骨折合并脑损伤对骨愈合和骨代谢的影响

背景：骨折周围神经损伤能够有效抑制破骨细胞活动,促进骨折早期愈合。目的：观察了大鼠肢体骨折合并脑损伤对骨密度、骨微结构、骨生物力学特征和骨代谢影响。 方法：63只大鼠随机分为假手术组、单纯骨折组和脑损伤合并骨折组。在术后3周、6周和3个月分批麻醉处死动物保存骨骼和血清标本,检测骨密度、骨微结构和生物力学性能以及血清Ⅰ型胶原氨基末端肽和骨钙素水平的变化。 结果与结论：与单纯骨折组相比,在造模3周和6周后,脑损伤合并骨折组胫骨近端的骨密度、松质骨微结构骨体积分数、骨小梁厚度、胫骨皮质骨截面总面积和骨髓腔面积、胫骨极限载荷和极限应力、血清原氨基末端肽和骨钙素水平均显著增高(P < 0.05),造模后3个月,3组间上述指标均差异无显著性意义。结果证实,脑损伤可增加骨折局部骨密度,改善骨微结构,提高生物力学性能,以此促进骨折局部的骨愈合和骨代谢。中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

中等强度运动对去卵巢大鼠骨质疏松及骨形态发生蛋白2信号通路的影响

目的 探讨中等强度运动对去卵巢大鼠骨密度、骨质代谢、骨生物力学及骨形态发生蛋白2(BMP-2)信号通路的影响。 方法 将24只成年雌性SD大鼠随机分为假手术组、手术组与运动组，每组8只，假手术组仅切除双侧卵巢周围脂肪组织，手术组、运动组摘除双侧卵巢，摘除卵巢1周后运动组进行中等强度运动训练，共训练12周。12周后，进行股骨骨密度、生物力学、骨代谢、组织学检测，Western blotting检测股骨组织BMP-2、Runt相关转录因子2（Runx2）、Osterix及Smad1/5/8蛋白表达。 结果 手术组、运动组血钙、血磷、血抗酒石酸酸性磷酸酶(TRACP)浓度高于假手术组(P<0.05)，而运动组上述指标低于手术组(P<0.05)。手术组和运动组骨密度低于假手术组(P<0.05)，而运动组高于手术组(P<0.05)。手术组和运动组骨组织生物力学性能低于假手术组(P<0.05)，而运动组高于手术组(P<0.05)。组织学显示，运动组骨质疏松程度轻于手术组，骨组织内BMP-2表达量多于手术组。手术组和运动组BMP-2、Runx2、Osterix及Smad1/5/8蛋白表达低于假手术组(P<0.05)，而运动组上述蛋白表达高于手术组(P<0.05)。 结论 中等强度运动可改善去卵巢大鼠股骨的骨密度、生物力学性能与骨代谢，这一作用可能与BMP-2信号通路有关。     

兔胫骨平台骨折愈合中的骨密度变化

背景：目前对胫骨平台骨折的基础研究多集中在生物力学方面,对于其愈合过程中骨密度变化规律的研究很少。 目的：观察胫骨平台骨折愈合过程中的骨密度变化情况。 方法：选择18只新西兰大白兔制作胫骨平台骨折动物模型,骨折复位后用螺钉加压固定,分别于术后1,2,3,4,6,8周取胫骨标本。另取3只正常兔的胫骨标本作为对照。 结果与结论：双能X射线骨密度测量显示,术后1周骨密度值较对照组略有降低,2周时骨密度值明显增大且差异显著(P < 0.05)。3周时骨密度值陡然降低,3,4,6周时测得的骨密度值总体差异不大,4周时略为增高,8周时骨密度值又略微降低,3,4,6,8周数据比较差异无显著性意义。提示在良好的复位固定条件下,术后2周时骨折区域的骨密度值最高、成骨作用最强。     

基于柠檬酸合成的新型可降解螺钉生物相容性和生物力学特性的研究

目的 探讨聚柠檬酸复合纳米羟基磷灰石（POC-Click-HA）制作的新型生物可吸收松质骨螺钉治疗比格犬股骨外髁骨折的生物相容性及生物力学特性。 方法 健康成年比格犬9只,雌雄不限,体重8~11 kg,制备双侧股骨外髁骨折（AO分型33.B1型）模型。右侧采用POC-click-HA可吸收松质骨螺钉固定,作为实验组;左侧采用聚消旋乳酸PDLLA可吸收松质骨螺钉固定,作为对照组。术后观察实验动物一般情况,分别于术后4周、8周、12周处死3只动物,取材行大体观察、Lane-Sandhu组织学评分及生物力学分析。 结果 实验动物均存活至实验完成。大体观察两组骨折无移位,均于12周愈合,POC-click-HA组螺钉可见有新生骨组织从螺钉表面向内部生长。术后3个时间点对骨折部位进行Lane-Sandhu组织学评分,两组螺钉之间无统计学差异（P>0.05）。生物力学测试,4周POC-click-HA组钉-骨界面最大载荷低于PDLLA组（P<0.05）,8周和12周两者无显著差异（P>0.05）。 结论 POC-click-HA松质骨螺钉具有良好的生物相容性,生物力学性能满足固定比格犬股骨外侧髁B1型骨折。     

骨质疏松对骨生物力学性质影响实验研究

研究了正常大鼠股骨和维甲酸所致大鼠骨质疏松股骨的生物力学性质。选用了 175 g～ 2 4 5 g ,3月龄～ 4月龄Wistar大鼠 6 0只 ,随机分为正常对照组 30只 ,模型组 30只。对模型组大鼠灌服维甲酸 (70mg·kg-1·d-1) 2周 ,实验第 12周末处死大鼠 ,测定股骨骨密度。取胫骨制作脱钙切片 ,进行骨组织形态观察。取股骨进行拉伸、冲击实验和应力松弛、蠕变实验。测定股骨生物力学性能指标 ,得出了正常对照组和模型组股骨的拉伸应力、应变数据等。还得出冲击功、冲击韧性、应力松弛 ,蠕变数据和曲线。对应力松弛蠕变实验数据进行归一化处理 ,得出归一化应力松弛函数、蠕变函数及曲线。实验结果表明模型组的各项力学性能指标显著低于正常对照组 (P <0 .0 5 )。对骨质疏松对力学性能指标的影响进行分析讨论。     

大鼠脊髓损伤继发骨质疏松生物力学性质实验研究

研究了正常大鼠骨和脊髓损伤所致大鼠骨质疏松骨的生物力学性质。选用280g～320g4月～5月龄Wistar雄性大鼠70只，随机分为0周空白对照组10只，3周对照组10只，7周对照组10只，11周对照组10只，三周实验组10只，7周实验组10只，11周实验组10只，0周空白组于0周处死，解剖取大鼠股骨、胫骨、肱骨，以生理盐水浸温的纱布包裹，置-20℃冰箱内保存备用。对3周、7周、11周对照组大鼠以咬骨钳将其椎板咬开，不破坏硬膜和脊髓，进行饲养。对3周、7周、11周实验组大鼠人为造成脊髓损伤后饲养，复制骨质疏松模型。分别于3周、7周、11周处死对照组和实验组大鼠。取0周空白组和11周实验组胫骨制作脱钙切片进行骨组织形态观察。 取大鼠股骨进行弯曲实验，取肱骨进行拉伸实验，取胫骨进行冲击实验。取0周空白组、3周实验组、7周实验组、11周实验组大鼠股骨进行应力松弛、蠕变实验，得出了各组大鼠肱骨拉伸力学性能指标、各组大鼠股骨弯曲力学性能指标，各组大鼠胫骨冲击性能指标和大鼠股骨0周，3周、7周、11周对照组大鼠股骨应力松驰、蠕变数据及曲线。实验结果表明，模型组和对照组的各项力学性能指标显著低于0周空白组（P〈0．05）。对脊髓损伤导致大鼠骨质疏松对骨力学性能指标的影响进行分析讨论。     

淫羊藿总黄酮调控Wnt/β-catenin信号通路对去卵巢大鼠抗骨质疏松作用研究

目的 通过淫羊藿总黄酮(TFE)对去卵巢大鼠骨组织Wnt/β-catenin信号通路及腰椎骨和股骨生物力学性能影响研究,探讨TFE对去卵巢大鼠抗骨质疏松的可能机制.方法 选用40只90天龄的SPF级SD雌性大白鼠,随机分为4组:对照组、去卵巢组(OVX)组、去卵巢+己烯雌酚(DES)组、去卵巢+淫羊藿总黄酮(TFE)组.实验持续12周后处死全部大鼠,取腰椎骨、股骨分别测量生物力学参数及骨密度.免疫蛋白印迹法检测各组大鼠胫骨骨皮质区p-GSK3-β(thr9)、RANKL、OPG、β-catenin蛋白表达水平.结果 与对照组比较,OVX组大鼠股骨、腰椎骨的生物力学性能及骨密度下降(P＜0.05);DES组、TFE组股骨和腰椎骨的生物力学性能和骨密度较去卵巢OVX组明显改善(P＜0.05);两治疗组的组间差异无统计学意义(P＞0.05).免疫蛋白印迹法提示去卵巢大鼠分别加用TFE、DES治疗后,胫骨蛋白β-catenin、OPG表达上调,p-GSK3-β(thr9)、RANKL表达下调.结论 淫羊藿总黄酮能够改善去卵巢大鼠的骨生物力学性能,上调Wnt/β-catenin信号通路,从而改善骨质疏松.     

仙灵骨葆对大鼠骨质疏松性骨折愈合的影响

背景：骨质疏松可延迟骨折愈合,仙灵骨葆对骨质疏松性骨折愈合的影响及其机制尚有待研究。 目的：观察骨质疏松对大鼠股骨干骨折愈合的影响以及仙灵骨葆的干预效果及其作用机制。 方法：50只3月龄雌性SD大鼠随机分成5组：正常对照组、骨质疏松组、正常骨折组、骨质疏松性骨折组、治疗组,前2组每组6只,后3组每组12只。去除大鼠双侧卵巢制备骨质疏松模型,8周后制备右侧股骨干中段横行骨折模型。治疗组给予仙灵骨葆灌胃250 mg/(kg•d),正常骨折组、骨质疏松性骨折组灌胃等量生理盐水,灌胃6周。 结果与结论：去卵巢后8周骨质疏松组的骨密度显著低于正常对照组(P < 0.05),说明骨质疏松模型制作成功;灌胃6周,骨质疏松性骨折组骨密度、X射线摄片评分、最大载荷均显著低于正常骨折组和治疗组(P < 0.05),但给予仙灵骨葆的治疗组仍显著低于正常骨折组(P < 0.05)。以上结果提示骨质疏松大鼠骨折愈合过程延迟,仙灵骨葆对骨质疏松大鼠骨折愈合具有积极促进作用。     

糖皮质激素对大鼠骨折愈合方式的影响

目的:探讨糖皮质激素对大鼠骨干骨折愈合方式的影响。方法:取3月龄雌性SD大鼠60只分为实验组和对照组,实验组肌肉注射醋酸强的松5mg·kg-1.d-1,对照组注射等容积的生理盐水。3周后制成胫骨干骨折模型,骨折后不同阶段处死,分别进行组织学、骨密度、Western印迹检测骨痂中Ⅱ型胶原蛋白的表达以及生物力学测定。结果:肌肉注射醋酸强的松3周后骨密度检查证实模型制造成功。骨折后第3d2组均开始形成原始骨痂;第2周实验组软骨骨痂明显比对照组少,第4-6周实验组骨痂面积高于对照组,且软骨骨痂比例较高,骨密度减低。实验组中Ⅱ型胶原蛋白表达明显延迟。第6周生物力学测定对照组实际最大载荷为(69.77±8.46)N,较实验组(51.38±3.37)N增加35.8%。结论:大剂量糖皮质激素在大鼠骨折早期延缓软骨骨痂的产生,在骨折中后期使软骨性骨痂至骨性骨痂演变过程减缓。Ⅱ型胶原蛋白的表达延迟可能是其对骨折愈合产生不利影响的原因之一。     

脊髓损伤继发骨质疏松动物模型骨力学性质实验研究

目的 研究正常大鼠骨和脊髓损伤所致大鼠骨质疏松骨力学性质,为临床提供生物力学参数.方法 选用280～320 g,4～5月龄wistar雄性大鼠77只,随机分为0周空白对照组11只,3周对照组11只,7周对照组11只,11周对照组11只,三周实验组11只,7周实验组11只,11周实验组11只.0周空白组于0周处死,解剖取大鼠股骨、胫骨、肱骨,以生理盐水浸温的纱布包裹,置-20℃冰箱内保存备用.对3、7、11周对照组大鼠以咬骨钳将其椎板咬开,不破坏硬膜和脊髓,人为造成脊髓损伤后饲养,复制骨质疏松模型.分别于3、7、11周处死对照组和实验组大鼠.取大鼠股骨进行压缩实验,取肱骨进行剪切实验,取胫骨进行扭转实验.结果 得出了各组大鼠股骨压缩力学性能指标、肱骨剪切力学性能指标和胫骨扭转力学性能指标.结论 实验组和对照组的各项力学性能指标显著低于0周空白组(P＜0.05).     

不同剂量糖皮质激素对大鼠骨密度和生物力学性能的影响

目的通过双能X射线骨密度仪(dual energy X-ray absorptiometry,DXA)、骨生物力学测试及骨组织计量学等方法研究不同剂量糖皮质激素摄入对正常3月龄大鼠骨骼的影响。方法 31只SPF级3月龄SD雌性大鼠,随机分为正常对照组、地塞米松(Dex)1、2.5、5 mg/kg组,每周尾静脉注射给药2次,共8周,对照组给予生理盐水对照。给药结束后,离体股骨和第3腰椎通过DXA进行骨矿含量(bone mineral content,BMC)、骨矿密度(bone mineral density,BMD)测定,全股骨和第5腰椎分别进行三点弯曲和压缩力学实验,并通过骨组织病理切片观察胫骨近端骨小梁的显微结构并定量分析。结果与正常组相比,所有激素组大鼠体重均明显降低,腰椎BMC、BMD及最大压缩载荷均未明显下降,全股骨BMC均有所降低,但只有Dex 1 mg组全股骨和股骨远端、近端BMD降低;Dex 1 mg组三点弯曲实验断裂载荷、最大载荷和弹性载荷都明显降低,而Dex 2.5 mg、Dex 5 mg组只有弹性载荷仍低于正常对照组。激素组骨小梁有空间密度分布不均现象,骨代谢处于低转换。结论应用糖皮质激素8周对3月龄大鼠骨骼的不利影响股骨较腰椎明显,股骨骨量丢失,力学性能下降,两者均无剂量依赖性。更高剂量Dex并没有增加骨量丢失和力学性能改变。力学性能特别是弹性载荷下降以及骨小梁密度分布不均,提示糖皮质激素更多的是引起骨质量下降。临床上应用糖皮质激素时,应使用多种方法评价其对骨骼的副作用。     

不同植入物内固定修复股骨颈合并同侧转子下骨折：生物力学性能比较

BACKGROUND: Choosing internal fixator implants with good strength and stiffness is the key to repair femoral neck combined with ipsilateral subtrochanteric fractures. OBJECTIVE: To compare the biomechanical properties of different implant fixation for femoral neck combined with ipsilateral subtrochanteric fractures. METHODS: Totally 24 adult antiseptic cadaver specimens were used to produce fracture models with femoral neck fracture combined with 5 cm of ipsilateral subtrochanteri medical cortical defect, and were divided into femoral proximal locking plate group, lengthening proximal femur anti-rotation intramedullary nail group and lengthening proximal femoral nail group according to the random number table method. The results of axial compression test, torsion test and axial compression failure rest in three groups were compared. RESULTS AND CONCLUSION: The axial compressive stiffness and failure load in lengthening proximal femur anti-rotation intramedullary nail group were significantly greater than those in femoral proximal locking plate group and lengthening proximal femoral nail group, and those in lengthening proximal femoral nail group were significantly greater than those in femoral proximal locking plate group (P < 0.05). The torsional stiffness in femoral proximal locking plate group was significantly greater than that in lengthening proximal femur anti-rotation intramedullary nail group and lengthening proximal femoral nail group, and that in lengthening proximal femur anti-rotation intramedullary nail group was significantly greater than that in lengthening proximal femoral nail group (P < 0.05). The indexes of biomechanical properties of specimens at the 4th and 8th weeks after fixation in three groups were slightly increased compared with those in 0 week after surgery, but the difference was no statistically significant (P > 0.05). These results demonstrate that to a certain extent, compared with the femoral proximal locking plate and lengthening lengthening proximal femoral nail, lengthening proximal femur anti-rotation intramedullary nail fixation for repair of femoral neck combined with ipsilateral subtrochanteric fractures has more biomechanical advantages.       

康力龙对类固醇性大鼠骨质疏松骨密度和生物力学的影响

目的　从生物力学和骨矿含量测定角度研究康力龙对类固醇性大鼠骨代谢的影响。方法　采用 3月龄雄性SD大鼠 2 8只 ,随机分为基础对照组、年龄对照组、激素模型组和康力龙预防组。后两组给醋酸泼尼松 4 5mg·kg-1,ig ,2次 /周 ;预防组还给康力龙 0 5mg·kg-1·d-1,ig。 3个月后取股骨和第 5腰椎行骨密度测定 ,再行扭转、3点弯曲和压缩试验。结果　与年龄对照组比较 ,激素模型组股骨和第 5腰椎的总骨密度减少了 14 6 4 % (P <0 0 1) ;股骨干在 3点弯曲试验时所承受的载荷减少了17 1% (P <0 0 5 ) ;其余的力学参数都出现减少的趋势。与激素模型组比较 ,康力龙预防组股骨和第 5腰椎的总骨密度有所增加 ;股骨扭转角度明显增加 72 5 % (P <0 0 5 ) ,其余的力学参数都出现增加的趋势。结论　长期使用糖皮生激素 (GC) ,会使大鼠皮质骨和松质骨的骨密度和力学性能下降 ,从而易致骨折 ;应用康力龙则能阻止GC所致骨量丢失 ,还能增加其力学性能。     

Zinc supplementation can protect from enhanced risk of femoral neck fracture in male rats chronically exposed to cadmium

The aim of this study was to evaluate whether zinc (Zn) supplementation can protect from an enhanced risk of femoral neck fracture due to chronic exposure to cadmium (Cd). For this purpose, biomechanical properties of the neck and bone mineral density (BMD) at the proximal femur of rats receiving Cd (5 or 50 mg/l) or/and Zn (30 or 60 mg/l) in drinking water for 6 and 12 months were evaluated. The exposure to 5 and 50 mg Cd/l decreased the proximal femur BMD and affected biomechanical properties of the femoral neck. In the rats treated with 5 mg Cd/l, weakening of the femoral neck strength was observed after 12 months, whereas at higher exposure - already after 6 months. The supplementation with 30 and 60 mg Zn/l, enhancing its daily intake by 68% and 138%, respectively, compared to the standard diet, had beneficial influence on the femoral neck biomechanical properties during the exposure to Cd, but it had no impact on the proximal femur BMD. Zn administration during the 12-month exposure to 5 mg Cd/l totally prevented the weakening of the neck. Zn supplementation during the 6-month treatment with 50 mg Cd/l entirely prevented the Cd-induced decrease in the neck fracture strength; however, at the longer exposure to Cd the protective effect of Zn was only partial. The beneficial Zn influence was independent on its dose. The results allow the conclusion that an increase in the daily intake of Zn during moderate and relatively high exposures to Cd can reduce femoral neck susceptibility to fracture. Based on the findings, it seems that enhanced Zn consumption in subjects chronically exposed to Cd may, at least partly, protect from the enhanced risk of femoral neck fracture.     

骨髓间充质干细胞干预治疗骨质疏松症中的骨组织生物力学性能

目的以雷洛昔芬干预治疗骨质疏松为对照,用生物力学性能指标验证骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)干预治疗骨质疏松动物的效果。方法取6月龄雌性SD大鼠88只,随机分为骨质疏松动物模型组22只,正常对照组22只,雷洛昔芬干预组22只,骨髓间充质干细胞干预组22只。以摘除大鼠卵巢的方法建立骨质疏松动物模型。动物饲养4周后,分别以骨髓间充质干细胞和雷洛昔芬对骨质疏松动物进行干预治疗。于给药6周后检测各组大鼠血清Ca、P、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP),并取胫骨进行剪切实验,取股骨进行冲击实验,测试肱骨的骨密度(bone mineral density,BMD)。结果骨髓间充质干细胞干预组肱骨BMD,血清Ca、ALP,胫骨各项剪切力学性能指标和股骨各项冲击力学性能指标大于模型组及雷洛昔芬干预组,其血清P小于模型组及雷洛昔芬干预组(P<0.05)。结论骨质疏松动物通过以骨髓间充质干细胞干预后,肱骨BMD,血清Ca、ALP,骨的强度和韧性可以得到一定恢复。     

卵巢切除股骨骨折大鼠骨愈合中降钙素的作用

背景：降钙素可活化腺苷酸环化酶蛋白激酶A通路及磷脂酶C通路,抑制破骨细胞的活性,可能治疗骨质疏松性骨折。 目的：观察降钙素对去卵巢大鼠股骨骨折愈合的作用。 方法：构建双侧卵巢切除骨质疏松右股骨骨折SD大鼠模型,然后分别皮下注射生理盐水和降钙素(16 IU/kg),隔日1次,于骨折后3周和6周测量右股骨行骨密度,苏木精-伊红及抗酒石酸酸性磷酸酶染色,骨形态发生蛋白2及血管内皮生长因子免疫组化染色。 结果与结论：骨折后给予降钙素治疗的大鼠抗酒石酸酸性磷酸酶染色阳性细胞积分吸光度值较生理盐水治疗的大鼠显著减少(P < 0.05)。骨折后3周,两组骨折线均较清晰,骨痂体积无明显差别,骨折愈合以软骨内化骨过程为主,骨密度无显著性差异(P > 0.05)。骨折后6周,两组骨折线较模糊,骨痂体积无差别,骨小梁排列较有序,用药组股骨骨密度较对照组升高(P < 0.05)。两组在骨折后3周和6周的骨形态发生蛋白2及血管内皮生长因子差异无显著性意义(P > 0.05)。证实降钙素可以抑制去卵巢大鼠骨折部位破骨细胞活性,但无明显促进大鼠股骨骨折愈合的作用。     

糖尿病大鼠骨折愈合早期局部骨痂组织中Ⅰ型胶原纤维表达和骨密度的变化

背景：糖尿病患者骨折愈合过程中局部骨痂形成较差,成骨细胞增殖能力下降,骨折延迟愈合或者不愈合,而Ⅰ型胶原纤维和钙质成分是骨痂的主要成分。 目的：观察糖尿病大鼠骨折愈合早期过程中骨痂组织中Ⅰ型胶原纤维含量和骨密度的变化,分析糖尿病大鼠骨折愈合过程中骨折延迟愈合,或者不愈合的原因。 方法：10只腹腔内注射链脲佐菌素破坏胰岛细胞诱导为糖尿病大鼠,10只为正常对照大鼠,腹腔内注射等容量生理盐水。2组大鼠均造成右胫骨斜形骨折,于伤后第1,2,4,6周取骨痂组织进行检测。 结果与结论：正常对照组X射线片显示骨痂生成量多,骨折愈合程度明显优于模型对照组(P < 0.01),各组Ⅰ型胶原纤维表达均呈上升趋势,在第2周达到峰值,第4周下降,至第6周进一步下降。模型对照组骨痂中Ⅰ型胶原纤维表达和骨密度升高幅度明显低于正常对照组(P < 0.01)。提示糖尿病大鼠骨折愈合过程中较正常大鼠骨痂生成下降,骨痂中Ⅰ型胶原纤维表达和骨密度升高幅度同步下降。