針刀干預(yù)對膝骨關(guān)節(jié)炎家兔模型內(nèi)側(cè)副韌帶拉伸特性的影響

付達(dá)爾麗郭長青金曉飛

（1北京中醫(yī)藥大學(xué)針灸推拿學(xué)院，北京，100029；2山西中醫(yī)學(xué)院針灸推拿系，太原，030024）

實驗研究

針刀干預(yù)對膝骨關(guān)節(jié)炎家兔模型內(nèi)側(cè)副韌帶拉伸特性的影響

付達(dá)爾麗1郭長青1金曉飛2

（1北京中醫(yī)藥大學(xué)針灸推拿學(xué)院，北京，100029；2山西中醫(yī)學(xué)院針灸推拿系，太原，030024）

目的：探討針刀治療膝骨關(guān)節(jié)炎可能的生物力學(xué)機制。方法：將6個月齡新西蘭兔隨機分為正常組、模型組、針刀組和針刺組，采用左后肢伸直位固定制動法建立KOA家兔模型。造模后對針刀組與針刺組分別進(jìn)行治療干預(yù)。各組動物于治療結(jié)束1周后取材，在Bose Electro Force3300疲勞試驗機上對4組試樣進(jìn)行拉伸試驗，計算機自動記錄數(shù)據(jù)。結(jié)果：模型組的最大應(yīng)力、最大應(yīng)變、最大位移和彈性模量與正常組相比均減?。≒＜0.05）；針刀組最大應(yīng)力、最大應(yīng)變、彈性模量均大于模型組（P＜0.05），最大位移與模型組、空白組之間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；針刀組最大應(yīng)力、彈性模量均大于針刺組（P＜0.05，P＜0.01），針刀組最大位移顯著小于針刺組（P＜0.01），針刀組最大應(yīng)變與針刺組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。結(jié)論：針刀干預(yù)能有效恢復(fù)內(nèi)側(cè)副韌帶的部分拉伸力學(xué)特性，這可能是針刀治療膝骨關(guān)節(jié)炎的機制之一。

針刀；膝骨關(guān)節(jié)炎；內(nèi)側(cè)副韌帶；拉伸

膝骨關(guān)節(jié)炎（Knee Osteoarthritis，KOA）是一種常見的以關(guān)節(jié)軟骨的破壞為主的退行性關(guān)節(jié)疾病，其病因與發(fā)病機制目前尚不清楚。前期實驗研究顯示，在膝骨關(guān)節(jié)炎家兔模型中韌帶的最大位移、最大應(yīng)力、最大應(yīng)變和彈性模量與正常對照組相比存在統(tǒng)計學(xué)意義[1]，提示在KOA的實驗研究中不僅要注重軟骨退化的研究，而且要注意韌帶生物力學(xué)特性改變和軟骨基質(zhì)之間的相互作用。作為一種新的中醫(yī)微創(chuàng)技術(shù)，針刀療法近些年在治療KOA方面取得了滿意的臨床療效[2]，傳統(tǒng)針刺治療亦是治療KOA的常用方法之一。本實驗以膝骨關(guān)節(jié)炎家兔為研究對象，觀察針刀與相同直徑的毫針分別干預(yù)后，內(nèi)側(cè)副韌帶（MedialCollateralLigament，MCL）拉伸特性的改變情況，進(jìn)一步研究針刀治療本病的可能機制。

1 材料與方法

1.1 實驗動物與分組 健康清潔級6個月齡新西蘭兔24只，雌雄各半，體重（2.25±0.25）kg。由北京市昌平區(qū)金牧陽實驗動物養(yǎng)殖有限責(zé)任公司提供，合格證號：SCXK（京）2010－0001，在北京中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院實驗動物中心動物室喂養(yǎng)。實驗動物適應(yīng)3d后，隨機分為正常組、模型組、針刀組和針刺組，每組6只，實驗過程中對動物的處置符合動物倫理學(xué)要求。

1.2 主要試劑與儀器 3%戊巴比妥鈉：天津藥業(yè)焦作有限公司；碘伏消毒劑：武漢同濟美迪生科技有限公司；義齒基托樹脂（II型）：上海新世紀(jì)齒科材料有限公司；義齒基托樹脂液劑（II型）：上海新世紀(jì)齒科材料有限公司。固寶牌樹脂繃帶（15cm×180cm，海麗珠醫(yī)用生物材料有限公司）；針刀：漢章牌一次性針刀，規(guī)格：0.40mm×40mm，北京華夏針刀醫(yī)療器械廠；毫針：環(huán)球牌一次性無菌針灸針，規(guī)格：0.40mm×40 mm，蘇州針灸醫(yī)療器材有限公司；力學(xué)試驗機：BoseE-lectroForce3300疲勞試驗機，美國BOSE公司。

1.3 造模方法 左后肢伸直位固定制動法建立KOA家兔模型[3]：造模前動物禁食10～16h，以3%戊巴比妥鈉溶液按30mg/kg劑量耳緣靜脈注射麻醉，剪去左后肢踝關(guān)節(jié)以上兔毛，牽拉使其處于完全伸直位，樹脂繃帶經(jīng)65～85℃熱水浸泡軟化后，從腹股溝到趾頭固定（膝關(guān)節(jié)伸直180度，踝關(guān)節(jié)背屈60度），樹脂外以矯形石膏繃帶固定好，留出足趾觀察血供，石膏外以透明膠紙封好，以防兔撕咬，共制動6周。如足趾有壞死傾向，立刻拆除石膏，待腫脹消退后再重新石膏固定。若石膏松動或脫落及時重新固定。制動滿6周時，將所有動物石膏外固定拆除。

1.4 治療方法 正常組：同期正常飼養(yǎng)，不做任何干預(yù)處理。模型組：造模后不做任何干預(yù)治療，與其他各組同期正常飼養(yǎng)。針刀組：造模成功1周后進(jìn)行針刀干預(yù)。具體方法為：將新西蘭兔固定于治療臺上，選擇內(nèi)側(cè)副韌帶、外側(cè)副韌帶和髕韌帶中點為針刀進(jìn)針點，記號筆標(biāo)記，常規(guī)備皮、消毒，然后刺入針刀，刀口線與韌帶方向平行，刀體與皮膚切面垂直，刺入約0.5cm，達(dá)韌帶深層，向韌帶起、止點方向分別縱切2刀，并輔以橫向剝離操作，出針刀并用棉球按壓3min止血。針刀干預(yù)1次/周，共3次。針刺組：造模成功1周后進(jìn)行針刺干預(yù)。具體方法為：將新西蘭兔固定于治療臺上，同樣選擇內(nèi)側(cè)副韌帶、外側(cè)副韌帶和髕韌帶中點為針刺進(jìn)針點，記號筆標(biāo)記，常規(guī)備皮、消毒，毫針針刺，刺入約0.5cm，達(dá)韌帶深層，向韌帶起、止點方向分別行提插手法5次，然后出針并用棉球按壓片刻止血。針刺干預(yù)1次/周，共3次。

1.5 取材方法 各組動物于治療結(jié)束1周后，以空氣栓塞法處死進(jìn)行取材。在膝關(guān)節(jié)上端距髕骨上緣4cm處鉗斷，下端距髕韌帶下緣4cm處鉗斷。剔除周圍肌肉、韌帶等軟組織，各組僅保留由內(nèi)側(cè)副韌帶連接的股骨－韌帶－脛骨樣本，以生理鹽水浸濕的紗布包裹試樣，裝入塑料袋中，置于－20℃冰箱內(nèi)保存，以備力學(xué)測試。

1.6 檢測方法 試樣拉伸試驗：測試前1d將骨－韌帶－骨的樣本由－20℃冷凍柜中轉(zhuǎn)移至5℃冷藏柜中解凍。測試當(dāng)天采用游標(biāo)卡尺測量韌帶的長度、寬度，采用激光測厚儀測量韌帶的厚度，每條韌帶的長度、寬度、厚度均測量3次，取平均值。將標(biāo)本的股骨與脛骨外部用牙托粉包埋后，用特制防滑脫夾具安裝在BoseElectroForce3300疲勞試驗機的夾頭內(nèi)，標(biāo)本外部以生理鹽水潤濕的紗布包裹。以5mm/min的速度施加應(yīng)力，達(dá)到最大載荷，直至將試件拉斷，實驗結(jié)束后計算出試樣的最大位移、最大應(yīng)力、彈性模量、最大應(yīng)變等。

1.7 統(tǒng)計學(xué)處理 以SPSS17.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行分析，實驗數(shù)據(jù)以（±s）表示，采用隨機分組設(shè)計的單因素方差分析，兩兩比較采用LSD檢驗，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 實驗數(shù)據(jù)的獲得 實驗前測得每條內(nèi)側(cè)副韌帶的初長度L0、寬度W、厚度T，算得韌帶橫截面積S＝W ×T，計算機記錄下每條韌帶每0.1s的載荷F、位移D，可算出每一時刻的應(yīng)力（Stress）δ＝F/S、應(yīng)（Strain）ε＝D/L0，將所有δ、ε數(shù)值輸入OriginPro8.1數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得出每個試樣的應(yīng)力－應(yīng)變曲線，見圖1。分析找出所得曲線的最高點，即對應(yīng)最大應(yīng)變εmax和最大應(yīng)力δmax，則最大位移Dmax＝L0×εmax，再根據(jù)應(yīng)力－應(yīng)變曲線直線段圖（見圖2），擬合后得到彈性模量。數(shù)據(jù)均用（±s）表示。

2.2 4組試樣拉伸試驗結(jié)果 結(jié)果經(jīng)統(tǒng)計分析（見表1、圖3、圖4），4組最大應(yīng)力、最大應(yīng)變、最大位移和彈性模量都有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。1）最大應(yīng)力：與正常組相比，模型組、針刀組與針刺組均顯著小于正常組（P＜0.01）；針刀組顯著大于模型組（P＜0.01）；針刺組小于針刀組（P＜0.05），與模型組相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。2）最大應(yīng)變：，模型組小于正常組（P＜0.05），針刀組、針刺組與正常組相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；與模型組相比，針刀組大于模型組（P＜0.05），針刺組顯著大于模型組（P＜0.01），針刀組與針刺組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。3）最大位移：模型組小于正常組（P＜0.05），針刀組、針刺組與正常組相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；針刺組顯著大于模型組（P＜0.01），且大于針刀組（P＜0.05）。4）彈性模量：與正常組相比，模型組、針刀組與針刺組均顯著小于正常組（P＜0.01）；針刀組大于模型組（P＜0.05），針刺組顯著小于針刀組（P＜0.05），與模型組相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

表1 內(nèi)側(cè)副韌帶拉伸試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果（±s，n＝6）

表1 內(nèi)側(cè)副韌帶拉伸試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果（±s，n＝6）

注：與正常組比，*P＜0.05，**P＜0.01；與模型組比，△P＜0.05，△△P＜0.01；與針刀組比，▲P＜0.05，▲▲P＜0.01。

/mpa正常組53.104±13.748 11.272±2.570 2.722±0.568 652組別最大應(yīng)力/mpa 最大應(yīng)變/%最大位移/mm彈性模量.898±62.022模型組15.910±4.664**8.229±0.210*2.054±0.140*300.997±102.011**針刀組29.624±5.850**△△10.892±2.146△2.332±0.299 413.361±57.213**△針刺組15.916±5.402**▲12.100±2.811△△3.012±0.799△△▲286.126±38.676**▲▲

圖1 內(nèi)側(cè)副韌帶應(yīng)力－應(yīng)變曲線

圖2 內(nèi)側(cè)副韌帶應(yīng)力－應(yīng)變曲線直線段

從結(jié)果不難看出，模型組各組數(shù)據(jù)均小于正常組（P＜0.05，P＜0.01）；除卻最大位移變化不明顯（P＞ 0.05）外，針刀組其他各項拉伸力學(xué)指標(biāo)均大于模型組（P＜0.05，P＜0.01）；針刀組最大應(yīng)力、彈性模量均大于針刺組（P＜0.05，P＜0.01），針刀組最大位移顯著小于針刺組（P＜0.01），針刀組最大應(yīng)變與針刺組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；針刺組的最大應(yīng)力、彈性模量與模型組相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），最大應(yīng)變、最大位移顯著大于模型組（P＜0.01）。

圖3 內(nèi)側(cè)副韌帶最大應(yīng)力、最大應(yīng)變和最大位移比較

圖4 內(nèi)側(cè)副韌帶彈性模量比較

3 討論

在膝關(guān)節(jié)的運動過程中韌帶和肌肉主要承受張力，而韌帶作為力的承受和傳遞組織，其應(yīng)力和應(yīng)變的改變對膝關(guān)節(jié)的作用正日益受到廣大學(xué)者的關(guān)注。從針刀治療KOA的臨床研究來看，多選用韌帶周邊的壓痛點和條索狀物作為進(jìn)針點，通過局部松解而恢復(fù)關(guān)節(jié)力學(xué)平衡，所以韌帶在KOA的治療和發(fā)病中起著非常重要的作用[4]。在韌帶損傷與KOA的關(guān)系中，Weiss JA、陳游、王健等[5－7]發(fā)現(xiàn)韌帶斷裂后軟骨損傷發(fā)生率明顯增高，損傷程度隨病程延長而加重，而韌帶的修復(fù)可減緩軟骨的退變，并減少軟骨細(xì)胞的凋亡。膝關(guān)節(jié)韌帶數(shù)量多，解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其中內(nèi)側(cè)副韌帶是膝關(guān)節(jié)中最重要的韌帶之一，它可以限制膝關(guān)節(jié)外翻以及脛骨外旋和前移[8]。據(jù)統(tǒng)計，MCL合并膝關(guān)節(jié)其他結(jié)構(gòu)損傷的發(fā)生率約為73%[9]。本實驗選擇觀測MCL的拉伸特性以研究針刀與毫針干預(yù)分別對KOA的影響，且在針刀和毫針針具的選擇上，均采用0.40 mm×40 mm規(guī)格，在操作方法上對2組KOA模型家兔均采用不留針、每周治療1次共治療3周的方法，更能直觀對比出針刀與同等直徑的毫針干預(yù)對KOA模型家兔治療效果的不同，從而研究“針刀”與“針”的差別。

本實驗結(jié)果顯示，在膝骨關(guān)節(jié)炎家兔模型組內(nèi)側(cè)副韌帶的最大應(yīng)力、最大應(yīng)變、最大位移和彈性模量與正常組相比均存在差異，與金曉飛等[1]在對膝骨關(guān)節(jié)炎模型內(nèi)側(cè)副韌帶的生物力學(xué)特性研究以及樸成東等[10]在對大鼠骨性關(guān)節(jié)炎外側(cè)副韌帶的研究中所得出的結(jié)論大體相同。這種力學(xué)改變必然造成骨關(guān)節(jié)的應(yīng)力改變，從而使關(guān)節(jié)的力學(xué)軸線也隨之發(fā)生變化，最終導(dǎo)致軟骨基質(zhì)的退變[11]。實驗結(jié)果還顯示，針刀組最大應(yīng)力、最大應(yīng)變、彈性模量大于模型組，最大應(yīng)變、最大位移與正常組之間無差異，可見，針刀干預(yù)有效恢復(fù)了MCL的部分拉伸力學(xué)特性。在最大應(yīng)力和彈性模量方面，針刺組與模型組之間無差異，針刺組的最大位移、最大應(yīng)變與正常組之間無差異，可見在改善最大應(yīng)力與彈性模量方面，針刀組優(yōu)于針刺組，在改善最大位移與最大應(yīng)變方面，針刺組優(yōu)于針刀組，因此，針刺干預(yù)對MCL拉伸力學(xué)的作用仍有待進(jìn)一步研究探討。

針刀醫(yī)學(xué)是在中醫(yī)理論指導(dǎo)下，借鑒西醫(yī)外科手術(shù)原理，用針刀治療為主要治療手段的醫(yī)學(xué)新學(xué)科，關(guān)節(jié)周圍軟組織痙攣、攣縮長期得不到糾正，造成的膝關(guān)節(jié)力學(xué)平衡失調(diào)與KOA的發(fā)病有關(guān)[12－14]。近年的臨床研究中發(fā)現(xiàn)，針刀和電針均可減輕KOA患者膝關(guān)節(jié)周圍的壓痛，但針刀的遠(yuǎn)期療效優(yōu)于電針；實驗研究中也發(fā)現(xiàn)在軟骨、外周血生化和中樞鎮(zhèn)痛物質(zhì)等方面，針刀與電針干預(yù)并無優(yōu)勢，但從不同時期的痛閾變化來看，針刀的痛閾提高幅度優(yōu)于電針[15]。由以上實驗結(jié)果分析，通過針刀對膝關(guān)節(jié)周圍軟組織的松解，有效調(diào)整了關(guān)節(jié)韌帶的生物力學(xué)特性，使膝關(guān)節(jié)力學(xué)平衡得以恢復(fù)，這可能就是針刀治療KOA的遠(yuǎn)期療效和鎮(zhèn)痛提高優(yōu)于電針的原因所在。

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（2014－03－16收稿 責(zé)任編輯：王明）

Effect of Acupotom y Treatment on Tensile M echanical Properties of M edial Collateral Ligaments in a Rabbit Model of Knee Osteoarthritis

Fu Daerli1，Guo Changqing1，Jin Xiaofei2
（1 School of Acupuncture-Moxibustion and Tuina，Beijing University of Chinese Medicine，Beijing 100029，China；2 Department of Acupuncture and Moxibustion，Shanxi College of Traditional Chinese Medicine，Taiyuan 030024，China）

Objective：To explore the possible biomechanicalmechanism of acupotomy treating knee osteoarthritis（KOA）.Methods：Six-months-old New Zealand rabbits were random ly divided into four groups：normal control group，model group，acupotomy group and acupuncture group.The rabbitmodels of KOA were established by immobilizing the left hind limb in extension position.A ftermodeling，acupotomy and acupuncturewere applied to treat rabbits in acupotomy group and acupuncture group respectively.Specimens were acquired one week after treatment.Tensile testing was conducted on Bose Electro Force 3300 protracted testmachine and the data was recorded by computer automatically.Results：The maximum stress，maximum strain，maximal displacement and modulus of the model group all decreased compared with normal control group（P＜0.05）.Themaximum stress，maximum strain andmodulus of acupotomy group were greater thanmodel group（P＜0.05）.Therewas no difference between acupotomy group andmodel group and normal control group in terms of themaximal displacement（P＞0.05）.Themaximum stress and modulus of acupotomy group were greater than those of the acupuncture group（P＜0.05，P＜0.01）.Themaximum displacement of acupotomy group was significantly less than that of the acupuncture group（P＜0.01）.Therewas no significant difference ofmaximum strain between the acupuncture group and acupuncture group.Conclusion：Acupotomology intervention can effectively recover part of the tensilemechanical properties ofmedial collateral ligament，which may be one of themechanisms of treating knee osteoarthritiswith acupotomy.

Acupotomy；Knee osteoarthritis；Medial collateral ligament；Tension

R245

A

10.3969/j.issn.1673－7202.2014.07.024

國家自然科學(xué)基金項目（編號：81173333）；教育部博士點基金資助項目（編號：20130013110008）

付達(dá)爾麗（1988—），女，碩士研究生，北京中醫(yī)藥大學(xué)針灸推拿學(xué)院，E－mail：fudaerli＠163.com

郭長青（1959—），男，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：針刀理論與臨床研究。E－mail：guochangqing66＠163.com