引用本文： 丁舒晨, 田臻, 马超然, 方学伟, 虞荣斌, 邱裕生, 王丽莎, 尹战海. 微创建立大鼠慢性肩袖损伤模型. 中国修复重建外科杂志, 2014, 28(10): 1225-1230. doi: 10.7507/1002-1892.20140266 复制
肩袖损伤在老年人和运动员中发病率较高，是导致肩关节疼痛和运动障碍的主要原因之一[1]。有关肩袖损伤的原因及治疗策略尚存在争议，成为近年研究热点[2-6]。临床发现大部分肩袖损伤发生于无外伤史的老年人群，且多为冈上肌腱关节面部分断裂[7-9]。目前，相关研究中采用的动物模型均不能很好模拟这种慢性肩袖损伤[10-15]。为此，本研究通过自制肩峰撞击征大鼠模型植入物（专利号：201420041502.4），设计一种微创建立大鼠慢性肩袖损伤模型方法，并探讨该方法可行性，为慢性肩袖损伤以及肩峰撞击征的研究提供动物模型。
1 材料与方法
1.1 实验动物及主要材料、仪器
清洁级成年雄性SD大鼠48只，体重（277.25 ±22.03）g，由西安交通大学医学部动物实验中心提供。实验大鼠的使用获西安交通大学医学部动物实验管理委员会批准。硫酸卡那霉素注射液（0.5 g/支；南京金陵药业股份有限公司）。Leica 1600型硬组织锯式旋转切片机（Leica公司，德国）；Pro/E5.0软件（PTC公司，美国）；Geomagic Studio 11.0软件（Geomagic公司，美国）；Magics 9.55软件（Materialise公司，比利时）；EOSINT P800型3-D打印机（EOS公司，德国）。
1.2 肩峰撞击征大鼠模型植入物的设计和制造
肩峰撞击征大鼠模型植入物包括植入部和穿刺部，植入部包含平行设计的上作用片和下作用片；穿刺部为植入部下作用片的延伸结构，完成穿刺后剪去。植入物宽2 mm，上作用片长4 mm，等长的下作用片和穿刺部总长40 mm，其厚度均为0.5 mm。上、下作用片间的夹持部分高度为1 mm，用于夹持肩峰。下作用片用于模拟肩峰下骨赘或钩状肩峰，上作用片起固定作用。植入部的1对0.2 mm宽的斜向凹槽用于捆扎丝线，避免植入物沿自身长轴方向移位，上作用片凹槽与下作用片凹槽的开口处距离植入部边缘分别为2 mm和3.5 mm。见图 1。
图1
植入物设计图A：穿刺部B：植入部图 2实验组植入物植入大鼠肩关节后黄箭头示植入物，白箭头示肩胛冈，绿箭头示三角肌后缘 图 3 术后8周正常对照组及假手术组Van Gieson染色观察（×100） ⓐ绿箭头示冈下肌腱，白箭头示肱骨头 ⓑ正常对照组假手术组图 4术后各时间点实验组Van Gieson染色观察 ⓐ植入物定位（×20）红箭头示肩胛冈，黄箭头示冈下肌腱，绿箭头示植入物，黑箭头示肩胛盂，白箭头示肱骨头 ⓑ术后2周（×100）绿箭头示冈下肌腱滑囊侧磨损 ⓒ术后4周（×100）绿箭头示肌腱内部出现分层空隙，白箭头示肱骨头 ⓓ术后6周（×100）绿箭头示冈下肌腱关节面部分撕裂，白箭头示肱骨头术后8周（×40） ⓔ绿箭头示冈下肌腱近侧断端，黄箭头示冈下肌腱远侧断端，白箭头示肱骨头
Figure1.
Design of implant A: Penetrating site B: Implanting site Fig.2 The picture after implant was pierced into shoulder joint in the experimental group Yellow arrow indicated implant, white arrow indicated scapular spine, green arrow indicated posterior edge of deltoid Fig.3 Van Gieson staining observation of control group and sham-operation group at 8 weeks after operation (×100) Green arrow indicated infraspinatus tendon, white arrow indicated humeral head ⓐControl group ⓑSham-operation group Fig.4 Van Gieson staining observation of experimental group at different time points ⓐImplant was positioned accurately (×20) Red arrow indicated scapular spine, yellow arrow indicated infraspinatus tendon, green arrow indicated implant, black arrow indicated glenoid, white arrow indicated humeral head ⓑAt 2 weeks after operaton (×100) Green arrow indicated bursal side abrasions of infraspinatus tendon ⓒAt 4 weeks after operation (×100) Green arrow indicated gap within the infraspinatus tendon, white arrow indicated humeral head ⓓAt 6 weeks after operation (×100) Green arrow indicated the infraspinatus tendon partial-thickness tear on the articular side, white arrow indicated humeral head ⓔAt 8 weeks after operation (×40) Green arrow indicated the proximal end of tear infraspinatus tendon, yellow arrow indicated the distal end of tear infraspinatus tendon, white arrow indicated humeral head
根据植入物的设计要求，在Pro/E5.0软件中完成三维设计，数据以STL标准格式保存；导入Geomagic Studio 11.0软件对植入物进行光滑、松弛等处理；再将处理好的STL模型导入至Magics 9.55软件加支撑；最后采用3-D打印机，以聚醚醚酮（polyether-ether-ketone，PEEK）材料打印植入物。
1.3 实验分组及方法
将48只大鼠经腹腔注射10%水合氯醛（0.3 mL/100 g）麻醉，俯卧位固定于特制三棱柱支架上，以抬高肩关节。随机取一侧肩关节作为手术侧（实验组），扪及肩峰后拉起该处皮肤，作一长约2.5 cm切口。紧贴肩峰内侧刺入植入物，刺入后尽量紧贴肩峰下表面行进，并贴三角肌后缘从肩峰外侧刺出，将大鼠肩峰夹持于植入物植入部的上、下作用片之间。用4 号蚕丝线嵌入植入物凹槽内并“8”字打结固定后，剪去植入物穿刺部（图 2）。其中24只大鼠对侧肩关节不作任何处理，作为正常对照组；余24只对侧肩关节同上法刺入植入物后即刻取出，作为假手术组。手术当天预防性使用抗生素，腹腔注射硫酸卡那霉素（0.75 mg/100 g）。术后4 d开始采用实验室仿制的平台式动物跑步机驱赶大鼠（下倾13.5°、17 m/min）[16]，每天1次，每次30 min。分别于术后2、4、6、8周同上法麻醉后脱颈处死12只大鼠，取双侧肩关节标本进行以下观测。
1.4 观测指标
1.4.1 一般情况
术后观察大鼠存活、肢体活动以及切口愈合情况。
1.4.2 组织学观察
将肩关节标本切割成约15 mm ×15 mm ×15 mm大小，标本底面与冈下肌腱走行方向平行，置于10%甲醛固定7 d，梯度乙醇脱水，包埋。使用硬组织锯式旋转切片机垂直于包埋块长轴方向切片，片厚50μm。常规Van Gieson染色，光镜下观察冈下肌腱病理变化，同时观察实验组植入物位置情况。
1.5 统计学方法
采用SPSS17.0统计软件进行分析。计数资料组间比较采用χ2检验或确切概率法；检验水准α=0.05。
2 结果
2.1 一般情况
术后大鼠均存活至实验完成，切口无感染，未出现红、肿、皮温增高、皮下积液等局部炎性反应或全身感染。术后大鼠跛行2～3 d，4 d后基本恢复正常。
2.2 组织学观察
各时间点正常对照组和假手术组冈下肌腱边缘光滑，无内部分层及断裂表现，胶原排列整齐、致密（图 3）。
实验组植入物准确定位于肩峰与冈下肌腱、肱骨头间，各时间点均未发现植入物移位现象（图 4 a）。术后2周，与植入物直接摩擦的冈下肌腱滑囊面部分断裂，断裂厚度占肌腱全层厚度的1/5～1/3，肌腱滑囊面胶原松散、磨损明显，关节面胶原排列整齐且致密（图 4 b）；4周，肌腱内部分层，层间存在较大空隙，空隙被黏贴切片时使用的胶水填充，其内可见尚未完全撕裂的胶原纤维（图 4c）；6周，冈下肌腱关节面部分撕裂，断裂处胶原变性，结构紊乱（图 4d）；8周，冈下肌腱全层撕裂，可见断端回缩（图 4e）。
实验组各时间点共出现4种典型病理改变：冈下肌腱滑囊面部分断裂、冈下肌腱内部分层撕裂、冈下肌腱关节面部分撕裂和冈下肌腱全层撕裂。其中冈下肌腱滑囊面部分断裂仅出现于2、4周，两时间点间发生率比较差异无统计学意义（P＞0.05）；冈下肌腱内部分层撕裂主要出现在4、6周，与2、8周比较差异有统计学意义（P＜0.05）；4、6周间以及2、8周间比较差异无统计学意义（P＞0.05）。冈下肌腱关节面部分撕裂主要出现在6周，与其余各时间点比较差异均有统计学意义（P＜0.05）；2、4、8周间比较差异均无统计学意义（P＞0.05）。冈下肌腱全层撕裂主要出现于8周，与其余各时间点比较差异均有统计学意义（P＜0.05）；2、4、6周间比较差异均无统计学意义（P＞0.05）。见表 1。
表1
实验组术后各时间点4种病理改变发生情况比较（n=12）
Table1.
Comparison of pathologic changes between different time points after operation in the experimental group(n=12)
3 讨论
既往用于研究肩袖损伤的动物模型主要有羊、犬、兔和大鼠[10-15]。羊和犬生长发育周期长，饲养和管理成本较高，不适用于大样本量实验研究[10]。兔体型相对较大，利于手术操作，因此常应用于肩袖急性损伤及手术修复等方面研究，但急性创伤性肩袖损伤仅占有症状肩袖损伤的8%[17]，临床中大部分肩袖损伤属于慢性损伤。大鼠肩袖结构发达，特别是冈下肌腱性部分很长，并穿过锁骨、肩峰和连接这些骨性结构的韧带共同形成的拱形结构，与人类十分相似[10, 15]。因此，价格低、繁殖快、便于饲养和管理的大鼠更适用于建立慢性肩袖损伤模型。
目前慢性肩袖损伤动物模型制备方法主要参照Schneeberger等于1998年提出的肩胛冈自体骨片移植大鼠模型[15]。其原理是从对侧肩胛冈取骨片，穿孔并结扎固定于肩峰下，与大鼠冈下肌肌腱摩擦。但是该模型制备方法主要存在以下不足：①植入骨片过程中要求剥离三角肌起点，打开肩关节，创伤大，对肩关节生理构造影响大，恢复期较长；②造模手术需显微操作，需行双侧手术，手术难度大、时间长，易发生感染（感染率3.6%）；③植入物易移位，远期造模失败率高（失败率46.4%）；④所移植骨片的厚度难以精确定量；⑤未能模拟出肌腱内部和肌腱关节面撕裂，而是临床相对少见的肌腱滑囊面撕裂和全层断裂。
本研究建立的大鼠模型，造模后的早期表现是与植入物直接摩擦的肌腱滑囊面损伤，但是当肌腱出现滑囊面和关节面分离后，大部分肌腱断裂首先从关节面开始，最终发展为全层撕裂，这与临床观察一致。临床发现大部分肩袖损伤患者表现为肌腱关节面部分撕裂，而非发生在滑囊面[7-9]。Schneeberger等学者提出的慢性肩袖损伤模型制备方法未能模拟出肌腱内部和肌腱关节面撕裂，而本研究制备的模型中成功观察到这两种病理改变。原因可能是：植入的肩峰撞击征大鼠模型植入物较薄，对肌腱滑囊面的损伤较轻，且造模后坚持每天30 min的驱赶，迫使肌腱与PEEK片反复摩擦。近年研究表明，长期的摩擦及机械牵拉刺激会促使肌腱细胞和肌腱干细胞分泌前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2）[18-19]，PGE2可作用于肌腱干细胞膜外PGE2受体，通过上调BMP-2表达来抑制肌腱干细胞的自我复制，并诱导其向成骨细胞分化[2，20-21]，分化而来的成骨细胞在肌腱中形成钙化灶导致肌腱内部分层。肌腱的滑囊面富含血管，为肌腱输送营养物质和氧气，并带走代谢废物；而关节面富含致密胶原，是承受牵拉负荷的主要部位[22]，其物质交换主要依靠营养层的弥散作用。当钙化灶形成等原因使两层分离后，将导致肌腱关节面的营养障碍，使其逐步变性，承受牵拉负荷的能力下降[22]，断裂发生率增高[2]。组织学观察发现，造模4周时肌腱虽出现内部分层，但胶原尚致密整齐，而6周时可观察到严重肌腱变性，胶原结构紊乱不清，为上述病因理论提供了直接证据。此外，经统计学分析发现，4种冈下肌腱典型病理改变的发生率与造模时长有关，即滑囊面部分断裂好发于造模4周前，肌腱内部分层撕裂好发于造模4～6周间，关节面部分撕裂好发于造模6周时，而冈下肌腱全层撕裂好发于造模8周以后。根据这一规律，今后的相关研究可根据实验目的不同，确定合适的造模时长。
本研究的另一改进之处在于微创化设计，模型构建不需要分离肌肉和暴露关节，只需通过穿刺操作植入一厚0.5 mm、宽2 mm的植入物，将手术操作本身对肩关节结构、功能的影响降至最低。我们在预实验中尝试了0.3、0.5、0.8 mm 3种厚度的植入物，结果显示0.3 mm厚植入物在植入后8周未能引出大鼠冈下肌腱全层撕裂；而0.8 mm厚植入物基本填充了肩峰下间隙，限制了大鼠肩关节的活动；最后选定0.5 mm厚植入物进行实验。模型中植入物采用的PEEK材料是一种强度高、耐磨性好、加工性能优异的全芳香族半结晶热塑性特种工程塑料[23]，细胞体外培养、动物体内植入等研究均表明该材料具有良好的生物相容性和稳定化学特性[24-26]，是理想的骨科植入材料[27]。另一方面，PEEK材料的弹性模量与骨皮质接近[23-26]，植入后与肩峰骨刺、钩状肩峰等导致肩袖损伤的危险因素相似度高，能够很好地模拟肩峰撞击征及肩袖损伤的病理过程。植入物的设计保证了在方便植入的同时也能方便取出，移除植入物后可模仿患者肩峰下减压术后的状态。
综上述，通过刺入PEEK材料制备的植入物建立大鼠慢性肩袖损伤模型，无需暴露肩关节，创伤小，出血少，操作快，不破坏三角肌起点，对肩关节结构功能影响小，可减少术后关节粘连等并发症，感染率和死亡率低，造模成功率高，且便于转化为肩峰下减压术后模型。但本研究仅进行了硬组织切片Van Gieson染色，未能很好地对肌腱中各型胶原和潜在的钙化灶进行观察。下一步研究中可将植入物移除后对标本进行脱钙、石蜡包埋并行天狼星红染色、免疫组织化学染色观察各型胶原，或单独分离肌腱后行茜素红染色观察钙化灶。
肩袖损伤在老年人和运动员中发病率较高，是导致肩关节疼痛和运动障碍的主要原因之一[1]。有关肩袖损伤的原因及治疗策略尚存在争议，成为近年研究热点[2-6]。临床发现大部分肩袖损伤发生于无外伤史的老年人群，且多为冈上肌腱关节面部分断裂[7-9]。目前，相关研究中采用的动物模型均不能很好模拟这种慢性肩袖损伤[10-15]。为此，本研究通过自制肩峰撞击征大鼠模型植入物（专利号：201420041502.4），设计一种微创建立大鼠慢性肩袖损伤模型方法，并探讨该方法可行性，为慢性肩袖损伤以及肩峰撞击征的研究提供动物模型。
1 材料与方法
1.1 实验动物及主要材料、仪器
清洁级成年雄性SD大鼠48只，体重（277.25 ±22.03）g，由西安交通大学医学部动物实验中心提供。实验大鼠的使用获西安交通大学医学部动物实验管理委员会批准。硫酸卡那霉素注射液（0.5 g/支；南京金陵药业股份有限公司）。Leica 1600型硬组织锯式旋转切片机（Leica公司，德国）；Pro/E5.0软件（PTC公司，美国）；Geomagic Studio 11.0软件（Geomagic公司，美国）；Magics 9.55软件（Materialise公司，比利时）；EOSINT P800型3-D打印机（EOS公司，德国）。
1.2 肩峰撞击征大鼠模型植入物的设计和制造
肩峰撞击征大鼠模型植入物包括植入部和穿刺部，植入部包含平行设计的上作用片和下作用片；穿刺部为植入部下作用片的延伸结构，完成穿刺后剪去。植入物宽2 mm，上作用片长4 mm，等长的下作用片和穿刺部总长40 mm，其厚度均为0.5 mm。上、下作用片间的夹持部分高度为1 mm，用于夹持肩峰。下作用片用于模拟肩峰下骨赘或钩状肩峰，上作用片起固定作用。植入部的1对0.2 mm宽的斜向凹槽用于捆扎丝线，避免植入物沿自身长轴方向移位，上作用片凹槽与下作用片凹槽的开口处距离植入部边缘分别为2 mm和3.5 mm。见图 1。
图1
植入物设计图A：穿刺部B：植入部图 2实验组植入物植入大鼠肩关节后黄箭头示植入物，白箭头示肩胛冈，绿箭头示三角肌后缘 图 3 术后8周正常对照组及假手术组Van Gieson染色观察（×100） ⓐ绿箭头示冈下肌腱，白箭头示肱骨头 ⓑ正常对照组假手术组图 4术后各时间点实验组Van Gieson染色观察 ⓐ植入物定位（×20）红箭头示肩胛冈，黄箭头示冈下肌腱，绿箭头示植入物，黑箭头示肩胛盂，白箭头示肱骨头 ⓑ术后2周（×100）绿箭头示冈下肌腱滑囊侧磨损 ⓒ术后4周（×100）绿箭头示肌腱内部出现分层空隙，白箭头示肱骨头 ⓓ术后6周（×100）绿箭头示冈下肌腱关节面部分撕裂，白箭头示肱骨头术后8周（×40） ⓔ绿箭头示冈下肌腱近侧断端，黄箭头示冈下肌腱远侧断端，白箭头示肱骨头
Figure1.
Design of implant A: Penetrating site B: Implanting site Fig.2 The picture after implant was pierced into shoulder joint in the experimental group Yellow arrow indicated implant, white arrow indicated scapular spine, green arrow indicated posterior edge of deltoid Fig.3 Van Gieson staining observation of control group and sham-operation group at 8 weeks after operation (×100) Green arrow indicated infraspinatus tendon, white arrow indicated humeral head ⓐControl group ⓑSham-operation group Fig.4 Van Gieson staining observation of experimental group at different time points ⓐImplant was positioned accurately (×20) Red arrow indicated scapular spine, yellow arrow indicated infraspinatus tendon, green arrow indicated implant, black arrow indicated glenoid, white arrow indicated humeral head ⓑAt 2 weeks after operaton (×100) Green arrow indicated bursal side abrasions of infraspinatus tendon ⓒAt 4 weeks after operation (×100) Green arrow indicated gap within the infraspinatus tendon, white arrow indicated humeral head ⓓAt 6 weeks after operation (×100) Green arrow indicated the infraspinatus tendon partial-thickness tear on the articular side, white arrow indicated humeral head ⓔAt 8 weeks after operation (×40) Green arrow indicated the proximal end of tear infraspinatus tendon, yellow arrow indicated the distal end of tear infraspinatus tendon, white arrow indicated humeral head
根据植入物的设计要求，在Pro/E5.0软件中完成三维设计，数据以STL标准格式保存；导入Geomagic Studio 11.0软件对植入物进行光滑、松弛等处理；再将处理好的STL模型导入至Magics 9.55软件加支撑；最后采用3-D打印机，以聚醚醚酮（polyether-ether-ketone，PEEK）材料打印植入物。
1.3 实验分组及方法
将48只大鼠经腹腔注射10%水合氯醛（0.3 mL/100 g）麻醉，俯卧位固定于特制三棱柱支架上，以抬高肩关节。随机取一侧肩关节作为手术侧（实验组），扪及肩峰后拉起该处皮肤，作一长约2.5 cm切口。紧贴肩峰内侧刺入植入物，刺入后尽量紧贴肩峰下表面行进，并贴三角肌后缘从肩峰外侧刺出，将大鼠肩峰夹持于植入物植入部的上、下作用片之间。用4 号蚕丝线嵌入植入物凹槽内并“8”字打结固定后，剪去植入物穿刺部（图 2）。其中24只大鼠对侧肩关节不作任何处理，作为正常对照组；余24只对侧肩关节同上法刺入植入物后即刻取出，作为假手术组。手术当天预防性使用抗生素，腹腔注射硫酸卡那霉素（0.75 mg/100 g）。术后4 d开始采用实验室仿制的平台式动物跑步机驱赶大鼠（下倾13.5°、17 m/min）[16]，每天1次，每次30 min。分别于术后2、4、6、8周同上法麻醉后脱颈处死12只大鼠，取双侧肩关节标本进行以下观测。
1.4 观测指标
1.4.1 一般情况
术后观察大鼠存活、肢体活动以及切口愈合情况。
1.4.2 组织学观察
将肩关节标本切割成约15 mm ×15 mm ×15 mm大小，标本底面与冈下肌腱走行方向平行，置于10%甲醛固定7 d，梯度乙醇脱水，包埋。使用硬组织锯式旋转切片机垂直于包埋块长轴方向切片，片厚50μm。常规Van Gieson染色，光镜下观察冈下肌腱病理变化，同时观察实验组植入物位置情况。
1.5 统计学方法
采用SPSS17.0统计软件进行分析。计数资料组间比较采用χ2检验或确切概率法；检验水准α=0.05。
2 结果
2.1 一般情况
术后大鼠均存活至实验完成，切口无感染，未出现红、肿、皮温增高、皮下积液等局部炎性反应或全身感染。术后大鼠跛行2～3 d，4 d后基本恢复正常。
2.2 组织学观察
各时间点正常对照组和假手术组冈下肌腱边缘光滑，无内部分层及断裂表现，胶原排列整齐、致密（图 3）。
实验组植入物准确定位于肩峰与冈下肌腱、肱骨头间，各时间点均未发现植入物移位现象（图 4 a）。术后2周，与植入物直接摩擦的冈下肌腱滑囊面部分断裂，断裂厚度占肌腱全层厚度的1/5～1/3，肌腱滑囊面胶原松散、磨损明显，关节面胶原排列整齐且致密（图 4 b）；4周，肌腱内部分层，层间存在较大空隙，空隙被黏贴切片时使用的胶水填充，其内可见尚未完全撕裂的胶原纤维（图 4c）；6周，冈下肌腱关节面部分撕裂，断裂处胶原变性，结构紊乱（图 4d）；8周，冈下肌腱全层撕裂，可见断端回缩（图 4e）。
实验组各时间点共出现4种典型病理改变：冈下肌腱滑囊面部分断裂、冈下肌腱内部分层撕裂、冈下肌腱关节面部分撕裂和冈下肌腱全层撕裂。其中冈下肌腱滑囊面部分断裂仅出现于2、4周，两时间点间发生率比较差异无统计学意义（P＞0.05）；冈下肌腱内部分层撕裂主要出现在4、6周，与2、8周比较差异有统计学意义（P＜0.05）；4、6周间以及2、8周间比较差异无统计学意义（P＞0.05）。冈下肌腱关节面部分撕裂主要出现在6周，与其余各时间点比较差异均有统计学意义（P＜0.05）；2、4、8周间比较差异均无统计学意义（P＞0.05）。冈下肌腱全层撕裂主要出现于8周，与其余各时间点比较差异均有统计学意义（P＜0.05）；2、4、6周间比较差异均无统计学意义（P＞0.05）。见表 1。
表1
实验组术后各时间点4种病理改变发生情况比较（n=12）
Table1.
Comparison of pathologic changes between different time points after operation in the experimental group(n=12)
3 讨论
既往用于研究肩袖损伤的动物模型主要有羊、犬、兔和大鼠[10-15]。羊和犬生长发育周期长，饲养和管理成本较高，不适用于大样本量实验研究[10]。兔体型相对较大，利于手术操作，因此常应用于肩袖急性损伤及手术修复等方面研究，但急性创伤性肩袖损伤仅占有症状肩袖损伤的8%[17]，临床中大部分肩袖损伤属于慢性损伤。大鼠肩袖结构发达，特别是冈下肌腱性部分很长，并穿过锁骨、肩峰和连接这些骨性结构的韧带共同形成的拱形结构，与人类十分相似[10, 15]。因此，价格低、繁殖快、便于饲养和管理的大鼠更适用于建立慢性肩袖损伤模型。
目前慢性肩袖损伤动物模型制备方法主要参照Schneeberger等于1998年提出的肩胛冈自体骨片移植大鼠模型[15]。其原理是从对侧肩胛冈取骨片，穿孔并结扎固定于肩峰下，与大鼠冈下肌肌腱摩擦。但是该模型制备方法主要存在以下不足：①植入骨片过程中要求剥离三角肌起点，打开肩关节，创伤大，对肩关节生理构造影响大，恢复期较长；②造模手术需显微操作，需行双侧手术，手术难度大、时间长，易发生感染（感染率3.6%）；③植入物易移位，远期造模失败率高（失败率46.4%）；④所移植骨片的厚度难以精确定量；⑤未能模拟出肌腱内部和肌腱关节面撕裂，而是临床相对少见的肌腱滑囊面撕裂和全层断裂。
本研究建立的大鼠模型，造模后的早期表现是与植入物直接摩擦的肌腱滑囊面损伤，但是当肌腱出现滑囊面和关节面分离后，大部分肌腱断裂首先从关节面开始，最终发展为全层撕裂，这与临床观察一致。临床发现大部分肩袖损伤患者表现为肌腱关节面部分撕裂，而非发生在滑囊面[7-9]。Schneeberger等学者提出的慢性肩袖损伤模型制备方法未能模拟出肌腱内部和肌腱关节面撕裂，而本研究制备的模型中成功观察到这两种病理改变。原因可能是：植入的肩峰撞击征大鼠模型植入物较薄，对肌腱滑囊面的损伤较轻，且造模后坚持每天30 min的驱赶，迫使肌腱与PEEK片反复摩擦。近年研究表明，长期的摩擦及机械牵拉刺激会促使肌腱细胞和肌腱干细胞分泌前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2）[18-19]，PGE2可作用于肌腱干细胞膜外PGE2受体，通过上调BMP-2表达来抑制肌腱干细胞的自我复制，并诱导其向成骨细胞分化[2，20-21]，分化而来的成骨细胞在肌腱中形成钙化灶导致肌腱内部分层。肌腱的滑囊面富含血管，为肌腱输送营养物质和氧气，并带走代谢废物；而关节面富含致密胶原，是承受牵拉负荷的主要部位[22]，其物质交换主要依靠营养层的弥散作用。当钙化灶形成等原因使两层分离后，将导致肌腱关节面的营养障碍，使其逐步变性，承受牵拉负荷的能力下降[22]，断裂发生率增高[2]。组织学观察发现，造模4周时肌腱虽出现内部分层，但胶原尚致密整齐，而6周时可观察到严重肌腱变性，胶原结构紊乱不清，为上述病因理论提供了直接证据。此外，经统计学分析发现，4种冈下肌腱典型病理改变的发生率与造模时长有关，即滑囊面部分断裂好发于造模4周前，肌腱内部分层撕裂好发于造模4～6周间，关节面部分撕裂好发于造模6周时，而冈下肌腱全层撕裂好发于造模8周以后。根据这一规律，今后的相关研究可根据实验目的不同，确定合适的造模时长。
本研究的另一改进之处在于微创化设计，模型构建不需要分离肌肉和暴露关节，只需通过穿刺操作植入一厚0.5 mm、宽2 mm的植入物，将手术操作本身对肩关节结构、功能的影响降至最低。我们在预实验中尝试了0.3、0.5、0.8 mm 3种厚度的植入物，结果显示0.3 mm厚植入物在植入后8周未能引出大鼠冈下肌腱全层撕裂；而0.8 mm厚植入物基本填充了肩峰下间隙，限制了大鼠肩关节的活动；最后选定0.5 mm厚植入物进行实验。模型中植入物采用的PEEK材料是一种强度高、耐磨性好、加工性能优异的全芳香族半结晶热塑性特种工程塑料[23]，细胞体外培养、动物体内植入等研究均表明该材料具有良好的生物相容性和稳定化学特性[24-26]，是理想的骨科植入材料[27]。另一方面，PEEK材料的弹性模量与骨皮质接近[23-26]，植入后与肩峰骨刺、钩状肩峰等导致肩袖损伤的危险因素相似度高，能够很好地模拟肩峰撞击征及肩袖损伤的病理过程。植入物的设计保证了在方便植入的同时也能方便取出，移除植入物后可模仿患者肩峰下减压术后的状态。
综上述，通过刺入PEEK材料制备的植入物建立大鼠慢性肩袖损伤模型，无需暴露肩关节，创伤小，出血少，操作快，不破坏三角肌起点，对肩关节结构功能影响小，可减少术后关节粘连等并发症，感染率和死亡率低，造模成功率高，且便于转化为肩峰下减压术后模型。但本研究仅进行了硬组织切片Van Gieson染色，未能很好地对肌腱中各型胶原和潜在的钙化灶进行观察。下一步研究中可将植入物移除后对标本进行脱钙、石蜡包埋并行天狼星红染色、免疫组织化学染色观察各型胶原，或单独分离肌腱后行茜素红染色观察钙化灶。
