载异烟肼、利福平纳米羟基磷灰石-硫酸钙-壳聚糖人工骨在兔脊柱结核模型中的释药研究

目的 :研究载异烟肼(isoniazid,INH)、利福平(rifampicin,RFP)纳米羟基磷灰石(nHA)-硫酸钙(CSH)-壳聚糖(CTS)人工骨在兔脊柱结核模型病灶中的释药特点。方法:用结核分枝杆菌H37Rv标准株,采用侧腹入路的手术方法建立兔脊柱结核模型27只,其中雌性15只,雄性12只,3个月龄,平均体重为2.50±0.25kg,每只模型兔均在行结核病灶清除术后置入载INH、RFP纳米羟基磷灰石-硫酸钙-壳聚糖人工骨,按照时相点分为24h、72h和1周、2周、4周、6周、8周、10周、12周共9组,每组3只。采用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)测定各时相点动物模型病灶中椎体及椎旁肌肉中的INH及RFP的药物浓度,并研究其浓度与时间的关系。结果:人工骨中的INH在兔脊柱结核模型的病灶椎体中24h、72h和1周、2周、4周、6周、8周的药物浓度分别为75.66±1.95μg/g、48.46±2.34μg/g、30.69±2.74μg/g、20.34±1.63μg/g、9.36±1.17μg/g、5.19±1.40μg/g、2.73±1.19μg/g,在第10周以后未检测到药物浓度,INH在病灶椎旁肌肉中的各时相点浓度为39.51±2.25μg/g、23.65±1.55μg/g、16.39±2.10μg/g、10.38±1.44μg/g、3.66±0.79μg/g、1.89±0.73μg/g、0.26±0.10μg/g,在第10周以后未检测到药物浓度。对INH在同一时间的椎体和椎旁肌两种不同组织中的药物浓度进行两两比较,均有统计学意义(P0.05);RFP在动物模型的病灶椎体中24h、72h和1周、2周、4周、6周、8周、10周、12周的药物浓度分别为10.85±2.45μg/g、22.47±1.94μg/g、38.32±1.73μg/g、24.22±1.45μg/g、17.85±1.50μg/g、9.81±1.30μg/g、6.35±1.30μg/g、5.11±0.53μg/g、1.32±0.33μg/g,RFP在病灶椎旁肌肉中的药物浓度分别为5.39±1.50μg/g、20.66±1.29μg/g、48.72±2.24μg/g、32.27±1.63μg/g、15.58±1.88μg/g、8.69±0.79μg/g、3.43±0.39μg/g,在第10周后未检测到药物浓度。RFP在椎体和椎旁肌两个部位的药物浓度除72h、4周和6周外,其余时间点的差异均有统计学意义(P0.05)。结论:载INH、RFP纳米羟基磷灰石-硫酸钙-壳聚糖人工骨在兔脊柱结核模型病灶中可持续、长效的释放抗结核药物。     

斜外侧椎间融合联合单侧椎弓根钉棒固定术的三维有限元分析

目的 :运用三维有限元分析法验证斜外侧椎间融合术(oblique lateral interbody fusion,OLIF)辅助单侧椎弓根钉棒固定能否为相应单一融合固定节段提供足够的椎间稳定性。方法:在健康人L3～S1节段CT扫描数据的基础上,利用Mimics、Geomagic、3-Matic软件建立L3～S1三维有限元模型,设定为正常对照组(M0),以此为基础联合使用Freeform等软件分别建立L4/5节段OLIF单纯融合固定(Stand alone)模型(M1)、OLIF辅助单侧椎弓根钉棒固定(Wiltse入路)模型(M2)、OLIF辅助双侧椎弓根钉棒固定(Wiltse入路)模型(M3)。设定500N预载荷作用于L3顶端,再施加10N·m的力矩模拟脊椎直立、前屈、后伸、侧屈及旋转等生理活动,按上述加载条件作用于M0,对模型有效性性进行验证,同时按相同加载条件作用于各有限元模型,观察各有限元模型不同工况下L4/5节段相对活动度(ROM)、椎间融合器和椎弓根钉棒应力分布状况,记录最大应力值。结果:通过与文献数据比较,本有限元模型L4/5节段ROM在不同运动状态下与前人研究结果相近,证明本模型具备有效性。4组有限元模型前屈、后伸、左右侧弯、左右旋转运动状态下ROM值由小到大排序为M3、M2、M1、M0。M2相比M0、M1能较好地控制前屈和后伸,M2的ROM相比M0前屈后伸时变化幅度分别为75.43%、85.20%,相比M1变化幅度分别为58.88%、70.39%。M3相比M2前屈和后伸时稳定性亦较好,M3的ROM相比M2前屈后伸时变化幅度分别为25.55%、25.33%。除外变化幅度差异较小的右侧弯和右旋转状态,M2较M0的ROM变化幅度远大于M2与M3之间ROM的变化幅度。M2相较M0各工况下ROM变化幅度为14.08%～85.20%,M2相较M3各工况下ROM变化幅度为16.44%～25.55%。椎间融合器应力值方面,除直立时M2应力峰值略高于M1,其余运动状态下OLIF各手术组融合器应力峰值随着附加椎弓根钉棒数量的增加而表现出一定的下降趋势,这种趋势以后伸时表现最明显,幅度变化为109.14%。钉棒应力峰值方面,M2钉棒应力峰值除右侧弯时明显低于M3,左侧弯时略低于M3,其余运动状态下其钉棒应力峰值均高于M3,二者应力差异以右侧弯和后伸时较大,M2较M3分别变化-33.09%和76.79%。三组模型钉棒及椎间融合器应力峰值均远未达到其屈服强度。结论:OLIF联合单侧椎弓根钉棒固定模型可以为相应融合固定节段提供足够的椎间稳定性。     

载异烟肼及利福平白蛋白纳米粒治疗兔脊柱结核的实验观察

目的 :观察载异烟肼(isoniazid,INH)、利福平(rifampicin,RFP)白蛋白纳米粒治疗兔脊柱结核的临床疗效。方法:以结核分枝杆菌H37Rv标准株构建新西兰大白兔脊柱结核模型,选取造模成功的新西兰大白兔35只。随机分为3组,实验组(A组)和对照组(B组)各14只,空白对照组(C组)7只。A组耳缘静脉滴注载INH、RFP白蛋白纳米粒(INH 3mg/kg,RFP 4mg/kg,一周一次,共12周)。B组耳缘静脉滴注INH和RFP普通注射液(INH 3mg/kg,RFP 4mg/kg,一天一次,共12周)。C组耳缘静脉滴注生理盐水(7mg/kg,一天一次,共12周)。观察三组给药后6周、12周各组脊柱结核兔的体重及病灶CT变化,并在给药的6周和12周每组各处死3只兔留取病灶椎体组织标本病理检查,采用高效液相色谱法测定血液、病灶椎体、正常椎体及肌肉组织中两种药物浓度,评估载INH、RFP白蛋白纳米粒对于兔脊柱结核模型的临床疗效。结果:A组14只模型兔经治疗后全部成活且体重均增加,治疗6周、12周后纳米粒组兔平均体重为2.94±0.11kg、3.04±0.18kg,与治疗前比较差异有统计学差异(P0.05)。B组14例模型兔经治疗后均存活,4例出现后腿瘫痪的神经症状。治疗6周、12周后平均体重维持在2.5±0.2kg,与治疗前相比无统计学差异(P0.05)。A组治疗6周时组织病理观察到椎体呈现骨质破坏的炎症修复背景,大量淋巴细胞和嗜酸性粒细胞,还有一些浆细胞存在,治疗12周时后组织病理可见大量的成骨细胞和已经修复完成的骨质结构骨小梁形成,影像学显示模型病灶处碎片骨组织消失,周围脓肿和坏死被正常骨组织替代,病椎基本治愈。B组治疗6周时病灶椎体组织病理提示椎体骨质破坏炎症反应重,大量的坏死物及纤维素性渗出物。CT扫描提示病椎有部分修复,但仍有碎片征。治疗12周时病灶椎体组织病理可见椎体大量破骨细胞、间充质细胞、毛细血管,显示病灶处于修复期。CT显示病椎为不全修复,碎片征基本消失,但椎体内仍然存在小的空洞,周边硬化带形成。治疗6周时,A、B两组INH、RFP血浆药物浓度差异有统计学意义(P0.05),病灶椎体INH、RFP有效骨组织药物浓度差异有统计学意义(P0.05),肌肉组织INH、RFP药物浓度差异无统计学意义(P0.05),治疗12周时两组INH、RFP血浆药物浓度差异有统计学意义(P0.05),病灶椎体INH、RFP有效骨组织药物浓度较差异有统计学意义(P0.05),肌肉组织INH、RFP有效组织药物浓度差异无统计学意义(P0.05)。C组分别在给予安慰剂生理盐水耳缘静脉滴注45~60d内死亡。结论:与INH、RFP普通制剂相比,载INH、RFP白蛋白纳米粒具有良好的体内缓释特性以及病灶骨组织中的有效生物分布,在兔脊柱结核模型中的治疗效果显著优于普通制剂。     

载异烟肼、利福平纳米羟基磷灰石-硫酸钙人工骨体外降解及释药研究

目的:观察载异烟肼(isoniazid,INH)、利福平(rifampicin,RFP)纳米羟基磷灰石(n HA)-硫酸钙(CSH)人工骨体外降解情况并探讨其释药性能。方法:将制备好的人工骨置于37℃模拟体液中降解,分别于24h、72h及1、2、4、6、8、10、12周九个时相点取出,采用扫描电子显微镜观察人工骨表面降解程度,测量其质量变化,采用电子万能试验机测试每个时相点人工骨的抗压强度。将人工骨置于37℃PBS中释药,采用高效液相色谱法(HPLC)分别检测24h、72h及1、2、4、6、8、10、12周九个时相点时的INH、RFP的释放浓度,并计算出累计释药百分数,观察药物的缓释程度。结果:随着浸泡时间的延长,人工骨体积逐渐减小,颜色变白;扫描电镜观察人工骨表面晶体结构逐渐消失,孔隙减少,最终人工骨表面被无结构的降解物所覆盖;人工骨的质量及其抗压强度都随着人工骨的降解而逐渐减小,第8周时抗压强度仍接近松质骨的强度。人工骨释药过程中,INH于24h、72h及1、2、4、6、8周时相点时的累计释药百分数分别为:44.58%、71.06%、90.23%、95.98%、98.27%、99.72%、100.00%,10、12周时未检出。RFP于24h、72h及1、2、4、6、8、10、12周九个时相点时的累计释药百分数分别为:2.70%、16.82%、39.96%、61.71%、83.88%、96.38%、97.63%、98.00%、98.26%。结论:载异烟肼、利福平纳米羟基磷灰石-硫酸钙人工骨在体外稳定降解,并具有持续时间较长的有效缓释性能。     

一种新型腰椎峡部裂修复装置生物力学性能的三维有限元分析

目的：应用有限元分析的方法,研究一种新型腰椎峡部裂修复装置的生物力学性能。方法：采集一例健康志愿者腰椎CT数据进行三维重建,构建并验证L3～S1脊柱节段的非线性有限元模型（A）,在此基础上,分别建立L5峡部裂模型（B）、椎弓根螺钉U形棒固定模型（C）、新型腰椎峡部裂修复装置固定模型（D）。将4种模型的S1椎体下表面的自由度进行约束,在L3椎体上表面分别施加500N的轴向压缩力和10N·m的力矩载荷来模拟腰椎前屈、后伸、左右侧弯及左右旋转6种运动状态,比较各有限元模型在不同运动状态下的腰椎活动度（range of motion,ROM）、L5棘突根部应力和峡部的轴向压力。结果：与相关文献数据比较,模型A在L4～L5,L5～S1节段的ROM与既往研究结果相近,证明本模型有效。在六种运动状态下,模型C和模型D的ROM比模型B分别下降了16.46%～55.98%、17.48%～40.65%;模型D的ROM比模型C平均大0.44°。相较于模型C,模型D在前屈、后伸、左右侧弯及左右旋转时,L5棘突的最大应力分别减少了12.71%、54.95%、58.46%、53.97%、46.91%及72.34%...     

脊柱结核动物模型建立的研究进展

骨与关节结核是较为多见的肺外结核。在骨与关节结核患者中,超过50%的患者发病部位位于脊柱。近些年,国内外学者对于脊柱结核的药物缓释、手术方式、内置物等治疗的研究内容逐渐增多,这些研究主要是建立类似于人体脊柱结核病变的动物模型。作者对于近年来脊柱结核动物模型建立的重要内容进行综述,以期使相关研究者了解脊柱结核动物模型建立的特点。     

结核杆菌裂解物刺激后的成骨细胞来源外泌体对破骨细胞的影响

目的:研究结核分枝杆菌裂解物(MTL)刺激后的成骨细胞来源外泌体(MTL-OB-Exo)对破骨细胞形成的影响。方法:采用细胞增殖与毒性实验(Cell Counting Kit-8,CCK-8)确定MTL的最佳剂量为35.9ng/ml,用最佳剂量的MTL刺激小鼠成骨细胞,采用差速离心法分离、提取MTL-OB-Exo和正常小鼠成骨细胞来源外泌体(OB-Exo),经透射电镜观察其形态及大小,采用蛋白质印迹法(Western Blot,WB)检测外泌体跨膜蛋白CD9和成骨细胞特异性碱性磷酸酶(AKP)的表达。将小鼠破骨细胞的前体细胞单核巨噬细胞(RAW264.7),按不同的干预方式分为三组:实验组,MTL-OB-Exo(10ng/ml);对照组,OB-Exo(10ng/ml);空白组,不予任何处理。培养4d后,在光学显微镜下观察RAW264.7的分化情况,并采用抗酒石酸酸性磷酸酶染色法(tartrate resistant acid-phosphatase,TRAP),观察各组破骨细胞的形态并计数,比较破骨细胞形成的数量。同样的分组条件下,将干预后的细胞在骨磨片上培养10d,采用亚甲蓝染色,观察各组骨吸收陷窝的形态并计数,比较骨吸收陷窝形成的数量。结果:MTL-OB-Exo为直径30～100nm的圆形或椭圆形结构,高表达CD9和AKP蛋白。采用不同的方式对RAW264.7进行干预后,实验组破骨细胞形成的数量为39.60±1.95个,显著高于对照组(30.20±1.64个)和空白组(28.80±1.58个),差异有统计学意义(P0.05);实验组骨吸收陷窝数量为21.40±1.52个,显著高于对照组(16.20±1.30个)和空白组(14.40±1.52个),差异有统计学意义(P0.05)。结论:MTL-OB-Exo可以诱导并增强破骨细胞的形成,造成骨质破坏。