱MMP-1测试结果

2．10 大鼠跟腱TIMP-1测试结果

3 讨论

3．1 末端病的产生及其可能机制

3．2 低功率激光治疗末端病大鼠跟腱的可行性、创新性和有效性

3．3 低功率激光对末端病大鼠跟腱组织形态学的影响

3．4 低功率激光照射对末端病大鼠跟腱的生物力学性能的影响

3．5 低功率激光照射对末端病大鼠跟腱羟脯氨酸的影响

3．6 低功率激光照射对末端病大鼠跟腱蛋白多糖含量的影响

3．7 低功率激光照射对末端病大鼠跟腱Collagen-I mRNA和Collagen-I的影响

3．8 低功率激光照射对末端病大鼠跟腱Collagen-IIImRNA和Collagen-III的影响

3．9 低功率激光照射对末端病大鼠跟腱TGF-β1mRNA和TGF-D1的影响

3．10 低功率激光照射对末端病大鼠跟腱MMP-1mRNA和MMP-1的影响

3．1 1 低功率激光照射对末端病大鼠跟腱TIMP-1mRNA和TIMP-1的影响

3．12 对低功率激光治疗末端病大鼠跟腱研究的一些思考

4 结论

5 参考文献

6 攻读学位期间公开发表的论文

7 缩略词表

8 致谢