1型糖尿病小鼠下颌骨三维结构及组织形态

背景:糖尿病是最常见的系统性疾病之一,常引起颌骨及全身其他骨骼结构的变化,以及矿物代谢的异常改变。目的:观察1型糖尿病小鼠下颌骨三维结构以及组织病理学的改变。方法:将小鼠随机分为对照组和糖尿病组,糖尿病组按50mg/kg剂量连续5d腹腔内注射链脲佐菌素建立1型糖尿病小鼠模型,对照组腹腔注射枸橼酸盐缓冲液。结果与结论:造模3周后,运用显微CT技术观察两组小鼠下颌骨三维结构,对其松质骨及皮质骨骨微结构进行定量分析显示,与对照组比较,1型糖尿病小鼠下颌骨感兴趣区域内松质骨骨密度、骨体积分数、骨小梁数量及骨小梁厚度均显著减少(P<0.01,P<0.05),结构模型指数明显增大(P<0.05);皮质骨骨密度、皮质骨面积减少(P<0.05)。苏木精-伊红染色显示,1型糖尿病小鼠脱钙后下颌骨松质骨骨小梁数量及体积均变小。说明链脲佐菌素诱导的1型糖尿病小鼠下颌骨松质骨及皮质骨三维结构明显改变,且松质骨骨组织微结构改变更显著。

趋骨性雌二醇／煅烧骨复合物对兔桡骨临界性缺损的修复效果

[目的]以锻烧成分颗粒骨为载体,构建趋骨性雌二醇/煅烧骨复合材料,评价其修复兔桡骨临界性缺损的优势性能。[方法]建立兔桡骨中段15 mm临界性骨缺损模型,随机分为3组。空白对照组:骨缺损处不放置任何植入物;锻烧骨组:骨缺损处植入锻烧骨;复合材料组:骨缺损处植入趋骨性雌二醇/煅烧骨复合物。术后8周,应用影像学、组织学和Micro-CT等方法检测桡骨缺损处的骨修复情况。[结果]空白对照组骨缺损处无明显的新骨形成;煅烧骨组骨缺损处有少量的新骨形成;SE2/煅烧骨复合物组骨缺损处有大量的新骨形成,在放射学上及生物力学上均较好的修复了兔桡骨临界性缺损。[结论]局部应用趋骨性雌二醇可以促进新骨的形成并有利于骨缺损的修复。

骨组织形态计量学和微CT测量技术在骨质疏松研究中的应用

骨质疏松以进行性骨量减少、骨组织微结构退化为主要病理特征。骨质疏松程度评估或诊断方法中骨密度测量方法不能反映骨微结构变化,存在难以完整体现骨生物学特性的缺陷;骨组织形态计量学通过对骨标本动态、静态学参数测量,可从定性和定量角度较全面描述骨量、骨微结构变化状况,但在获取标本时具有创伤性且技术繁琐;基于骨组织形态计量学发展而来的微CT(μCT)扫描与测量技术,尽管难以获取并反映骨组织局部的细胞形态和骨形成率、吸收率等变化参数,但可精确显示骨组织三维结构特征,所测得的参数误差小,且操作简便,定位准确。在骨质疏松研究领域,骨组织形态计量学和μCT技术常用于动物实验或特殊患者的诊断,尤其是用于骨质疏松药物疗效的评价。

断骨膏外用对去势大鼠骨折后骨痂形成和改建的影响

目的观察外用断骨膏对骨质疏松性骨折早期骨痂形成的影响。方法采用切除卵巢法制作大鼠骨质疏松模型(切除卵巢组,n=45),正常对照组(n=25)大鼠采用假手术。术后第3个月,两组各取5只大鼠验证造模情况;其余60只大鼠制作胫骨骨折模型,其中切除卵巢组分为骨质疏松对照组(外用空白对照药膏,n=20)和骨质疏松断骨膏组(外用三七断骨膏,n=20)。分别在骨折早期的第1、2、3、4周采用X线、组织形态学以及Micro-CT检测骨痂形成的情况。结果切除卵巢术后第3个月,Micro-CT显示切除卵巢组大鼠骨小梁数目减少,间距增加,骨密度降低,说明骨质疏松造模成功。骨折后第2～4周时,骨质疏松对照组骨痂体积较大,但骨痂密度在第3周后明显低于正常对照组(P<0.05);而断骨膏外用后,骨痂体积接近正常对照组,但在第3周后骨痂密度则明显高于骨质疏松对照组(P<0.05)。组织学观察显示,切除卵巢组软骨骨痂向骨性骨痂转化进程延缓,而外用断骨膏可以改善此过程。结论在骨质疏松性骨折早期,断骨膏能够促进软骨骨痂向骨性骨痂转化形成,减少早期软骨骨痂的过量形成,提高骨痂的密度。

糖皮质激素性骨量减少患者股骨头骨小梁微结构改变

目的测量糖皮质激素所致骨量丢失进程中骨微结构参数的改变,了解糖皮质激素所诱发的骨质疏松较之原发性骨质疏松更易发生骨折的骨微形态结构方面的原因。方法取26例老年女性患者股骨头标本,其中18例来源于有应用糖皮质激素史、骨量减少患者,8例来源于绝经后严重骨质疏松症患者。应用三维微聚焦计算机X线断层扫描(μCT)技术测量松质骨显微结构参数,采用Pearson相关分析研究参数间相关性、独立样本t检验比较两组间显微结构参数差异,分析与糖皮质激素作用下骨力学强度下降相关的主要参数。结果与严重骨质疏松症患者相比,激素性骨量减少患者骨小梁体积分数(BV/TV)、骨表面积分数(BS/BV)均明显较大(P<0.05);骨小梁厚度(Tb.Th)显著降低(P<0.05);结构模型指数(SMI)明显升高(P<0.05);骨小梁分离度(Tb.Sp)较低(P<0.05),但骨小梁连接处断点(端)有增加趋势。结论糖皮质激素可促使柱状结构的骨小梁减少而多呈扁平状和(或)杆状,骨小梁间断点多发,这是造成骨量减少状态下骨生物力学性能迅速下降、发生类似严重骨质疏松症易发骨折的原因之一;糖皮质激素应用对骨组织微结构的损害程度大于所致骨量降低程度。

rhBMP-2在兔桡骨远端骨缺损模型中成骨效应研究

目的评价大肠杆菌DH5α高度表达的重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)促进兔桡骨远端骨缺损骨愈合的有效性和剂量-成骨关系。方法 72只成年雄性新西兰白兔按照所设rhBMP-2剂量随机等分为空白对照组、0.5 mg组和1.0mg组,右桡骨远端截骨构建骨缺损模型,分别于骨缺损处植入吸附rhBMP-2的纤维胶原蛋白载体复合物。术后2周、4周和8周每组分别处死动物8只,根据钼钯X线摄片、微CT检测、三点弯曲最大承载力测定和组织细胞学检查评估rhBMP-2成骨效应及剂量-成骨关系。结果 3个rhBMP-2剂量组术后2周、4周、8周Lane-Merchant评分所示骨愈合率有统计学差异(P<0.05)。根据微CT检测,所有标本正常骨密度无个体差异(P>0.078),3个rhBMP-2剂量组术后2周、4周、8周缺损区骨密度均有统计学差异(P<0.05);3个rhBMP-2剂量组术后2周、4周、8周三点弯曲最大承载力均有统计学差异(P<0.05)。组织细胞学检查结果也符合以上结果。结论 rhBMP-2(0.5 mg、1.0mg)能有效促进兔桡骨远端骨缺损愈合,其成骨能力在一定剂量范围内存在剂量依赖性。纤维胶原蛋白载体有着良好的生物相容性,但降解速度相对较快,对rhBMP-2缓释、提高局部有效浓度维持时间的作用有限。

上海新型冠状病毒感染定点医院整建制转化方案的构建与实践经验总结

自2022年3月以来,因新型冠状病毒(新冠)奥密克戎毒株传播快、潜伏期短、隐匿性强致上海市短时间内多点出现疫情,感染人数显著增加。我院作为上海市新冠肺炎后备定点医院承担特殊时期新冠感染患者的救治任务。本研究基于全面质量管理理论“4M1E”法制定的整建制转化方案,使医院在接到上级指令后,迅速、高效完成整体转化,有序收治患者。现将整建制转化方案及实践经验报道以供参考。

低氧诱导因子-1α和VHL对小鼠软骨内成骨过程的调控机制

目的研究低氧诱导因子1α(HIF-1α)和von Hippel-Lindau(VHL)在成骨细胞水平对小鼠软骨内成骨过程的调控机制。方法以HIF-1α或VHL基因条件性敲除小鼠为实验对象,分别于4、8、12周龄时,采用组织化学染色观察、显微CT扫描、骨小梁面积测量、钙元素含量检测、四环素荧光双标记观察、Real-time PCR及Western blotting等方法,观察和比较基因敲除小鼠与野生型小鼠(对照组)软骨内成骨过程的差异。结果与野生型对照小鼠比较,HIF-1α基因敲除组小鼠在软骨内成骨过程中血管内皮生长因子(VEGF)表达减少,新骨形成速度减慢,钙元素含量和骨小梁面积减少(P<0.05);而VHL基因敲除组小鼠在软骨内成骨过程中VEGF表达增加,新骨形成速度加快,钙元素含量和骨小梁面积增加(P<0.001)。结论在小鼠软骨内化骨过程中,VHL/HIF-1α信号通路对VEGF表达具有调控作用,通过调节血管形成,最终影响骨量形成。

骨折愈合过程中低氧诱导因子-1α的表达及其调节作用

目的探讨骨折愈合过程中低氧诱导因子-1α（HIF-1α）的表达及其调节作用。方法建立小鼠胫骨骨折模型，骨折后1、3、7、14、21、28d取材，应用X线摄片、Micro-CT和四环素荧光双标记技术，观测骨痂组织的演变和新骨形成状况；采用RT-PCR、Western blotting和免疫组织化学方法，检测骨痂组织细胞HIF-1α、血管内皮生长因子（VEGF）和成骨性标志物（Runx2和ALP）的表达状况，分析HIF-1α与骨折愈合进程的关系。结果在早期骨痂组织中，募集于骨折处的细胞以及由此演化的成骨细胞、软骨细胞及骨细胞在低氧环境中均表达HIF-1α。骨折后第7天，HIF-1α阳性细胞百分率达到峰值，持续高表达7d后逐渐下降，骨折后第28天基本恢复至骨折前水平；细胞VEGF表达特征的变化与HIF-1α的表现相似；早期骨痂细胞的骨形成功能活跃，骨痂体积较大，至骨折后14d达到峰值后随骨改建的发生而逐步减小，骨痂矿化沉积主要发生于骨折愈合的中晚期（14—28d）。结论骨折愈合过程中，参与骨折愈合的细胞属低氧感应细胞并表达HIF-1α；HIF-1α可调节细胞自身的状态，通过调控早期骨痂细胞的功能和刺激血管新生而参与调节骨折的愈合。

卵巢切除小鼠骨折早期愈合延迟机制的初步探讨

目的观察卵巢切除小鼠的骨折早期愈合情况,并探讨其可能的机制。方法 40只6周龄雌性C57BL/6小鼠随机分为卵巢切除组(OVX组)和假手术组,每组20只。于OVX组小鼠卵巢切除术后4周,两组分别建立右侧股骨骨折模型。建模后2周,X线摄片观察骨折愈合情况;M icro-CT测定骨痂体积和骨密度,观察血管灌注后骨折部位血管化情况并测定血管体积和血管体积分数;制作骨组织标本,HE染色光学显微镜观察骨折愈合进程,免疫组织化学染色观察骨痂组织血管内皮生长因子(VEGF)蛋白表达。结果 X线片观察和骨折标本组织学检查显示:OVX组小鼠早期骨折愈合明显较假手术组延迟。M icro-CT检测结果显示:与假手术组比较,OVX组骨痂体积较小,骨密度较低,血管灌注后骨折部位新生血管少且血管体积和血管体积分数较小,且差异均有统计学意义(P<0.05)。免疫组织化学染色观察发现OVX组骨痂组织中VEGF表达明显少于假手术组。结论卵巢切除后股骨骨折小鼠的骨折早期愈合明显延迟,可能与骨痂组织新生血管减少有关。

下腰椎骨折合并马尾神经损伤的治疗观察

目的观察下腰椎骨折合并马尾神经损伤的手术治疗效果。方法本文总结了38例下腰椎骨折合并马尾神经损伤病例的临床治疗及随访结果,进行综合分析。结果急性不完全性马尾神经损伤者手术时机与其功能恢复的优良率有关;完全性损伤及陈旧性损伤功能恢复与手术时机无显著关系。结论手术治疗是下腰椎骨折合并马尾神经压迫、损伤的首选治疗措施,一旦出现马尾神经损伤症状应及早手术治疗。

切开复位有限固定治疗桡骨远端不稳定骨折

桡骨远端骨折是非常常见的骨折，大多数采用非手术治疗能获得满意效果。然而许多不稳定骨折，经手法复位往往不能恢复桡骨远端骨关节的解剖，远期影响关节功能。近年来我科采用切开复位有限固定治疗桡骨远端不稳定骨折取得满意疗效，本文就此进行回顾分析。

小鼠闭合性股骨骨折模型的建立与评估

[目的]建立小鼠标准闭合性股骨骨折模型。[方法]将60只C57BL/6雄性小鼠的右侧股骨髓腔插入0.45 mm直径的钢针,然后通过自行设计的骨折造模支架造成股骨中段闭合骨折。通过影像学、组织学方法观测骨折愈合进程。[结果]术后通过X线证实横型骨折55例,建模成功率为91.67%。X线、Micro-CT和组织学检查表明骨折愈合过程为典型的Ⅱ期愈合过程。[结论]通过自制骨折模型支架制作的小鼠闭合性股骨骨折模型操作简便、重复性高,其愈合为典型Ⅱ期愈合过程,可用于骨折愈合机制的研究。

低氧诱导因子-1α在绝经后骨质疏松中调控作用的实验研究

目的探讨在绝经后骨质疏松的发生、发展过程中,低氧诱导因子-lα(HIF-1α)对于成骨细胞功能的调控作用。方法 2004年10月至2006年5月,应用 Cre-Loxp 重组酶技术,建立成骨细胞条件性敲除 HIF-1α小鼠,取3个月龄雌性野生型和敲除型小鼠各24只行卵巢切除术,术后0、4、8周取材行 HE 染色、四环素荧光双标记、Micro-CT、RT-PCR、Western-blotting 检测。结果与野生型小鼠相比,敲除型小鼠骨小梁的数目、体积、厚度,骨密度,骨矿沉积速度,血管内皮生长因子(VEGF)、RunX2、ALP、OC 基因在 mRNA 水平的表达,VEGF、RunX2在蛋白水平的表达均明显降低,尤其以术后8周最为明显。结论在绝经后骨质疏松的发生、发展过程中,成骨细胞条件性敲除 HIF-1α后成骨功能降低,HIF-1α能够调控成骨细胞的成骨功能。

低氧诱导因子-1α在骨形成过程中对成骨细胞功能的调控

目的探讨低氧诱导因子(HIF)-1α对成骨细胞功能的调控及其在骨形成过程中的作用。方法应用 Cre-Loxp 重组酶技术,在体内外条件性敲除成骨细胞中的 HIF-1α基因及其上游调控 VHL 基因,在体外将成骨细胞在2%氧浓度培养48 h 后检测血管内皮生长因子(VEGF)、核结合因子 al(RunX2)、碱性磷酸酶(ALP)和骨钙素(OC)的表达,在体内取3个月龄小鼠股骨远端骨组织,应用组织切片和 Micro-CT 方法检测骨组织形态计量学指标和骨矿密度(BMD)。结果体外条件性敲除成骨细胞中的 HIF-1α基因后,由于 HIF-1α的表达下降导致 VEGF、RunX2、ALP、OC 的表达水平降低,而敲除 VHL 基因后由于 HIF-1α的表达上调导致上述基因的表达升高。体内条件性敲除 HIF-1α基因小鼠骨组织形态计量学指标和 BMD 均劣于野生型小鼠,而体内条件性敲除 VHL 基因小鼠以上指标均优于野生型小鼠。结论在生理和病理条件下,由于低氧环境的存在,HIF-1α能够通过促进成骨细胞的功能而调控骨形成过程。

扩髓治疗骨折不愈合中的血管分布研究

目的研究扩髓治疗骨折不愈合过程中血管生成和血管内皮细胞生长因子（VEGF）表达的时间和空间特点以及相互联系。探讨扩髓并更换粗直径髓内钉治疗骨折不愈合的生物学机理，为临床运用扩髓治疗长骨骨折延迟愈合及不愈合提供理论依据。方法3个月龄雄性SD大鼠200只，对大鼠一侧股骨干骨折用不稳定固定方法制备肥大性骨折不愈合模型，随机选取40只作为模型鉴定，剩下160只随机分为试验组扩髓治疗和对照组不扩髓治疗，每组80只进行随机配对研究。术后第1、3、5、7、14、21、28、42天取材。用血管性血友病因子（VWF）标记血管，免疫组化方法检测骨折处VWF和VEGF的表达，来研究骨折处血管生成的时空特点以及与VEGF表达的关系。结果实验组的骨折愈合率显著高于对照组。时空分布上，在早期（1—7d），实验组血管生成主要在骨外膜和软骨痂中，对照组主要在骨内膜；中期（7-14d）实验组血管随着肉芽组织长入骨折间隙，对照组近骨内膜处血管增加，但是骨折间隙没有血管；后期（14～42d）实验组骨内膜处出现血管，骨折间隙血管大量增加，对照组血管仍然局限在肉芽组织和骨内膜处，骨折间隙没有血管。实验组血管总数始终高于对照组。VEGF出现的时间和空间顺序与血管生成顺序一致，实验组VEGF表达普遍高于对照组。结论在骨折不愈合的治疗中，扩髓可使骨外膜和骨痂血供代偿性增加以及刺激VEGF表达增加，血管总数要高于不扩髓组。VEGF表达时间和分布与血管的生成关系密切，提示治疗骨折不愈合中，VEGF可能起着至关重要的作用，决定着血管形成的时间、部位与数量。

扩髓促进骨不连愈合的实验研究

目的:通过建立大鼠股骨骨折不愈合模型,探讨扩髓加粗髓内钉固定治疗骨不连,重启骨折愈合过程的生物学机理。方法:选用3月龄雄性SD大鼠80只,在建立右股骨骨折不愈合模型后,随机分为2组,即扩髓治疗组和不扩髓对照组,不扩髓对照组不扩髓,仅更换同等大小的髓内钉。分别于扩髓术后第1、2、3、4、6周收集组织标本,通过放射学检查观察骨组织形态学变化;用免疫组化法,检测不同时间点骨折端骨痂组织中碱性磷酸酶(ALP)和Ⅱ型胶原(Col-Ⅱ)的表达;采用RT-PCR方法检测骨痂组织中骨形态发生蛋白-2(BMP-2)和转化生长因子-β(TGF-β)的mRNA表达。结果:放射学检测显示术后6周扩髓治疗组骨断端致密骨痂填充,骨折线模糊甚至消失,外骨痂致密,而不扩髓对照组则骨折端肥大硬化,骨折线仍存在;免疫组化结果显示扩髓治疗组骨痂组织中ALP在1～6周都有较高表达,而Col-Ⅱ的表达在第1周有一个高表达,与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05);2～3周表达逐渐下降,在4周后甚至低于模型对照组的表达;RT-PCR结果显示:术后1～6周,扩髓治疗组骨痂中BMP-2与TGF-β的mRNA表达与不扩髓对照组比都有较高的表达量,但BMP-2的高表达在早期就表现出来,以后逐渐减弱;而TGF-β的高表达则在2～3周出现,再逐渐减弱,治疗组与对照组比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:扩髓可重启骨折愈合过程,促进成骨前体细胞向成骨细胞分化和软骨内骨化,使成骨能力增强,促进骨折愈合。

染氟兔椎体骨组织形态计量参数与MRI信号强度相关性的研究

目的 分析染氟兔腰椎椎体骨和骨髓组织形态计量参数的特点及其与MRI信号强度的相关性。方法 采用40例3月龄新西兰白兔随机分为染氟组（30只）和对照组（10只）,每组雌雄各半。用城市自来水每升加入100 mg氟化钠（氟含量100 mg/L）作为饮用水对染氟组兔染氟180 d,30只中获完整资料24只（雄性10只,雌性14只）;用相同城市自来水（氟含量〈0.9 mg/L）作为对照饮用水,10只中获完整资料8只（雌雄各半）;依腰椎MRI信号强度对染氟并获完整资料的24只分为敏感型和抵抗型。分析椎体骨组织形态计量参数及其与MRI信号强度的相关性,以及MRI诊断早期氟骨症的敏感度和预测氟骨症易感性的可行性。结果 椎体骨小梁容积（trabecular volume,BV）、骨髓造血细胞容积（hemopoietic volume,HV）和间质积液容积（fluid volume,FV）分别与总海绵组织容积（total spongy tissue volume,TV）的比值为18.3%±2.6%、45.2%±6.0%和10.4%±5.7%,对照组分别为14.5%±2.8%、36.3%±7.3%和6.2%±2.1%,染氟组各比值明显高于对照组;脂肪细胞容积（adipocyte volume）与TV的比值,染氟组（26.0%±8.0%）明显低于对照组（43.3%±5.6%）。染氟的24只兔中发现敏感型2只（8.3%,2/24）,抵抗型22只（91.7%,22/24）。BV/TV、HV/TV和FV/TV值,从大到小依次为敏感型、抵抗型、对照组,AV/TV值的变化则相反。MRI信号强度,敏感型T1加权成像（T1 weighted imaging,T1WI）的对比噪声比（contrast to noise ratio,CNR）最小,其次是抵抗型,对照组最大。脂肪饱和法T2加权成像（fat-saturated T2 weighted imaging,FsT2WI）的CNR变化则相反。T1WI与AV/TV值呈正相关,与FV/TV和BV/TV值呈负相关;FsT2WI与FV/TV、BV/TV值呈正相关,与AV/TV值呈负相关。T1WI诊断早期氟骨症椎体CNR界值取≤ 23.2,其敏感度为83.3%,特异度为100%;FsT2WI的CNR界值取 ≥5.7,其敏感度为45.8%,特异度100%。结论 早期氟骨症的特点主要是骨髓脂肪组织细胞增加和骨髓间质积液,即骨髓氟中毒,与MRI信号强度改变相关。