镁合金通过调控PI3K/AKT信号通路促进巨噬细胞M2极化在肩袖损伤修复中肌腱-骨愈合作用的分子机制研究

作     者：盛显浩 张文 宋首龙 张飞 张宝祥 田晓莹 熊文韬 朱颖广 谢雨欣 李子昂 谭丽丽 张强 王岩 SHENG Xianhao;ZHANG Wen;SONG Shoulong;ZHANG Fei;ZHANG Baoxiang;TIAN Xiaoying;XIONG Wentao;ZHU Yingguang;XIE Yuxin;LI Zi’ang;TAN Lili;ZHANG Qiang;WANG Yan

作者机构：中国人民解放军医学院北京100853 中国人民解放军总医院第四医学中心骨科医学部北京100048 中国科学院金属研究所沈阳110013 

出 版 物：《中国修复重建外科杂志》 (Chinese Journal of Reparative and Reconstructive Surgery)

年 卷 期：2025年第39卷第2期

页      面：174-186页

核心收录：

学科分类：1002[医学-临床医学] 100210[医学-外科学(含：普外、骨外、泌尿外、胸心外、神外、整形、烧伤、野战外)] 10[医学] 

基　　金：首都卫生发展科研专项项目(首发2022-2-5051) 

主　　题：镁合金 肩袖撕裂 肌腱-骨愈合 磷脂酰肌醇3激酶 蛋白激酶B 信号通路 巨噬细胞 

摘      要：目的评估生物可降解镁合金材料在肩袖撕裂修复中促进肌腱-骨愈合的效果,并探讨其潜在的生物学机制。方法取8周龄SD大鼠48只,随机分为A、B、C 3组。A、B组大鼠制备肩袖撕裂模型后分别通过镁合金缝线或Vicryl Plus 4-0可吸收缝线进行修复,C组仅行皮下切开和缝合。术后1、2周取A、B组内脏行HE染色评估镁合金的安全性;术后2、4、8、12周取3组冈上肌腱-肱骨近端标本,其中4、12周标本行大体观察,4、8、12周标本行生物力学检测A、B组愈合部位的极限载荷及刚度;2、4、12周标本行以下检测:Micro-CT评估A、B组骨隧道形成情况,标本脱钙切片后行HE染色和Masson染色观察肌腱-骨界面纤维软骨再生情况,Goldner三色染色评估钙化情况,免疫组织化学染色检测肌腱-骨界面血管VEGF、BMP-2等成血管因子及成骨因子的表达,免疫荧光染色通过检测精氨酸酶1、整合素β2亚基观察肌腱-骨界面巨噬细胞M1、M2极化情况,通过实时荧光定量PCR分析磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositede 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)信号通路在肌腱-骨愈合中的作用机制。结果内脏组织HE染色示,镁合金降解过程中释放的镁离子对心脏、肝脏、脾脏、肺、肾脏等器官未产生明显毒性作用,其生物安全性良好。冈上肌腱-肱骨近端标本组织学染色示,A组肌腱-骨界面处的纤维软骨再生恢复较早,且纤维软骨数量明显多于B组,提示镁合金材料对肌腱-骨界面修复具有积极作用。Micro-CT分析示,A组骨隧道形成快于B组,进一步验证了镁合金材料对骨愈合的促进作用。生物力学测试示,A组的极限载荷均高于B组,4周时A组刚度高于B组,表明A组肌腱-骨界面修复后的组织承载能力更强,镁合金具有改善肌腱-骨愈合的潜力。免疫组织化学染色示,肌腱-骨愈合早期VEGF和BMP-2表达显著上调,提示镁合金能够有效促进血管生成与骨形成,从而加速愈合进程。免疫荧光染色示,修复早期镁离子通过调节巨噬细胞的极化状态,促进其向M2型巨噬细胞极化,发挥显著抗炎作用。实时荧光定量PCR检测表明,镁离子可以通过调控PI3K/AKT信号通路促进肌腱-骨愈合过程。结论生物可降解镁合金材料通过调控PI3K/AKT信号通路,加速大鼠肩袖撕裂修复中肌腱-骨界面的纤维软骨再生和钙化,显著提升肌腱-骨愈合效果。