丹参注射液对大鼠骨骼肌急性钝挫伤后生物力学指标的影响.pdf

复旦学报(医学版)FudanUnivJMedSci2009Jan,36(1)丹参注射液对大鼠骨骼肌急性钝挫伤后生物力学指标的影响董宇1陈世益1李云霞1罗丽2(1复旦大学附属华山医院运动医学科上海200040；2苏州大学体育学院江苏苏州215021)【摘要】目的探讨丹参注射液在大鼠骨骼肌钝挫伤后修复过程中的作用。方法108只雄性SD大鼠,随机分为3组:丹参注射液组,自然愈合组,对照组。对丹参注射液组和自然愈合组大鼠采用打击装置造成其右侧腓肠肌钝挫伤,分别于伤后第14、21、28、35、42、56天取材,测试大鼠双侧腓肠肌的最大拉伸强度和最大拉伸率,并将每只大鼠的伤侧数值与健侧数值之比作为参数进行统计学分析,比较各组大鼠的统计结果。结果(1)最大拉伸强度方面:自然愈合组至第56天基本达到正常水平,丹参注射液组明显早于自然愈合组,于第42天即达到正常水平。(2)最大拉伸率方面:丹参注射液组和自然愈合组至第56天仍处于较低水平,自然愈合组明显低于丹参注射液组(P0.05)。结论丹参注射液在促进骨骼肌钝挫伤愈合方面是有效的,不仅缩短了愈合时程,使骨骼肌在较短时间内达到一定的强度,而且能够有效地改善骨骼肌的愈合质量。【关键词】丹参注射液；骨骼肌钝挫伤；愈合；最大拉伸强度；最大拉伸率【中图分类号】R873.05【文献标志码】B上海市浦江人才计划项目(05PJ14026)CorrespondingauthorE2mail:TheeffectofSalviaMiltiorrhizainjectiononbiomechanicalindexduringrepairingprocessafterskeletalmusclecontusionofratsDONGYu1,CHENShi2yi1,LIYun2xia1,LUOLi2(1DepartmentofSportsMedicineandArthroscopicSurgery,HuashanHospital,FudanUniversity,Shanghai200040,China；2SchoolofSportsScience,SoochowUniversity,Suzhou215021,JiangsuProvince,China)【Abstract】ObjectiveToobservetheeffectofSalviaMiltiorrhizainjectionduringrepairingprocessafterskeletalmusclecontusionofrats.MethodsOnehundredandeightmaleSDratswererandomlydividedintothreegroups,includingSalviaMiltiorrhizainjectiongroup,naturalhealinggroupandcontrolgroup.Astandardcontusionmodelwasproducedattherightgastrocnemiusin72rats(SalviaMiltiorrhizainjectiongroup,naturalhealinggroup).At14,21,28,35,42and56daysafterinjury,thebiomechanicaltestwasperformedtomeasurethemaximaltensilestrengthandmaximaltensileratebetweeninjuredgastrocnemiusandnon2injuredsideascontrol.Theresultswerecomparedandanalyzedstatistically.Results(1)Maximaltensilestrength:Innaturalhealinggroup,themaximaltensilestrengthofinjuredmusclewasnearlyapproachingnormalat56daysafterinjury.ThemaximaltensilestrengthofinjuredmuscleinSalviaMiltiorrhizainjectiongroupachievedthenormallevelat42days,earlierthanthatinnaturalhealinggroup.(2)Maximaltensilerate:InSalviaMiltiorrhizainjectiongroupandnaturalhealinggroup,themaximaltensilerateofinjuredmusclewasobviouslyinferiortothenormalevenat56daysafterinjury.Innaturalhealinggroup,themaximaltensilerateofinjuredmusclewasobviouslyinferiortothatoftheSalviaMiltiorrhizainjectiongroupat56daysafterinjury.ConclusionsSalviaMiltiorrhizainjectioniseffectiveinskeletalmusclehealingfollowing35复旦学报(医学版)2009年1月,36(1)trauma.Notonlycanitacceleratetheprocessofskeletalmusclehealing,butalsoimprovethequalityofskeletalmusclehealing.【Keywords】SalviaMiltiorrhizainjection；skeletalmusclecontusion；healing；maximaltensilestrength；maximaltensilerate骨骼肌钝挫伤是发生率最高的肌肉损伤之一,多见于对抗性体育项目或意外事故。由于骨骼肌伤后自然愈合缓慢通常无法达到完全的功能恢复,影响运动员职业生涯及运动成绩的提高。当前促进骨骼肌愈合的研究多集中于生长因子、基因疗法、组织工程等,但也多处于实验阶段,未付诸于临床应用。且很多的研究由于受着兴奋剂检测的制约,不能应用于临床。祖国医学是我们宝贵的财富,丹参作为其中一员,已有其能够促进组织愈合,提高组织愈合质量等的报道1,丹参注射液含有丹参活性成分的提取物,由于其剂型稳定、使用方便,常用于临床,并具有良好的生物安全性和经济适用性,而且未列入兴奋剂的行列。本研究拟通过观察注射丹参注射液对大鼠骨骼肌钝挫伤修复过程中生物力学指标的变化,探讨丹参注射液局部注射对骨骼肌损伤愈合的影响。为找寻一种有效、经济的治疗运动员骨骼肌损伤的方法,以此为运动医学领域的骨骼肌损伤提供有效的医疗手段。材料和方法实验对象及分组采用雄性SD大鼠108只,体重180200g,购自中国科学院上海实验动物中心。饲养于复旦大学实验动物部,按照国家清洁级标准饲养。随机分为3组:丹参注射液组、自然愈合组、对照组(每组36只)。按以下方法制作骨骼肌钝挫伤动物模型,分别于伤后第14、21、28、35、42、56天取材,每次每组随机选择6只大鼠进行骨骼肌生物力学性能的测定。动物模型的制作用2.5%戊巴比妥钠溶液腹腔注射(0.2mL/100g体重)麻醉,参照Kami等2大鼠骨骼肌急性钝挫伤模型制作方法,将大鼠后肢置于伸膝、踝背屈90位,采用重物高空垂直下落造成打击伤,损伤部位为大鼠右下肢腓肠肌内侧。打击物质量为335g,从80cm高空垂直下落,动能为2.63J,打击面积为1cm2。已经解剖及组织学验证成功率为100%。损伤后当时及以后每隔3天,于损伤部位肌膜外注射1mL丹参注射液(由杭州正大青春宝公司提供,按照国家卫生部药品标准中药成方制剂第20册WS32B23766298生产),直至取材前停止。自然愈合组不注射任何药物。材料准备与力学测试应用过量2.5%戊巴比妥钠溶液对大鼠实施安乐死,然后立即分离两侧腓肠肌,将包括股骨和跟骨跟腱结合部在内的小腿腓肠肌完整切取,肌肉两端带骨块。本研究应用岛津万能材料实验机SLBL21KN(日本产),最大量程为1kN。于中国科学院硅酸盐研究所测定骨骼肌单项拉伸时的生物力学性能。由万能材料实验机的夹具夹持肌肉两端骨块,肌肉正常伸展状态测量夹具间标距,输入计算机。测试时用37生理盐水滴浴标本,首先对肌肉用10N的力进行3次预调,然后以5mm/min的速度牵拉,直至肌肉断裂。机器自动描记载荷变形曲线,同时计算机自动处理并输出最大拉伸强度和最大拉伸率数据。数据统计为了减小个体差异及测试时间所造成的误差,我们将每只大鼠的伤侧数值与健侧数值的比值作为参数进行统计学比较,分析相同时点不同干预措施下骨骼肌最大拉伸强度、最大拉伸率的差异。统计方法使用Stata7.0统计软件,采取OneWayANOVA方法进行检验,两两比较采用LSD法进行,以=0.05为检验水准,P0.05时具有显著性差别。结果骨骼肌损伤后不同时点各组的最大拉伸强度的变化各损伤组骨骼肌损伤后最大拉伸强度均呈上升趋势,丹参注射液组在第21天均已表现出与自然愈合组有显著性差异(P0.05)。但至第56天丹参注射液组仍与自然愈合组有显著性差异(P0.05)(表1)。骨骼肌损伤后不同时点各组的最大拉伸率的变化各损伤组大鼠损伤骨骼肌的最大拉伸率伤后逐渐加大,丹参注射液组于第35天表现出和自然愈合组有显著性差异(P0.05),但至第56天仍低于正常水平(P0.05)。而至第56天自然愈合组与丹参注射液组间有显著差异(P0.05)(表2)。45董宇,等.丹参注射液对大鼠骨骼肌急性钝挫伤后生物力学指标的影响表1各组大鼠不同时间点骨骼肌最大拉伸强度与健侧比值Tab1Ratioofmaximaltensilestrengthbetweeninjuredmuscleandnon2injuredatdifferenttimesinvariousratsgroups(xs)GroupsnTimeoftest(day)142128354256Salviamiltiorrhizainjection60.720.05(1)0.830.11(1)(2)0.900.04(1)(2)0.950.10(1)(2)1.000.07(1)1.030.07(1)Naturalhealing60.700.05(2)0.780.05(2)0.830.07(2)0.850.04(2)0.900.08(2)0.980.02Control60.990.041.000.031.000.011.010.061.020.030.990.01FValue152.20754.43726.35115.15719.4785.332P0.05,(1)vsnaturalhealinggroup,(2)vscontrolgroup表2各组大鼠不同时间点骨骼肌最大拉伸率与健侧比值Tab2Ratioofmaximaltensileratebetweeninjuredmuscleandnon2injuredatdifferenttimesinvariousratsgroups(xs)GroupsnTimeoftest(day)142128354256Salviamiltiorrhizainjection60.620.07(2)0.690.07(2)0.730.14(2)0.780.10(1)(2)0.830.07(1)(2)0.880.09(1)(2)Naturalhealing60.600.07(2)0.660.05(2)0.710.09(2)0.730.04(2)0.760.08(2)0.820.05(2)Control61.040.041.030.010.980.061.010.060.980.051.010.03FValue64.24357.17748.32155.18859.34245.472P0.05,(1)vsnaturalhealinggroup,(2)vscontrolgroup讨论骨骼肌损伤后有一定的再生能力,但自然愈合过程慢,而且通常是不完全愈合3,4。骨骼肌损伤后修复涉及两个既相互联系又相互竞争的过程,即断裂肌纤维的再生和瘢痕组织连接的形成。这两个过程的动态平衡是肌肉收缩功能达到最佳修复的必要前提。骨骼肌损伤修复的最终目的就是尽快恢复至损伤前的功能水平,这就不仅要求再生后的组织有较大的抗拉力,还要有较好的弹性,坚硬的瘢痕组织少,即愈合质量好。而最大拉伸强度恰恰是表示的当一个拉力负荷作用于肌肉时,肌肉所能承受的最大负荷；最大拉伸率则表示在当一个拉力负荷作用于肌肉时,肌肉所能发挥的伸展能力。因此,从生物力学角度对治疗骨骼肌损伤的方法进行评价非常必要。我们的研究显示:骨骼肌损伤后自然愈合早期拉伸强度较弱,在第56天才达到正常水平其愈合时程较长,也就是说在此过程中较大的拉力可以导致骨骼肌的再度损伤。自然愈合过程中,最大拉伸率一直处于较低水平,直至第56天仍明显低于正常,也就是说自然愈合后的骨骼肌的收缩性质与愈合质量较差。骨骼肌损伤,祖国医学理论称“筋伤”,其病机为筋脉扭挫,经筋受损,经络被阻,而致气滞血瘀。丹参作为活血化瘀类药物,具有活血化瘀、行血止痛、去瘀生新、凉血清心、除烦安神之功效5。现代药理学研究显示,丹参有减轻组织水肿、炎症、变性坏死,减轻线粒体损伤,加快病灶清除,促进损伤细胞的修复,抑制炎性因子释放等作用6-8。丹参对多种细胞因子的分泌也具有调节作用,且这种调节作用具有双向性。对体外培养的成纤维细胞研究发现,丹参能够改变成纤维细胞形态,抑制成纤维细胞增殖6。我们的研究显示,在最大拉伸强度方面,丹参注射液的上升趋势明显大于自然愈合组,考虑是由于丹参具有减轻组织水肿、炎症、变性坏死,加快病灶清除,从而加速早期再生、促进损伤细胞的修复。另外,从理论上来说,损伤区域血液供应的恢复是再生过程开始的第一个信号,以及组织再生的必要条件。肌管的形成需要有氧代谢来供给能量。损伤肌肉的恢复明显依靠足够的血管或者说是氧的供给,而丹参改善微循环的作用,或许为其促进组织再生创造了条件。在最大拉伸率方面,丹参注射液虽然至第56天仍低于正常,但其上升趋势明显大于自然愈合组,我们考虑可能与丹参能直接有效地抑制成纤维细胞合成基质有关。然而,我们也考虑到损伤后立刻注射丹参注射液,是否可能导致损伤局部血流量加大,形成的血肿明显增大,造成损伤处瘢痕组织的大量增生,最终影响骨骼肌的愈合质量,降低其最大拉伸率。因此注射时机的选择是否影响最终的结果有待进一步研究。55复旦学报(医学版)2009年1月,36(1)参考文献1罗平,陈晓红,孙仁山,等.丹参对复合全身放射损伤大鼠创面的影响J.中国临床康复,2005,9(6):156-157.2KamiK,MasuharaM,KashibaH,etal.ChangesofvinculinandextracellularmatrixcomponentsfollowingblunttraumatoratskeletalmuscleJ.MedSciSportsExerc,1993,25(7):832-840.3MenetreyJ,KasemkijwattanaC,DavCS,etal.GrowthfactorsimprovemusclehealinginvivoJ.JBoneJointSurgBr,2000,82(1):131-137.4李云霞,陈世益,马昕,等.外源性胰岛素样生长因子一1促进骨骼肌损伤修复的实验研究J.中华物理医学与康复杂志,2002,24(3):147-151.5丁兆梦.中药药效与临床M.北京:中国医药科技出版社,1999:172-174.6刘流,赵德萍,余梅,等.丹参对瘢痕成纤维细胞生物学行为的影响J.昆明医学院学报,2006,27(3):41-45.7邝钢,李勇,陈少轩,等.重症急性胰腺炎时IL21、IL26、TNF2变化及丹参注射液干预的实验研究J.四川中医,2004,22(7):18-20.8王俊萍,叶红军,杜意平,等.丹参抗酒精性肝损伤作用的实验研究J.湖北中医学院学报,2004,6(3):19-20.(收稿日期:2008-05-12；编辑:张秀峰)复旦大学附属华山医院介绍华山医院是复旦大学附属的一所综合性教学医院。建院于1907年,前身是中国红十字会总院,是