重组人成纤维细胞生长因子2联合可溶性肿瘤坏死因子Ⅰ型受体蛋白促进2型糖尿病大鼠骨折修复

背景:有报道1型糖尿病可导致骨再生与修复障碍,局部注射成纤维细胞因子2可明显促进骨折愈合,但其对2型糖尿病的影响尚不十分清楚。目的:观察重组人成纤维细胞生长因子2和可溶性肿瘤坏死因子Ⅰ型受体蛋白联合治疗2型糖尿病引起的骨再生及其修复障碍的作用。设计:随机对照实验。单位:中南大学湘雅三医院骨科。材料:选择雄性Zucker糖尿病大鼠(ZDF/Gmi-fa/fa)20只,10周龄,购自美国查尔斯河实验室。重组人成纤维细胞生长因子2购自美国Orquest公司,可溶性肿瘤坏死因子Ⅰ型受体蛋白购自美国Amgen公司。方法:实验于2006-09/11在中南大学湘雅三医院中心实验室完成。①实验分组:将20只大鼠随机分为对照组和治疗组,每组10只。②实验方法:检测大鼠体质量,血糖、尿糖和尿酮。1周后,接受左胫骨中上段低能截骨,安置外延长固定架。第2天起开始胫骨延长0.2mm/次,2次/d,共14d。期间治疗组大鼠接受截骨处血肿内重组人成纤维细胞生长因子225μg/kg注射1次,可溶性肿瘤坏死因子Ⅰ型受体蛋白8mg/kg皮下注射隔日1次,共14d;对照组仅接受载体和生理盐水注射。③实验评估:测定血液生化指标、胫骨延长间隙中新生骨量及增殖细胞数量。主要观察指标:两组血液生化指标、胫骨延长间隙中新生骨量及增殖细胞数量比较。结果:纳入大鼠20只,全部进入结果分析。①两组血糖、尿糖、尿酮、血清胰岛素和骨钙素比较,差异不明显(P>0.05)。②治疗组大鼠左胫骨延长间隙内新生骨的面积、密度和骨内膜成骨、骨膜成骨均明显高于对照组(P<0.05～0.01)。治疗组大鼠的胫骨牵引间隙中的纤维间区和初始骨基质前沿增殖细胞核抗原阳性细胞及百分比均明显多于对照组(P<0.05～0.01)。结论:2型糖尿病可引起骨再生与修复障碍,重组人成纤维细胞生长因子2和可溶性肿瘤坏死因子Ⅰ型受体蛋白联合治疗可促进成骨细胞增殖,加快牵引成骨速率,有利于2型糖尿病合并骨折的愈合障碍。     

携带LacZ的腺病毒载体在牵引骨痂局部转染成纤维细胞和成骨细胞的表达

目的:利用小鼠胫骨牵引成骨动物模型,在牵引成骨过程中局部给予携带了LacZ的腺病毒载体后观察其表达情况,以探讨基因治疗促进骨折愈合的可行性。方法:实验于2004-10/2006-01在中南大学湘雅三医院完成。①实验分组:取雄性8周龄CD-1小鼠20只,随机数字表法分为实验组和对照组,每组各10只。②实验方法:所有小鼠接受左胫骨中上段骨干横行截骨安置特制延长外固定架,胫骨牵引过程包括5d静止期,10d牵引期,牵引速率为0.1mm/次,2次/d,共0.2mm/d。牵引期第7天实验组牵引骨痂局部注射5μL携带了LacZ的腺病毒载体,对照组局部注入等量未含LacZ腺病毒液。③实验评估:注射后第3天麻醉后杀取动物,采集左胫骨标本,分别作组织学检查和组织化学分析。结果:纳入小鼠20只,均进入结果分析。在牵引第10天,牵引骨痂中纤维间区形成,两端的新生骨由骨折两端中心生长延伸。骨髓腔内外可见大量新生骨形成。X-Gal底物染色显示,在实验组新生骨组织内可见大量细胞呈阳性染色;而对照组未发现阳性染色细胞。结论:在牵引成骨过程中,骨痂局部注射携带LacZ的腺病毒,能成功转染局部的成纤维细胞及成骨细胞,并表达LacZ基因,为临床应用基因治疗促进骨牵引延长或骨折愈合提供可行性。     

2型糖尿病大鼠骨髓腔内过氧化物酶体增殖物激活受体γ和核心结合因子α1 mRNA表达与骨折的愈合

背景：骨髓间充质干细胞成骨分化与成脂分化方向对骨再生和修复的影响是目前的研究热点,过氧化物酶体增殖物激活受体γ特别是过氧化物酶体增殖物激活受体γ2和核心结合因子α1对骨髓间充质干细胞分化方向有调控作用。 目的：分析2型糖尿病大鼠骨髓腔内过氧化物酶体增殖物激活受体γ和核心结合因子α1的表达变化与骨折愈合障碍的关系。 设计、时间及地点：随机对照动物实验,于2007-08/12在中南大学第三附属医院中心实验室完成。 材料：选用雄性SD大鼠30只,按随机数字表法分为2组,对照组10只,实验组20只,分别给予普通饲料、高糖高脂饲料喂养。 方法：大鼠喂养8周后断尾法取血,实验组腹腔注射链脲佐菌素30 mg/kg,对照组注射等量枸橼酸盐缓冲液。注射2周后断尾法取血,建立大鼠左胫骨牵引成骨模型,行左胫骨中上段骨干横行截骨,安置特制延长外固定架,牵引14 d。 主要观察指标：行X射线摄片比较2组大鼠牵引间隙内骨痂的形成;在组织学水平观察牵引骨痂内微骨柱及初始基质前沿形成及骨折两端髓腔内脂肪细胞形成,并计算骨折两端髓腔内脂肪细胞与骨髓腔面积百分比;以反转录-聚合酶链反应法检测双侧股骨骨髓腔内过氧化物酶体增殖物激活受体γ和核心结合因子α1 mRNA的表达。 结果：实验组大鼠高糖高脂饲料喂养8周后,总胆固醇、三酰甘油及空腹胰岛素浓度均高于对照组(P < 0.05~0.01);实验组大鼠腹腔注射链脲佐菌素2周后：空腹血糖、总胆固醇及三酰甘油浓度高于对照组(P < 0.05~0.01),说明2型糖尿病建立成功。X射线摄片显示,实验组大鼠骨折断端之间牵引骨痂形成明显减少,骨痂组织学检查表现为微骨柱基质排列紊乱,初始基质前沿浅染。组织学检查显示,实验组大鼠骨折两端髓腔内脂肪细胞及脂肪细胞占骨髓腔面积百分比高于对照组(P < 0.01)。反转录-聚合酶链反应法检测显示,实验组大鼠双侧股骨骨髓腔内过氧化物酶体增殖物激活受体γ mRNA表达上调(P < 0.05),核心结合因子α1 mRNA表达下调(P < 0.05)。 结论：2型糖尿病大鼠骨折愈合障碍可能与2型糖尿病条件下骨髓腔内过氧化物酶体增殖物激活受体γ mRNA表达增加及核心结合因子α1mRNA的表达受抑制有关。     

牵引成骨与小鼠早期骨折愈合

背景：牵引成骨技术治疗四肢骨缺损和发育不良等有一定的优势,但是有关骨延长区新骨的成骨方式,目前尚存在争议。 目的：观察小鼠胫骨骨折愈合过程中与成骨方式有关的骨基质蛋白组织学与基因水平的表达,论证在外界牵张力的作用下骨折愈合方式。 设计、时间及地点：组织学和蛋白基因检测,于2007-08/12在中南大学第三附属医院中心实验室完成。 材料：8周龄雄性CD-1小鼠36只,体质量25~30 g,由中南大学湘雅医学院实验动物中心提供。 方法：接受左胫骨中上段骨干横行截骨,安置特制延长外固定架,胫骨牵引过程包括5 d静止期,12 d牵引期和70 d固塑期,牵引期的牵引速率为0.1 mm/次, 共0.2 mm/d。术后于5,9,13,17,24,31 d采集左胫骨标本,分别作组织学检查和骨基质蛋白mRNA检测。 主要观察指标：①小鼠胫骨牵引成骨模型骨折端组织学变化。②小鼠胫骨牵引成骨骨痂内各种基质蛋白mRNA在不同时间点的表达。 结果：组织学检查显示：静止期其修复过程基本与骨折愈合相似;牵引期,被牵引骨痂显示3个典型的生物力学功能区：纤维间区,初始骨基质前沿和微骨柱形成区;固塑早期,牵引骨痂骨性愈合。mRNA检测显示：Ihh在牵引后的第4天可检测到表达,静止期及牵引后期无明显表达。Ⅱ型胶原从截骨后第5天即可检测,直到固塑期1周,但其mRNA表达逐渐减弱,到固塑期第2周即停止表达。X型胶原的表达在牵引期第4天达到高峰,然后逐步下降。骨钙素在截骨第5天尚不能被检测,其mRNA的表达在牵引后期和固塑期早期达高峰。 结论：胫骨牵引静止期软骨内成骨和膜内成骨同时存在,但在机械牵张力作用下转为以膜内成骨为主的成骨过程。     

不同治疗方法对移位型股骨颈骨折髋关节功能及相关细胞因子的影响

目的：探讨全髋关节置换术与动力髋螺钉内固定术两种治疗方法对移位型股骨颈骨折髋关节功能及对血清炎性因子和骨折延迟愈合生化指标的影响。方法：选取 2014 年 7 月—2016 年 7 月该院收治 100 例移位型股骨颈骨折患者的临床资料进行回顾性分析,将行全髋关节转换术患者 52 例做为观察组,行髋螺钉内固定术患者 48 例做为对照组,对比分析两组患者治疗前与术后 12 个月时髋关节功能改良 Aubigné-Postel 评分和并发症发生情况,及手术前与手术后 1 周血清白细胞介素 -6（IL-6）、肿瘤坏死因子 -α（TNF-α）、白细胞介素 -1β（IL-1β）等炎性因子、术后 12 周血清胰岛素样生长因子 -1（IGF-1）、人可溶性细胞间黏附分子 -1（sICAM-1）、血清可溶性血管细胞黏附分子 -1（Svcam-1）、Ⅰ型胶原羧基端肽β 特殊序列（β-CTX）等骨折延迟愈合生化指标水平。结果：术后 12 个月观察组髋关节功能改良 Aubigné-Postel 评分优良率（82.96%）明显高于对照组同期评分优良率（62.50%）,比较差异有统计学意义（P<0.05）;两组术后 12 个月,观察组并发症发生率 1.92%（1 例）,明显低于对照组 29.17%（14 例）,比较差异有统计学意义（P<0.05）;治疗前观察组IL-6、TNF-α、IL-1β 水平分别为（9.8±1.1）pg/mL、（2.3±0.4）ng/mL、（2.9±0.3）pg/mL,对照组分别为（9.9±1.2）pg/mL、（2.2±0.4）ng/mL、（2.8±0.3）pg/mL,比较差异无统计学意义（P>0.05）;治疗后 1 周,两组 IL-6、TNF-α、IL-1β 水平均明显上升,观察组分别为（11.1±1.3）pg/mL、（3.2±0.4）ng/mL、（3.2±0.4）pg/mL,对照组分别为（15.2±1.5）pg/mL、（5.5±0.5）ng/mL、（5.7±0.6）pg/mL,两组比较,观察组明显低于对照组,比较差异有统计学意义（P<0.05）;治疗前观察组血清胰岛素样生长因子 -1（IGF-1）、血清可溶性血管细胞黏附分子 -1（Svcam-1）、Ⅰ型胶原羧基端肽 β 特殊序列（β-CTX）分别为（207.2±44.1）ng/mL、（913.2±55.2）ng/mL、（458.6±32.5）pg/mL,对照组分别为（205.9±43.7）ng/mL、（908.6±54.7）ng/mL、（461.3±29.7）pg/mL,比较差异无统计学意义（P>0.05）;治疗后 12 周,观察组 IGF-1、Svcam-1、β-CTX 分别为（338.1±53.3）ng/mL、（611.3±44.6）ng/mL、（498.1±30.5）ng/mL,对照组分别为（411.6±65.8）ng/mL、（319.1±31.5）ng/mL、（526.4±41.3）pg/mL,两组 IGF-1、β-CTX 水平较治疗前明显上升,Svcam-1 水平明显下降,观察组变化幅度明显优于对照组,比较差异有统计学意义（P<0.05）。结论：全髋关节置换术对移位型股骨径骨折,引起的炎性反应较小,能明显降低术后并发症,具有较好的远期疗效。     

2型糖尿病大鼠骨髓腔内过氧化物酶体增殖物激活受体γ和核心结合因子α1mRNA表达与骨折的愈合

背景:骨髓间充质干细胞成骨分化与成脂分化方向对骨再生和修复的影响足目前的研究热点,过氧化物酶体增殖物激活受体γ特别是过氧化物酶体增殖物激活受体γ 2和核心结合因了α 1对骨髓间充质干细胞分化方向有调控作用.目的:分析2型糖尿病大鼠骨髓腔内过氧化物酶体增殖物激活受体γ和核心结合因子α 1的表达变化与骨折愈合障碍的关系.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2007-08/12在中南大学第二附属医院中心实验室完成.材料:选用雄性SD大鼠30只,按随机数字表法分为2组,对照组10只,实验组20只,分别给予普通饲料、高糖高脂饲料喂养.方法:大鼠喂养8周后断尾法取血,实验组腹腔注射链脲佐菌素30 mg/kg,对照组沣射等量枸橼酸盐缓冲液.注射2周后断尾法取血,建立大鼠左胫骨牵引成骨模型.行左胫骨中上段骨干横行截骨,安置特制延长外固定架,牵引14 d.主要观察指标:行X射线摄片比较2组大鼠牵引间隙内骨痂的形成;在组织学水平观察牵引骨痂内微骨柱及初始基质前沿形成及骨折两端髓腔内脂肪细胞形成,并计算骨折两端髓腔内脂肪细胞与骨髓腔面积百分比;以反转录-聚合酶链反应法检测双侧股骨骨髓腔内过氧化物晦体增殖物激活受体γ和核心结合因子α 1 mRNA的表达.结果:实验组大鼠高糖高脂饲料喂养8周后,总胆固醇、三酰甘油及窄腹胰岛素浓度均高于对照组(P<0.05～0.01);实验组大鼠腹腔注射链脲佐菌素2周后:空腹血糖、总胆周醇及三酰甘油浓度高于对照组(P<0.05-0.01),说咧2型糖尿病建立成功.X射线摄片显示,实验组大鼠骨折断端之间牵引骨痂形成明显减少,骨痂组织学检查表现为微骨柱基质排列紊乱,初始基质前沿浅染.组织学检查显示,实验组大鼠骨折两端髓腔内脂肪细胞及脂肪细胞占骨髓腔面积百分比高于对照组(P<0.01).反转录一聚合酶链反应法检测显示,实验组大鼠双侧股骨骨髓腔内过氧化物酶体增殖物激活受体γ mRNA表达上调(P<0.05),核心结合因子α 1 mRNA表达下调(P<0.05).结论:2型糖尿病大鼠骨折愈合障碍可能与2型糖尿病条件下骨髓腔内过氧化物酶体增殖物激活受体γ mRNA表达增加及核心结合因子α 1mRNA的表达受抑制有关.     

唑来膦酸对老年女性骨质疏松性椎体压缩性骨折的疗效分析

目的:探讨唑来膦酸对老年女性骨质疏松性椎体压缩骨折患者骨密度、骨代谢及疼痛的影响。方法:将100例老年女性骨质疏松性椎体压缩骨折患者按照随机数字表法分成观察组和对照组各50例。两组均行经皮椎体成型术治疗,观察组手术后给予唑来膦酸治疗,对照组给予钙剂及维生素D治疗,连续治疗12个月,观察两组治疗前后视觉模拟疼痛评分(VAS)、Oswestry功能障碍指数评分(ODI)、骨密度(BMD)、血清25羟维生素D [(25-OH)D]、骨钙素(BGP)、骨特异性碱性磷酸酶(BALP)和神经生长因子(NGF)、前列腺素E2(PGE2)、神经肽Y(NPY)等指标变化。结果:治疗前两组间VAS和ODI评分比较差异无统计学意义(P 0.05);治疗后3 d及12个月时,两组VAS评分均较治疗前明显降低,观察组治疗后12个月时VAS和ODI评分均明显低于对照组(P0.05);两组治疗前BMD、(25-OH)D、BGP、BALP、NGF、PGE2、NPY各指标含量比较,差异无统计学意义(P 0.05);治疗后12个月,观察组腰椎BMD(L2-4)为(0.685±0.062)g/cm~2,右股骨颈为(0.598±0.058)g/cm~2,均明显高于对照组腰椎(L2-4)(0.659±0.048)g/cm~2和右股骨颈(0.568±0.054)g/cm~2,(P0.05);观察组(25-OH)D为(35.41±10.26)ng/mL,明显高于对照组(28.29±9.13)ng/mL(P0.05);观察组BGP为(10.15±2.01)ng/mL、BALP为(16.26±4.05)ng/mL,均明显低于对照组分别为(12.91±3.04)ng/mL、(18.01±3.75)ng/mL(P0.05);观察组NGF为(261.08±6.51)pg/mL,PGE2为(152.57±7.02)ng/mL,NPY为(142.03±9.68)ng/mL,均明显低于对照组分别为(277.42±9.74)pg/mL、(169.74±6.52)ng/mL、(156.24±8.95)ng/mL,(P0.05)。结论:唑来膦酸能明显增加老年女性骨质疏松性椎体压缩性骨折骨密度,改善骨代谢水平,减轻疼痛,可做为本病的有效治疗药物推广应用。     

牵引成骨小鼠早期骨折愈合

背景:牵引成骨技术治疗四肢骨缺损和发育不良等有一定的优势,但是有关骨延长区新骨的成骨方式,目前尚存在争议.目的:观察小鼠胫骨骨折愈合过程中与成骨方式有关的骨基质蛋白组织学与基因水平的表达,论证在外界牵张力的作用下骨折愈合方式.设计、时间及地点:组织学和蛋白基因检测,于2007-08/12在中南大学第三附属医院中心实验室完成.材料:8周龄雄性CD-1小鼠36只,体质量25～30 g,由中南大学湘雅医学院实验动物中心提供.方法:接受左胫骨中上段骨干横行截骨,安置特制延长外固定架,胫骨牵引过程包括5 d静止期,12 d牵引期和70 d固塑期,牵引期的牵引速率为0.1 mm/次,共0.2 mm/d.术后于5,9,13,17,24,31 d采集左胫骨标本,分别作组织学检查和骨基质蛋白mRNA检测.主要观察指标:①小鼠胫骨牵引成骨模型骨折端组织学变化.②小鼠胫骨牵引成骨骨痂内各种基质蛋白mRNA在不同时间点的表达.结果:组织学检查显示:静止期其修复过程基本与骨折愈合相似;牵引期,被牵引骨痂显示3个典型的生物力学功能区:纤维间区,初始骨基质前沿和微骨柱形成区;固塑早期,牵引骨痂骨性愈合.mRNA检测显示:Ihh在牵引后的第4天可检测到表达,静止期及牵引后期无明显表达.Ⅱ型胶原从截骨后第5天即可检测,直到固塑期1周,但其mRNA表达逐渐减弱,到固塑期第2周即停止表达.X型胶原的表达在牵引期第4天达到高峰,然后逐步下降.骨钙素在截骨第5天尚不能被检测,其mRNA的表达在牵引后期和固塑期早期达高峰.结论:胫骨牵引静止期软骨内成骨和膜内成骨同时存在,但在机械牵张力作用下转为以膜内成骨为主的成骨过程.     

2型糖尿病大鼠胫骨牵引过程中骨再生与修复

目的:观察2型糖尿病对大鼠胫骨牵引成骨过程中骨形成的影响。方法:实验于2006-08/11在中南大学湘雅三医院中心实验室完成。①实验分组:雄性ZDF大鼠为实验组、Zucker正常大鼠为对照组,每组各10只,均饲以高脂饮食(脂肪65g/L)。②实验方法:检测大鼠体质量、血糖、尿糖和尿酮,以观察糖尿病变化情况。制备牵引成骨模型,1周后,所有大鼠接受左胫骨中上段低能横行截骨,安置延长外固定架。第2天起开始每天延长胫骨,牵引速率为0.2mm/次,2次/d,持续14d。③实验评估:利用放射学和组织学等方法,分别测定血液生化指标、骨折两端髓腔内脂肪细胞、胫骨牵引骨痂中新生骨量。结果:纳入雄性ZDF大鼠和Zucker正常大鼠各10只,均进入结果分析。①各组大鼠血液生化指标的变化:实验组大鼠血糖及尿糖显著高于对照组,对照组大鼠血糖保持在正常生理范围,两组大鼠尿酮检测均为阴性。与对照组比较,实验组大鼠血清胰岛素显著偏高(P<0.05),而血清骨钙素显著降低(P<0.01)。②骨髓脂肪细胞定量分析结果:实验组大鼠左胫骨骨折两端髓腔内脂肪细胞百分比均明显高于对照组大鼠。③骨内膜新生骨与骨膜新生骨的面积:实验组大鼠左胫骨延长间隙内新生骨的面积及密度均明显低于对照组(P<0.05,P<0.01)。组织学检查亦显示其延长间隙中骨内膜成骨和骨膜成骨显著降低(P<0.01)。结论:2型糖尿病可引起骨再生与修复障碍,这可能与其骨折两端骨髓腔内脂肪细胞形成增多导致成骨细胞的增殖、分化障碍有关。     

牵引成骨与小鼠早期骨折愈合

背景：牵引成骨技术治疗四肢骨缺损和发育不良等有一定的优势,但是有关骨延长区新骨的成骨方式,目前尚存在争议。目的：观察小鼠胫骨骨折愈合过程中与成骨方式有关的骨基质蛋白组织学与基因水平的表达,论证在外界牵张力的作用下骨折愈合方式。设计、时间及地点：组织学和蛋白基因检测,于2007-08/12在中南大学第三附属医院中心实验室完成。材料：8周龄雄性CD-1小鼠36只,体质量25～30g,由中南大学湘雅医学院实验动物中心提供。方法：接受左胫骨中上段骨干横行截骨,安置特制延长外固定架,胫骨牵引过程包括5d静止期,12d牵引期和70d固塑期,牵引期的牵引速率为0.1mm/次,共0.2mm/d。术后于5,9,13,17,24,31d采集左胫骨标本,分别作组织学检查和骨基质蛋白mRNA检测。主要观察指标：①小鼠胫骨牵引成骨模型骨折端组织学变化。②小鼠胫骨牵引成骨骨痂内各种基质蛋白mRNA在不同时间点的表达。结果：组织学检查显示：静止期其修复过程基本与骨折愈合相似;牵引期,被牵引骨痂显示3个典型的生物力学功能区：纤维间区,初始骨基质前沿和微骨柱形成区;固塑早期,牵引骨痂骨性愈合。mRNA检测显示：Ihh在牵引后的第4天可检测到表达,静止期及牵引后期无明显表达。Ⅱ型胶原从截骨后第5天即可检测,直到固塑期1周,但其mRNA表达逐渐减弱,到固塑期第2周即停止表达。X型胶原的表达在牵引期第4天达到高峰,然后逐步下降。骨钙素在截骨第5天尚不能被检测,其mRNA的表达在牵引后期和固塑期早期达高峰。结论：胫骨牵引静止期软骨内成骨和膜内成骨同时存在,但在机械牵张力作用下转为以膜内成骨为主的成骨过程。