应用不可逆电穿孔（IRE）治疗慢性腱病的探索研究

Tendinopathy is common disease in orthopaedic sports medicine and common cause of occupational injuries and disability. Despite an abundance of therapeutic options, the best evidence-based management is not available. The reason is that the current method cannot be reversed the degenerative process to regenerate completely normal tendons. Irreversible Electroporation (IRE) is a new focal ablation technique for tumor ablation. IRE increase the permeability of a cell membrane and ablate the tissue at the single cell level. The vital and scaffolding structures are conserved. In recent years, IRE show a good prospect in regenerative medicine. irreversible electroporation technology has the potential to develop to a new ideal method of chronic tendinopathy and may have more theoretical advantages. In the current study, we attempt to establish a simple and reliable measure painful responses in a rat model of collagenase-induced degenerative tendon injury. the feasibility of IRE for the treatment of chronic tendinopathy and the optimal treatment parameters is to be studied . The geneticalgorithm (GA) recursively modify the electrode parameters to maximize the fitness function. We get the optimal solution of the ideal electric field distribution and an ideal electrode design finally. We wish that irreversible electroporation (IRE)technology can be developed into the new therapeutic options for the management of tendinopathy.

慢性腱病是骨科、运动医学常见病，多发病。由于患者众多，治疗周期长，是造成职业劳损和伤病残废的主要原因之一。虽然临床上治疗方法很多，然而迄今尚没有一种理想的治疗方法。究其原因在于目前的方法不能逆转肌腱的退变状态，再生出完全正常的肌腱。不可逆电穿孔（IRE）技术是近年来肿瘤消融的“明星”技术，在细胞水平灭活组织，仅影响细胞膜，具有不影响组织的结构（scaffold）的独特机制。近年来在再生医学方面显现出了良好的应用前景，不可逆电穿孔技术有可能发展为慢性腱病新的理想的方法并且可能较之现有的方法有更多的理论优势。本研究首次提出并尝试建立简单可靠的腱病动物模型机械痛敏感性定量方法，对IRE用于慢性腱病治疗的可行性进行研究，通过动物实验确定最佳的IRE参数，通过遗传算法获得电极的优化设计。希望将不可逆电穿孔（IRE）技术发展成为一种新的能够即时镇痛、逆转退变状态且可以微创应用的慢性腱病治疗方法。

慢性腱病是骨科、运动医学常见多发病，迄今尚无理想治疗方法，究其原因在于目前的方法不能逆转肌腱的退变状态而再生出完全正常的肌腱组织。不可逆电穿孔（IRE）技术因其具有仅影响细胞膜、在细胞水平灭活组织、不影响组织结构的独特机制，在再生医学方面显现出了良好的应用前景，亦有可能发展为慢性腱病新的理想治疗方法。本课题组尝试将IRE技术引入运动医学治疗领域，通过细胞实验筛选出以凋亡诱导有效灭活腱细胞的最佳IRE参数；通过电场模拟分析和有限元分析获得电极的优化设计；基于胶原酶诱导建立大鼠跟腱慢性腱病动物模型，通过实验检验IRE对大鼠跟腱慢性腱病的治疗作用。我们的实验结果证明IRE可以促进大鼠胶原酶注射腱病模型的修复，恢复了肌腱的力学强度，组织学结果显示IRE治疗逆转了退变状态再生出接近正常的肌腱组织，其可能的机制包括增加损伤肌腱的血运，凋亡细胞释放促进增殖的信号启动腱细胞再生等。另外局部痛觉相关标记物的下降及机械痛敏测定证明IRE可以有效减轻肌腱病导致的疼痛。综上所述我们的研究为开展IRE临床前研究奠定了基础，IRE有可能发展成为一种全新的慢性腱病治疗手段。