DEXA对骨髓炎骨缺损治疗中骨痂密度的评价

目的：探讨DEXA对骨髓炎骨缺损治疗中骨痂密度的评价及意义。方法：严格按照纳入排除标准,选取21例骨髓炎清创后伴大段皮质骨缺损一期植骨的病人。术后4,6,8,10个月后对骨折端骨痂行双能X线骨密度仪检测,并进行X摄片以及Enneking评分,从而明确植骨区愈合骨痂的密度变化趋势,骨愈合情况以及症状改善情况。结果：（1）X线摄片结果显示：4个月后：骨缺损区依然清晰可见,内有少量稀疏骨痂通过,少量外骨痂形成。6个月后：植骨区内骨痂含量明显增多,且外骨痂膨大。8个月：缺损区模糊,有较致密骨痂生成,且外骨痂逐渐减少。10个月：植骨区骨痂更加致密,且部份髓腔再通。（2）Enneking评分：患者术后第10个月功能恢复情况评估正常功能20例,20分以下的患者1例。（3）BMD测定：骨折端的骨密度及骨密度比率随时间延长而增加,植骨10个月后患侧的骨密度已可基本上达到正常对照侧的骨密度水平。结论：双能X线骨密度测量从一定程度上反映出骨痂的力学强度特性。在感染性骨缺损治疗中可以作为检测植骨区的恢复情况的参考。     

表面改性双相陶瓷复合自体骨髓干细胞修复兔骨缺损的实验研究

目的:应用自体骨髓基质干细胞(Bone Marrow Stromal Cells,BMSCs)复合经低晶态羟基磷灰石(Low Crystalline Hydroxyap- atite,LcHA)涂层的双相陶瓷(Biphasic Calcium Phosphate,BCP)构建的组织工程化骨(LcBCP)修复兔桡骨节段性缺损。方法:体外分离培养、诱导扩增兔BMSCs,取第三代细胞复合LcBCP(实验组)后修复15只兔左侧桡骨15mm缺损;右侧桡骨缺损处植入复合BMSCs的BCP(对照组),于植入后4、8和12周处死动物,通过大体形态、组织学、影像学和扫描电镜检测骨缺损修复效果。结果:BMSCs-LcBCP复合物生长良好,随时间延长,X线显示实验组连接处骨痂形成,对照组连接处始终愈合稍差,12周大体观察实验组骨修复良好,髓腔再通;组织学显示板层骨形成,连接处骨性愈合,实验对照组连接处虽然也为骨性愈合,但尚有较多编织骨形成。结论:自体BMSCs复合LcBCP形成的组织工程化骨可修复兔桡骨节段性缺损,低晶态羟基磷灰石涂层能够增强双相陶瓷的早期成骨。     

两种壳聚糖仿生复合材料对家兔桡骨骨缺损修复的实验研究

目的:评价壳聚糖/碳酸钙三维复合材料(CS/CaCO3)和壳聚糖/羟基磷灰石复合材料(CS/HA)用于骨缺损修复的可行性.方法:家兔24只,随机分为对照、CS/CaCO3、CS/HA三组.左前肢去毛后,2%巴比妥钠(30mg/kg,iv)麻醉,距桡骨远端3cm处截骨1cm,形成骨缺损,分别植入相应材料.术后4w、8w、12w分别处死动物,X线摄片后,取骨缺损标本,进行大体与组织学观察.结果:术后4周植入块颜色变红,周围有较多量的新生骨样组织包裹,骨痂增多,向植入块内移行;术后8周,植入块周围有明显新骨生成,将材料分隔包围,新骨中央区可见材料呈蜂窝状残留.术后12周缺损区大部分编织骨被成熟的板层骨组织替代,并形成髓腔.结论:CS/CaCO3和CS/HA两种仿生复合材料能明显促进兔桡骨骨缺损修复,诱导骨痂生成.     

每周单次皮下注射rhPTH(1-34)促进大鼠的骨折愈合

目的观察每周单次皮下注射甲状旁腺激素rhPTH(1-34)促进大鼠骨折愈合的效果。方法 50只3月龄雄性SD大鼠左侧胫骨骨折,克氏针内固定术后,根据皮下注射rhPTH(1-34)的剂量及频次,随机分为5组(n=10/组):每周10、20μg/kg组;每日10、20μg/kg组;每周皮下注射等量(500μL)生理盐水作为对照组。治疗4周后处死取材,分别行小动物X线、双能X线、micro-CT及三点弯曲生物力学实验检测骨折愈合情况。结果无论每周或每日皮下注射rhPTH(1-34)骨密度均高于对照组(P0.05);每周20μg/kg组骨折愈合效果好于对照组,其中rhPTH(1-34)每周20μg/kg组在骨密度、矿化的骨痂体积、骨痂总体积、矿化的骨痂体积占骨痂总体积百分数、最大载荷方面分别比对照组高26.2%、51.4%、21.6%、24.5%、29.3%。每周20μg/kg、每日10μg/kg及每日20μg/kg组的最大载荷均高于对照组(P0.01);每周20μg/kg组骨密度、骨微结构、力学强度均与每日10μg/kg组无统计学差异(P0.05)。结论每周皮下注射甲状旁腺激素(rhPTH1-34)(10、20μg/kg)可以促进骨折愈合,但相同单次剂量,每日皮下注射的效果仍优于每周皮下效果。     

低强度脉冲超声波对肌腱愈合的促进作用

目的:分析低强度脉冲超声波(low intensity pulsed ultrasound,LIPU)对Ⅱ区屈指肌腱愈合的促进作用,并探讨其减少肌腱粘连的临床效果。方法:选取2010年8月至2013年4月在我院接受II区屈指肌腱损伤修复术治疗的患者80例并随机分为两组。LIPU组(33例,共39指),该组患者均接受系统的低强度脉冲超声波进行治疗;对照组(34例,共41指),所有患者在治疗时放置超声探头,但不接通电源。在术后12周,采用视觉模拟评分法(visual analogue scale,VAS)评估患手疼痛程度;采用肌腱总主动活动度(total active motion,TAM)评定标准评价肌腱的功能状况;采用Lovett分级法评价患指屈指肌力。结果:两组术后无肌腱再断裂病例出现。术后12周时,LIPU组与对照组的VAS疼痛评分分别为(1.9±1.8)和(2.3±1.9)(t=0.996,P=0.337)。根据TAM系统评定标准,LIPU组与对照组的优良率分别为94.9%和70.7%,组间差异有统计学意义(X2=12.798,P=0.000),LIPU组显著高于对照组,两组患指屈指肌力恢复正常的发生率分别为100%和95.1%,组间差异无统计学意义(X2=1.951,P=0.162)。结论:LIPU具有促进II区屈指肌腱愈合,改善患指主动活动功能的效果,且不增加肌腱断裂的风险,但其促进肌腱愈合的机制尚需进一步实验研究证实。     

经低强度超声波照射后组织工程骨成骨的生化学和力学分析

目的:观察低强度超声波照射后组织工程骨的骨形成情况和力学变化。方法:将骨髓间充质细胞/β-磷酸三钙(Bonemarrowstromalcells/tricalciumphosphate,BMSCs/β-TCP)共同增殖分化培养2周后,手术植入同基因鼠背部两侧皮下,一侧行低强度超声波每日照射20min,另一侧作为对照。术后5、10、25和50d,分别取出组织工程骨,行抗压力测试、碱性磷酸酶(Alkalinephosphate,ALP)和骨钙素(osteocalcin,OCN)含量分析。结果:超声波组组织工程骨的ALP活性和OCN含量都明显高于对照组(P0.01);抗压力测试与对照组没有明显差别(P0.05)。结论:低强度超声波能够促进组织工程骨的骨形成能力。     

超声靶向破碎微泡对心肌梗死犬心肌微环境的影响

为了研究超声靶向破碎微泡对犬心肌梗死模型局部心肌微环境的影响。将10只犬随机分为实验组与对照组,每组5只犬,结扎犬左前降支,建立心肌梗死模型。建立心肌梗死模型后1周,将实验组每只模型犬用脉冲超声(强度为1.0 W/cm2,频率为1 MHz)经胸辐照心肌,辐照时间共为10 min,同时静脉注入2 m L超声微泡。按照上述方法,每隔2 d处理一次,一共处理3次。对照组中的模型犬不经预处理。在所有犬心肌梗死模型建立后两周左右处死所有实验犬,取出心脏,于心肌梗死周边区域选取相应心肌组织,并送检。所取组织均采用免疫组织化学染色法、Western blotting法及定量实时PCR法分别从蛋白以及基因水平测量局部心肌组织内VCAM-1、VEGF、SDF-1和IL-1β的含量,从而探讨超声靶向辐照破碎微泡对犬心肌梗死模型局部心肌微环境的影响。免疫组织化学染色法及Western blotting法从蛋白水平定性和半定量观察到实验组中梗死周边区心肌分泌的VCAM-1、VEGF、SDF-1和IL-1β量明显多于对照组心肌梗死周边区;定量实时PCR法从基因水平定量分析检测显示实验组内梗死周边区心肌分泌VCAM-1、VEGF、SDF-1和IL-1β明显高于对照组中心肌梗死周边区(p0.05)。采用一定量的超声被动靶向辐照破碎微泡能够引发心肌内源性生物活性物质的分泌,促进VCAM-1、VEGF、SDF-1和IL-1β的高表达,从而使局部心肌微环境得到一定改变,有利于干细胞移植治疗缺血性心脏病。     

内植静磁柱联合脉冲电磁场对骨组织修复作用的Micro-CT研究

目的:以永磁体构建静磁柱体内植入物,应用Micro-CT技术,探索研究内植静磁柱联合脉冲电磁场对骨组织的修复作用。方法:选取新西兰兔24只建立右侧股骨髁骨缺损模型,并随机分为联合磁场组,脉冲电磁场组和对照组。联合磁场组自兔右侧股骨干远端向髓内植入静磁柱,并联合施加体外脉冲电磁场(1 h/d);脉冲电磁场组及对照组均将无磁性钛合金棒植入右侧股骨干髓腔,同时,脉冲电磁场组于体外加载脉冲电磁场(1 h/d)。术后5周处死取材,应用Micro-CT对股骨远端样本进行扫描检测,并对骨缺损区域显微结构进行三维重建分析。结果:与非磁场组相比,联合磁场组骨缺损区域骨小梁相对体积及数目明显增加(P均0.05),骨小梁分离度下降(P0.01)。与传统脉冲电磁场组相比,联合磁场组骨小梁数目增加(P0.05),骨小梁分离度下降(P0.01)。扫描及重建图像可见,联合磁场组骨缺损区域骨量增多,外侧皮质区愈合完整,骨小梁结构连续致密,具有更好的骨显微结构。结论:内植静磁柱与脉冲电磁场的联合磁场干预方式能够在早期获得更好的成骨修复能力,为磁场治疗相关骨病的临床及基础研究提供了新的方向。     

新型多孔生物活性玻璃修复羊腔隙性骨缺损的实验研究

目的:评价新型多孔生物活性玻璃修复羊腔隙性骨缺损的能力.方法:12只成年绵羊L3-L5,共36个椎体均建立8mm× 15mm腔隙性骨缺损模型,实验组为Macro Porous Putty(MPS)和Injectable Putty(INJ),对照组为Nova Bone Putty(NBP).按照随机区组设计,随机分配每只羊的三个椎体缺损分别填充NBP、MPS、INJ材料.每种材料均填充12个椎体.术后6周、12周取材,通过术后一般状况、标本大体观察、X线平片以及组织病理学结果评价新型多孔生物活性玻璃的成骨作用.结果:①术后各组动物进食及粪便均正常,对外界刺激反应性良好.术后切口均一期愈合.②大体观察未发现缺损处有异常纤维组织包块及材料漏出.③术后6周和12周,MPS组和INJ组Lane-Sandhu X射线评分大于NBP组(P＜0.05).④组织学切片VG染色结果显示,术后6周和12周,MPS组和INJ组新生骨量多于NBP组(P＜0.05).MPS组和INJ组成骨性能相当(P＞0.05).术后12周和术后6周比较,NBP、MPS、INJ三种材料新生骨量均明显增多(P＜0.01).结论:新型多孔生物活性玻璃材料MPS和INJ具有可靠的骨缺损修复能力,比传统的NBP材料成骨能力更佳,具有良好的应用前景.     

糖尿病对大鼠骨折愈合影响的实验研究

目的:观察糖尿病大鼠的骨折愈合过程,探讨糖尿病影响大鼠骨折愈合的可能的机制,为临床实践提供理论依据。方法:雄性Wister大鼠140只,随机分成二组,每组70只,A组为糖尿病骨折组;B组为非糖尿病骨折组。建立糖尿病动物模型后,无菌条件下在各组大鼠胫骨中点用手术方法制成骨折模型。术后1周、2周、4周、6周、8周各时间点进行X线检查,观察骨折愈合情况。术后1周、2周、3周、4周、6周、8周分别用ELISA法检测血清中IGF-1含量。分别在1、2、4、6、8周各时间点观察5只大鼠骨痂生长情况并取骨折断端组织行HE染色光镜观察。术后4周、6周、8周每组处死10只大鼠留取双侧胫骨标本,冷冻保存后集中进行生物力学检测。结果:1、大体标本观察结果:各时间点A组骨痂生长减缓延迟。2、X线结果:A组骨折愈合质量在各时间点均明显低于B组。3、生物力学测定结果:4周、6周、8周个时间点A组骨折处骨痂的机械强度均明显低于B组。4、组织学染色显示:术后各时间点1、2、4、6、8周A组与B组相比骨折处局部骨痂成熟延迟并且软骨细胞肥大。5、血清IGF-1含量测定:A组大鼠血清中IGF-1含量低于B组,且高峰延迟1周。结论:1.患有糖尿病后大鼠骨折愈合质量差,比较容易出现愈合延迟甚至不愈合;2.患有糖尿病的大鼠骨折后血清中的IGF-1表达明显低于对照组,且高峰推迟1周。     

Low Intensity Pulsed Ultrasound Enhanced Mesenchymal Stem Cell Recruitment through Stromal Derived Factor-1 Signaling in Fracture Healing

Low intensity pulsed ultrasound (LIPUS) has been proven effective in promoting fracture healing but the underlying mechanisms are not fully depicted. We examined the effect of LIPUS on the recruitment of mesenchymal stem cells (MSCs) and the pivotal role of stromal cell-derived factor-1/C-X-C chemokine receptor type 4 (SDF-1/CXCR4) pathway in response to LIPUS stimulation, which are essential factors in bone fracture healing. For in vitro study, isolated rat MSCs were divided into control or LIPUS group. LIPUS treatment was given 20 minutes/day at 37°C for 3 days. Control group received sham LIPUS treatment. After treatment, intracellular CXCR4 mRNA, SDF-1 mRNA and secreted SDF-1 protein levels were quantified, and MSCs migration was evaluated with or without blocking SDF-1/CXCR4 pathway by AMD3100. For in vivo study, fractured 8-week-old young rats received intracardiac administration of MSCs were assigned to LIPUS treatment, LIPUS+AMD3100 treatment or vehicle control group. The migration of transplanted MSC to the fracture site was investigated by ex vivo fluorescent imaging. SDF-1 protein levels at fracture site and in serum were examined. Fracture healing parameters, including callus morphology, micro-architecture of the callus and biomechanical properties of the healing bone were investigated. The in vitro results showed that LIPUS upregulated SDF-1 and CXCR4 expressions in MSCs, and elevated SDF-1 protein level in the conditioned medium. MSCs migration was promoted by LIPUS and partially inhibited by AMD3100. In vivo study demonstrated that LIPUS promoted MSCs migration to the fracture site, which was associated with an increase of local and serum SDF-1 level, the changes in callus formation, and the improvement of callus microarchitecture and mechanical properties; whereas the blockade of SDF-1/CXCR4 signaling attenuated the LIPUS effects on the fractured bones. These results suggested SDF-1 mediated MSCs migration might be one of the crucial mechanisms through which LIPUS exerted influence on fracture healing.     

The enhancement of bone regeneration by ultrasound

Millions of fractures occur every year worldwide, with nearly 6.2 million fractures reported annually in the United States alone. Even though treatment methods have improved over the last few decades, 5–10% of fractures still show delayed healing. A significant subpopulation of these delayed healings do not heal by nine months and are thus termed non-unions. Experimental studies have shown some evidence that low intensity pulsed ultrasound stimulation (LIPUS) results in enhanced bone regeneration during fracture healing and callus distraction. LIPUS treatment has led to increased callus area and accelerated return of bone strength following fracture. Histological studies suggest that LIPUS influences all major cell types involved in bone healing, including osteoblasts, osteoclasts, chondrocytes and mesenchymal stem cells. The affect of LIPUS seems to be limited to cells in soft tissue, whereas cells in calcified bone seem not to be effected. In vitro cell culture studies as well as tissue culture studies have shown some effects on cell differentiation and protein synthesis. Even though the energy used by LIPUS treatment is extremely low, the effects are evident. The most probable source of the therapeutic benefits observed with LIPUS treatment involves nonthermal mechanisms that influence cell membrane permeability and increase cellular activity. Despite clinical and experimental studies demonstrating the enhancing effect of LIPUS on bone regeneration, the biophysical mechanisms involved in the complex fracture healing process remain unclear and requires further research.     

利用聚己内酯/羟基磷灰石复合支架修复犬胸骨缺损

目的：探讨利用生物可降解支架修复动物胸骨缺损,为临床手术治疗提供新的可行性方法。方法：对于12只比格犬进行手术切除部分胸骨,并利用聚己内酯/羟基磷灰石（PCL/HA）复合支架,并制备出与临床相似的胸骨缺损模型。实验动物分成2组,分别是：空白对照组和PCL/HA支架组。分别于术后第4、12周进行胸部CT扫描,并对胸廓进行三维重建,观察胸骨缺损部位的修复情况,并在第12周取胸骨缺损部位组织进行硬组织切片,苦味酸-品红染色,观察缺损部位的骨组织修复情况,并利用软件进行骨组织比率分析,评估修复情况。结果：通过检查发现空白对照组的胸骨缺损部位未见明显骨连接,胸廓的骨性结构有明显畸形,PCL/HA支架组能很好地维持胸廓的完整性,组织学检查发现PCL/HA支架组的缺损部位有明显新生骨形成,通过软件分析可发现支架组的骨组织比率较空白组的高（P〈0.05）。结论：这些结果表明采用PCL/HA复合材料支架能很好地修复胸骨缺损。     

低强度脉冲超声在骨关节炎研究中的应用进展

骨关节炎（osteoarthritis，OA）是一种退行性关节疾病，以软骨变性、骨硬化和慢性滑膜炎症为主要病理特征。关节置换术是目前治疗终末期OA的唯一有效方式，但其预后较差，且人工关节寿命有限。因此，OA的研究重点已经转移为疾病预防和早期治疗。低强度脉冲超声（low-intensity pulsed ultrasound，LIPUS）不仅可以促进骨折的愈合和再生，而且在软组织修复、再生和抗炎等方面也发挥重要作用，已有研究证明LIPUS在软组织再生中具有潜在作用。简要介绍了LIPUS的治疗机制及其与OA发病机制的联系，总结了目前LIPUS用于预防OA的发生、发展以及促进关节软骨组织再生的基础和临床研究进展，以期为LIPUS未来做为预防关节软骨退变的潜在治疗方法提供理论依据。     

无创遥测技术观察运输应激对Beagle犬部分生理指标的影响

目的应用无创遥测技术观察运输应激对Beagle犬部分生理指标的影响。方法 16只Beagle犬随机分成两组（每组8只）,即对照组和运输应激组,并利用大动物无创生理信号遥测技术,分别监测清醒自由活动状态下对照组和运输应激组应激4 h后Beagle犬的心电图、活动、皮肤温度和呼吸参数的变化。结果 Beagle犬心率、RR间期、QT间期、活动、皮肤温度、呼吸均具有明显的昼夜节律变化（P〈0.01）;与对照组比,运输应激后Beagle犬心率、活动度、呼吸频率、每分钟通气量和潮气量均显著增加（P〈0.01）,RR间期、PR间期、皮肤温度均显著降低（P〈0.01）,相关分析表明运输应激对Beagle犬心率、活动、皮肤温度和呼吸频率具有显著的相关性（P〈0.05,P〈0.01）。结论运输应激可引起Beagle犬生理学指标的明显改变,但除皮肤温度外,运输应激（4 h）对Beagle犬昼夜节律变化破坏不明显;利用无创遥测技术平台可建立理想的Beagle犬生物模型,可用于动物福利和药理毒理学评价研究。     

阻塞性肺气肿模型的制作

目的在2周内对国际标准实验动物Beagle犬进行肺气肿模型的制作,建立较为标准的肺气肿模型,从而为治疗慢性阻塞性肺疾病（COPD）的方法提供良好的动物模型。方法Beagle犬8只,雌雄各半,2岁,体重13～18kg,雾化吸人木瓜蛋白酶12000U/kg,1次,周,共2周。实验前后测量试验动物肺功能,做胸部CT及病理学比较。结果实验前后动物肺功能,CT及病理学检查均显示较大的差异。8例实验动物的功能残气量（FRC）、肺总量（TLC）、功能残气量比肺总量（FRC/TLC％）、潮气量（VT）和呼吸频率（BR）,在肺气肿模型制作前后做两两比较,结果显示均有统计学差异P〈0.05,血氧饱和度（SpO2）0.05两者间无统计学差异。CT显示肺体积增大,局部肺野透亮度增加有肺大泡形成。试验后病理学检查显示肺泡壁破坏,肺泡间质断裂,肺泡融合,形成典型的全小叶型肺气肿改变。实验后动物出现肺气肿征表现,如气喘,咳嗽及上呼吸道分泌物增等。结论在标准实验动物身上可以较为准确、快速地复制出近似于人类阻塞性肺气肿病理改变的动物模型。     

脑外伤对大鼠骨折愈合过程中OPG/RANKL表达的影响

目的研究股骨骨折合并脑外伤大鼠骨痂中骨保护素（OPG）和核因子-KB受体活化因子配体（RANKL）的表达变化,探讨脑外伤对骨折愈合的影响及作用机制。方法48只雌性SD大鼠随机分成骨折合并脑外伤组和单纯骨折组,每组24只。建立大鼠开放骨折及脑外伤模型,术后7、14、21、28d4个时间点分批处死动物,标本切片后通过HE染色观察骨折愈合情况,免疫组织化学染色研究OPG和RANKL的表达变化。结果HE染色示单纯骨折组呈典型骨折愈合过程,而骨折合并脑外伤组骨痂形成及改造提前,骨折愈合加速。免疫组织化学染色显示OPG在骨折合并脑外伤组表达增强,术后各时间点OPG平均光密度值（OD值）均高于同一时间点单纯骨折组,差异有统计学意义（P〈0.05）。RANKL在骨折合并脑外伤组表达变化不显著,其OD值仅术后21d1个时间点高于单纯骨折组（P〈0.05）。骨折合并脑外伤组术后各时间点OPG与RANKL OD值的比值均高于同一时间点单纯骨折组,差异有统计学意义（P〈0.05）。结论脑外伤对骨折愈合有促进作用,可能与合并脑外伤后OPG和RANKL表达变化有关。     

Low-Intensity Pulsed Ultrasound Accelerates Tooth Movement via Activation of the BMP-2 Signaling Pathway

The present study was designed to determine the underlying mechanism of low-intensity pulsed ultrasound (LIPUS) induced alveolar bone remodeling and the role of BMP-2 expression in a rat orthodontic tooth movement model. Orthodontic appliances were placed between the homonymy upper first molars and the upper central incisors in rats under general anesthesia, followed by daily 20-min LIPUS or sham LIPUS treatment beginning at day 0. Tooth movement distances and molecular changes were evaluated at each observation point. In vitro and in vivo studies were conducted to detect HGF (Hepatocyte growth factor)/Runx2/BMP-2 signaling pathways and receptor activator of NFκB ligand (RANKL) expression by quantitative real time PCR (qRT-PCR), Western blot and immunohistochemistry. At day 3, LIPUS had no effect on the rat orthodontic tooth movement distance and BMP-2-induced alveolar bone remodeling. However, beginning at day 5 and for the following time points, LIPUS significantly increased orthodontic tooth movement distance and BMP-2 signaling pathway and RANKL expression compared with the control group. The qRT-PCR and Western blot data in vitro and in vivo to study BMP-2 expression were consistent with the immunohistochemistry observations. The present study demonstrates that LIPUS promotes alveolar bone remodeling by stimulating the HGF/Runx2/BMP-2 signaling pathway and RANKL expression in a rat orthodontic tooth movement model, and LIPUS increased BMP-2 expression via Runx2 regulation.