兔胫骨应力性骨折的发生机制

目的 探讨兔胫骨应力性骨折发生过程中胫骨及腓肠肌形态学和血清、肌浆中肌酸激酶(CK)、脂质过氧化物(MDA)生化指标的变化与应力性骨折发生机制的关系.方法 将36只雄性大耳白兔随机分为6组,进行跑跳,根据制定的分组训练时间,于训练任务完成后的第7、14、21、28、35天将其分别处死,在光镜下观察其双侧胫骨的病理变化.对其腓肠肌行光镜和电镜检查,检测肌浆和血清中的CK、MDA等生化指标.结果 模型兔训练第1、2、3、4周后,实验组血清和肌浆中CK和MDA生化指标与对照组比较差异均有统计学意义(P＜0.05).训练第5周后,实验组血清和肌浆中CK及血清中MDA与对照组比较差异均无统计学意义(P＞0.05).结论 肌肉疲劳或受损时,对骨骼冲击作用的保护能力减弱,造成应力性骨折发生.同时运动性骨疲劳的发生是一个由骨细胞直接参与的破骨细胞性重吸收大于成骨细胞性骨形成的生理过程.     

搭载干细胞的温敏型水凝胶复合支架治疗兔桡骨骨折

目的 研究搭载兔骨髓基质干细胞(BMSCs)的温敏型壳聚糖/β-甘油磷酸钠(C/GP)水凝胶复合支架对兔桡骨骨折的治疗疗效.方法 将体外培养、扩增的兔BMSCs与C/GP水凝胶混合植入兔桡骨骨折间隙内作为实验组与空白对照组进行比较.通过X线片、生物力学检测及组织形态学检测等方法对骨折愈合情况进行评定. 结果 术后第4周和第12周实验组通过X线片反应出的骨愈合结果明显强于对照组;术后第12周生物力学检测实验组中最大负荷、抗弯曲强度及载荷/位移等参数与对照组比较差异均有统计学意义(P＜0.05),而弹性模量两组比较差异无统计学意义(P＞0.05);术后第12周,通过组织形态学观察实验组成骨及塑形等方面明显优于对照组. 结论 搭载BMSCs的温敏型C/GP水凝胶复合支架材料可促进骨折愈合.     

神经损伤与单纯制动后骨密度及生物力学改变

目的 :了解神经损伤与制动后骨密度及生物力学改变。方法 :SD大鼠 40只 ,随机分组。术前及术后 12周时分别测量各组大鼠的骨密度。动物处死后行三点弯曲破坏载荷实验。结果 :股骨、胫骨的骨密度改变与对照组及组间相比差异均有显著性 (P <0 .0 1)。各组大鼠股骨、胫骨三点弯曲破坏载荷有下降 ,与对照组相比差异有显著性。股骨、胫骨的骨密度与三点弯曲破坏载荷均呈显著性线性相关。结论 :制动、坐骨神经损伤、脊髓损伤能引起骨量减少 ,骨结构改变 ,生物力学强度下降     

异种脱蛋白骨管移植修复大段骨缺损的力学评估

目的研究异种脱蛋白骨管移植修复大段骨缺损的生物力学变化。方法建立山羊双侧胫骨大段骨缺损模型,36只山羊(72只后肢)随机分为2组,实验组:异种脱蛋白骨管;对照组:异种脱蛋白骨粒;两组均在移植骨中添加了骨形态发生蛋白(BMP),并采用骨板、钢板双重固定修复骨缺损。术后5、10、15周对羊胫骨行影像学观察和生物力学的变化。结果影像学显示实验组在骨缺损修复及成骨方面较对照组高。生物力学测试结果表明,术后5、10、15周时实验组力学强度较对照组明显增高,差异有统计学意义(P<0.05);术后15周,实验组的生物力学强度与正常胫骨已无差异。结论应用异种脱蛋白骨管支撑复合BMP修复大段骨缺损,能够有效加强移植骨修复负重骨缺损区的力学结构。     

阿司匹林对大鼠破骨细胞分化成熟和骨吸收活性的影响

目的 研究不同浓度阿司匹林对体外培养大鼠破骨细胞(Osteoclast,OC)分化成熟及骨吸收活性的影响.方法 建立由核激活因子受体配体(receptor activator of NF-κB ligand,RANKL)和巨噬细胞集落刺激因子(Macrophage colony stimulating factor,M-CSF)共同作用的大鼠破骨细胞骨髓诱导体系,将雌激素(10-6 mmol/L)和不同浓度的阿司匹林(0.25 mmol/L、0.5 mmol/L、1.0 mmol/L、1.5 mmol/L)分别作用于破骨细胞.诱导培养后分别对破骨细胞进行抗酒石酸酸性磷酸酶(The tartrate-resistant acid phosphatase,TRAP)染色,观察细胞形态,并计数破骨样细胞数量;将各组破骨细胞接种于骨磨片上,建立破骨细胞-骨磨片活性分析模型,于不同时间点对骨磨片进行光镜和扫描电镜观察,分析计算骨吸收陷窝面积.结果 与正常对照组相比,雌激素组破骨细胞数量和骨吸收陷窝面积低于正常对照组,差异有统计学意义(P＜0.05);且随着阿司匹林浓度的增加,阿司匹林组TRAP阳性多核破骨细胞数量、骨吸收陷窝面积逐渐减少直至消失,差异有统计学意义(P＜0.05).与雌激素组相比,低浓度阿司匹林组(0.25mmol/L)没有明显差异;但中、高浓度阿司匹林实验组(0.5mmol/L、1.0mmol/L、1.5mmol/L)破骨细胞数量和骨吸收陷窝面积减少,差异有统计学意义(P＜0.05).结论 阿司匹林对破骨细胞的分化成熟及骨吸收功能有抑制作用,且呈剂量依赖性,从而具有抗骨质疏松的作用.     

高压氧对小鼠胫骨骨折愈合过程中骨生物力学特性及胶原蛋白含量的影响

目的 探讨高压氧对小鼠胫骨骨折愈合过程中骨生物力学特性及胶原蛋白含量的影响.方法 采用简单随机抽样法将216 只昆明小鼠随机分为对照组（108 只）和高压氧组（108 只）,建立胫骨骨折模型.高压氧组予以高压氧治疗,对照组不予高压氧治疗.分别于骨折后1、2、3、4 周取材,取材前通过行为学评分和斜板实验评价两组小鼠的行为学特征,观察取材后胫骨的一般生物学特征,检测胫骨标本的抗扭力和抗折力,测定胫骨骨痂组织的胶原蛋白含量,同时采用改良Masson 染色对骨痂组织中的胶原蛋白进行组织学观察.结果 与对照组相比,高压氧组小鼠骨折后1、2 周行为学评分降低;2、3、4 周斜板实验坡度升高（P ＜0.05）.骨折后1周高压氧组小鼠右侧胫骨宽度（骨痂处）、胫骨抗折力均大于对照组,两组比较,差异有统计学意义（P ＜0.05）;骨折后2 周高压氧组小鼠右侧胫骨抗扭力高于对照组,骨折后1、2、3 周右侧与左侧胫骨抗扭力比值以及两侧胫骨抗折力比值均高于对照组,两组比较,差异有统计学意义（P ＜0.05）;高压氧组小鼠骨折后1、2、3、4 周骨痂胶原纤维含量高于对照组（P ＜0.05）,且高压氧组改良Masson染色出现较多的蓝色反应.结论 在小鼠胫骨骨折的愈合过程中,高压氧治疗提高了骨痂组织中胶原蛋白的含量,增强了骨的生物力学性能,对骨折愈合起到促进作用.     

组织工程骨修复山羊胫骨节段性缺损的实验研究

目的应用自体骨髓基质干细胞（BMSCs）复合β-磷酸三钙（β-TCP）构建组织工程化骨，修复山羊胫骨节段性缺损。方法体外扩增培养、成骨诱导山羊BMSCs。实验组将第2代细胞复合β-TCP后修复山羊自体右侧胫骨26mm的节段性缺损（n=8），对照组以单纯β-TCP材料植入骨缺损处（n=8），旷置组（n=2）。术后16、32周分别通过大体形态观察、影像学、组织学和生物力学的方法检测骨缺损的修复效果。结果旷置组术后32周骨缺损未修复，表明动物模型确实可靠。大体观察、X线片和MicroCT显示16周时实验组已有新骨形成，β-TCP材料降解吸收；对照组则只形成少量骨痂，材料无明显降解。组织学检测示实验组有大量幼稚编织骨生成，对照组为纤维结缔组织，并有大量材料残余。实验组骨密度和力学强度低于正常胫骨组（P〈0．05），但明显高于对照组（P〈0．01）。术后32周时大体观察X线片和MicroCT显示术后实验组骨愈合良好，对照组为骨不连；骨密度检测示实验组明显高于对照组（P〈0．05），且与正常胫骨组差异无统计学意义（P〉0．05）。组织学检测示实验组呈骨性愈合，有较多成熟骨组织，对照组为纤维连接。生物力学测试实验组与正常胫骨力学强度差异无统计学意义（P〉0．05）。结论成骨诱导的自体BMSCs复合β-TCP形成的组织工程骨可良好修复山羊胫骨节段性缺损。     

骨髓间充质干细胞促进骨-肌腱结合部位早期愈合的动物生物力学实验研究

[目的]通过生物力学研究,观察骨髓间充质干细胞对骨-肌腱结合部愈合的影响.[方法]采用骨髓穿刺、全骨髓培养法获取兔骨髓间充质干细胞.24只18周龄新西兰大白兔随机分为2组,实验组将骨髓间充质干细胞与Pluronic F-127载体材料结合后,植入兔髌骨部分切除模型,对照组只进行手术,不植入细胞.在术后6、12、18周处死动物取标本(n=4)进行生物力学检测评估骨-肌腱结合部位的愈合恢复情况.[结果]生物力学结果显示相同时间点实验组拉断负荷及极限拉应力均大于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),提示实验组恢复较对照组迅速.[结论]相同时间点实验组拉断负荷、极限拉应力均大于对照组.实验组的力学特性明显高于对照组.骨髓间充质干细胞可以促进骨-肌腱结合部细胞早期愈合,提高其力学特性.     

去细胞真皮基质修复兔巨大肩袖损伤的生物力学研究

目的评价去细胞真皮基质对兔巨大肩袖损伤的修复效果。方法将42只成年雄性新西兰大白兔随机分为3组:巨大肩袖损伤常规手术组(对照组,n=18),去细胞真皮基质治疗组(实验组,n=18),正常组(正常组,n=6),对照组和实验组于术后4、8、12周分批随机取出各组12侧肩袖标本行生物力学测试;正常组于12周取出12侧肩袖标本行生物力学测试。结果生物力学测试显示:在术后各个时间点,实验组腱骨界面的断裂载荷显著高于对照组,差异有统计学意义(P0.01);但术后12周二者腱骨界面的断裂载荷仍显著低于正常组,差异有统计学意义(P0.05)。结论去细胞真皮基质修补巨大肩袖损伤可增强其腱骨界面的抗拉载荷,有利于巨大肩袖损伤的愈合。     

磷酸钙水泥对自体腘绳肌腱重建前交叉韧带后腱-骨愈合影响的生物力学研究

目的探讨骨形态发生蛋白结合型磷酸钙水泥(rhBMP-2-CPC)对自体腘绳肌腱重建前交叉韧带(ACL)后腱-骨愈合的影响。方法取54只成年新西兰大白兔,建立48只双膝关节ACL完全断裂的自身对照模型,24只用rhBMP-2-CPC充填移植腱-骨隧道界面(实验组),24只未用rhBMP-2-CPC(对照组),6只为生物力学试验的正常组。术后第2、4、8和12周取材进行生物力学检测。结果2、4、8和12周实验组肌腱移植物较对照组抗拉伸的最大载荷明显要大,差异有统计学意义(P<0.05)。结论实验组肌腱移植物的生物力学特性优于对照组;BMP-CPC能促进肌腱移植物在骨隧道内的早期腱-骨愈合。     

骨皮质纵血管系统在骨折愈合中的作用

本实验用兔24只,4只采用墨汁灌注方法观察正常兔胫骨皮质微血管构筑。其它制备骨折模型,并于术后3,8,18,28,42d分别处死。注入中国墨汁,观察纵血管系统的重健。结果表明:在骨折愈合9～18d,纵血管系统与骨痂之间的循环才得到建立,提示纵血管系统在骨折愈合早期没有横系统重要,但在中期非常重要。纵系统重建标志着骨折断端皮质骨的连接,可考虑施加横向及任意方向的载荷,以促进纵血管系统生长,防止骨不连,加速骨折愈合。     

胫骨中段骨折钢板螺钉固定的有限元分析

目的 通过有限元分析探讨有限接触型动力加压钢板(LC-DCP)不同螺钉固定数目及位置对胫骨中段骨折的生物力学影响.方法获取正常胫骨CT薄层扫描图像,利用三维重建软件Mimics10.01及有限元分析软件Ansys 10.0建立正常胫骨有限元模型,并在此基础上制成胫骨中段斜形无缺损骨折模型,以14孔LC-DCP固定,根据螺钉固定数目及位置不同分为5组:A组固定第1、2、3、12、13、14孔,B组固定第1、4、7、8、11、14孔,C组固定第1、3、6、9、12、14孔,D组固定第1、2、7、8、13、14孔,E组第1～14孔全部固定.各模型压缩载荷为1000 N,扭转力矩为5 N·m.结果 A组螺钉受力以第3、12孔为大.B组螺钉压缩时受力均以第1孔为最大,第4孔次之;扭转时以第7、8孔为大.C组螺钉压缩时受力均以第1孔为最大,第3孔次之;扭转时受力以第6、9孔为大.D、E组螺钉压缩时受力均以第1孔为最大,第2孔次之;扭转时受力以第7、8孔为大.结论应用LC-DCP固定治疗胫骨中段骨折时以6枚螺钉固定14孔长钢板为妥,且以固定第1、2、7、8、13、14孔为最佳.

Abstract：

Objectives To determine biomechanical performances of limited contact-dynamic compression plate (LC-DCP) fixation with screws in different number and position for treatment of fractures of tibial shaft. Methods CT scan was performed for a fresh sample of adult tibia to construct a 3D finite element model of normal tibia using Mimics 10. 01 and Ansys 10. 0. Finite element models of oblique fractures of middle tibia were made on the basis of the normal model to be all fixed with LC-DCP of 14 holes but with screws in 5 different patterns. Model A was fixed with screws in the 1st, 2nd, 3rd, 12th, 13th and 14th holes; model B with screws in the 1st, 4th, 7th, 8th, 11th and 14th holes; model C with screws in the 1st,3rd, 6th, 9th, 12th and 14th holes; model D with screws in the 1st, 2nd, 7th, 8th, 13th and 14th holes;and model E with screws in all 14 holes. Finite element software Ansys 10. 0 was used to establish 3-D finite element models of 5 fixation models for tibial shaft fracture. Five kinds of digital loadings were simulated in computer, with 1000 N compressive load and 5 N · m torque moment for all models. Results In model A, the highest stresses were on the 3rd and 12th holes. In model B, the highest compressive stress was on the 1st hole, next by the 4th hole; the highest torsion stresses were on the 7th and 8th holes. In model C, the highest compressive stress was on the 1st hole, next by the 3rd hole; the highest torsion stresses were on the 6th and 9th holes. In models D and E, the highest compressive stress was on the 1st hole, next by the 2nd hole; the highest torsion stresses were on the 7th and 8th holes. Conclusions In treatment of tibia shaft fractures with minimally invasive percutaneous plate osteosynthesis, fixation with a 14-hole LC-DCP and 6 screws is appropriate. The appropriate fixation holes are the 1st, 2nd, 7th, 8th, 13 th and 14th holes.     

转化生长因子-β1在糖尿病骨折延迟愈合大鼠中的表达

目的 观察转化生长因子-β1(TGF-β1)的表达,探讨其对糖尿病骨折延迟愈合的影响.方法 70只大鼠随机分为对照组和链脲佐菌素按60 mg/kg诱导的糖尿病组,血糖>11.2mmol/L为诱导成功.均造成左侧胫骨骨折,于1、2、3、4、6、8周摄X片,取骨痂苏木素-伊红(HE)染色,免疫组织化学和酶联免疫吸附试验(ELISA)检测骨痂及血清TGF-β1.结果 X片和HE染色均示实验组较对照组骨形成滞后;实验组4周TGF-β1表达达高峰,迟于对照组3周,3周灰度值:实验组189.59±2.76,对照组166.74±1.33(P<0.05),3周血清含量:实验组(12.05±1.56) μg/L,对照组(17.48±0.56)μg/L(P<0.05).结论 糖尿病大鼠骨折后血清及骨痂TGF-β1减少是致其延迟愈合的原因之一.     

卵巢去势对骨折愈合超微结构和BMP-4基因表达的影响

目的:探索雌激素对骨折愈合超微结构和骨形态发生蛋白-4(BMP-4)基因的定位分布的影响.方法:选用健康SD大鼠,随机分为卵巢切除(OVX)组和假手术对照(S)组.制成胫骨骨折愈合模型并分别于骨折后不同时间点处死取材.通过电镜观察超微结构变化;采用原位杂交方法研究卵巢去势对BMP-4基因表达影响.结果:(1)OVX组在骨痂形态及成骨细胞和破骨细胞活性与S组比较有明显差异;(2)骨折后1～3d BMP-4m RNA表达强度:S组＜OVX组.结论:雌激素缺乏时,骨转换加快,从而BMP-4表达增多.雌激素在骨折愈合过程中起重要作用.     

兔伤肢肌肉活动促进骨折愈合的生物力学及形态学研究

目的 观察伤肢肌肉在电动刺激下被动收缩活动能否加速骨折愈合。方法 家兔６４只，造成石胫骨横断骨折，然后随机分为两组，一组为实验组，于选模后第３天开始给予伤肢电动刺激使其肌内被动进行收缩活动；另一组不予任何刺激作为对照。两组动物于骨折后２、４、６．８周分批处死，进行Ｘ线片、生物力学、病理组织学对比观察。结果 实验组的的愈合速度快于对照组，其伤肢抗折性能也优于对照组（Ｐ〈０．０５）。结论 伤肢肌肉被动     

真皮模板对烧伤患者创面修复过程中细胞凋亡和p53基因表达的影响

目的动态观察应用真皮模板对烧伤创面修复过程中细胞凋亡和p53基因表达的影响。方法将20例烧伤患者分为试验组11例，采用真皮模板(异体脱细胞真皮基质)加自体薄皮复合移植修复创面；对照组9例，以单纯自体薄皮移植修复创面。两组患者均于术后1、2、3、4、5周取组织标本。采用原位缺口末端标记法(TUNEL)和免疫组织化学法分别检测标本中细胞凋亡和p53基因的表达。HE染色观察细胞数量的变化。结果随着创面的逐渐修复，试验组p53基因表达逐渐增强，在术后第2、3、4周与对照组比较差异有显著性意义(P＜0．05)，第4周达高峰。试验组TUNEL结果显示，术后1周，成纤维细胞开始凋亡，血管内皮细胞凋亡主要发生在第2、3周。两组凋亡细胞面积百分比比较，在第3、4周差异有显著性意义(P＜0．05)。4周后，试验组成纤维细胞和血管内皮细胞数量较对照组减少。结论真皮模板与自体薄皮复合移植，可诱导p53基因表达和促进细胞凋亡，并减少瘢痕增生，从而改善创面修复质量。     

扩髓治疗骨折不愈合中的血管分布研究

目的 研究扩髓治疗骨折不愈合过程中血管生成和血管内皮细胞生长因子(VEGF)表达的时间和空间特点以及相互联系.探讨扩髓并更换粗直径髓内钉治疗骨折不愈合的生物学机理,为临床运用扩髓治疗长骨骨折延迟愈合及不愈合提供理论依据. 方法 3个月龄雄性SD大鼠200只.对大鼠一侧股骨干骨折用不稳定固定方法制备肥大性骨折不愈合模型,随机选取40只作为模型鉴定,剩下160只随机分为试验组扩髓治疗和对照组不扩髓治疗,每组80只进行随机配对研究.术后第1、3、5、7、14、21、28、42天取材.用血管性血友病因子(VWF)标记血管,免疫组化方法检测骨折处VWF和VEGF的表达,来研究骨折处血管生成的时空特点以及与VEGF表达的关系. 结果 实验组的骨折愈合率显著高于对照组.时空分布上,在早期(1～7 d),实验组血管生成主要在骨外膜和软骨痂中.对照组主要在骨内膜;中期(7～14 d)实验组血管随着肉芽组织长入骨折间隙,对照组近骨内膜处血管增加,但是骨折间隙没有血管;后期(14～42 d)实验组骨内膜处出现血管,骨折间隙血管大量增加,对照组血管仍然局限在肉芽组织和骨内膜处,骨折间隙没有血管.实验组血管总数始终高于对照组.VEGF出现的时间和空间顺序与血管生成顺序一致,实验组VEGF表达普遍高于对照组. 结论 在骨折不愈合的治疗中,扩髓可使骨外膜和骨痂血供代偿性增加以及刺激VEGF表达增加,血管总数要高于不扩髓组.VEGF表达时间和分布与血管的生成关系密切,提示治疗骨折不愈合中,VEGF可能起着至关重要的作用,决定着血管形成的时间、部位与数量.     

外敷中药对骨折愈合微血管重建的影响

目的 探讨中药对骨折愈合微血管重建的影响。方法 家兔１５只,双侧胫骨制作骨折模型,左侧外敷中药,右侧未用中药为对照组。术后１０,２０,３０天分别处死动物,将中国墨汁注射入腹主动脉,采用组织切片法,观察微血管变化,以评价中药对骨折愈合的影响。     

大鼠慢性皮肤溃疡创面愈合中转化生长因子-β1、胶原Ⅰ、胶原Ⅲ的蛋白表达

目的 观察大鼠慢性皮肤溃疡创面愈合过程中转化生长因子-β1( TGF-β1)、胶原Ⅰ和胶原Ⅲ的蛋白表达。方法 将24只8周龄雌性Wister大鼠分为单纯创面组(A组)和皮瓣+创面组即缺血模型组(B组),每组各12只;苏木素-伊红(HE)染色法观察创面1、3、7、10d上皮化率、收缩率及中性粒细胞;采用酶联免疫吸附试验(ELISA)方法测定创面1、3、7、10 d TGF-β1、Ⅰ型和Ⅲ型胶原的蛋白表达。结果 A组上皮化率在各个时间段均高于B组,且在第7天差异有统计学意义(P＜0.05)。A组收缩率明显低于B组。A组中性粒细胞第1、3天逐渐增加,第3天增加到最多,随后逐渐减少;B组在1、3、7d出现增加趋势,第7天增加到最多,第10天减少。TGF-31含量A组于术后1、3、7、10d呈曲线上升趋势,B组在术后1、3、7d逐渐减低,10 d较7d略有回升,且在第1天两组差异有统计学意义(P＜0.05)。胶原Ⅰ蛋白的含量两组随着术后时间的延长均呈减少趋势,在第10天两组差异有统计学意义(P＜0.05)。胶原Ⅲ蛋白的含量两组随术后时间的延长也呈减少的趋势,但在第3天A组比B组明显增加,差异有统计学意义(P＜0.05)。结论 在缺血的干预因素作用下TGF-β1、Ⅰ型和Ⅲ型胶原蛋白表达的减少可能延迟了慢性创伤的正常愈合。