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粗聚焦高能震波对大鼠骨质疏松性骨折愈合及骨微结构和生物力学性能的影响

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摘要

目的：
　　 探讨粗聚焦高能震波对大鼠骨质疏松性骨折愈合及骨微结构和生物力学特性的影响。
　　 方法：
　　 90只14周龄雌性SD大鼠，随机挑选6只作为假手术（Sham）对照组，剩余84只大鼠切除双侧卵巢进行去势，建立骨质疏松动物模型(OVX)。造模成功后手术造成左侧胫骨开放性骨折并予克氏针内固定。并随机分成治疗组(OVX+SW)和对照组（OVX+Control），治疗组骨折部位用粗聚焦高能震波处理，对照组不予处理常规饲养。定期进行X线观察骨愈合情况，并分别取骨痂标本进行HE和免疫组织化学染色，观察骨痂组织学改变，检测骨痂中BMP-2、VEGF在不同阶段（2,4，8周）的表达、变化和分布；同时采用酶联免疫吸附法检测两组血清中Ⅰ型原胶原N-端前肽(PINP)，Ⅰ型胶原交联C-末端肽(CTX-I)在不同阶段（2,4，8周）的表达量，并对第4、8周胫骨标本进行Micro-CT检测和三点弯曲生物力学测试。
　　 结果：
　　 1、影像学显示OVX+SW组在6周时达到骨性愈合明显多于OVX+Control组而8周时两组所有大鼠全部达到骨性愈合。
　　 2、组织学观察2周时对照组成熟骨性骨痂少、形成的骨小梁较少，治疗组较对照组炎性反应强、成熟骨性骨痂多、形成的骨小梁较多；4周时治疗组成熟骨小梁较多，且有较多软骨性骨痂逐渐为骨性骨痂所替代；8周治疗组骨小梁基本改建完成，而对照组骨小梁改建和钙化都不完全。
　　 3、免疫组织学结果在2周和4周时BMP-2、VEGF在两组都表达阳性，同时在实验组中两者表达优于对照组。与对照组相比2周时治疗组胶原多、成骨细胞相多、成骨比较活跃。4周治疗组成骨活跃，骨小梁形成明显增多；8周时治疗组骨小梁开始塑形向板层骨转化，纤维骨痂消失，对照组偶见残余成骨细胞表达BMP-2；VEGF仅在破骨细胞上发现有阳性染色。
　　 4、骨代谢生化指标：
　　 (1)血清PrNP在OVX+SW组和OVX+Control组各时间点无组间差异；
　　 (2)血清CTX-I在治疗后2周(0.62±0.23ng/ml)、4周（1.26±0.39ng/ml）、8周（0.45±0.36ng/ml）而OVX+Control组为（0.52±0.16ng/ml)(P=0.417)、（1.78±0.34ng/ml)(p=0.035)、（1.21±0.48ng/ml)(P=0.011)显示在4周及8周时有组间差异。
　　 5、Micro-CT分析显示4周和8周治疗组表观骨密度（DensityofTV）、相对骨体积（BV/TV）、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁数目(Tb．N)明显高于对照组。
　　 6、三点弯实验结果显示4周和8周时骨折端骨痂的最大载荷在治疗组中都明显优于对照组（p=0.05）。
　　 结论：
　　 1、粗聚焦高能震波可能通过增加BMP-2、VEGF表达，促进骨的形成，改善骨折端血运，加快了骨的愈合过程；
　　 2、可能对骨吸收有一定抑制作用；
　　 3、可以改善骨微结构，增加骨密度，提高了骨力学性能。
　　 因而，粗聚焦高能震波有可能成为一种非侵入性治疗骨质疏松症及骨质疏松性骨折的新方法。

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