骨组织形态计量学在临床骨病应用中的研究与进展

背景：骨组织形态计量学是一种定量的不脱钙骨组织学切片检查,能取得骨重建和结构的定量信息。近年来已广泛应用于代谢性骨病发生发展机制、抗骨质疏松症药物等研究。 目的：从骨组织形态计量学被认识到临床研究、临床应用以及展望进行综述。 方法：由第一作者分别以“骨组织形态计量学,骨活检,代谢性骨病,骨重建,骨结构,人”和“Bone histomorphometry,metabolic bone diseases,bone biopsy,bone remodeling,humans”为关键词进行检索,CNKI 数据库的检索时限为2000/2010,PubMed 数据库的检索时限为1965/2010。筛选骨组织形态计量学方面的文献,最终纳入30 篇文献进行分析。 结果与结论：骨计量学可得到三维的骨结构和重建的参数,在评估、提供骨代谢信息方面是一个功能强大的工具,其他任何研究方法不可代替。对于各种各样的骨代谢疾病,可从骨计量学方面更深层了解骨病的发生发展机制,为治疗提供更可靠的依据。此外,在临床新的药物安全干预、研究试验中,它提供了宝贵的骨结构和重建的参数资料。     

骨基质载体材料的生物学特点及其临床应用

背景：骨组织工程支架材料中的骨基质载体材料为骨缺损修复治疗提供了更为有效的方法。 目的：重点介绍天然衍生骨载体材料-冻干脱钙骨基质、脱蛋白骨基质、脱细胞骨基质在骨组织工程中的应用。 方法：以“骨组织工程、冻干脱钙骨基质、脱蛋白骨基质、脱细胞骨基质、骨缺损;bone tissue engineering,scaffold materials,demineralized bone matrix, deprotein bone matrix,acellular bone matrix,bone defect”为检索词,由第一作者检索1994/2010 PubMed、CNKI及万方数据库等与骨组织工程领域有关的权威性文献。 结果与结论：冻干脱钙骨基质、脱蛋白骨基质及脱细胞骨基质均具有良好的生物相容性、极低的抗原性、无细胞毒性,作为骨组织工程载体材料,保留了骨的天然属性,具有多孔隙结构,可降解性及良好骨传导作用,为骨缺损的治疗开辟了一条新途径。     

雌激素受体在骨生长、代谢及其力学响应中的作用和机制

力学信号在骨组织的生长、重建和疾病治疗中发挥着重要的作用。近年来的研究发现雌激素受体(estrogenreceptor,ER)能介导雌激素效应调节骨组织细胞的增殖、凋亡以及功能活性,从而影响骨形成和骨吸收,在骨组织生长、骨重建中发挥重要作用;同时参与骨组织及其细胞对力学刺激的响应过程。骨组织响应力学刺激的效应要受到ER数量和(或)功能活性的影响。这些研究提示了力学刺激和雌激素可能通过一些共同的信号通路来调节骨组织细胞的功能活性。本文着重关注ER在骨组织及其力学响应中的作用和机制。     

骨组织工程支架材料修复骨缺损的特性

目的:介绍各种骨组织工程支架的特性及在修复骨缺损中的作用。方法:以"骨组织工程,支架材料,骨缺损"为中文关键词;以:"bone tissue engineering,scafold,bone defect"为英文关键词,采用计算机检索2000-01/2010-06相关文章。纳入骨组织工程支架修复骨缺损相关的文章。选择28篇文献重点介绍各种骨组织工程支架的特性及在修复骨缺损中的特点。并应用硫酸钙人工骨进行验证。结果:用于骨组织工程的支架材料众多,目前,骨组织工程支架材料主要分为3类:生物衍生材料、无机材料和高分子材料,每种材料在修复骨缺损中都有各自的优缺点。随着研究的不断深入,复合支架材料成为目前的研究热点之一。一些具有生物活性的无机材料,如生物玻璃、羟基磷灰石已经被用来加入到胶原、壳聚糖的基体中来制备新型的骨组织工程复合支架材料。至今还未研制出一种理想的适于骨组织工程的支架材料。临床验证显示硫酸钙人工骨修复大块骨缺损效果较好。结论:相信随着各学科的发展,骨组织工程用支架材料的性能会越来越完善,从而促进骨组织工程的发展,最终应用于临床。     

骨切片染色方法的研究

<正>骨主要由骨组织、骨膜及骨髓构成骨组织(osseous tissue)是骨的结构主体,含有大量骨盐沉[1]积为坚硬的结缔组织。对于骨组织微细结构的了解一般通过骨磨片观察认识,在组织学实验教学中,能够观察到形态完整,结构清晰的各种骨细胞,选择良好的骨切片标本脱蜡,染色方法十分重要。笔者结合教学实践,经过长期实验探索,认为采用纸压吸附法脱蜡,Schmorl氏硫堇-苦味酸染色法制作教学骨切片,效果较为满意。     

Hedgehog信号通路与骨发育

背景：Hedgehog作为骨发育中一种重要调控因子,近几年其在骨生长中作用机制的研究备受关注。 目的：介绍Hedgehog在软骨组织和骨组织发育中的作用机制及其与骨疾病的关系,从而分析Hedgehog信号通路与骨发育的研究现状及发展趋势。 方法：应用计算机检索中国期刊全文数据库和PubMed 数据库,以“Hedgehog,骨发育,间充质干细胞,软骨,成骨,骨缺陷”和“Hedgehog,bone development,mesenchymal stem cells,cartilage,osteogenesis,bone defects”为检索词。最终共纳入31篇文献进行综述。 结果与结论：Hedgehog信号与骨发育各阶段密切相关,包括间充质细胞向骨细胞分化,软骨组织和骨组织形成等各方面。其信号通路传导异常会导致各种骨畸形或骨缺陷。但是Hedgehog信号在骨发育中的详细作用机制体系尚未完善,相关动物实验技术尚未成熟,国内外尚未出现相关临床实验。由于Hedgehog即参与骨发育,又参与某些胚胎组织的血管重新形成和成年哺乳动物的血管发生,因而有望在修复骨缺损的同时解决骨组织工程血管化的问题。Hedgehog信号通路的研究在骨组织工程及临床基因干预治疗等领域有广阔的前景。     

不同来源天然骨磷灰石的材料学性能比较研究

以人骨、牛骨、猪骨和羊骨组织为原材料,在测试原骨组织抗压强度后,于800℃煅烧8h,除去有机成分及其相应的抗原性,形成不同来源的骨磷灰石。通过组成和结构测试,并比较人骨组织形成的磷灰石与其它三种动物骨组织形成的磷灰石的组成和结构差别,确定哪种动物骨组织获得的磷灰石更接近于人骨磷灰石、在材料学性能上更适合作为人体修复和替代材料。结果表明,羊骨的抗压强度与人骨密质骨抗压强度接近,为(135.00±7.84)MPa。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)分析结果表明,羊骨磷灰石和人骨磷灰石具有更接近的结构和物相组成;电感耦合等离子谱(ICP)测试结果表明,羊骨磷灰石中的微量元素与人骨磷灰石更为接近;能量弥散谱(EDS)测试结果表明,羊骨磷灰石和人骨磷灰石的Ca/P值最为接近,为1.73±0.033;扫描电镜(SEM)分析结果表明,羊骨磷灰石与人骨磷灰石具有更接近的微观形貌。研究显示,羊骨与人骨具有更接近的抗压强度、煅烧后的羊骨磷灰石无机组成成分与形貌和人骨磷灰石相似,在材料学性能方面煅烧后的羊骨磷灰石更适合作为潜在的无机生物陶瓷材料。     

基于两相多孔介质模型的骨组织力学响应数值分析

引入基于混合物理论的流 -固两相多孔介质模型来描述骨组织在承受各种动载荷时 ,其骨质应力场、变形场以及孔间骨液压力场的分布规律。模型中考虑固体骨质为横观各向同性的液饱和多孔材料 ,研究骨质变形、骨液流动以及流动电位间的耦合关系。采用 Galerkin加权残值法 ,导出了骨组织流 -固耦合动力响应的罚有限元公式和流动电位计算式 ,编制了相应的有限元程序。算例表明 ,骨组织特别是松质骨组织的表观黏弹性行为和能量耗散性质 ,很大程度上是由于骨孔间液体扩散和流动引起的 ;同时 ,由于骨组织固 -液两相界面间双电层的存在 ,当液体组分扩散时 ,引起流动电位 ,从而促进骨的生长和吸收。     

骨组织工程研究进展

植骨术是解决临床骨缺损这一棘手问题的主要方法。植骨术大致可分为自体植骨术、同种异体或异种植骨术和组织工程骨植骨术。前两种方法的弊端或局限性已众所周知，而当前骨组织工程研究显示极有希望的应用前景。本文从骨组织工程的基础研究、组织工程骨修复骨缺损的实验和临床初步研究以及骨组织工程的展望等四个方面介绍了目前骨组织工程的进展。     

骨组织工程研究进展

植骨术是解决临床骨缺损这一棘手问题的主要方法。植骨术大致可分为自体植骨术、同种异体或异种植骨术和组织工程骨植骨术。前两种方法的弊端或局限性已众所周知 ,而当前骨组织工程研究显示极有希望的应用前景。本文从骨组织工程的基础研究、组织工程骨修复骨缺损的实验和临床初步研究以及骨组织工程的展望等四个方面介绍了目前骨组织工程的进展     

皮质骨中骨单元应力集中效应的有限元分析

目的建立包含骨单元的皮质骨三维实体模型,通过有限元分析验证骨单元的应力集中效应,并对应力集中位置进行疲劳仿真和预测。方法利用Pro/E wildfire 5.0和ANSYS 12.0软件建立包含骨单元的皮质骨三维实体模型,在不同轴向压缩载荷条件下计算分析皮质骨中局部应力和应变分布情况;选取关键位置进行疲劳仿真,预测不同疲劳载荷强度下骨组织的疲劳状态。结果轴向压缩载荷作用下,骨单元附近会出现明显的应力集中效应,随着压缩载荷的增加,模型内部病理性局部应变的比例逐渐增大;关键位置的疲劳仿真结果证明了骨组织生理强度运动时的低疲劳风险,也预测了高强度运动或训练时骨组织疲劳骨折的高风险。结论成功建立了包含骨单元的皮质骨三维实体模型,验证了骨单元的应力集中效应,预测了高强度运动训练条件下骨组织的疲劳损伤位置和风险,实验结果可为部队新兵或中长跑运动员运动训练计划的制定以及运动疲劳损伤的预防提供参考。     

基因转移技术在骨组织工程中的应用进展

骨组织工程是骨修复研究的主要发展方向之一 ,而基因转移技术已经广泛地应用于骨组织工程领域。通过导入标记基因 /或治疗性基因 ,可使外源性调节因子表达于修复区 ,实现诱导成骨、免疫调节或成骨调控等预定目的 ,改善骨修复的成骨效能和适用范围 ,因而在骨组织工程中有良好的应用前景。     

基因转移技术在骨组织工程中的应用进展

骨组织工程是骨修复研究的主要发展方向之一，而基因转移技术已经广泛地应用于骨组织工程领域。通过导入标记基因／或治疗性基因，可使外源性调节因子表达于修复区，实现诱导成骨，免疫调节或成骨调控等预定目的，改善骨修复的成骨效能和适应范围，因而在骨组织工程中有良好的应用前景。     

骨组织热损伤研究进展

骨组织是一种特殊的结缔组织,由多种细胞和细胞间的骨基质组成。临床工作中骨水泥、激光、微波、电钻等的应用和肿瘤骨的热处理灭活均可造成骨组织热损伤。有文献报道骨组织暴露在温度50℃~55℃可引起骨细胞坏死,温度加热超过90℃骨骼的机械性能明显降低,本文对骨组织热损伤研究进展做一综述。     

一种新型的骨修复材料—压电陶瓷

根据骨的压电现象,从细胞、组织、力学和电学相容性的角度分别考察了压电陶瓷材料与骨组织的生物相容性。结果显示该压电陶瓷材料与骨组织的生物相容性良好,对细胞的生长形态和增殖情况无不良影响;材料－骨界面形成骨性结合;材料的力学性能亦能满足要求;尤其在与骨组织的压电性能相匹配方面展现了优势,可引导新生骨质定向沉积。显示了压电陶瓷作为一种新型的修复材料的良好应用前景。     

生长因子在脱钙骨基质上附着方法及存在的问题

背景：脱钙骨基质作为一种生物衍生骨组织工程支架材料,以其优良成骨性能受到越来越多的关注,然而脱钙骨固有的诱导蛋白较少,骨诱导活性有限。与生长因子复合后诱导骨组织生长的作用明显增强,有利于骨损伤及骨缺损患者的康复。 目的：综述生长因子在脱钙骨基质上的附着方法、研究进展及存在的主要问题。 方法：由第一作者检索PubMed数据库和万方数据库,英文关键词为“Demineralized bone”,“Growth factor”,“Combination”。中文关键词为“脱钙骨”,“生长因子”,“附着”。纳入脱钙骨、生长因子在医学上应用研究的相关文献以及生长因子与脱钙骨附着方法方面的相关文献。 结果与结论：脱钙骨具有良好的生物相容性、生物活性以及生物降解性,并且易于与周围骨融合,支持新骨组织的生长。将生长因子固定于脱钙骨上,能使生长因子准确、均匀到达骨缺损处,促进骨组织生长,更有利于骨移植和骨缺损患者的康复。目前脱钙骨基质与生长因子的复合方法仍存在结合不牢固,生长因子释放不稳定等问题,因此还需进一步加强对生长因子与脱钙骨基质复合方法的研究和探索。     

补骨方对去卵巢大鼠骨质疏松症生物力学的影响

目的:探讨补骨方对去卵巢大鼠骨生物力学和形态学的影响.方法:采用去卵巢大鼠模型,随机分为假手术组、模型组及补骨方高、低剂量组,灌胃给药12周后处死动物,取股骨与胫骨测量生物力学参数和进行骨组织形态学观察.结果:补骨方的骨应力、骨弹性模量、扭距、剪切应力、剪切模量等指标与模型组比较有比较显著的提高(P<0.05);骨组织形态学结果显示模型组大鼠骨组织形态结构不完整,骨小梁排列稀疏而紊乱,纤细并见断裂现象,数目明显减少;补骨方高、低剂量组骨组织形态结构较完整,骨小梁分布均匀,较粗且数目较模型组明显增加.结论:补骨方能改善骨生物力学性能和形态学结构,提示具有良好的防治骨质疏松症的应用前景.     

纳米化表面钛合金内植物的界面组织学和生物力学评价

背景：假体松动是造成人工关节置换失败和翻修的主要原因之一。材料表面处理能够促进假体和骨组织界面的骨整合,提高假体的稳定性。 目的：研究纳米化表面钛合金(Ti6A14V)內植物在动物体内的骨整合情况。 方法：基于严重塑性变形原理制备纳米化表面钛合金。在比格犬股骨髁间植入普通表面、羟基磷灰石表面和纳米化表面钛合金内植物,置入后3个月取材,处死前行影像学观察,处死后取带有内植物的股骨髁制作不脱钙骨组织磨片,行Van Gieson苦味酸一品红染色,观察内植物和骨组织界面组织学情况,并进行骨动力学参数计算。同时行推出实验,比较不同表面内植物和骨组织界面生物力学情况。 结果与结论：影像学检查,见内植物和骨组织结合良好;界面组织学可见羟基磷灰石表面和纳米化表面钛合金与骨界面有大量成熟骨小梁直接结合,两者界面骨结合率相似(P > 0.05),但都优于普通表面钛合金(P < 0.01);推出实验显示羟基磷灰石表面和纳米化表面钛合金內植物和骨组织的结合力相似(P > 0.05),但都优于普通表面钛合金(P < 0.001)。提示严重塑性变形原理制备的纳米化表面钛合金和羟基磷灰石表面钛合金一样具有成骨诱导活性,能够促进骨整合,具有良好的临床应用前景。     

人体骨组织数值与形态特点

目的 ：研究确立骨组织数据的基准参照点，为医学、生物学和人类学等相关研究提供参考。方法 ：利用昆明市区10例，汉族、30岁±1岁男性的正常额骨和股骨新鲜解剖学教学标本作为研究材料，制作骨磨片。获取额骨鳞部垂直位、水平位骨磨片和股骨中段水平位骨磨片。在光学显微镜下，观察骨组织的类型和各自的细胞数量（代表骨组织所占百分比例）；并测量骨细胞的长径、宽径和厚径。分别直接测量与应用生物力学测量仪测量“额鳞中部”新鲜骨、脱脂脱水骨和煅烧骨的密度与抗压强度。结果 ：额骨鳞部骨组织分为编织骨（62.0%）、板层骨（28.8%）和束状骨（9.2%）3种类型；骨细胞亦呈扁椭圆形，但体积大于股骨骨细胞；其中编织骨骨细胞椭圆面平行于颅骨表面。股骨中份骨组织分为骨单位（68.5%）、间骨板（27.3%）和环骨板（4.2%）3种类型；股骨多数骨细胞长径与骨单位中央管平行。“额鳞中部”新鲜骨、脱脂脱水骨和煅烧骨的密度与抗压强度的相关系数为0.6074。结论 ：获得一特定人群中额骨与股骨的骨细胞的方向和径值、骨组织的类型和占比，确立了骨组织结构数据的一个基准参照点。额鳞中部骨的密度与抗压强度呈线性正相关关系。     

晚期糖基化终末产物对骨组织生物力学影响的研究进展

晚期糖基化终末产物（advanced glycation end-products,AGEs）是大分子物质的游离氨基与还原糖之间发生的非酶促反应产物。AGEs在骨组织中积聚会通过与骨组织细胞表面受体的结合改变骨组织细胞活性及功能,引起骨重建过程异常。AGEs积聚还会改变骨胶原原有结构及矿物质沉积,影响骨组织的微观力学性能,造成骨强度及韧性的降低,增加骨折风险,导致骨疾病的发生,危害人体健康。概述AGEs的产生原因及检测方法,并从微观和宏观层面综述AGEs在生物体骨组织内积聚对骨生物力学影响的研究进展,为临床上对骨疾病的早期诊断与治疗提供参考。