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《重庆医科大学》 2003年
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低能脉冲超声波对骨质疏松性骨折愈合影响的实验研究

邓忠良  
【摘要】: 骨质疏松症是骨量减少及骨组织微结构退变,骨生物力学性能下降、脆性增加,易于发生骨折的全身性疾病。随着人口老龄化的加重,越来越多的骨质疏松症患者发生低能量创伤骨折即骨质疏松骨折(OPF)。好发部位常为:桡骨远端、髋部、椎体、肋骨等。尽管骨质疏松骨折愈合的问题尚未完全搞清,但多数研究认为骨质疏松骨折的愈合存在一定障碍,较创伤性骨折更难愈合,因此骨折后治疗困难,患者的生存质量严重受损,同时由于患病群体数量巨大,从而给个人、家庭和社会带来极大危害。如何促进骨质疏松骨折愈合已经成为急需研究解决的热点课题。 低能脉冲超声波(LIPU)是一种机械刺激形式,通过机械振动产生声压波,作用于生物体可产生生物效应。已有少数学者开始有关LIPU对骨折愈合的促进作用的基础研究和临床试验,但研究尚不系统深入,结论也有争议。目前未见LIPU对OPF作用的资料。因即有必要对LIPU对OPF愈合的影响作用进行系统的观察并探讨其机理,为治疗OPF提供一种更安全有效的方法。 本实验制作69只大耳白兔OPF动物模型,随机分为1周、2周、4周、6周和9周五个时间组。利用低能脉冲超起波对右前肢骨折进行 重庆医科大学博士研究生学位论文 照射、左前肢假处理作为对照。运用组织学、形态学、生物力学、骨密 度检测、SPECT血流检测、微血管定量分析、免疫组织化学、原位杂交 等技术手段,比较性地研究了LIPU对骨质疏松性骨折愈合的影响。通 过比较实验侧与对照侧骨痴骨密度及生物力学性能,探讨LIPU对OPF 愈合骨密度及骨强度的作用;对实验侧和对照侧微血管染色定量分析及 骨折端血流量测定以探讨LIPU对OPF愈合过程中血管形成、血循环的 影响;通过检测骨折端胶原基因表达、胶原构形分析,探讨LIPU对OPF 骨折愈合中胶原基质代谢的影响;对细胞增殖活性检测以了解LIPU对 骨折端细胞增殖的影响;通过检测BMP一2基因表达情况初步探讨LIPU 促进成骨的作用机理。 主要实验结果及结论如下: 1、LIPU可促进骨质疏松性骨折愈合。x线摄片显示第2周实验侧 出现较多的外骨痴,骨折线较对照侧模糊,对照侧骨折线清晰,仅出现 较轻的骨膜反应。第4周时实验侧骨痴增多,骨痴线模糊,对照侧出现 骨痴、骨折线开始模糊,第6周时实验侧骨折线消失,对照侧骨痴增多 骨折线仍存在但较前模糊。第9周,实验侧髓腔再通,骨折初步塑形, 对照侧骨性连接,骨折线消失,髓腔未通。对X片半定量分析显示实验 侧骨折愈合速度显著快于对照侧(尸0.05)。组织学和电镜观察显示, 实验侧2周时骨外膜成骨细胞增生活跃,骨折端间为纤维组织,出现新 生骨小梁和少量软骨组织成骨细胞和软骨细胞,功能皆活跃;术后4周 重庆医科大学博士研究生学位论文 成骨细胞多,折端间以幼稚的编织骨痴为主,间以少量软骨骨痴;术后 6周骨折端骨性骨痴连接,骨小梁周围可见到破骨细胞;术后9周骨折 端为板层状骨连接,但其间仍有缝状间隙,髓腔再通。对照侧术后2周 血肿机化不全,肉芽组织为主,少许成骨细胞出现,功能欠活跃,术后 4周,出现新生编织骨小梁,大量软骨组织为主,术后6周时编织骨增 多,软骨组织减少,软骨骨痴周围有较多成骨细胞,术后9周,骨折端 由编织骨连接。显示LIPU可促进OPF炎症吸收,加快骨痴形成,利于 骨痴塑形,从而促进骨折愈合。 2、LIPU改善OPF愈合过程中力学强度,增加骨痴骨量。实验侧 术后2周、6周、9周骨痴骨密度分别明显高于同期对照侧(尸值分别 0.0l)。实验侧术后2周、6周、9周骨矿含量(mg%干重组织)显著 高于对照侧(尸值分别0.01,0.05,0.05)。术后4周和9周测定骨折处 强度,进行三点折断试验,实验侧的峰值负荷、峰值应力、弹性模量和 峰值吸收能量均显著优于对照侧(尸值皆0.05)。 3、LIPU对OPF愈合中微血管及血流量影响观察结果。实验侧血 流量增加,在术后IW、ZW、4W时明显高于对照侧血流量(尸0.05); 术后6W和gW时实验侧血流量高于对照侧,但无统计学意义(尸0.05)。 新生微血管染色显示实验侧血管生成增多,并早于对照侧。说明LIPU 可增加骨折端血流量,促进骨折端血管再生,加速成骨过程,从而促进 骨折愈合。 重庆医科大学博士研究生学位论文 4、LIPU对OPF愈合中胶原代谢影响。I型胶原表达在骨折后IW、 Zw、4W时实验侧明显高于对照侧(P0.05),6W、gW时实验侧低于 对照侧但无统计学意义(PO.05)。n型胶原蛋白表达在骨折后IW、ZW 时实验侧明显高于对照侧(P0.05),4W和6W时实验侧明显低于同期 对照侧(尸0.05);gW时双侧均表现为极低表达。电镜观察胶原构型显 示,骨折9周时实验侧胶原原纤维直径为,58.5士5.2nm,对照侧为46.3 士9.7nm,实验一侧明显粗于对照侧(尸0.05)。结果显示:LIPU促进I 型和n型胶原表达合成,促进胶原成熟,改善胶原构型,从而促进骨松 骨折愈合。 5、LIPU对骨质疏松骨折愈合中细胞增殖活性影响。实验侧术后1 周、2周时骨痴内处于增殖状态的骨修复性细胞比例分别为0.453士0.061 和0.561士
【学位授予单位】:重庆医科大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:R683

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