盐酸巴马汀抑制聚甲基丙烯酸甲酯颗粒诱导骨溶解的实验研究

  目的 观察破骨细胞在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）颗粒诱导的骨溶解中的反应,以及盐酸巴马汀对破骨细胞的抑制作用。方法 将40只小鼠随机分为4组,构建颅骨模型。A、D组小鼠颅骨表面注射生理盐水,B、C组注射PMMA颗粒悬液。1 d后A、B组小鼠颅骨植入颗粒处局部注射PBS,C、D组注射盐酸巴马汀。14 d后处死小鼠,取出颅骨进行相关检查。结果 B组骨溶解明显,炎性细胞及破骨细胞计数较其余3组增多（P0.05）。骨矿物质密度和骨矿物含量检测结果显示,A、D组高于B、C组（P<0.05）,而C组又明显高于B组（P<0.05）。结论 PMMA颗粒可以诱导骨溶解;盐酸巴马汀可抑制破骨细胞的分化成熟,进而抑制PMMA颗粒诱导的骨溶解,对假体无菌性松动有防治作用。     

辛伐他汀和红霉素对人工关节松动模型小鼠的干预效果

目的通过动物实验模型模拟假体周围骨溶解并行药物干预,探讨辛伐他汀和红霉素防治人工关节无菌性松动的可能性。方法清洁级8周龄近交系雌性BALB/c小鼠40只,其中8只断颈处死后取出颅骨,将颅骨剪切成4 mm×3 mm的骨片备用;另32只构建小鼠气囊植骨模型,分为4组,每组8只。空白对照组小鼠气囊和腹腔内均注入生理盐水;颗粒刺激组小鼠气囊内注入聚乙烯磨损颗粒,腹腔内注入生理盐水;辛伐他汀组小鼠气囊内注入聚乙烯磨损颗粒,腹腔内注入辛伐他汀;红霉素组小鼠气囊内注入聚乙烯磨损颗粒,腹腔内注入红霉素。2周后处死小鼠,取出颅骨骨片和周围囊壁组织,并对所取标本进行苏木精-伊红染色以检测囊壁炎性细胞渗出数目,进行抗酒石酸酸性磷酸酶染色以观测植入骨与囊壁界面破骨细胞激活情况,酶联免疫吸附测定法检测囊壁和颅骨组织匀浆中白细胞介素-1(IL-1)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平。结果颗粒刺激组、辛伐他汀组、红霉素组小鼠炎性细胞渗出数目均高于空白对照组(P<0.05);辛伐他汀组、红霉素组小鼠炎性细胞渗出数目均少于颗粒刺激组(P<0.05);辛伐他汀组小鼠炎性细胞渗出数目与红霉素组比较差异无统计学意义(P>0.05)。颗粒刺激组、辛伐他汀组、红霉素组小鼠破骨细胞数目均高于空白对照组(P<0.05);辛伐他汀组、红霉素组小鼠破骨细胞数目均少于颗粒刺激组(P<0.05);辛伐他汀组小鼠破骨细胞数目与红霉素组小鼠比较差异无统计学意义(P>0.05)。颗粒刺激组、辛伐他汀组、红霉素组小鼠囊壁与颅骨组织匀浆中IL-1、TNF-α水平均高于空白对照组(P<0.05);辛伐他汀组、红霉素组小鼠囊壁与颅骨组织匀浆中IL-1、TNF-α水平均低于颗粒刺激组(P<0.05);红霉素组小鼠囊壁与颅骨组织匀浆中IL-1水平低于辛伐他汀组(P<0.05),TNF-α水平高于辛伐他汀组(P<0.05)。结论辛伐他汀和红霉素均能有效抑制磨损颗粒诱导的骨溶解,有望成为防治人工关节松动的药物。     

一种磨损颗粒诱导的骨溶解模型的制作

目的探讨用磨损颗粒诱导小鼠颅骨发生骨溶解,建立骨溶解模型。方法20只BALB/C小鼠随机分为两组,A组为空白对照组,接受假手术;B组为钛颗粒骨溶解模型组,将钛颗粒置入小鼠颅顶骨,10天后取出颅骨,进行病理学分析。结果HE染色中B组骨吸收明显增加,骨小梁结构紊乱及骨质疏松;计算颅骨正矢状线骨破坏溶解面积A组为(0.075±0.012)mm2,B组为(0.372±0.011)mm2;TRAP染色中破骨细胞数目A组为(10.1±1.1)个,B组为(32.3±4.2)个。与A组相比,B组可明显增加骨溶解(P<0.001)及破骨细胞生成(P<0.001),TRAP染色与HE染色结果相符。结论将钛颗粒置入小鼠颅顶骨建立骨吸收模型的方法,实验证实具有可行性,可为人工关节无菌性松动的研究提供实验基础。     

低强度超声对颅骨溶解模型小鼠磨损颗粒诱导的骨溶解效应的影响

目的:探讨低强度超声在小鼠颅骨溶解模型中对破骨细胞增殖分化的干预,为临床治疗关节松动提供理论依据。方法：选择30只BALB/c小鼠,按随机数字表法分为空白对照组、颗粒组和超声组,每组10只。采用改良磨损颗粒法复制小鼠颅骨溶解模型,在术后15 d获取小鼠颅顶骨骨组织标本,HE染色观察炎细胞渗出量和骨溶解面积变化;扫描电镜检测骨片吸收陷窝面积百分比;抗酒石酸酸性磷酸酶染色（TRAP）观察破骨细胞增殖分化;免疫组织化学染色定位观察损伤骨组织中骨保护素（OPG）的表达变化。结果：HE染色,与空白对照组比较,颗粒组和超声组炎细胞渗出量和骨溶解面积明显增加（P<0.01）;与颗粒组比较,超声组骨溶解面积明显降低（P<0.05）,而2组炎细胞渗出量比较差异无统计学意义（P>0.05）。扫描电镜,超声组骨片吸收陷窝面积百分比显著低于颗粒组（P<0.01）。TRAP染色,超声组破骨细胞数量明显低于颗粒组（P<0.01）。免疫组织化学,超声组OPG阳性细胞数明显高于颗粒组及空白对照组（P<0.05）。结论：低强度超声能抑制小鼠颅骨溶解模型中破骨细胞的增殖分化,有效降低聚乙烯磨损颗粒所致的骨溶解效应,从而增强关节假体周围骨的密度和强度,降低关节松动的发生率。     

血管内皮生长因子在磨损颗粒诱导骨溶解中的作用研究

运用小鼠植骨气囊模型,观察局部注射血管内皮生长因子(VEGF)及VEGF抑制剂bevacizumab对磨损颗粒诱导骨溶解的影响,进一步探讨VEGF在人工关节无菌性松动中的作用。方法将40只小鼠按随机数字表法分成空白对照组、颗粒组、VEGF刺激组、VEGF抑制组,每组10只。在小鼠背部皮下注射无菌空气形成气囊,继而将近交系小鼠(10只)颅骨片植入气囊。在颗粒组、VEGF刺激组、VEGF抑制组小鼠气囊内注入磨损颗粒,空白对照组则注入PBS。气囊植骨后隔天分别在VEGF刺激组和VEGF抑制组小鼠气囊内注入重组人血管内皮生长因子(rh-VEGF)和bevacizumab进行干扰,颗粒组和空白对照组则注入生理盐水。植骨2周后取囊壁和植入颅骨组织进行HE染色检测炎症反应情况及骨片吸收情况;采用抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色观察破骨细胞的分化成熟情况;取组织匀浆液应用ELISA方法检测炎性细胞因子IL-1β、TNF-α浓度;qRT-PCR进一步检测炎性细胞因子IL-1β、TNF-αmRNA表达水平。结果磨损颗粒诱导囊壁产生明显炎症反应及骨溶解。颗粒组囊壁厚度、细胞密度及TNF-α、IL-1β等炎性因子表达均较空白对照组明显增加(均P<0.05),局部注射VEGF进一步促进磨损颗粒诱导囊壁产生炎症反应及骨溶解,而bevacizumab则使囊壁炎症反应及骨溶解受到了明显抑制。结论磨损颗粒在体内可以诱导VEGF的表达,而VEGF抑制剂可抑制其诱导的炎症反应及骨溶解。     

盐溶法构建磨损颗粒诱导小鼠颅骨溶解模型方法的建立及评价

目的：探讨构建新型磨损颗粒诱导的骨溶解模型,为研究人工关节无菌性松动提供简单、方便的实验动物模型。方法：制备无菌盐包埋磨损颗粒;采用随机数字表法将50只BALB/c小鼠分为空白对照组、纯盐组、气囊植骨组和盐包埋磨损颗粒组,其中气囊植骨组20只,其他各组10只;气囊植骨组小鼠术后21 d,余3组术后14 d获取小鼠颅骨组织标本,HE染色观察炎细胞渗出量和骨溶解面积;扫描电镜观测骨片吸收陷窝面积百分比;抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP）染色检测破骨细胞增殖分化。结果：HE染色,与空白对照组和纯盐组比较,气囊植骨组和盐包埋磨损颗粒组小鼠的炎性细胞渗出量、骨溶解面积明显增大（P<0.01）;与气囊植骨组比较,盐包埋磨损颗粒组小鼠TRAP染色破骨细胞数量明显增多（P<0.01）;扫描电镜观察,盐包埋磨损颗粒组小鼠骨片吸收陷窝面积百分比显著高于气囊植骨组（P<0.01）。结论：盐溶法是一种简单、经济、快速准确的构建小鼠颅骨溶解模型方法,能够真实模拟人工关节松动发生的病理过程。     

聚甲基丙烯酸甲酯颗粒诱导骨溶解实验研究

目的通过动物模型,探讨聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)诱导骨溶解对破骨细胞和骨溶解的影响,研究PMMA颗粒诱导假体周围骨质溶解的机制。方法选用8周龄BALB/c小鼠30只分为两组,小鼠背部注射无菌空气形成气囊后植入同系小鼠的颅骨,实验组小鼠注入PMMA颗粒,对照组注入等量生理盐水,14d后处死小鼠,对气囊组织及颅骨进行破骨细胞激活相关基因(RANK/RANKL)及自噬组织形态学检查。结果实验组抗酒石酸酸性磷酸酶染色(TRAP)阳性的破骨细胞(21.31±6.32)明显高于对照组(7.45±3.23),免疫组织化学结果显示实验组自噬相关蛋白微管相关蛋白1轻链3(LC3)、自噬基因(Beclin1)抗体染色评分等级明显高于对照组。实时定量聚合酶链反应显示实验组RANK基因mRNA含量(1.35±0.05)较对照组显著性增加(1.18±0.03)(P<0.05)。结论 PMMA诱导的自噬参与了骨溶解的形成。     

健骨颗粒对钛颗粒诱导的骨溶解模型大鼠OPG/RANKL/RANK mRNA的调控作用

目的研究健骨颗粒对钛颗粒诱导的骨溶解模型大鼠OPG/RANKL/RANK系统相关因子的影响,探讨其防治人工关节假体无菌性松动发病机制。方法 40只SD大鼠随机取10只将其颅骨骨片作为供体,其余30只制备植骨气囊模型后随机分为对照组、模型组和健骨颗粒组各10只,其中模型组和健骨颗粒组建立肽颗粒诱导的骨溶解病理模型。造模后健骨颗粒组予健骨颗粒混悬液灌胃,对照组和模型组予等量生理盐水灌胃,连续灌胃2周。灌胃结束后取出完整气囊,HE染色观察植骨气囊壁形态变化,ELISA法检测IL-1β、TNF-α含量,Real-time PCR法检测OPG、RANKL mRNA表达。结果 HE染色中对照组气囊壁炎症反应较轻、无明显骨溶解,模型组气囊壁厚度增加、炎细胞浸润以及骨溶解,健骨颗粒组炎细胞浸润、骨溶解程度较模型组低。与对照组比较,模型组IL-1β、TNF-α含量及RANKL mRNA表达明显升高(P<0.05),OPG mRNA表达及OPG/RANKL明显降低(P<0.05);与模型组比较,健骨颗粒组IL-1β、TNF-α含量及RANKL mRNA表达明显降低(P<0.05),OPG mRNA表达及OPG/RANKL明显升高(P<0.05)。结论健骨颗粒可能通过降低炎性反应、上调OPG/RANKL mRNA比值来抑制钛颗粒诱导骨溶解,这可能是其防治人工关节无菌性松动的作用机制之一。     

去亚甲基小檗碱抑制破骨分化减轻钛颗粒诱导的骨溶解

目的 探讨去亚甲基小檗碱(demethyleneberberine, DMB)对破骨细胞和骨溶解的抑制作用。方法 将20只雄性C57BL/6小鼠随机分为假手术组、钛(Ti)颗粒组、低剂量组(1mg/kg DMB)和高剂量组(10mg/kg DMB),2周后收集标本行显微计算机断层扫描和组织学分析;CCK-8法检测不同浓度DMB对小鼠骨髓巨噬细胞的毒性;抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate resistant acid phosphatase, TRAP)染色检测成熟破骨细胞形成;实时荧光定量聚合酶法检测各组破骨细胞分化基因的表达情况。结果动物实验表明,与钛颗粒组比较,DMB能够明显抑制钛颗粒诱导的骨溶解,减轻骨破坏;细胞实验表明DMB在无明显细胞毒性的浓度下能抑制破骨细胞的形成和破骨细胞分化相关基因的表达。结论 去亚甲基小檗碱可以通过浓度依赖的方式抑制破骨细胞的分化与成熟,有望成为治疗磨损颗粒诱导的假体周围骨溶解的潜在药物。     

IL-4与骨保护素联合抑制聚乙烯磨损颗粒诱导的溶骨效应

目的运用小鼠植骨气囊模型,研究白介素-4(IL-4)与骨保护素(OPG)联合减少骨破坏吸收防治人工关节松动的效应。方法在小鼠背部注入空气形成气囊,取同源小鼠的颅骨植入气囊内。将已制成的气囊模型小鼠分成3组:对照组(气囊注入聚乙烯颗粒及生理盐水);IL-4组(气囊内注入聚乙烯颗粒及IL-4);联合组(气囊内注入聚乙烯颗粒、IL-4及OPG),3周后取囊壁和植入颅骨组织进行HE染色检测炎症反应情况及炎症细胞渗出量;取组织匀浆液应用ELISA方法检测炎性细胞因子(IL-1、TNF)浓度;抗酒石酸酸性磷酸酶染色观察破骨细胞的分化成熟情况;应用扫描电镜检测骨片吸收情况。结果(1)HE染色检测炎症细胞渗出量IL-4组、联合组明显少于对照组(P<0.05)。(2)ELISA法检测炎性细胞因子(IL-1、TNF)浓度IL-4组与联合组均明显少于对照组(P<0.05)。(3)抗酒石酸酸性磷酸酶染色阳性区域与视野面积的百分比IL-4组与联合组明显少于对照组,且联合组较IL-4组染色面积也有显著减少(P<0.05)。(4)应用扫描电镜检测骨片吸收陷窝面积与视野面积的百分比IL-4组与联合组明显少于对照组;且联合组较IL-4组的骨片吸收面积有显著减少。讨论证实IL-4不仅能明显减轻炎症情况,并且能明显减少破骨细胞的激活、骨破坏吸收情况,抑制聚乙烯磨损颗粒所致的骨吸收效应。IL-4与OPG联合应用于小鼠植骨气囊模型中,其抑制骨吸收效应更加明显。     

3D打印多孔钛金属植入物不同孔隙率对骨长入影响的实验研究

目的通过动物实验探讨3D打印多孔钛金属植入物不同孔隙率对骨长入的影响。方法18只健康新西兰兔随机分为A、B、C组,各6只。利用3D打印技术制备3种孔隙率的多孔钛板:A组35%,B组55%,C组75%,分别将多孔钛板植入兔股骨干置板区域。于术后第4、16周取股骨干标本进行X线片、大体观察和组织学观察,比较3组新生骨形成率。结果术后4周,各组钛板周围及与骨面间可见纤维组织,未见明显骨痂形成,X线片见部分钛板与骨面有间隙;术后16周,各组钛板周围及与骨面之间有新骨形成连接,个别钛板被骨痂包裹,X线片见钛板与骨面贴合紧密。组织学观察:A组钛板边缘有新骨生成,但中间孔隙内仅有少量骨组织长入;B组钛板孔隙内部分骨组织长入,但与钛板之间存在一定缝隙;C组钛板孔隙间新骨长入密度较高,且与钛板结合紧密。3组新生骨形成率差异有统计学意义（P < 0.01）,A组均明显低于B、C组（P < 0.01）,B组亦明显低于C组（P < 0.01）。结论3D打印多孔钛板的孔隙结构,可以允许新生骨长入;不同孔隙率影响3D打印钛金属植入物的新生骨长入效果,75%孔隙率较35%、55%更有利于骨长入,可与经适当处理的皮质骨表面实现良好的骨性融合。     

异基因大鼠骨髓间充质干细胞成骨效应的初步观察

目的观察异基因大鼠骨髓间充质干细胞（MSCs）的成骨效应。方法将BN品系大鼠来源的MSCs（A组）和经成骨诱导的MSCs（B组）分别与其松质骨制备的脱钙骨基质（DBM）构建组织工程骨,然后分别移植到F344品系大鼠肌袋内,以空白DBM作为对照（C组）。术后6、12、18周通过X线、HE染色和血清碱性磷酸酶检测观察移植物的成骨效应。结果术后X线显示：A和B组在12周时才出现云雾状骨块影像,边界模糊,而C组未显像;18周A和B组骨块显影较12周时明显清晰,C组有云雾状骨块影像。HE染色显示：所有动物6周时均有炎症细胞浸润,未见新生骨小梁;12周时炎症细胞减少,A和B组的新生骨小梁较C组明显增多;18周时炎症细胞消失,A和B组骨小梁较C组明显趋于成熟。血清碱性磷酸酶检测显示：各组6周最低;12周数值最高,其中B组高于A组,C组明显偏低;18周较12周降低,B组和A组仍远高于C组。结论由未诱导的和经成骨诱导的异基因MSCs分别构建的组织工程骨均具有异位成骨能力。提示异基因MSCs可作为种子细胞构建异基因组织工程骨。     

不同时间低压低氧刺激对大鼠肺动脉压力及肺组织的影响

目的 观察不同低压低氧刺激时间对大鼠平均肺动脉压力、肺组织及酪氨酸激酶中血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、血小板源性生长因子(platelet derived growth factor,PDGF)、成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor,FGF)表达水平的影响。方法 将32只雄性SD大鼠采用抽签法随机分为4组,A组正常海拔环境下饲养21 d;B组持续低压低氧环境(低压低氧舱模拟海拔5 000米高度)21 d,C组每天6 h低压低氧环境持续21 d,D组间断24 h(隔天)低压低氧环境21 d,光照、饮食、饮水等因素相同。利用BL-420S生物信号采集系统,通过右心导管法测量每组大鼠肺动脉压力;HE染色观察每组大鼠肺组织;ELISA方法测定每组大鼠血清中VEGF、PDGF、FGF表达量。结果 ①B、C、D组大鼠平均肺动脉压力较A组升高(P＜0.05),其中B组升高最明显,平均肺动脉压力为(27.4±1.2) mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),其次为D组,平均肺动脉压力为(22.1±1.1) mmHg。②B、C、D组大鼠肺血管周围均可见淋巴细胞浸润,B、D组大鼠肺组织可见炎症细胞及纤维组织引起的局部实变,亦可见局部肺泡过度充气,呈肺气肿表现。③B、C、D组VEGF、PDGF、FGF表达量较A组明显升高(P＜0.05)。结论 间断低压低氧刺激可以诱发大鼠肺动脉压力升高,但是间断低压低氧6 h、间断低压低氧24 h持续21 d的大鼠平均肺动脉压力未达到25 mmHg;间断低压低氧导致肺内炎症细胞浸润增多、肺泡壁结构破坏,进而造成肺实变、肺气肿病变;VEGF、PDGF、FGF等酪氨酸激酶表达量明显升高。     

人工关节磨损微粒在界面中的分布及运动

目的 :观察人工关节置换中的磨损微粒在动物体内的分布及运动。　方法 :取成年新西兰兔 32只 ,在兔的股骨远端沿股骨轴线钻孔 ,植入直径 4mm ,长 15mm的圆柱形钛合金棒作为模拟假体。按膝关节内注入微粒的不同随机分为四组 ,即注入超高分子聚乙烯微粒、钛合金微粒、骨水泥微粒和等渗盐水组。在第 16周处死动物 ,取股骨远端及膝关节囊 ,观察磨损微粒在界面中的分布及运动情况。　结果 :各实验组假体隧道边缘产生一层纤维结缔组织界膜 ,其中含有大量的巨噬细胞和异物巨细胞。在这层界膜组织下可见明显的骨吸收和骨破坏现象。聚乙烯组、钛合金组、骨水泥组假体隧道边缘的组织细胞含量明显高于对照组 (P <0 .0 5 )。隧道一区的组织细胞含量明显高于二区 (P <0 .0 5 )。　结论 :人工关节磨损微粒的沉积具有一定的区域性 ,限制微粒在假体骨界面之间的移动可能会减少假体松动的发生。     

对脑出血血肿周围组织病理学改变及ICAM-1表达的研究

目的研究大鼠脑出血血肿周围组织病理学改变及ICAM-1的表达。方法选用健康雄性SD大鼠84只（由河北医科大学实验动物中心提供）,随机分为3组,A组：正常对照组（Norm）,n=14,SD大鼠购回后正常饲养,无手术操作。B组：假手术组（Sham）,n=14,操作过程同出血组,但不注血,操作2 h后断头取脑。C组：出血组（Model）,n=56,按脑出血后不同时间分为4个亚组（C1、C2、C3、C4）,即分别为脑出血后6 h、12 h、24 h、48 h,每个亚组的大鼠分别为14只。对于C组大鼠脑出血模型制备采用自体血注入法。3组大鼠分别于相应时间点处死,制备切片后作组织化学染色和常规染色,以观察不同时间点血肿周围病理学改变及ICAM-1的表达变化。结果光镜病理观察：出血6 h组于血肿周围可见变性坏死区域,细胞排列不整齐,核形态不整,部分核皱缩。髓质可见片状间质水肿,但未见炎性细胞浸润。出血12 h组除可见变性坏死区域扩大外,细胞周围出现空白区,细胞分布不均匀,神经元细胞数减少,可见散在淋巴细胞浸润。出血24 h组可见组织水肿明显,神经元细胞数明显减少。可见细胞崩解小体、中性粒细胞、淋巴细胞浸润及中性粒细胞附壁现象。假手术组和正常对照组未见异常变化。细胞间粘附分子-1（ICAM-1）表达变化：出血组从出血12 h组开始ICAM-1表达的积分光密度和面密度明显升高,与相应时间点的假手术组和正常对照组比较,经单因素方差分析有显著性差别（P〈0.01）。出血6 h组与假手术组及正常对照组比较无显著性差异（P〉0.05）。假手术组和正常对照组比较没有显著性差异（P〉0.05）。结论脑出血后血肿周围炎性反应及ICAM-1均参与了继发性损伤的发生。在脑出血的发生发展和转归过程中起到一定作用。     

钛网应用于即刻种植骨缺损骨再生的实验研究

目的 通过动物实验观察钛网联合引导骨组织再生技术(GBR)在不同植体即刻种植周围骨缺损骨再生过程中的实际成骨效果.方法 6只成年健康比格犬,拔除双侧下颌2、3、4前磨牙,一侧植入韩国DIO植体4枚,另一侧植入ITI植体4枚.每颗植体周围制作垂直-水平联合型骨缺损,48枚植体按照处理方法不同分为4组:对照组、GBR组、钛网+骨粉组、钛网+GBR组.6个月后处死实验犬,通过直观测量、硬组织切片和新生骨形成率比较各组骨再生效果.结果 酸蚀喷砂(SLA)表面的植体周围骨再生各项指标均明显优于可吸收研磨介质(RBM)表面;组间相比差异均有统计学意义(P<0.05),钛网+GBR组骨再生效果最佳,GBR组和钛网+骨粉组次之,对照组最差,其中GBR组和钛网+骨粉组差异无统计学意义.结论 SLA表面处理方法有利于即刻种植周围骨缺损的骨整合;钛网联合GBR技术作为一种即刻种植周围骨缺损骨再生的新方法,效果稳定可靠.