不同強(qiáng)度脈沖壓力刺激對(duì)骨缺損修復(fù)的影響.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展,創(chuàng)傷的形式由過去的低能量損傷轉(zhuǎn)變?yōu)槿缃竦母吣芰繐p傷,從而給骨折的治療帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。如何促進(jìn)骨折的愈合,減少骨折延遲愈合和不愈合的發(fā)生率成為骨創(chuàng)傷領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)骨組織具有力學(xué)適應(yīng)性,適當(dāng)?shù)牧W(xué)刺激具有明顯的成骨效應(yīng),然其力學(xué)適應(yīng)性機(jī)制尚未完全明確,目前以骨陷窩-微管系統(tǒng)(lacunar-canalicular system LCS)組織液流動(dòng)誘導(dǎo)的流體切應(yīng)力(fluid shear stress FSS)

2、的學(xué)說為大家廣泛接受。通過對(duì)人體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的正常生理研究表明:骨骼肌泵作用可以提高骨毛細(xì)血管的靜水壓,從而增強(qiáng)LCS內(nèi)組織液的濾過作用而達(dá)到提高骨組織液流動(dòng)誘導(dǎo)的FSS的目的。如何在骨折狀態(tài)下,使骨骼肌繼續(xù)發(fā)揮其肌肉泵的作用,從而達(dá)到促進(jìn)骨折愈合的目的成為研究骨折物理治療的新思路。依據(jù)以上理論本課題組自行研究設(shè)計(jì)了體外脈沖壓力刺激裝置,并通過本研究證實(shí)該裝置能夠提高肢體局部平均動(dòng)脈血壓水平,通過比較不同強(qiáng)度脈沖壓力刺激對(duì)兔橈骨骨缺損修復(fù)的

3、影響,為選取合適的壓力刺激提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。本研究分為兩部分:
　　實(shí)驗(yàn)一、不同強(qiáng)度脈沖壓力刺激效應(yīng)機(jī)制的研究
　　目的:驗(yàn)證體外脈沖壓力刺激裝置對(duì)豬前肢局部平均動(dòng)脈血壓的影響,從而間接推斷該裝置對(duì)LCS組織液流動(dòng)的促進(jìn)作用。方法:采用成年白豬6只,對(duì)豬橈動(dòng)脈進(jìn)行有創(chuàng)動(dòng)脈血壓監(jiān)測(cè),直視下穿刺成功后,將穿刺針與有創(chuàng)動(dòng)脈血壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的充液系統(tǒng)和電子系統(tǒng)相連,記錄靜息狀態(tài)下即對(duì)照組的有創(chuàng)動(dòng)脈血壓監(jiān)測(cè)的平均動(dòng)脈壓和脈搏波波形。然后于前肢

4、近端分別給予5~7Kpa,8～10Kpa,11～13Kpa體外脈沖壓力刺激,待壓力穩(wěn)定后,每個(gè)壓力范圍持續(xù)給予5分鐘,每隔1分鐘記錄一次平均動(dòng)脈壓和壓力波形。結(jié)果:隨著脈沖壓力刺激強(qiáng)度的增加,局部平均動(dòng)脈血壓水平呈梯度提高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)論:體外脈沖壓力刺激裝置對(duì)豬前肢局部平均動(dòng)脈血壓水平具有明顯的影響,間接驗(yàn)證了該裝置對(duì)LCS組織液流動(dòng)的促進(jìn)作用。
　　實(shí)驗(yàn)二、不同強(qiáng)度脈沖壓力刺激對(duì)骨缺損修復(fù)的影響

5、　　目的:比較不同強(qiáng)度脈沖壓力刺激對(duì)兔橈骨缺損修復(fù)的影響,為選取合適的壓力刺激提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。方法:取新西蘭大白兔64只,構(gòu)建5 mm橈骨缺損模型,隨機(jī)分為4組(n=16),對(duì)照組術(shù)后正常喂養(yǎng),不進(jìn)行體外脈沖壓力刺激;實(shí)驗(yàn)組于術(shù)后第4天分別給予不同強(qiáng)度的體外脈沖壓力刺激,每天1次,每次30 min,脈沖頻率為15 Hz,并按照壓力強(qiáng)度分為:5~7 Kpa組,8～10 Kpa組,11～13 Kpa組。術(shù)后2周、4周為取材點(diǎn),每次各組取材8只

6、,術(shù)后2周、4周行X線攝片檢查,4周各組給予四環(huán)素-鈣黃綠素?zé)晒怆p標(biāo)檢查。取材后各組行標(biāo)本大體觀察、micro-CT分析、組織學(xué)觀察以評(píng)價(jià)缺損修復(fù)情況。結(jié)果:術(shù)后2周、4周標(biāo)本大體觀察:8～10 Kpa組橈骨缺損處新生骨痂較其他三組明顯偏多。術(shù)后2周X線片示:各組骨缺損區(qū)均清晰可見,對(duì)照組、5~7Kpa組、11～13Kpa組骨缺損區(qū)無或僅有點(diǎn)片狀高密度影,8～10 Kpa組骨缺損區(qū)可見較多團(tuán)片狀高密度影;術(shù)后4周X線片示:各組骨缺損區(qū)均

7、被大量高密度影填充,8～10 Kpa組已基本形成完全骨性連接,其他3組骨缺損區(qū)仍可見較多低密度間隙。Lane-Sandhu X射線評(píng)分(表1)8～10 Kpa組最高,與其他三組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。X線片Dicom原始數(shù)據(jù)分析顯示8～10Kpa組骨缺損區(qū)X線灰度值最高,與其他三組相比有顯著性差異(P<0.05)。micro-CT分析:術(shù)后2周各組骨缺損區(qū)均形成少量新生骨痂,8～10 Kpa組新生骨痂較其他三組明顯偏多;術(shù)

8、后4周時(shí)可見各組骨缺損區(qū)均被大量新生骨痂填充,8～10 Kpa組新生骨痂已將缺損區(qū)完全填充,其他三組兩斷端未形成完全性骨性連接。術(shù)后2周、4周時(shí)骨形態(tài)分析顯示:8～10 Kpa組新生骨痂BMD、Tb.N均明顯高于其他三組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),8～10Kpa組的Tb.Sp明顯低于其他三組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。Van Gieson染色:術(shù)后2周時(shí),各組骨缺損區(qū)形成的主要是纖維性連接,8～10 Kpa組骨缺損區(qū)可見

9、較多新生小梁骨,周圍由較多軟骨組織和纖維組織填充;術(shù)后4周8～10 Kpa組骨缺損區(qū)已有大量新生小梁骨完全填充,骨缺損兩斷端已基本形成完全骨性連接,其他三組骨缺損區(qū)有較多新生小梁骨,骨缺損兩斷端未形成完全骨性連接。術(shù)后4周各組骨缺損標(biāo)本四環(huán)素-鈣黃綠素?zé)晒怆p標(biāo)計(jì)算骨生成速率,8～10 Kpa組骨缺損修復(fù)速率明顯快于其他三組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。術(shù)后4周各組骨缺損區(qū)新生骨痂內(nèi)所含骨形態(tài)發(fā)生蛋白2(BMP-2)免疫組化染色,8