实验性骨质疏松骨床中降钙素对植入体骨整合的影响

背景：骨质疏松症对人类健康的严重危害性早已成为共识。它的存在不仅使得植入体的即刻稳定变得困难,术后植入体松动、移位或下沉的发生率也较高。降钙素作为目前临床最常用的抗骨质疏松药物,可通过抑制破骨,促进成骨的双重机制提高骨质与骨量。然而,对于行骨科假体固定手术继续降钙素治疗的广大患者,降钙素能否促进骨质疏松骨床中植入体的骨整合,从而提高其生物固着力国内外尚无明确结论。 目的：通过动物实验评价全身应用鲑鱼降钙素对多孔表面羟基磷灰石植入体骨整合的影响,及其在治疗骨质疏松症同时促进植入体生物学固定的能力,从而为临床应用降钙素以促进骨整合理论提供宝贵的实验依据。 设计、时间及地点：随机对照实验,实验分别于2007-9/2007-12和2008-3/2008-5在中山大学动物实验中心和香港大学医学院矫形外科组织学实验室完成。 方法：将30只5月龄SD大鼠按随机数表随机分为三组（假手术+羟基磷灰石棒、卵巢切除+羟基磷灰石棒组、卵巢切除+降钙素+羟基磷灰石棒组）,每组10只。卵巢切除+羟基磷灰石棒组、卵巢切除+降钙素+羟基磷灰石棒组雌性SD大鼠切除卵巢建立绝经后骨质疏松动物模型,假手术+羟基磷灰石棒组大鼠行假手术（sham operation）作为对照。依据骨密度(BMD)变化(手术前后骨密度降低>20%者)明确模型建立。然后在大鼠的胫骨平台处开孔植入多孔羟基磷灰石假体,卵巢切除+降钙素+羟基磷灰石棒组大鼠皮下注射鲑鱼降钙素(5IU/kg/d)12周,麻醉过量处死前应用盐酸四环素进行荧光染色,取带植入体的胫骨制备成薄片,运用先进的骨组织计量学检测手段及双能射线骨密度检测仪(DEXA),记录腰椎骨密度变化,观察假体周围的骨量并测量假体的骨结合率(OIS)等指标。 主要观察指标：观察HA假体周围骨床的新生骨骨量、钙盐沉积状况及假体骨结合程度;双能射线骨密度仪测量大鼠第四腰椎骨密度变化;测量假体与骨界面的联结程度,并计算界面骨结合率。 结果：持续皮下注射鲑鱼降钙素,卵巢切除+降钙素+羟基磷灰石棒组大鼠的腰椎骨密度逐渐改善,从0.078±0.009g/cm2提高至0.109±0.010g/cm2。同时,降钙素的应用促进了假体的骨整合,其平均骨整合面积比率提高了22.0%,较OVX组提高骨整合比率近一倍（t=9.665,p<0.05）。 结论：骨质疏松条件下,全身给予鲑鱼降钙素能提高骨床和植入体周围骨量、促进主体骨-植入体的骨整合。 关键词：羟基磷灰石;骨整合;鲑鱼降钙素;骨质疏松;     

假体表面改性和材料纳米化对骨质疏松骨床中假体骨整合的影响*☆△

背景：羟基磷灰石涂层优化能够改善假体的早期和中期固定效果,但其远期固定效果差强人意。大量研究表明：羟基磷灰石涂层材料纳米化和假体表面改性可提高假体-骨界面的结合情况。但材料纳米化与表面改性和骨整合相关性如何国内外尚未见专门研究。 目的：对比骨质疏松条件下材料纳米化与表面改性对两类羟基磷灰石假体骨整合促进作用的差异。 设计、时间及地点：随机对照实验,分别于2007-09/12和2008-03/05在中山大学动物实验中心和香港大学医学院矫形外科组织学实验室完成。 材料：圆柱形多孔羟基磷灰石假体和光滑表面纳米羟基磷灰石假体由华南理工大学材料学院制作、提供,尺寸为3 mm×3 mm。 方法：将32只5月龄雌性SD大鼠按随机分为4组：假手术+多孔羟基磷灰石组,假手术+光滑表面纳米羟基磷灰石组,骨质疏松+多孔羟基磷灰石组,骨质疏松+光滑表面纳米羟基磷灰石组,每组8只。骨质疏松+多孔羟基磷灰石和骨质疏松+光滑表面纳米羟基磷灰石组大鼠切除卵巢建立绝经后骨质疏松动物模型。在各组大鼠胫骨上段分别植入多孔和光滑表面的羟基磷灰石假体。 主要观察指标：12周后处死大鼠,取带假体标本,运用骨组织计量学检测手段,测量假体周围骨的骨量及结合率等指标。 结果：①骨质疏松+多孔羟基磷灰石组骨结合率为23.7%,较骨质疏松+光滑表面纳米羟基磷灰石组高16.9%,差异具有显著性意义(P < 0.05)。②骨质疏松组在骨整合率上较假手术组显著降低,分别降低30.8%和13.0%。 结论：骨质疏松条件下,假体表面结构优化可显著提高假体-骨界面结合程度、促进假体骨整合。光滑表面的纳米羟基磷灰石假体未能发挥纳米级羟基磷灰石的优势;在影响骨整合方面就羟基磷灰石涂层来说,涂层表面改性可能比单纯涂层材料纳米化更重要。     

仙灵骨葆对骨质疏松性骨折骨痂血管形成的影响

背景：骨质疏松对骨折愈合早期的影响尚存争议,仙灵骨葆对骨质疏松性骨折愈合的影响及其机制尚有待深入研究。 目的：观察骨质疏松对大鼠股骨干骨折愈合的影响,以及仙灵骨葆对骨质疏松性骨折愈合的作用。 方法：将50只雌性12周龄Sprague-Dawley大鼠随机分成5组：假手术组、骨折组、去卵巢组、去卵巢+骨折组及治疗组,后3组切除大鼠双侧卵巢制备去卵巢模型,骨折模型于去卵巢后4周制备,为股骨干中段横行骨折。治疗组在去卵巢及骨折基础上灌胃给予仙灵骨葆250 mg/(kg•d)。给药3周,取去卵巢+骨折组、骨折组和治疗组大鼠骨折侧标本行X射线摄像仪摄片后,测量其骨密度,苏木精-伊红染色观察骨痂组织的病理学改变并计数血管,免疫组织化学染色检测骨痂组织骨形态发生蛋白2的表达。 结果与结论：去卵巢处理后大鼠的骨密度、计算机X射线摄像仪摄片评分显著降低(P < 0.05),仙灵骨葆可在一定程度上提高去卵巢后骨折大鼠的骨密度及X射线摄像仪摄片评分,但差异无显著性意义(P > 0.05);仙灵骨葆可提高去卵巢后骨折大鼠骨痂组织的血管数量(P < 0.05),但对骨形态发生蛋白2的表达无影响。提示,去卵巢后大鼠骨折早期愈合过程延迟,仙灵骨葆可促进骨质疏松大鼠骨折愈合早期血管的形成。     

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。     

雌激素与葛根素组合治疗去卵巢大鼠骨症的最佳剂量**

背景：小剂量的葛根素联合雌二醇对去卵巢大鼠骨质疏松症的治疗效果与单独使用较大剂量的葛根素或较大剂量的雌二醇效果相近。 目的：寻找治疗Ⅰ型骨质疏松症最佳的雌二醇和葛根素的剂量搭配。 方法：64只健康雌性大白鼠等分为假手术组、去卵巢模型组、葛根素-50组、雌二醇-200组、葛根素+雌二醇-5,50,100,150组。除假手术组外,其余大鼠均建立去卵巢动物模型。葛根素-50组大鼠皮下注射葛根素50 mg/kg,1次/d;雌二醇-200组大鼠皮下注射雌二醇200 μg/kg,2次/周;葛根素+雌二醇-5,50,100,150组大鼠皮下注射葛根素25 mg/kg,1次/d同时分别注射雌二醇5,50,100,150 μg/kg,2次/周。 结果与结论：去卵巢模型组大鼠骨密度和骨钙、骨磷水平明显低于假手术组(P < 0.05),骨组织呈骨质疏松的病理改变;葛根素和/或雌二醇治疗10,20周后骨密度和骨钙、骨磷水平明显升高(P < 0.05),其中葛根素+雌二醇-100组治疗去卵巢大鼠骨质疏松的效果最为明显,提示葛根素25 mg/kg,1次/d+雌二醇100 μg/kg,2次/周是治疗去卵巢大鼠骨质疏松的最佳搭配剂量。     

镓盐对骨质疏松症大鼠骨组织中羟基磷灰石及胶原含量的影响

背景：硝酸镓是近10多年来发现的一种能降低骨转换的药物。 目的：观察硝酸镓对骨质疏松大鼠骨羟基磷灰石及胶原含量的影响。 方法：实验分为3组。正常组大鼠开腹切除1小块脂肪，其余大鼠切除双侧卵巢制作大鼠骨质疏松症动物模型。正常组及骨质疏松组腹腔注射生理盐水，硝酸镓组腹腔注射硝酸镓，3次/周，常规饲料喂养12周后取大鼠双侧股骨。 结果与结论：骨质疏松组大鼠骨组织中羟基磷灰石含量明显高于正常组(P < 0.05)；硝酸镓组与正常组相比有升高趋势(P > 0.05)，与骨质疏松组间差异无显著性意义(P > 0.05)，骨质疏松组骨中胶原较正常组及硝酸镓组明显降低(P < 0.05)。结果表明，发生骨质疏松时骨中胶原含量明显降低，羟基磷灰石含量有升高趋势，硝酸镓可以抑制这一过程。     

复合振动对卵巢切除大鼠骨质量的作用

背景：目前所使用的全身振动防治骨质疏松所需振动强度较大,人体不适感较强。作者设计了复合振动,前期实验发现复合振动可在更低强度下有效预防卵巢切除大鼠的骨密度下降。 目的：课题创新性提出低强度复合振动可维持生长期卵巢切除SD大鼠骨质量的理论假设,并期望实验结果加以验证。 方法：SPF级4月龄雌性未育SD大鼠32只,随机分为正常对照组、卵巢切除组以及振动1、振动2组,每组大鼠均为8只。振动1组接振45~55 Hz,0.05~0.1 g;振动2组接振45~55 Hz,0.12~0.21 g。振动20 min/次,1次/d,5次/周,休息间隔不大于2 d。实验时间13周。观察振动干预前后大鼠活体骨密度,体外标本骨微结构以及生物力学性能。 结果与结论：卵巢切除组腰椎骨密度下降(P < 0.05),而正常对照组与两振动组有显著性增加,股骨骨密度均增加,组间差异无显著性意义;卵巢切除各组骨微结构参数均明显下降,但振动2组骨小梁数量、骨小梁厚度、骨小梁间距、骨体积分数相对于卵巢切除组有显著改善;腰椎骨强度值两振动组较卵巢切除组显著增加(P=0.025、0.006),与正常对照组比较差异无显著性意义。实验结果证明,特定的复合振动舒适感较好的低强度下可以有效预防卵巢切除SD大鼠骨密度下降,减轻骨微结构破坏程度,维持骨强度,具有改善卵巢切除大鼠骨质量的作用和潜在的预防骨质疏松作用。     

仙灵骨葆治疗骨质疏松大鼠：血清学及骨组织形态计量学评价

背景：目前对于骨质疏松的治疗多为抑制骨吸收,有研究报道仙灵骨葆可促进骨形成,但具体机制不清。 目的：通过干预去卵巢大鼠骨质疏松动物模型,探讨仙灵骨葆对骨质疏松大鼠骨量、生物力学性能及骨代谢的影响。 方法：将24只大鼠随机分为正常对照组、模型组和仙灵骨葆组。除正常对照组外,其他2组行卵巢切除。6周后仙灵骨葆组给予仙灵骨葆干预,模型组给予等量双蒸水。4周后各组留取尿液、血清检测血Ⅰ型原胶原氨基端延长肽、尿脱氧吡啶诺啉排泄率和Ⅰ型胶原氨基末端肽排泄率。取各组左侧股骨行骨密度测定,取左侧胫骨制备硬组织不脱钙切片,行骨组织形态计量学检测。 结果与结论：与模型组比较,仙灵骨葆组血Ⅰ型原胶原氨基端延长肽、尿脱氧吡啶诺啉排泄率、尿Ⅰ型胶原氨基末端肽排泄率,破骨细胞数、骨吸收周长百分数显著降低(P < 0.05),而远端骨密度和骨小梁体积均显著增高(P < 0.05),结果证实,仙灵骨葆可抑制骨吸收,促进骨形成,降低去卵巢大鼠骨转换水平,进而部分阻止其骨量丢失。     

仙灵骨葆预防卵巢切除大鼠的腰椎间盘退变

背景：仙灵骨葆主要成分为黔岭淫羊藿、补骨脂、断续等组成,临床上常被用于治疗骨质疏松症。 目的：验证仙灵骨葆对去卵巢大鼠椎间盘退变预防作用并探讨其作用机制。 方法：3月龄雌性SD大鼠被随机均分为3组。双侧卵巢切除+仙灵骨葆组切除双侧卵巢后,250 mg/(kg•d)仙灵骨葆灌胃,1次/d,连续用药12周。假手术组暴露卵巢但不切除;双侧卵巢切除+盐水组切除双侧卵巢后给予等量生理盐水。以上3组均于术后3个月处死,并于处死前10 d和4 d分别给予四环素和钙黄绿素双荧光标记。取L2椎体进行骨形态计量学分析, L4~L5腰椎及椎间盘进行VG特殊染色及采用免疫组织化学检测椎间盘基质金属蛋白酶13的表达,观察椎间盘的病理学改变并根据组织学评分系统对腰椎间盘的退变程度(LVD)进行评分。 结果与结论：①腰椎骨量: 双侧卵巢切除+盐水组显著低于假手术组及双侧卵巢切除+仙灵骨葆组(P < 0.05)。②腰椎间盘评分：双侧卵巢切除+盐水组组显著高于假手术组及双侧卵巢切除+仙灵骨葆组(P < 0.05)。③免疫组织化学：双侧卵巢切除+盐水组与双侧卵巢切除+仙灵骨葆组、假手术组比较大鼠椎间盘中基质金属蛋白酶13表达显著升高(P < 0.05)。结果表明,仙灵骨葆可预防去卵巢大鼠腰椎间盘的退变,其作用机制可能包括维持椎体骨量及微观结构、抑制终板退变从而改善椎间盘的生物力学环境和营养供应,同时降低椎间盘中基质金属蛋白酶13的表达,抑制基质的降解。     

雌孕激素联合对去卵巢大鼠骨密度和骨形态计量学的影响

背景：雌孕激素联合治疗绝经后骨质疏松症不仅能减轻雌激素的不良反应,而且能增强疗效,越来越引起关注。 目的：验证雌孕激素联合对去卵巢雌性SD大鼠骨密度和骨组织形态计量学的作用。 方法：雌性SD大鼠随机分为5组。假手术组仅行开关术;其余各组大鼠双侧卵巢切除。雌二醇组和雌二醇+左炔诺孕酮组术后给予17β–雌二醇10 μg/(kg•d) 灌饲,左炔诺孕酮组和雌二醇+左炔诺孕酮组术后给予18-甲左炔诺孕酮60 μg/(kg•d)灌饲,假手术组和卵巢切除组予等量生理盐水灌饲。实验12周后处死大鼠。采用DEXA骨密度仪测定全身骨密度,截取第4腰椎进行骨形态计量学静态参数和动态参数的测量,测定骨代谢生化指标。 结果与结论：卵巢切除组和左炔诺孕酮组全身骨密度、股骨质量低于假手术组、雌二醇组和雌二醇+左炔诺孕酮组 (P < 0.05),雌二醇+左炔诺孕酮组和雌二醇组差异无显著性意义( P > 0.05)。与假手术组比较,卵巢切除组和左炔诺孕酮组骨小梁面积百分数、骨小梁厚度、骨小梁数量下降(P < 0.05),骨小梁分离度增加(P < 0.05),骨矿化沉积率、骨表面积骨形成率、骨体积骨形成率和骨组织体积骨形成率增加(P < 0.05)。与卵巢切除组相比,雌二醇组和雌二醇+左炔诺孕酮组骨小梁面积百分数、骨小梁厚度、骨小梁数量上升(P < 0.05),骨小梁分离度降低(P < 0.05),骨表面积骨形成率和骨体积骨形成率降低(P < 0.05)。雌二醇+左炔诺孕酮组和雌二醇组上述指标比较,均差异无显著性意义( P > 0.05)。结果证实,17β-雌二醇和左炔诺孕酮联合应用可增加骨密度,降低骨转换率,且无明显抑制骨形成作用。