拓扑优化技术在骨科植入物创新设计的应用进展

得益于近年来增材制造技术（又称3D打印技术）的迅速发展,有别于传统规格化骨科植入物,制造内外部结构复杂的新型植入物成为可能。有限元分析方法一直以来都是骨科植入物创新设计极具价值的研究手段之一,并具有高效率、低成本、可靠性高等特点,而在此基础上进一步延伸的拓扑优化技术因其在非参数结构优化中的广泛应用,现已从结构工程领域逐渐被拓展到定制化骨科植入物的设计中,初步显示出其巨大的应用价值。本文综述了拓扑优化技术在骨科植入物领域的应用和发展过程,特别对其在脊柱、关节和创伤骨科器械设计中的应用现状进行了详细的论述。最后,总结现有技术的局限性,展望了拓扑优化在定制化骨科植入物研究领域的发展趋势。     

两种方法治疗骨质疏松性粗隆骨折的疗效比较

目的 研究动力髋螺钉（DHS）和股骨近端髓内钉（PFN）对骨质疏松性股骨粗隆间骨折的治疗效果.方法 选取我院骨科2008年10月至2012年10月收治的骨质疏松性股骨粗隆间骨折患者86例,PFN组患者采用PFN内固定治疗,DHS组患者采用DHS内固定治疗.结果 与DHS组比较,PFN组患者的手术时间较短,术中出血量相对较少,骨折愈合时间短;PFN组优良率为93.02％,DHS组优良率为83.62％.结论 PFN治疗骨质疏松性粗隆骨折的效果较好.     

复合振动仪治疗骨质疏松对骨代谢影响的临床观察

目的 观察复合振动仪治疗骨质疏松(OP)对骨代谢的影响.方法 70例OP志愿者随机分成复合振动组和对照组,每组35例.复合振动组采用自行研制的复合振动仪进行全身振动治疗,振动频率45～55 Hz,振动强度0.5～0.8 g,1次/隔天,30 min/次,连续3个月,对照组不进行任何干预,于试验开始前3天、试验后第1、3个月分别检测各组碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素(OC)、抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)、钙磷乘积([Ca]×[P])的变化.结果 第3个月,复合振动组的ALP、OC、TRAP、[Ca]×[P]分别比试验前增加了44.6%、-9.4%、1.7%、7.5%,对照组的相应指标分别比试验前增加了22.8%、-13.3%、3.6%、4.7%,P值分别为0.108、0.788、0.606、0.171.结论 复合振动仪治疗OP对骨代谢的影响无统计学意义,但骨代谢的绝对值有变化.     

复合振动仪治疗原发骨质疏松症的短期临床疗效观察

目的 初步探讨复合振动仪治疗原发性骨质疏松症的有效性.方法 筛选了70例骨质疏松志愿者,治疗组35例,给予全身复合振动仪治疗,振动强度0.5～0.8 g,频率45～55 Hz,每周3～4次,每次30 min,连续治疗6个月.对照组35例,该组从观察开始到结束,维持原生活规律未作任何治疗.观察两组治疗前后腰椎L2～4BMD 及髋部Neck、大转部Troch、Wardps三角区骨密度变化情况.结果 6个月后,治疗组腰椎L2～4BMD 及髋部Neck、大转部Troch、Wards 三角区骨密度分别平均增长了6.9%、5.9%、5.9%、6.9%;对照组腰椎L2～4BMD 及髋部Neck、大转部Troch、Wards区骨密度分别平均降低了4.7%、4.8%、4.9%、5.1%;两组治疗前后BMD的变化差异均有显著性(P<0.01),治疗组和对照组的BMD改变差异均有显著性(P<0.01).结论 复合振动仪对原发骨质疏松症患者的骨密度增加有促进作用.     

Wnt-3a/eGFP双表达基因慢病毒载体的构建及其在大鼠骨髓间充质干细胞中的表达

目的构建双表达基因慢病毒载体pLV.EX3d.P/puro-EF1A>Wnt-3a>IRES/eGFP,用携带目的基因Wnt-3a及示踪基因增强型绿色荧光蛋白(eGFP)的慢病毒转导大鼠骨髓间充质干细胞(rat bone marrow mesenchymal stem cells,rBMSCs),建立能够持续激活Wnt信号通路的体外细胞模型。方法基于GatewayTM技术构建双表达基因慢病毒载体,经293FT包装并释放出病毒转导rBMSCs,检测Wnt-3a以及β-catenin的表达水平。结果经测序证实目的基因Wnt-3a及示踪基因eGFP片段按正确方向重组入目的载体中。用含Wnt-3a/eGFP的病毒上清转导rBMSCs,转导率超过85%。RT-PCR证实rBMSCs-Wnt3a过表达wnt-3a和β-catenin。结论携带目的基因Wnt-3a及示踪基因eGFP的慢病毒可以稳定转染rBMSCs,构建了能够持续激活Wnt信号通路的体外细胞模型。     

复合振动仪治疗骨质疏松对骨代谢影响6个月临床观察

目的观察复合振动仪治疗骨质疏松(osteoporosis,OP)对骨代谢的影响。方法70例骨质疏松志愿者随机分成复合振动组(whole body compound vibration training group)35例和对照组(control group)35例,复合振动组采用自行研制的复合振动仪进行全身振动治疗,振动频率45～55Hz,振动强度0.5～0.8g,30min/次,1次/隔天,连续6个月,对照组不进行任何干预,于试验第0、1、3、6个月分别检测复合振动组和对照组碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、骨钙素(osteocalcin,OC)、抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate-resistance acid phosphatase,TRAP)、钙磷乘积(calcium-phosphorus product,[Ca]×[P])的变化。结果第3、6个月,ALP、OC、TRAP、[Ca]×[P]的P分别为0.003、0.686;0.768、0.618;0.817、0.855;0.077、0.001。ALP早期呈上升的趋势,到第3个月形成一个峰值,然后呈下降趋势,[Ca]×[P]呈不断上升的趋势,OC、TRAP无明显变化趋势。结论复合振动可促进骨组织钙化、促进钙和磷以骨盐形式沉积于骨组织;连续治疗可能使人体产生耐受,降低复合振动的治疗效应,采取短时、间断的加载方式可能更有利于促进复合振动的成骨效果。     

皮质酮促进大鼠成骨细胞内脂质积聚的量效与时效作用的观察

目的探讨皮质酮作用下离体SD大鼠成骨细胞SREBP(固醇调节元件结合蛋白,sterol modulates the element binding protein)1、SREBP2、HMGCR(3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶,3-hydroxy-3-methyl malonate coenzyme A reductase)、FAS(脂肪酸合成酶,fatty acid synthase)的表达改变对细胞内脂质积聚的影响。方法采用多次胶原酶组织消化法获得新生SD大鼠颅骨中的成骨细胞作为研究对象,观察皮质酮作用后成骨细胞内脂质积聚的特征,以及SREBP1、SREBP2、HMGCR、FAS基因及蛋白表达。结果成骨细胞内Nile Red细胞内脂质染色可见成骨细胞内的脂质染色随皮质酮浓度的增加的逐渐增多,相同浓度的皮质酮在作用的24 h、48 h、72 h后未见明显差异;细胞内SREBP1、SREBP2、HMGCR、FAS基因表达在不同浓度皮质酮作用24 h后均明显增高,48 h、72 h后呈现下降趋势;细胞内SREBP1、SREBP2、HMGCR、FAS蛋白在1μmol/L皮质酮作用24 h后表达升高,48 h后与对照组未见明显差异,72 h后SREBP1、FAS表达降低,SREBP2表达升高,HMGCR未见明显差异。结论超生理剂量的皮质酮能促进成骨细胞内脂质异常沉积;不同浓度皮质酮作用成骨细胞24 h后能促进细胞内SREBP1、SREBP2、HMGCR、FAS基因表达;皮质酮作用成骨细胞24 h后促进成骨细胞内SREBP1、SREBP2、HMGCR、FAS蛋白的表达。     

阿仑膦酸钠治疗糖尿病合并骨质疏松的临床疗效分析

目的分析阿仑膦酸钠治疗糖尿病合并骨质疏松的临床治疗效果。方法对2009年至2012年我院骨科收治的55例糖尿病合并骨质疏松的患者进行对症治疗,采用阿仑膦酸钠治疗骨质疏松,半年后观察药物治疗骨质疏松的临床效果。结果经过对症治疗后,55例患者症状均有明显改善,骨密度检查显示腰椎、股骨粗隆、股骨颈、华氏三角区的骨密度值都有不同程度的增加。结论积极进行对糖尿病合并骨质疏松患者的治疗能够显著改善骨质疏松的症状,有效预防因为骨质疏松而导致的其他骨科疾病。     

阿仑膦酸钠联合振动式治疗仪治疗老年腰椎轻度压缩骨折的疗效及骨密度改变

目的探讨阿仑膦酸钠联合振动式治疗仪治疗老年腰椎轻度压缩骨折的疗效及骨密度改变。方法将2009年1月至2013年1月该院收治的老年腰椎轻度压缩骨折患者356例,随机分为观察组和对照组各178例。均经经皮椎体成形术治疗。术后两组均肌注鲑鱼降钙素50 U,1次/d,1 w后改鲑鱼降钙素鼻喷剂,连续使用至少半年。对照组术后每天口服阿法骨化醇软胶囊0.5μg,1粒/次,2次/d,每周静脉滴注唑来膦酸5 mg(100 ml),滴注时间≥15 min,观察组每周使用70 mg阿仑膦酸钠1次,并使用30 Hz振动式治疗仪每周治疗3次。两组均治疗12 w并随访12个月。比较两组骨折的愈合时间、随访期间发生跌倒和骨折的情况、治疗前后的腰椎和髋部骨密度、椎体压缩程度和疼痛症状评分。结果观察组达到影像学愈合的平均时间为(15.02±1.68)w,低于对照组的(20.84±2.15)w,且随访期间观察组跌倒和骨折的发生率分别为1.67%和5.00%,显著低于对照组的13.33%和16.67%(P0.05)。两组治疗后腰椎和髋部骨密度以及椎体压缩程度均出现不同程度的增加且观察组增加更明显,而两组治疗后数字疼痛评分得分均降低且观察组降低更明显(P0.05)。结论阿仑膦酸钠联合振动式治疗仪治疗老年腰椎轻度压缩骨折后患者达到影像学愈合的时间短,治疗后跌倒和骨折的发生少,腰椎和髋部骨密度以及椎体压缩程度增加,疼痛症状亦得到缓解,值得临床推广使用。     

白桦脂醇拮抗地塞米松诱导成骨细胞内脂质积聚影响细胞凋亡的实验研究

目的观察白桦脂醇和地塞米松共同作用于小鼠MC3T3-E1细胞后,内源性脂质蓄积与细胞凋亡中的关系。方法以MC3T3-E1细胞为研究对象,采用白桦脂醇和地塞米松共同作用于MC3T3-E1细胞,测定细胞内甘油三酯含量;NileRed荧光染色观察脂质蓄积情况;流式细胞技术测定成骨细胞凋亡率;ELISA法检测Caspase-3酶活性;采用Spearman等级相关进行脂质含量与成骨细胞凋亡相关性分析。结果白桦脂醇和地塞米松共同作用于小鼠MC3T3-E1细胞后,0.5μmol/L地塞米松(B组)与1.0μmol/L地塞米松组(C组)较空白组(A组),细胞凋亡率、Caspase-3酶活性均明显增高(P0.05),细胞内甘油三酯含量明显增加。2.0μg/ml白桦脂醇作用细胞后,地塞米松所致的细胞凋亡率上升与Caspase-3酶活性升高受到明显抑制,同时细胞内的甘油三酯蓄积降低。Spearman等级相关分析表明地塞米松诱导后的成骨细胞内脂质含量与细胞凋亡率呈正相关,r=0.412,P0.05。结论白桦脂醇可显著减轻地塞米松诱导的成骨细胞内脂质蓄积,降低细胞凋亡率;提示地塞米松所致细胞凋亡至少部分与细胞内脂质蓄积有关。