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文檔簡介
1、一研究背景: 隨著人口老齡化的發(fā)展,骨質疏松的發(fā)病率越來越高,其中又以脊柱骨質疏松最為多見。根據椎體是否出現骨折塌陷,其治療手段有所不同。對于已經出現椎體塌陷的患者,臨床治療措施主要以藥物、佩戴支具為主;椎體成型術或球囊成型術也能迅速緩解疼痛、矯正脊柱畸形。而對于臨床上更為多見的骨密度下降嚴重、椎體尚未瀕臨骨折塌陷的“高?!惫琴|疏松患者群體,卻并不適用手術治療,僅能采用藥物和支具治療。然而,藥物治療周期長,見效慢,難以在短期內迅
2、速提高骨強度,患者常會在治療期間發(fā)生椎體骨折塌陷。如何能在短期內迅速改善椎體的骨質量,避免“高?!弊刁w在治療期間出現骨折塌陷,就成為臨床上急待解決的問題。此外,對于因脊柱退行性改變而需要行內固定手術治療的老年患者,術后臥床引起的骨量丟失速度大于藥物治療獲得的骨量提升速度,這會導致脊柱骨質疏松進一步加重,增加內固定松動失敗的風險。因此,如何在術中對“高?!弊刁w進行處理,采用生理性的方法提高椎體骨質強度,降低術后內固定松動的風險,已成為脊柱
3、外科的研究熱點。 二研究目的: 1. 摸索采用去勢法建立綿羊絕經后骨質疏松動物模型的確切時間;評估去勢后松質骨及皮質骨的微觀結構和宏觀力學性能的改變;從而建立一種適用于骨科領域研究的絕經后骨質疏松大動物模型。 2. 通過對骨礦密度、骨小梁空間結構參數及生物力學指標進行相關分析,尋找評估骨生物力學特性的最佳預測指標。 3. 在絕經后骨質疏松模型體內,采用“二維組織形態(tài)—三維空間結構— 生物力學
4、特性”的綜合手段,評估纖維蛋白膠復合bBMP 對提高骨質疏松椎體骨密度、骨小梁微觀結構及力學強度的作用。 三研究內容和方法: 第一部分建立并驗證骨質疏松的動物模型 采用隨機對照研究方案,將20 只綿羊隨機分為3 組:去勢5 個月組(OVX-1 組,n=4)、去勢12 個月組(OVX-2 組,n=8)和對照組(Sham組,n=8)。所有動物術前均采用DEXA 測定腰椎骨密度。分別于術后5 個月、12 個月①采用組
5、織病理學對骨小梁結構進行組織病理學觀察;②采用DEXA測定所有動物腰椎、股骨頸及股骨髁部的骨密度;③采用MicroCT 分析松質骨骨小梁三維結構改變;④采用生物力學實驗,比較去勢組和對照組的松質骨和皮質骨的力學強度。 第二部分纖維蛋白膠復合bBMP 對骨質疏松椎體治療作用的研究 采用拉丁方設計方案,通過經椎弓根注射途徑,分別在6 只骨質疏松綿羊的L4、L5、L6 椎體上注射三種藥物:實驗組(A)20mg bBMP/FS
6、,對照組(B)20mg bBMP,對照組(C)單純FS。術后3 個月時,①采用組織病理學對骨小梁結構進行組織病理學觀察;②采用DEXA 對腰椎椎體骨質的整體骨密度進行測量;③采用MicroCT 對骨小梁微觀三維結構進行分析;④采用生物力學實驗評估椎體骨質的結構力學強度。⑤對獲得的骨密度值、骨小梁空間結構參數和力學強度指標進行相關性分析。通過?°微觀結構-宏觀密度-功能強度?±的方法,全面衡量bBMP/FS 對脊柱骨質疏松的治療作用。
7、 四研究結果: 第一部分:手術前,Sham組、OVX-1 組和OVX-2 組的腰椎BMD分別為(1.15?à0.09)g/cm2、(1.26?à0.08)g/cm2和(1.11?à0.10)g/cm2;5 個月后,OVX-1 組的BMD為(1.28?à0.06)g/cm2;12 個月后,Sham組和OVX-2 組的BMD分別為(1.22?à0.07)g/cm2、(0.86?à0.09)g/cm2。OVX-2 組的BMD較S
8、ham組平均下降為29.5%。組織學切片觀察發(fā)現,去勢12 個月后,綿羊椎體松質骨骨小梁明顯稀疏,局部存在骨小梁骨折及骨缺損,而對照組骨小梁結構完整,呈圓形或橢圓形拱形結構。MicroCT分析表明,OVX-2 組的骨小梁三維構筑較Sham組顯著改變(骨小梁厚度明顯變細、連接率明顯下降),而OVX-1 組骨小梁結構與Sham組無顯著性差別。生物力學研究顯示,OVX-2組椎體抗壓縮強度(531?à200 N/cm2)較Sham組(969?à
9、207 N/cm2)有顯著性降低,而OVX-1 組(987?à59 N/cm2)則無顯著性差異。 第二部分:組織形態(tài)學觀察發(fā)現,bBMP/FS組骨小梁連接性明顯優(yōu)于對照組,形態(tài)較為規(guī)則,小梁間連接程度優(yōu)于對照組。骨小梁微骨折、微骨缺損處明顯減少。骨密度檢測顯示,bBMP/FS組骨密度(1.334g/cm2)明顯高于對照組(1.139 g/cm2和1.163 g/cm2),bBMP/FS可在3 個月內明顯提高椎體骨質密度。Mic
10、roCT三維重建顯示,bBMP/FS組的骨小梁三維結構(骨小梁厚度、連接率、骨體積分數等)明顯優(yōu)于對照組(P<0.05),而骨小梁分隔率及骨表面積體積比則明顯低于對照組(P<0.05)。生物力學實驗結果表明,bBMP/FS組椎體的最大壓縮應力、最大壓縮應變、能量吸收值及骨質彈性模量也明顯高于對照組。基于Micro-CT的骨小梁微觀結構參數與骨力學強度指標之間的相關性又優(yōu)于DEXA獲得BMD(r>0.5)。 五結論: 1
11、. 通過去勢的方法可以建立綿羊的脊柱骨質疏松模型,但去勢時間應在12 月以上,以保證模型的成功建立;去勢12 個月時皮質骨骨質疏松的模型尚未完成。 2. 綿羊脊柱出現骨質疏松后,椎體內骨小梁稀疏、變細、斷裂,微觀三維構筑受到破壞,并且局部形成骨小梁微骨折及微骨缺損,最終導致其力學性能下降。 3. 基于Micro-CT 的骨小梁微觀結構參數與骨力學強度指標之間的相關性優(yōu)于DEXA 所獲得BMD,因此可以作為預測骨力學強
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