坚骨颗粒对去卵巢骨质疏松大鼠股骨骨密度和股骨力学性能的影响

目的 进一步研究中药坚骨颗粒的抗骨质疏松作用。方法 采用以卵巢切除后雌激素缺失诱导的骨质疏松大鼠模型,用DEXA法分析股骨骨密度,用生物力学技术分析动物股骨的力学性能参数,对比观察了模型组、雌激素组、中药组动物股骨骨密度和股骨力学参数的变化。结果 用药4个月后雌激素组和中药组大鼠股骨的骨矿含量、骨密度、最大载荷、破坏载荷、能量吸收参数与造模对照组比较有显著提高(P<0.05)。结论 中药坚骨颗粒可拮抗模型动物的骨量丢失,维持造模后动物骨骼抵抗外力冲击的能力,改善骨质疏松大鼠骨的韧性,降低骨折发生的危险性。     

雄性大鼠肾上腺大部切除后骨质疏松生物力学研究

目的 研究雄性大鼠骨质疏松的骨生物力学特性.方法 基于切除肾上腺雄性大鼠骨质疏松模型,研究其股骨生物力学指标.结果 骨质疏松大鼠弯曲弹性模量、弯曲刚性系数及最大弯曲应力降低,弯曲韧性系数雄性大鼠升高.结论 骨质疏松雄性大鼠骨质综合生物力学水平降低,骨质抗应力性能降低,骨质韧性损失慢于或小于抗应力性能.     

辅酶Q10对去卵巢大鼠股骨显微结构及生物力学的影响

目的应用骨生物力学和micro-ct技术,探讨Co Q10对去卵巢大鼠的股骨显微结构及生物力学的影响。方法 48只3月龄SPF级SD雌性未孕大鼠,随机分为假手术组(Sham)、去卵巢模型组(OVX)、小麦胚芽油组(WGO)、WGO+辅酶Q10组(高、低剂量)、戊酸雌二醇组(EV),连续给药90d。实验结束后,取右侧股骨进行生物力学检测,然后进行Micro CT扫描及三维重建。结果与Sham组比较,OVX组大鼠股骨的微观参数:骨体积分数、骨小梁数量、骨小梁厚度和骨密度明显减少,骨小梁分离度和结构模型指数明显增高;而股骨的骨生物力学参数:最大载荷、断裂载荷及弹性载荷明显减少,刚度明显减少。与OVX组相比,EV组大鼠股骨的骨微观参数均得到了良好地修复,骨生物力学参数中最大载荷、断裂载荷、弹性载荷及刚度得到了明显修复。而小麦胚芽油+低剂量CoQ10组大鼠股骨的微观参数骨小梁数量、骨小梁分离度、结构模型指数及骨密度和骨体积分数则得到一定程度的修复。结论辅酶Q10(15 mg/kg)能够修复OVX大鼠股骨微观结构破坏,辅酶Q10(15 mg/kg)可以预防去卵巢手术导致大鼠股骨松质骨结构破坏和股骨生物力学性能的下降,其他剂量组对此无明显的预防作用。提示辅酶Q10的抗骨质疏松作用具有良好的研究前景。     

长期使用糖皮质激素对大鼠的骨生物力学影响

目的 探讨长期使用糖皮质激素对大鼠的骨质量影响。方法 3月龄SD大鼠共38只，雌性。随机分成4组，分别是： (1)基础对照组(B组，8只，实验开始时处死，建立本批大鼠底线）；（2)正常对照组（C组，10只，腹腔注射生理盐水75 mg/ kg);(3)低剂量激素组(L组，10只，腹腔注射甲强龙50 mg/kg) ;(4)高剂量激素组（H组，10只，腹腔注射甲强龙75 mg/kg)。 实验开始时，低剂量激素组和高剂量激素组连续使用甲强龙3天(75 mg/kg. d)，停用一周后，按计划使用甲强龙，每周一次，用药24周后取股骨和第三腰椎行骨生物力学实验。结果（1)与正常对照组相比，低剂量激素组和高剂量激素组的实验后体重明显减少(P <0.05);(2)与正常对照组相比，低剂量激素组和高剂量激素组股骨的结构力学参数（载荷、刚性）和材料力学参数(破断强度、刚性模量）均显著降低(P <0. 05)；(3)与正常对照组相比，低剂量激素组和高剂量激素组腰椎的材料力学参数(破断强度、刚性模量）均显著降低(P <0. 05)。结论 长期使用糖皮质激素激素，无论剂量高低，均会导致大鼠股骨和腰椎骨质量下降。     

内固定治疗骨质疏松性股骨转子间骨折生物力学特性

动力髋螺钉(DHS)系统和髓内钉(IMN)系统是治疗骨质疏松性股骨转子间骨折的常规方法,但对骨质疏松性老年患者会产生很多并发症,这与骨质疏松骨折和固定方式的生物力学特点有关。经皮加压钢板(PCCP)和Talons钢板系统不适合严重骨质疏松患者;锁定加压钢板(LCP)-DHS能降低固定失败的危险性,可用于一般情况较差、骨质疏松和骨折稳定性较差患者;Medoff滑动钢板(MSP)具有最好的应力传导优势,但其固定强度较弱。InterTan系统髓内钉、股骨近端防旋髓内钉(PFNA)、转子固定钉(TFN)、可膨胀髓内钉等均有较稳定的效果。对于不稳定型股骨转子间骨折,尤其是老年骨质疏松性骨折患者,IMN系统优于DHS系统,其手术时间短,创伤较小,更适合于此类人群。     

抗氧化剂对去卵巢大鼠骨生物力学和血清生化指标的影响

目的 研究抗氧化剂VitC、VitE及还原璎谷光甘肽(GSH)不同配伍用药方法 对去卵巢骨质疏松症大鼠骨生物力学及血清生化指标的影响,探讨抗氧化剂不同方案对去卵巢大鼠骨质疏松症的治疗作用.方法 4个月龄雌性SD大鼠70只,随机取50只行双侧卵巢切除术,20只行假手术.3个月后随机从手术组和假手术组各取10只大鼠检测体质量、子宫湿蕈、左侧股骨及腰椎骨密度、生物力学特性和血清生化指标Ca<'2+>、肌肝(Cr)、碱性磷酸酶(ALP)水平,以确定骨质疏松模型建立成功.确定模型建立成功后,其余动物分为A(假手术)、B(去卵巢生理盐水对照组,OVX control)、C(VitC+VitE)、D(GSH)、E(VitC+VitE+GSH)五组,每组10只.VitC[750 mg/(kg·d)]、GSH[125 mg/(kg·d)]腹腔注射,VitE[250 mg/(kg·d)]灌胃,模型组每天以生理盐水腹腔注射.3个月后,检测各组动物左侧股骨及第5腰椎生物力学特性和血清生化指标. 结果 检测骨质疏松模型实验中,模型组动物同假手术组相比,体质量明显增加,子宫萎缩,子宫湿重显著降低,左侧股骨及腰椎骨密度明显降低,左侧股骨生物力学最大载荷显著降低,血清Ca<'2+>、ALP、Cr水平升高.抗氧化剂治疗3个月后,与模型组相比,治疗组D、E组左侧股骨最大载荷、弹性载荷以及第5腰椎最大载荷均明显增加;血清ALP各组均显著降低;超氧化物歧化酶(SOD)、谷光苷肽过氧化物酶(GSH-Px)水平和血清抑制OH<'->能力D、E组显著升高;丙二醛水平C、D组显著降低;各组血清Ca<'2+>水平无明显改变. 结论 抗氧化刺崩药组合GSH和GSH+VitC+VitE能明显改善骨生物力学最大载荷和弹性载荷及血清抗氧化指标抑制OH<'->能力、SOD和GSH-Px,对骨质疏松具有较显著改善作用.     

阿仑膦酸钠对实验性骨质疏松性大鼠的生物力学影响

目的探讨阿仑膦酸钠对维甲酸所致骨质疏松性大鼠的生物力学影响。方法通过维甲酸80mg／kg·天灌胃15天制造实验性雌性SD大鼠骨质疏松模型35只,5只经确认骨质疏松造膜成功后,随机分成2组,每组15只,分别给予灌胃对照组生理盐水8ml／kg·W,阿仑膦酸钠40mg／kg·W,并分别于2周,4周,6周处死后取股骨给予生物力学测试以了解阿仑膦酸钠对实验性骨质疏松性大鼠的生物力学影响。结果2周时阿仑膦酸钠不能明显的改善骨质疏松大鼠股骨的生物力学性能,4周时阿仑膦酸钠能改善骨质疏松大鼠股骨的最大载荷,P〈0．05。6周时又变得不明显,但弹性比率明显增加。结论阿仑膦酸钠能明显增加维甲酸所致骨质疏松性大鼠股骨的生物力学性能。     

骨胶原在骨质疏松大鼠中的变化及其与骨生物力学相关性实验研究

[目的]探讨骨质疏松症骨胶原的变化及其与骨生物力学相关性。[方法]7个月龄未交配雌性SD大鼠30只,随机平分为:OVX组(卵巢切除组)和Sham组(假手术组,未切除卵巢)。术后12周处死大鼠,行第L5压缩力学实验,并测定L5羟脯氨酸(HYP)含量,同时应用m asson三色法行L5切片染色,光镜下观察胶原纤维形态学的改变。[结果]卵巢切除12周后,Sham组HYP含量(0.197±0.035)mg/g,镜下见胶原纤维排列规则,走向清晰连续性好,胶原纤维粗壮,呈致密板层样。OVX组大鼠L5HYP含量为(0.182±0.022)mg/g,镜下见胶原纤维排列稀疏紊乱,变细甚至断裂溶解,连续性差。两组HYP含量相比P<0.05。OVX组HYP变化与L5弹性模量、抗压强度及最大压缩力变化有直线相关性。[结论]卵巢切除致骨质疏松,骨胶原含量减少和质量下降。骨胶原含量下降与骨生物力学强度降低有直线相关性。骨质疏松骨折与骨胶原含量下降有关。     

骨质疏松椎体强化的生物力学研究

骨质疏松椎体压缩性骨折常引起顽固性腰痛和脊柱后凸畸形 ,严重影响病人的生活质量 ,目前临床上尚无有效的预防和治疗办法。文献报道通过ＰＭ ＭＡ骨水泥强化骨质疏松椎体 ,能迅速解除腰痛 ,预防椎体塌陷和压缩性骨折的发生。作者通过比较骨质疏松椎体强化前后椎体抗压强度的变化 ,从生物力学角度探讨椎体强化的效果。材料与方法　 6具新鲜老年女性胸腰段椎体标本 (Ｔ10～Ｌ5 ) ,年龄 6 2～ 91岁 ,平均 78岁 ,摄正、侧位Ｘ线片排除先天性畸形、骨折和肿瘤病变。用ＸＲ36型 (ＮＯＲＬＡＮＤ)双能Ｘ线骨密度吸收仪(ｄｕａｌｅｎｅｒｇｙＸ ｒ…     

骨胶原与骨质疏松骨密度及骨生物力学的相关性研究

目的探讨骨胶原含量在绝经后骨质疏松症的发生、发展及在骨质疏松性骨折中的作用。方法取7个月龄未交配雌性SD大鼠60只，随机分为四组，A组：对照组（sham组）；B组：切除卵巢组；C组：切除卵巢＋雌激素治疗组；D组：切除卵巢＋降钙素治疗组。除A组外，其他三组通过切除双侧卵巢法12周后制成骨质疏松模型，24周后分别行k的力学特性、右侧股骨三点弯曲试验、羟脯氨酸含量、k骨密度（BMD）测定，Masson三色染色法显示骨胶原形态。结果A、C、D组与B组在k羟脯氨酸含量、BMD、k压缩力学参数值、右侧股骨生物力学参数值、骨胶原染色含量及形态方面差异均有统计学意义（P〈0．05），而A、C、D组之间差异无统计学意义（P〉0．05）。统计学分析显示羟脯氨酸含量与BMD及骨生物力学参数值呈直线相关性。结论骨质疏松的发生与骨胶原含量下降有关。骨胶原含量的下降与BMD降低及骨生物力学改变呈相关性。应用雌激素和降钙素治疗去势后骨质疏松大鼠，不仅可以提高其BMD含量和骨生物力学性能，而且还可以提高骨胶原的含量。     

Femoral metaphysis bending test of rat: introduction and validation of a novel biomechanical testing protocol for osteoporosis

Background  

The diaphysis bending test is generally accepted to assess the biomechanical properties of bone in osteoporotic animals. However, bone strength loss was more pronounced at the metaphysis than diaphysis. Therefore, the biomechanical test should be focused on the metaphysis. This study aimed to validate a novel biomechanical test for femoral metaphysis in ovariectomized rats.     

股骨上端表面压应力和折弯应力的生物力学研究

目的:实体测试股骨上端生物力学分布情况,了解骨质极限应力状态,为临床工作积累更多经验.方法:选择60例新鲜中国人尸体骨股,去除表面肌肉、韧带等组织,供体年龄36～72岁,平均56.4岁,其中男性41根,女性19根,随机分为两组,分别在力学专业实验室以专业设备进行压应力和折弯应力的力学测试,搜集单位应力下各测点的受力值.结果:股骨上端耐受压应力的能力较耐受折弯应力强,压应力主要受力区域为股骨颈基底部内外侧和小粗隆截面内侧;折弯应力主要受力区域为股骨颈基底后侧以及小粗隆截面后侧.主要受力区域有较强的骨质强度,目前主流的粗隆骨折内固定物和人工股骨柄均以此为生物力学基础设计.结论:本研究结果显示的数据未查到既往文献报道,可以为内固定物和股骨柄改进提供资料.临床上需要针对试验结果选择合适的骨折内固定和人工股骨柄,更完善的数据结果需要远期深入的研究.     

Three-point bending of rat femur in the mediolateral direction: introduction and validation of a novel biomechanical testing protocol.

Mediolateral three-point bending of the rat midfemur was developed to enable the assessment of the mechanical competence of the elliptic bone cross-section in terms of its widest diameter, the apparent primary direction of bone adaptation to loading. INTRODUCTION: Today, the most commonly used method to characterize the biomechanical properties of appendicular long bones is the three-point bending testing of the midfemur in the anteroposterior (AP) direction. However, as the diameter of the elliptic cross-section of femoral diaphysis is widest in the orthogonal mediolateral (ML) direction, the femoral diaphysis should also show the highest resistance to bending along this direction. The objective of this study was thus to introduce and validate a mechanical testing protocol for femoral midshaft along the ML direction. MATERIALS AND METHODS: To determine the repeatability of the novel testing protocol, 38 pairs of rat femora underwent a comprehensive structural analysis by pQCT followed by ML three-point bending. For comparison of the repeatability, corresponding tests were performed on the femoral neck. To validate the novel testing direction, the left hindlimb of 24 rats was neurectomized for 6 months, whereas the right limb served as an intact control. After excision, one half of these pairs of femora were randomly subjected to three-point bending test in the conventional AP direction and the remaining in the orthogonal ML direction. RESULTS: The precision (CVrms) of breaking load, stiffness, and energy absorption of the femoral midshaft in the ML direction was 3.8%, 6.6%, and 14.5%, respectively. The corresponding values for femoral neck compression test were 7.6%, 17.9%, and 18.7%, respectively. The loading-induced effect on the femoral midshaft (difference between the neurectomized [nonloaded] and contralateral intact [loaded] femur) was +2.2%, +1.9%, and +2.1% in the AP direction and -18.9%, -17.6%, and -20.3% in the ML direction (p < 0.01 for all comparisons), respectively. CONCLUSIONS: Our results show that testing of rat femoral midshaft in the ML direction is a precise and biologically valid method to determine the structural strength of this widely used skeletal site in experimental bone research.     

改良式股骨转子问外翻截骨术的生物力学研究:三维有限元素分析

目的 应用有限元素方法比较分析传统的股骨转子下封闭楔形外翻截骨术与自行改良的“Z”形转子间外翻截骨术的术后力学差异。方法利用标准人造股骨的计算机断层扫描影像，建立术前股骨颈夹角分别为120°、110°、100°和90°的4个股骨颈内翻的实体模型，分别经传统的转子下封闭楔形外翻截骨术与自行改良的“Z”形转子间外翻截骨术两种不同的外翻截骨矫正手术后，将股骨颈夹角一致矫正为15005并据此建立有限元素模型。模型施力条件为单脚站立；材料设定为线性、均质，截骨界面设定为接触形态给予摩擦系数，并针对两种不同截骨术在4种不同外翻角度条件下，两者术后的股骨形态、截骨面及固定钢板的应力分布情况进行比较分析。结果术前股骨颈夹角90。情况下，以传统式截骨术矫正为150。后，股骨整体严重变形，且邻近截骨区域有明显应力集中现象；而改良“z”形截骨术矫正4种不同术前股骨颈夹角的股骨为150。后，四者间的股骨表面应力分布无明显差异；术前股骨颈夹角为90°时，“Z”形截骨术后股骨变形较小，截骨面的应力较高。结论 以“Z”形转子间截骨术矫治较大角度的股骨颈内翻更具临床优势。     

芪藿肾宝对类固醇性大鼠骨质疏松骨密度和生物力学的实验研究

目的　从生物力学和骨矿含量测定研究芪藿肾宝胶囊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、激素模型组和中药治疗组。后 2组给醋酸泼尼松 4 5mg·kg-1,ig ,2次 /周 ;治疗组还给芪藿肾宝胶囊 5ml·kg-1(3 3 0g·L-1) ,ig ,6次 /周。 3个月后取股骨和第 5腰椎行骨密度测定 ,再行扭转、三点弯曲和压缩试验。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 64 % (P <0 0 1) ;股骨干在三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。芪藿肾宝预防组股骨和第 5腰椎的总骨密度有所增加 ,股骨扭转角度明显增加 40 3 % (P <0 0 5 ) ,其余的力学参数都出现增加的趋势。结论　长期使用糖皮质激素 (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 ;应用芪藿肾宝则能阻止GC所致的力学性能下降及骨密度减少     

绵羊椎体骨质疏松性生物力学模型的快速建立

目的运用微量注射泵向椎体内灌注盐酸及椎体整体浸泡的脱钙方法,快速建立绵羊腰椎骨质疏松性生物力学模型。方法(1)设计一款可拧入椎弓根带侧孔的圆柱形灌注连接器,做为椎体内部与注射泵的桥接装置。(2)将(3±0.5)岁新鲜绵羊腰椎48个,随机分为4个处理组:A组(0 h脱钙,即空白组),B组(2 h脱钙),C组(4 h脱钙),D组(6 h脱钙)。每组12个椎体。(3)检测各组椎体脱钙前后BMD;进行生物力学实验:测试最大轴向拔出力(Fmax)和最大抗压强度及其能量吸收值。同时各组取少量骨质制成组织切片,对脱钙后绵羊腰椎骨小梁微观结构进行观察。结果B、C、D处理组的BMD均值、最大轴向拔出力均值和最大抗压强度及其能量吸收值均值都低于A组(P0.01),且随脱钙时间的延长依次降低(P0.01)。椎体的最大轴向拔出力及最大抗压强度与BMD存在正相关关系,亦与BMD的下降值存在负相关。切片显示:B、C、D组椎弓根处骨小梁较A组骨小梁厚度明显变薄、数量减少,间距增宽,部分骨小梁连续性中断,骨髓腔扩大。结论运用微量注射泵向椎体内灌注盐酸及整体浸泡的脱钙方法,可快速、有效、可控的建立近似于骨质疏松状态下的生物力学模型,为在真正骨质疏松状态下的生物力学研究提供参考依据。     

绝经后骨质疏松症对股骨近端的生物学影响

骨质疏松症是一种以系统骨量、骨强度及骨微结构损害为特征常导致骨折风险增加的疾病,是绝经后妇女常见且严重的情况。骨质疏松症在骨折发生前大多是一种隐性疾病,存在着检测和治疗不足的情况。而骨质疏松性骨折的发生常导致疼痛、畸形、活动障碍,对患者的生活质量造成严重影响。绝经后骨质疏松症是一种好发于中老年女性的全身性骨骼系统疾病。众所周知,雌激素是一种维持正常骨量的重要保护因素。绝经后妇女体内雌激素水平的降低与骨量的迅速流失密切相关。在妇女绝经之后,骨重建增加,内在的不平衡加速了骨质流失,最终导致骨质疏松症的形成。干预绝经后骨质疏松症的最主要的目的是防止骨折。最常发生骨质疏松性骨折的部位是椎体(脊柱)、股骨近端(髋部)及前臂远端(腕部)。其中,髋部骨折是骨质疏松症最严重的后果,往往导致重大残疾和过早死亡。鉴于绝经后骨质疏松症的特殊性及髋部骨折的严重性,系统全面地了解绝经后骨质疏松症对股骨近端的影响显得尤为重要。     

短期低钙饮食对去卵巢大鼠股骨生物力学特性的影响

目的 考察短期低钙饮食对去卵巢大鼠股骨生物力学特性的影响.方法 大鼠假手术或去卵巢处理5周后,按照饮食中钙含量不同,分作4组：假手术常钙饮食组（SN）;假手术低钙饮食组（SL）;去卵巢常钙饮食组（ON）;去卵巢低钙饮食组（OL）.设C组为正常对照组.分食喂养两周,收集尿液,腹主动脉取血,收集股骨,低温保存.对股骨中段进行三点弯曲生物力学实验,并通过Western blotting检测近端股骨蛋白表达.结果双因素方差分析表明,去卵巢可显著提高血清ALP水平（P＜0.001）和尿液DPD水平（P＜0.01）,并降低股骨弹性模量（P＜0.05）和材料韧性（P＜0.05）等材料力学特性.单独短期低钙饮食因素对股骨生物力学影响不显著,但去卵巢大鼠配以低钙饮食后（OL组）,可显著降低股骨硬度、能量吸收、韧性等生物力学指标.低钙饮食组大鼠近端股骨维生素D受体（VDR）蛋白表达提高.结论 大鼠去卵巢后体内呈现高骨转换状态;短期低钙饮食可加重大鼠由于去卵巢后股骨生物力学性能的损害;低钙饮食对骨矿代谢有一定影响.     

应用pQCT与DXA定量检测去卵巢大鼠股骨近端骨质疏松建模效果的对比研究

目的比较pQCT与DXA定量检测去卵巢大鼠股骨近端骨质疏松的建模效果的能力。方法16只8月龄Wistar雌性大鼠(平均体重350g)随机分为模型组(卵巢切除组)与对照组(卵巢假切除组)。术后3个月,取大鼠左侧股骨。应用肢体计算机断层扫描(pQCT)与双能X线骨密度仪(DXA)对骨质疏松建模效果进行对比研究:(1)确定pQCT与DXA测量精度,即计算重复测量的精度误差;(2)比较应用两种骨密度仪所测得的对照组、模型组的骨密度、骨矿含量、骨几何结构参数及其相关系数。结果(1)pQCT总骨及松质骨体密度的测量精度误差分别为2.27%与2.00%,而DXA骨面密度的测量精度误差为3.36%。(2)模型组pQCT总骨体密度和松质骨体密度分别低于对照组8.2%和15.0%犤(模型组-对照组)/对照组×100%犦,差异有显著性(P<0.01);而模型组DXA骨面密度低于对照组3.0%,差异无显著性(P>0.05)。模型组pQCT总骨骨矿含量低于对照组3.7%,差异无显著性(P>0.05),而松质骨骨矿含量低于对照组11.4%,差异有显著性(P<0.05);模型组DXA骨矿含量低于对照组3.0%,差异无显著性(P>0.05)。(3)DXA骨矿含量与pQCT总骨骨矿含量之间呈正相关(r=0.82,P<0.001);DXA骨投影面积与pQCT骨体积之间亦呈正相关(r=0.52,P<0.05);DXA骨面密度与pQCT总骨体密度之间无相关关系(r=0.14,P>0.05)。DXA