BYL-719对结核杆菌诱导异常破骨细胞分化的作用及机制

背景:PI3K/AKT信号通路调控破骨激活在维持骨稳态中具有关键作用,而骨关节结核中的骨质破坏正是由于结核杆菌感染引起的异常破骨细胞生成所致,但是PI3K信号通路在结核杆菌诱导的异常破骨细胞生成中发挥的作用尚不明确。目的:探究PI3K/AKT信号通路抑制剂BYL-719对结核杆菌诱导的异常破骨细胞生成的影响及机制。方法:使用牛结核杆菌卡介苗(BCG)感染RAW264.7细胞,Ag85B进行细胞免疫荧光染色;CCK-8法确定BYL-719安全使用浓度。实验分为空白对照组、BYL-719组、卡介苗组、卡介苗+BYL-719组。各组细胞在RANKL诱导下,通过抗酒石酸酸性磷酸酶染色和鬼笔环肽染色,探究BYL-719对结核杆菌感染后破骨细胞分化、融合的影响;RT-PCR和Western Blot检测破骨细胞相关基因及蛋白表达情况,并进一步探索作用机制。结果与结论:①免疫荧光染色结果显示,RAW264.7细胞吞噬结核杆菌;②CCK-8数据显示,40 nmol/L浓度BYL-719没有细胞毒性;③抗酒石酸酸性磷酸酶染色和鬼笔环肽染色提示,BYL-719能抑制结核杆菌感染后的破骨细胞生成、融合能力;④RT-PCR和Western blot结果也提示,BYL-719抑制了结核杆菌感染诱导的破骨细胞特异性基因(包括c-Fos、NFATc1、基质金属蛋白酶9和CtsK)表达升高(P<0.05);⑤Western blot和免疫荧光染色结果揭示,BYL-719通过下调IκBα-p65来抑制结核杆菌诱导的破骨细胞过度分化;⑥结论:BYL-719通过下调IκBα/p65抑制结核杆菌诱导的异常破骨细胞生成,说明IκBα/p65信号通路是骨关节结核潜在治疗靶点,BYL-719有预防和改善骨关节结核中骨质破坏的潜在价值。

桡骨远端C1型骨折三种内固定方式的有限元分析

背景:桡骨远端C1型骨折属于关节内不稳定型骨折,治疗上存在较大的难度。目前对桡骨远端骨折不同内固定接骨板的临床研究较少,缺乏多种内固定接骨板的生物力学对比研究,在内固定接骨板的选用上仍存在争议。目的:通过有限元分析法比较不同内固定接骨板在桡骨远端C1型骨折治疗中的生物力学特性。方法:使用一名健康女性志愿者的桡骨模型,顺序导入Mimics 21.0、Geomagic Wrap 2017、Solid Works 2021等软件进行处理,制作桡骨远端C1型骨折模型。根据厂家提供的接骨板数据,分别建立桡骨远端掌侧斜T形锁定板、桡骨远端掌侧蝶形锁定板、桡骨远端掌侧万向锁定板和螺钉的三维模型,并且和骨折模型进行装配,在ANSYS 19.0中赋予材料属性,设定各接触面相互作用关系并定义载荷及边界条件,模拟其腕关节压缩、背弯、掌屈和扭转等4种载荷工况,比较其生物力学性能。结果与结论:①3组内固定模型在4种载荷工况下,内固定模型整体位移主要集中在桡骨远端关节面上;模型在背弯、掌屈和扭转载荷工况下的最大位移是轴向载荷下位移的2-6倍,表明轴向载荷工况下内固定系统最稳定;②内固定上的应力远大于骨折块上的应力,内固定物应力主要集中于接骨板在骨折断端附近区域,其中万向锁定板和蝶形锁定板应力分布较为均匀,斜T形锁定板应力集中现象最为明显;③在压缩和扭转载荷下,骨折块的应力主要集中在螺钉孔周围,掌屈和背伸载荷下则是从桡骨远端向近端逐步扩展;在同样的载荷工况下,斜T形锁定板固定状态下骨折块应力最大,万向锁定板固定系统骨折块所受应力峰值最低,蝶形锁定板与万向锁定板固定状态下的骨折块峰值应力仅仅相差0.2-6.0 MPa;④相比于斜T形锁定板和蝶形锁定板,万向锁定板在桡骨远端C1型骨折内固定中应力分布更均匀,固定模型关节面位移更小、稳定性更佳。

植入外固定支架并微创扩髓钻孔引流减压修复股骨慢性硬化性骨髓炎：15例骨愈合随访

背景:长骨硬化性骨髓炎治疗时,大切口硬化骨切除可能做到病灶彻底清除,但引起骨不连对慢性硬化性骨髓炎患者带来巨大的痛苦。目的:探索应用外固定支架并微创扩髓钻孔减压修复15例股骨慢性硬化性骨髓炎,在坚强固定及有效减压双重作用下的骨愈合。方法:回顾性分析符合标准的股骨慢性硬化性骨髓炎患者的临床资料。在2010年2月至2013年10月期间新疆医科大学第一附属医院收治15例股骨慢性硬化性骨髓炎患者,依据X射线判定的病灶范围和位置,设计好外固定支架。将髓腔向远近端打通,同时病骨表面闭合用小电钻多处开洞,股骨前外侧,长轴钻孔两排,行距约1.0 cm,孔距0.5 cm,深度约相当于髓腔中心略深,长度为病变的长度,扩髓切口处局部用敏感抗生素浸泡及骨髓腔闭式引流5 min,膝关节屈曲90°位,股骨前外侧病灶两端用单臂外固定支架平行固定。结果与结论:所有患者均得到随访,随访时间10-28个月,平均15个月,其中10例患者治愈,4例显效,1例无效。显效患者固定后患肢疼痛,窦道口流脓症状明显好转,外固定架取出后6周出现肢体原切口周围疼痛症状,抗菌药物静点2周症状消失;无效患者膝关节屈曲活动轻度受限。与固定前相比,股骨慢性硬化性骨髓炎患者固定后目测类比疼痛评分、红细胞沉降率、全血C-反应蛋白水平明显降低(P<0.05)。说明应用外固定支架并微创扩髓钻孔减压修复股骨慢性硬化性骨髓炎可以取得固定坚强减压有效的作用,有利于骨愈合。

骨水泥分布位置与含量对股骨反转子间骨折应力、位移影响的有限元分析

背景:股骨近端防旋髓内钉是治疗骨质疏松性反转子间骨折的首选治疗方案,其中骨水泥增强可减少股骨近端防旋髓内钉切出与切穿的概率,但目前没有相关生物力学研究证明骨水泥的含量及位置对骨折端应力及位移的影响。目的:通过有限元方法分析骨水泥增强型股骨近端防旋髓内钉中骨水泥含量及位置对老年骨质疏松性股骨反转子间骨折应力、应变及位移的影响。方法:采用Mimics软件建立健康成年女性右侧股骨模型,并在Geometric软件中进行光滑处理,利用Solidworks软件分别建立股骨近端防旋髓内钉(无骨水泥、头端球形1 mL骨水泥、头端球形2 mL骨水泥、头端球形3.4 mL骨水泥、螺旋刀片周围圆柱形5 mL骨水泥)5种类型内固定方式及股骨反转子间骨折(AO分型31-A3.1型)模型,装配后,在Ansys软件中比较5种模型内植物的总应力分布、应力峰值及位移。结果与结论:①无骨水泥与头端球形1 mL、头端球形2 mL、头端球形3.4 mL、螺旋刀片周围圆柱形5 mL骨水泥增强型股骨近端防旋髓内钉组内植物的应力峰值分别为571.07 MPa(位于螺旋刀片与主钉交界处),495.45 MPa(位于螺旋刀片与主钉交界处)、467.20 MPa(位于主钉与远端螺钉连接处)、642.70 MPa(位于主钉与远端螺钉连接处)、458.58 MPa(位于远端与主钉交界处);②无骨水泥与头端球形1 mL、头端球形2 mL、头端球形3.4 mL、螺旋刀片周围圆柱形5 mL骨水泥增强型股骨近端防旋髓内钉组内植物的最大位移量分别为9.2605,7.5891,7.3168,6.7907,6.6157 mm,均位于股骨头近端;③结果显示,采用股骨近端防旋髓内钉内固定股骨反转子间骨折时,骨水泥增强较未增强有明显的力学稳定性,并且螺旋刀片周围5 mL骨水泥的增强效果最好,对于老年不稳定型股骨转子间骨折是优先选择。

经皮椎体成形术后骨水泥量和分布对手术椎体及邻近椎体再发骨折的影响

背景:研究表明,骨水泥的对称分布和有效剂量可以减少术后椎体再次骨折并有助于改善预后,但进行经皮椎体成形手术时如何获得更好的骨水泥分布和剂量仍然是外科医生面临的一个问题。目的:探讨经皮椎体成形手术治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的高危因素,并分析这些因素与经皮椎体成形术后手术椎体及邻近椎体再发骨折的相关性。方法:选择2018年1月至2021年12月于新疆医科大学第六附属医院行单侧入路经皮椎体成形手术的111例患者,根据随访期间是否发生再骨折分为骨折组(n=17)和未骨折组(n=94)。回顾两组患者以下变量:患者性别、年龄、体质量指数、手术时间、绝经年龄、骨水泥分布指数、骨密度T值、骨水泥剂量、骨水泥分布位置、手术节段、既往病史、不良反应及椎间盘骨水泥渗漏等,对这些因素进行单因素分析,并将有统计学意义的因素替换为二元Logistic回归模型,分析与经皮椎体成形术后椎体再发骨折的相关性。结果与结论:①单因素分析结果显示,经皮椎骨成形术后椎体再发生骨折与椎间盘骨水泥渗漏(P=0.000)、骨水泥剂量(P=0.049)和骨水泥分布位置(P=0.017)等因素相关;②二元Logistic回归分析显示,骨水泥渗漏(P=0.000)、骨水泥剂量(P=0.031)和骨水泥分布位置(P=0.015)为经皮椎骨成形术后手术椎体及邻近椎体再发骨折的危险因素;与骨水泥分布Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型相比,骨水泥分布Ⅳ型和Ⅴ型的手术椎体及邻近椎体再发骨折风险较高(OR=36.340,P=0.016;OR=27.755,P=0.017);③结果表明,经皮椎体成形术后手术椎体及邻近椎体再发生骨折是由多种危险因素的相互作用引起的,骨水泥分布和骨水泥漏均为独立的危险因素,当骨水泥分布Ⅳ型和Ⅴ型时,容易发生手术椎体及邻近椎体再发骨折。外科医生术前应充分评估上述危险因素,并制定有针对性的预防和治疗策略,有助于减少未来再发骨折的风险。

特立帕肽和双膦酸盐治疗绝经后骨质疏松性骨折有效及安全性的Meta分析

目的:通过Meta分析比较特立帕肽和双膦酸盐治疗绝经后骨质疏松性骨折有效性与安全性。方法:通过检索PubMed、Cochrane Library、EMbase、中国知网、万方和维普数据库,根据纳入及排除标准筛选出关于特立帕肽和双膦酸盐治疗绝经后骨质疏松性骨折的随机对照试验文章18篇,使用EndNote X9软件管理文献,使用RevMan 5.3软件对所提取的数据进行Meta分析,主要分析绝经后骨质疏松患者接受特立帕肽和双膦酸盐药物治疗后椎体骨折、非椎体骨折及不良反应发生率。结果:共纳入18项随机对照试验,其中10篇文献属于中高质量文献,8篇文献属于低质量文献。Meta结果显示:①特立帕肽组骨折发生率(RR=0.56,95%CI:0.48-0.66,P<0.00001)低于双膦酸盐组,特立帕肽在预防绝经后骨质疏松症妇女骨折方面优于阿仑膦酸钠(RR=0.50,95%CI:0.35-0.69,P<0.0001)和其他双膦酸盐(RR=0.58,95%CI:0.49-0.70,P<0.00001)。②根据不同随访时间,在超过18个月的研究中,特立帕肽在预防绝经后骨质疏松妇女骨折方面均优于双膦酸盐(RR=0.56,95%CI:0.48-0.69,P<0.00001)。③此外,文章发现特立帕肽预防绝经后骨质疏松妇女椎体骨折(RR=0.48,95%CI:0.37-0.62,P<0.00001)和非椎体骨折(RR=0.63,95%CI:0.51-0.78,P<0.0001)方面均优于双膦酸盐。④特立帕肽在增加腰椎骨密度(OR=4.16,95%CI:2.96-5.36,P<0.0001)和股骨颈骨密度(OR=1.02,95%CI:0.04-2.01,P=0.04)方面优于双膦酸盐。⑤特立帕肽与双膦酸盐之间的不良反应无显著差异(RR=0.95,95%CI:0.85-1.06,P=0.37)。结论:①特立帕肽预防绝经后骨质疏松妇女椎体骨折和非椎体骨折方面均优于双膦酸盐,但安全性及药物不良反应方面特立帕肽和双膦酸盐基本相似。②特立帕肽无论是短期(<18个月)还是长期(≥18个月)使用,在预防骨折发生率、提高腰椎骨密度和股骨颈骨密度方面,均优于双膦酸盐。

椎间孔镜下腰椎间盘髓核摘除治疗腰椎间盘突出症的生物力学优势

背景:腰椎间盘突出症的手术方式较多,各有优缺点,通过有限元分析方法进行脊柱生物力学研究可以指导临床工作。目的:建立L3-5三维有限元模型,分析不同术式在椎间盘摘除后对脊柱力学的影响。方法:选择1名无腰椎病史的35岁男性志愿者,收集腰椎CT数据构建有限元模型并验证。在L3/L5脊柱正常模型(模型Ⅰ)的基础上建立L4/5节段单纯开窗髓核摘除模型(模型Ⅱ)、椎间盘镜手术模型(模型Ⅲ)、经皮椎间孔镜腰椎间盘髓核摘除模型(模型Ⅳ)、关节突关节切除模型(模型Ⅴ),在7种加载工况下测定L4/L5节段椎体、椎间盘和左右关节软骨应力分布及L4椎体位移。结果与结论:①建立的三维有限元模型有效,方差分析模型有效;②L4-5椎间盘两两比较后模型Ⅲ、Ⅳ在椎间盘应力集中最小;L4椎体应力,模型Ⅳ对椎体影响最小;L4椎体位移,模型Ⅲ和Ⅳ对椎体稳定影响最小;③从加载方式看,关节突关节损伤越小,椎间盘应力越小,模型Ⅳ最小;左侧关节突模型Ⅲ和Ⅳ均保持关节完整;右侧关节左右旋转加载下手术侧关节越完整,应力越大,故模型Ⅳ较大;左右侧倾加载下反而相反,模型Ⅴ最大;L4椎体应力模型Ⅳ最小;椎体位移,模型Ⅲ和Ⅳ位移最小,接近模型Ⅰ;④提示经皮椎间孔镜腰椎间盘髓核摘除模型在椎体、椎间盘和关节突关节应力分布最小,有明显优势;椎间盘镜手术模型和经皮椎间孔镜腰椎间盘髓核摘除模型位移均较其他手术模型稳定,二者无差异;故经皮椎间孔镜腰椎间盘髓核摘除目前是较理想的术式。

虚拟3D技术在医学教育中的应用

目的目前的教学模式主要局限于传统的二维学习形式,如教科书、研究论文和讲座等,而尸体解剖等传统的三维模式具有资源缺乏、成本高等不足。随着现代数字化技术的发展,快速成型技术、3D打印技术和虚拟3D技术成为了节约资源和成本同时提高教学效率的解决方案。文章探讨虚拟3D技术在医学教学实践中的应用效果。方法应用上海桥媒信息科技有限公司的"3Dbody解剖"软件,教学过程中虚拟3D展示重要解剖结构和知识点,调查学生对虚拟3D技术、讲座、教科书和研究论文对掌握知识点的作用进行评价。结果相对于教科书(5%)和研究论文(9%)而言学生认为虚拟3D技术(59%)比教科书或研究论文更容易学习,差异有统计学意义(P<0.05)。虚拟3D技术和讲座(55%)之间的易学性上的差异无统计学意义(P>0.05)。结论研究显示了与传统教学方法相比,学生更喜欢通过虚拟3D技术学习。虚拟3D技术能够增强学生对人体解剖结构的三维空间关系的认知,起到重要的补充作用,但不能取代传统讲座模式。

3D打印可控式张力带技术通过刺激表皮生长和新血管形成来促进皮肤再生

目的研究3D打印可控式张力带技术对皮肤缺损动物模型中创面愈合和皮肤再生的影响及其机制。方法取6月龄、体质量2~3kg的新西兰大白兔构建皮肤缺损动物模型,以不植入3D打印可控式张力带装置为对照组,植入3D打印可控式张力带装置为实验组,分别是无张力带组、常规张力带组和快速张力带组。各组于植入手术后3、7和14天检测大白兔体温和体重变化,同时采集术后14天时大白兔的皮肤组织,分析创面收缩率,采用苏木精-伊红(HE)染色,观察皮肤组织的病理学变化,通过细胞角蛋白(pan-cytokeratin)、血小板-内皮细胞黏附分子(CD31)和血管内皮生长因子(VEGF)免疫组织化学染色,观察表皮生长和血管形成的过程。结果在植入3D打印可控式张力带装置后,对照组和实验组体温和体质量差异无统计学意义,创面愈合观察和收缩率结果显示,与对照组比较,无张力带组无显著变化,常规张力带组和快速张力带组创面干燥,结痂和愈合速度快,创面收缩率显著高于对照组(P<0.05),其中常规张力带组创面收缩率最高。HE染色显示,对照组和实验组全层皮肤未见明显的病理学变化,免疫组织化学染色显示,与对照组比较,无张力带组无显著变化,常规张力带组和快速张力带组增加了全层皮肤表皮厚度,上调了CD31和VEGF的表达,其中常规张力带组最为显著(P<0.05)。结论在皮肤缺损动物模型中,3D打印可控式张力带技术可通过控制张力大小促进创面愈合和皮肤再生,其中常规张力带组作用最显著,其机制可能是通过刺激表皮生长和上调全层皮肤组织的CD31和VEGF的表达加速新血管的形成来促进皮肤再生。

3D打印可控式张力带的张力与皮肤缺损模型鼠皮肤再生

背景:虽然张力带技术能够刺激皮肤再生修复皮肤缺损,被成功应用于临床取得了满意的效果,但最适宜皮肤再生的张力大小尚无定论。目的:探讨不同张力刺激对皮肤缺损模型大鼠皮肤再生的影响。方法:选用雄性3月龄SD大鼠作为实验动物,通过3D打印的椭圆形皮肤固定装置固定SD大鼠背部皮肤,建立大鼠背部皮肤缺损创面模型,3D打印张力带装置固定在皮肤边缘,绑鞋带原理安装硅胶袢,并通过拉力检测器调整硅胶袢的不同张力参数(0,0.2,1N)。造模术后当天、3 d和7 d观察测量皮肤缺损面积的变化;造模术后7 d取创面边缘皮肤组织学切片进行CD31和血管内皮生长因子免疫组织化学染色,观察不同张力刺激对皮肤再生的影响。结果与结论:(1)适当大小的张力刺激能够有效刺激皮肤增殖愈合;无张力刺激的皮肤缺损创面会随着皮肤边缘的挛缩,创面进一步扩大,增加皮肤缺损面积,不利于皮肤缺损的治疗;(2)张力刺激不是越大越好,在同样时间点0.2 N张力组创面缩小速度比1 N张力组快,1 N张力组可见创面边缘皮肤硬化、弹性降低,考虑可能因为较大张力导致皮肤缺血所导致;(3)0.2 N张力组微血管数量明显增多,血管内皮生长因子表达量明显高于0 N张力组和1 N张力组,说明张力刺激能够促进微血管形成,能够提高血管内皮生长因子表达量,但是高张力刺激(此次研究中1 N)不利于皮肤缺损周围皮肤微血管形成,不利于创面愈合;(4)提示适当的张力刺激能够引起局部皮肤中广泛细胞外基质的重建;可通过诱导血管再生、改善局部细胞代谢所需营养物质的供应,促进细胞骨架重组,此过程对张力的大小有严格要求。

髌骨带线锚钉与半隧道聚醚醚酮锚钉固定双束重建内侧髌股韧带

背景:复发性髌骨脱位的治疗方式主要有内侧髌股韧带重建、内侧髌股韧带成形、外侧髌股韧带松解、臀肌挛缩松解与胫骨结节移位手术,目前多采用双束解剖重建内侧髌股韧带的方法。目的:在双束重建内侧髌股韧带的前提下,比较髌骨内缘使用带线锚钉与半隧道聚醚醚酮锚钉固定肌腱治疗复发性髌骨脱位的疗效。方法:选择2017年1月至2018年4月新疆医科大学第六附属医院收治的单侧复发性髌骨脱位患者57例,男19例,女38例,年龄16-26岁,均接受内侧髌股韧带重建治疗,移植物为患者自体半腱肌,其中26例采用带线锚钉进行移植物内固定,31例采用半隧道聚醚醚酮锚钉进行移植物内固定。术后进行随访,记录髌骨再脱位、骨折与其他并发症发生情况,以及髌骨倾斜角与患侧膝关节功能Kujala评分。结果与结论:(1)术后36个月随访中,57例患者均未发生切口不愈合、髌骨再次脱位、髌骨骨折;带线锚钉组出现4例股骨止点疼痛、1例韧带与股骨止点处持续疼痛,聚醚醚酮锚钉组出现5例股骨止点的疼痛,两组间疼痛发生率比较差异无显著性意义(P>0.05);(2)两组患者治疗后18,36个月的膝关节功能Kujala评分比较差异均无显著性意义(P>0.05);(3)带线锚钉组患者治疗后36个月的髌骨倾斜角大于半隧道聚醚醚酮锚钉组(P<0.05);(4)结果表明,髌骨带线锚钉和半隧道聚醚醚酮锚钉双束重建内侧髌股韧带均可有效治疗复发性髌骨脱位、改善患膝功能,但半隧道聚醚醚酮锚钉对髌骨倾斜角的改善更明显。

3D手术模拟测量Crowe Ⅳ型发育性髋关节发育不良的真实髋臼形态

背景:Crowe Ⅳ型发育性髋关节发育不良患者的髋关节解剖畸形程度比较大,3D图像在反映真实髋臼(真臼)形态特征和评估髋臼参数方面有独特优势,因此有必要对Crowe Ⅳ型发育性髋关节发育不良的真臼进行定性定量的3D形态分析。目的:基于3D手术模拟技术探讨Crowe Ⅳ型发育性髋关节发育不良患者的真臼形态特征。方法:将Crowe Ⅳ型发育性髋关节发育不良患者20例(22髋)和正常对照组22例(22髋)纳入研究。将CT原始数据导入Mimics软件中,建立髋臼三维数字化可视模型,利用3D手术模拟技术实现真臼重建,确定真臼旋转中心,描述髋臼形态的特点。在3-matic软件中测量髋臼前倾角、髋臼外展角,对Crowe Ⅳ型发育性髋关节发育不良的真臼定性定量地进行3D形态分析。结果与结论:①Crowe Ⅳ型发育性髋关节发育不良组的真臼形态呈上窄下宽的三角形,模拟臼杯放置的理想中心大致位于后部骨壁的上方;②Crowe Ⅳ型发育性髋关节发育不良组患者的髋臼前倾角(35.07±3.09)°显著大于对照组髋臼前倾角(15.89±3.14)°,差异有显著性意义(P <0.05);③Crowe Ⅳ型发育性髋关节发育不良组患者的髋臼外展角(46.87±2.73)°显著大于对照组髋臼外展角(43.88±2.60)°,差异有显著性意义(P <0.05);④通过使用3D手术模拟技术可使发育性髋关节发育不良患者真臼的形态特征得到全面评估,发育性髋关节发育不良患者在进行全髋关节置换前必须谨慎地进行个体化术前计划。

3D数字化技术在医学教育中的应用

推动3D 数字化技术在医学教育中的应用。总结 3D 数字化技术的发展现状及其在医药学教育上的应用。3D 数字化技术的发展使得医学和医学教育手段更加多样化,促进了医学的进步以及医学教育的发展。通过传统教学方式与3D 数字化技术相结合可以提高医学生的学习积极性和便于学生理解。同时3D 数字化技术还可以在医学方面譬如临床、器官移植等方面有诸多可能。但是目前3D 数字化技术还不够完善,需要再继续对3D 数字化技术进行完善。