孙晓江[1]2004年在《应力环境对大鼠骨生长重建及力学性能影响的研究》文中指出目的 骨骼的质量和形态发生取决于其基因背景,但其结构与功能在很大程度上依赖于其所处的力学环境,这一观点已经被广泛接受。Wolff骨转换定律认为骨骼的形态结构与所受应力间存在确切对应关系,骨对外界应力具有顺应性反应能力。大量的实验研究已经证明:应力是通过诱导骨重建活动而引起骨组织发生相应结构变化的。本实验通过建立一种新的动物模型来研究不同应力环境对生长期大鼠负重骨生长的影响,以及由此引起的骨的组织形态计量学、骨密度和骨生物力学性能的改变。材料与方法 5w龄雌性SD大鼠60只,体重160±10g,以2%戊巴比妥钠(30mg/kg体重)腹腔内注射麻醉,其中40只动物作为实验组,由臀部切断其右侧坐骨神经,右后肢为废用组(unloading ,U),左后肢为过载组(overloading,O);另20只动物只做臀部切口暴露右侧坐骨神经但不切断,作为对照组(control,C)。术后分笼饲养,每天早、午、晚各鼓励动物运动半小时,每周测各鼠的骨密度及体重, 7w后处死大鼠取标本测量观察:胫骨标本行组织学(HE染色及Masson染色)观察,股骨标本行形态计量学及生物力学性能测定。所有数据用Dunnett-t检验进行统计学分析。结果 大鼠体重均逐周增加,术后第1w实验组增幅较小。叁组大鼠股骨近端骨密度第1w均有所下降,此后逐周增加,至第6w后骨密度增加减慢。废用组术后第1w开始骨密度较对照组降低,至第5w时差值达峰值;过载组术后第3w开始骨密度较对照组增高,至第5w时差值达峰值。废用组股骨皮质骨厚度、皮质骨面积小于对照组(p<0.05),骨髓腔面积大于对照组;过载组的股骨皮质骨厚度和骨髓腔面积较对照组大(p<0.05);而叁组的股骨长度无明显差别(p>0.05)。废用组股骨的干重、湿重、灰重和骨矿密度均低于对照组(p<0.05);过载组的干重、湿重、灰重和骨矿密度高于对照组(p<0.05)。同对照组相比,废用组股骨的最大载
马涛[2]2007年在《跳跃对生长期大鼠骨组织形态计量学和生物力学指标的影响》文中研究说明大量文献报道,生长期的骨发育对于整个生命过程中的骨健康都具有重要意义,由于峰值骨量(PBM,Peak bone mass)是维持人生命的“骨库”,所以PBM的高低与骨质疏松(OP,osteoporosis)的发生率密切相关。因此,在生长期获得尽可能高的基础骨量,对提高骨量峰值以及保证成年后的骨健康具有重要的意义。体育运动作为一种既经济又方便的增进健康的手段,逐渐引起人们的重视。有关的研究表明,在生长期进行合理的体育运动可以促进骨发育,使骨量增加、骨结构和生物力学性能也得到改善。而且越来越多的研究表明,运动促进骨量增加的作用在生长期表现得较为明显,成年后的体育锻炼则主要起维持骨量或减少骨量流失的作用。所以处在生长期的儿童青少年要积极参加体育锻炼,以促进骨的健康发育,为成年后的骨健康打下坚实的基础。那么促进骨健康最合理的运动方式是什么呢?不同运动项目对于骨发育的影响有什么差别呢?有关这方面的对比研究还不多,而且有些研究结果还相互矛盾,有必要进一步深入研究。目前有关骨发育和骨代谢的研究,所采用的现代测量与评定技术与方法大致涉及骨分子生物学、生物化学、组织形态学、骨密度(BMD,bone mineral density)测量学和生物力学。而在体育运动与骨健康的研究中,大多仅局限于BMD和骨代谢等指标变化的简单描述,而对于骨密度、骨显微结构和生物力学性能进行综合研究几乎没有,大大限制了有关研究的深入和OP的预防。实验目的:比较游泳和跳跃两种不同的运动方式对生长期大鼠骨发育的影响,以期为健骨运动寻找合理的运动方式。实验方法:通过自制大鼠跳跃运动模型,以18只4周龄SD大鼠为实验对象,分为对照组(N,n=6)、游泳组(S,n=6)和跳跃组(J,n=6)。8周后,测量所有大鼠的骨密度、骨组织形态计量学指标和骨组织生物力学性能。实验结果:游泳组大鼠1～4腰椎BMD比安静对照组显着性升高,股骨BMD与安静对照组相比没有显着性差异;跳跃组大鼠1～4腰椎和股骨BMD与安静组相比,都有显着的升高。游泳组大鼠胫骨组织形态计量学指标与安静组相比没有显着性差异;跳跃组大鼠胫骨组织形态计量学指标明显优于安静组。游泳组大鼠第五腰椎生物力学指标明显优于安静组,股骨生物力学指标与安静组相比没有显着性差异;跳跃组大鼠股骨和第五腰椎生物力学指标明显优于安静组。实验结论:1.八周的游泳训练对生长期大鼠腰椎骨密度和生物力学指标有明显影响,对股骨骨密度和生物力学指标以及胫骨组织形态学指标没有明显的影响。2.八周的跳跃训练对生长期大鼠腰椎和股骨骨密度、生物力学指标以及胫骨组织形态计量学指标都有明显的影响。3.不同形式的运动对于骨代谢的作用有明显的部位差异。4.骨密度和骨生物力学指标最大载荷、弹性载荷、最大应力、弹性应力、刚性系数、弹性模量以及能量吸收都有显着的相关关系,而且骨密度与骨结构力学指标的相关关系没有它与骨材料力学指标的相关关系显着;骨密度与桡度、应变没有明显的相关关系。5.大鼠跳跃运动模型是一种较好的动物快速力量训练模型,对于运动与骨代谢以及与跳跃运动有关的动物实验研究有较高的实用价值。
赵贤[3]2009年在《运动对模拟失重后大鼠骨形态计量学、骨密度及骨生物力学指标的影响》文中指出航天中的失重环境导致航天员出现持续的骨丧失和负钙平衡现象,称为失重性骨丧失。失重性骨丧失是人类长期太空停留和探索其它星球的主要障碍之一,主要表现为骨量丢失、骨骼脱矿、骨密度降低、和骨生物力学性能下降。模拟失重导致的骨质疏松症(OP)是一种以骨量减少、骨组织微细结构受损、骨脆性增加,易发生骨折为特征的疾病。但运动作为干预骨发育的一种积极手段,已被学术界所重视。体育运动作为一种既经济又方便的增进健康的手段,逐渐引起人们的重视。运动具有促进骨量增加,维持骨量或减少骨量流失的作用,所以积极参加体育锻炼,可以促进骨的健康发育。有关研究表明,进行合理的体育运动可以促进骨发育,使骨密度、骨结构和生物力学性能也得到改善。本研究目的在于了解跑台运动模式对大鼠骨代谢的作用及其机制,并与游泳运动模式相比较,分析两种运动模式对骨代谢影响的差异,通过模拟宇航员失重后康复训练,对大鼠骨骼细微结构变化进行定量研究,分析其原因,从而为宇航员康复训练提供合理的理论依据和工作思路。实验目的:1、建立理想的大鼠尾吊模拟失重模型,研究模拟失重模型对骨密度及骨代谢的内在调控机制的影响。尾部悬吊方法是目前研究骨质疏松症较好的实验模型。所以建立和选择适当的动物模型来研究骨质疏松的发病机理,同时寻找有效的防治方法。2、研究不同形式运动负荷运动对模拟失重后大鼠骨密度、骨形态计量学、骨生物力学等方面作用效果间的差异,同时为运动干预手段的选择以及运动处方的制订等提供理论依据。3、探讨跑台运动模式与游泳运动模式对大鼠骨密度的影响。4、探讨跑台运动模式与游泳运动模式对骨形态计量学的影响。5、探讨跑台运动模式与游泳运动模式对大鼠骨生物力学的影响。实验方法:1、将雄性SD大鼠随机分为5组:安静对照组,模拟失重组,模拟失重+自由恢复组,模拟失重+游泳组,模拟失重+跑台组,每组8只。2、建立动物模型尾吊装置。用医用胶布将大鼠尾巴从根部缠紧至尾部,并由恢复组,模拟失重+游泳组,模拟失重+跑台组,每组8只。2、建立动物模型尾吊装置。用医用胶布将大鼠尾巴从根部缠紧至尾部,并用可旋转钥匙扣连接,防止尾巴扭缠坏死:随着大鼠身长不断生长,要不断调解尾吊高度。3、观测尾吊模型大鼠的反应,观察运动期间大鼠活动、饮食、体重变化、皮毛尾部色泽。4、大鼠骨形态计量学指标的测量:游标卡尺测量股骨和胫骨的长度、厚度和宽度。5、大鼠骨密度的测量:用HOLOGIC Discover A骨密度仪扫描检测大鼠股骨骨量、骨密度。6、大鼠骨生物力学指标测量:用NSTRONG-8874-J9785万能材料实验机测量骨生物力学。实验结果:1、基本情况观察:大鼠在悬吊期间进食自如,无剧烈反应,但体重较安静对照组轻,具有显着性差异;运动期间,大鼠体重均有增长趋势,跑台运动组较游泳组和自由恢复组重,并且具有显着性差异。2、悬吊后大鼠股骨和腰椎骨密度要低于安静组,有显着差异;悬吊组腰椎生物力学指标与安静组相比也明显降低。3、跑台运动组大鼠股骨长度明显高于自由恢复组,具有显着性差异。其余各指标与安静组相比无显着性差异。4、跑台运动组以及游泳运动组大鼠股骨和胫骨的骨密度要明显高于安静组,具有显着性差异。5、跑台运动组大鼠胫骨、腰椎生物力学指标明显优于对照组;游泳运动组腰椎生物力学指标明显优于对照组,胫骨生物力学指标也有上升。实验结论:1、本实验成功建立了大鼠模拟失重模型,研究了不同形式运动对大鼠骨代谢的作用,为进一步研究运动对失重后机体恢复提供了较好的理论基础。2、悬吊模型可以使大鼠骨密度、骨形态计量学、骨生物力学等性能降低。3、四周的游泳训练对模拟失重大鼠股骨和腰椎骨密度和生物力学指标有明显影响,对股骨及胫骨形态学指标没有明显影响。4、四周的跑台训练对模拟失重大鼠股骨和腰椎骨密度、生物力学指标以及股骨组织形态计量学指标的股骨长度都有明显的影响。5、不同形式的运动对于骨代谢的作用有明显的部位差异。跑台运动效果基本要优于游泳训练组,但是在腰椎骨密度上,游泳训练显得更合理、更优越。6、运动能有效促进模拟失重后大鼠骨骼生长,增加机体骨密度,提高骨形态计量学、骨生物力学指标,为进一步研究预防和治疗失重性骨质疏松等症状提供理论支持。
刘体伟[4]2007年在《不同运动方式对去卵巢大鼠骨密度、生物力学及代谢指标的影响》文中研究说明目的：为探讨运动方式对去卵巢大鼠骨密度(BMD)、生物力学性能及相关代谢指标的影响。方法：将32只3月龄SD雌性大鼠假手术和摘除卵巢手术建立骨质疏松模型，并分为4组：假手术组、安静组、游泳组和跳跃组。通过测定各组大鼠体重、骨代谢指标、后肢股骨与腰椎的BMD及生物力学性能指标，研究中等强度游泳和跳跃两种运动对去卵巢大鼠骨的影响。实验结果：1．本研究成功建立了大鼠高转换型骨质疏松模型。2．卵巢摘除的早期对大鼠进行运动干预可抑制体重的快速增加、改善血液骨代谢指标的含量。实验后比较，两运动组大鼠体重明显低于安静组，但仍显着高于假手术组，说明运动可抑制体重的快速增加，但不能抵消卵巢摘除对体重的影响。与安静组相比，两运动组大鼠血清中Ca含量明显降低(P＜0.05)，P含量有所升高，AKP含量有所降低(P＞0.05)；两运动组大鼠血清中STR-ACP含量都比安静组有所降低，其中跳跃组明显低于安静组(P＜0.05)。3．运动可减缓大鼠摘除卵巢后骨量的丢失，抑制骨生物力学性能的下降。实验后，两运动组股骨和腰椎骨的BMD较安静组都有所升高，但仍低于假手术组，这说明无论是跳跃运动还是游泳运动对于降低大鼠骨量的丢失均起到积极作用，但不能完全补偿因摘除卵巢而丢失的骨量。跳跃运动组股骨和腰椎骨生物力学性能明显高于安静组，游泳运动组大鼠股骨和腰椎骨的生物力学性能也有改善作用，但效果不是很显着。4．跳跃运动组大鼠几乎在所有指标上都优于游泳运动组。结论：跳跃运动对提高去卵巢大鼠骨骼性能方面比游泳运动更为有效，更能有效地预防骨质疏松的发生。
谭雄进[5]2002年在《模拟微重力对大鼠负重骨骨代谢及骨折愈合影响的实验研究》文中研究表明[目的] 1、建立理想的大鼠尾吊实验模型，为研究模拟失重和长期卧床等微重力环境骨代谢生长提供有效途径； 2、探讨模拟微重力环境对大鼠骨代谢的影响及其程度； 3、探讨模拟微重力环境大鼠负重骨生物力学性能的变化； 4、探讨模拟微重力环境对大鼠负重骨骨折愈合的影响。 本研究最终目的在于了解微重力环境对负重骨生长代谢的作用及其机制，从而为长期失重飞行航天员和长期卧床患者中骨质疏松的防治研究提供一条思路。 [方法] 1、模型制备：2月龄雄性SD大鼠16只随机分为尾吊实验组和对照组：尾吊组大鼠用透气胶带粘贴于尾部近2／3部两侧，胶带远端悬挂于可自由滑动的塑料环，使大鼠呈头低位，身体与地面呈30°，后肢自由悬空不负重；对照不予处理，于相同笼具等量饮食饲养4周； 2、对模型大鼠反应的观测：观察尾吊期间大鼠活动、饮食、体重变化、皮毛尾部色泽；第4周取血清放免法测皮质酮，称量并计算肾上腺、胸腺相对重量； 3、骨代谢生化指标测量：全自动生化分析仪测血清钙、磷、碱性磷酸酶、抗酒石酸酸性磷酸酶，放免法测骨钙素； 4、负重骨物理性状测量：取右胫骨称骨干、湿重，浮力法测体积，灰化法测骨矿盐量，原子吸收分光光度法测钙量；计算骨矿盐和钙含量； 5、负重骨生物力学性能测试：取右股骨进行叁点弯曲试验，测结构力学指标最大桡度、弹性桡度、最大负荷、弹性负荷，计算材料力学指标弹性模量、刚性系数、韧性系数； 6、骨组织微血管观察：明胶墨汁腹主动脉灌注，左胫骨近端纵形50μm厚切片，体视学方法测微血管密度； 7、骨组织结构观察及免疫组化染色：光、电镜观察骨组织结构、超微结构；观察骨组织细胞TGF-β_1表达变化情况； 8、大鼠负重骨骨折模型：2月龄雄性SD大鼠40只，左腔骨中段开放骨折，0．smm克氏针髓腔内固定后，随机分至尾吊实验组和对照组，观察4周； 9、骨折愈合情况观察：骨折后每周，各组取3只对骨折部进行X线摄片，光镜、电镜观察骨俪组织结构及细胞形态；第4周对两组大鼠骨折X线片进行评分、分析； 10、骨俪局部细胞因子表达：骨痴组织切片进行 VEGF和 TGF－P；免疫组化染色； 11、骨折愈合力学性能：骨折4周，取余下大鼠左胚骨进行扭转力学试验，测最大扭距、最大扭角、扭转刚度、能量吸收等指标。【结果I 1、大鼠尾吊情况：尾吊期间大鼠活动、进食无受限，无反转咬尾。尾部缺血坏死现象，动物成活，整个尾吊期间尾吊鼠体重虽比其相应对照轻，但差异无显着性（P＞0．05）；尾吊4周时，尾吊鼠血清皮质酮及肾上腺、胸腺相对重量与对照无差别叩＞0．05＼ 2、骨代谢生化指标测量：与对照比，尾吊鼠血清碱性磷酸酶（P＜0．01）、骨钙素u＜O．05）明显下降，血清钙、抗酒石酸酸性磷酸酶升高不明显（P＞0．05），而血清磷稍有下降p＞0．05）： 3、负重骨物理性状测量：与对照比，尾吊鼠胚骨长度未受影响o＞0．05），但骨体积、湿重减少非常显着（P＜0．01），骨干重、骨矿盐含量减少也比较明显叩＜0．05），而骨钙含量无明显减少u＞0．05）； 4、负重骨生物力学性能测试：尾吊4周股骨除弹性挠度外，各结构力学指标最大挠度、弹性负荷（P＜0．05）、最大负荷（P＜0．01）明显下降，材料力学指标弹性模量（P＜0．05）、韧性系数与刚性系数（P＜0．01）亦均有显着性变化； 5、骨组织微血管观察：尾吊鼠腔骨干髓端微血管走行紊乱，不连续，管径粗细变化较大，血管面积密度减少差异显着叩＜0．05）； 6、骨组织镜下结构及免疫组化染色：光镜下，尾吊鼠干髓端骨小梁稀少，骨内膜成骨细胞数少；骨组织及其细胞兀卜日；表达下降：电镜下，骨组织细胞胞浆及细胞器减少； 7、骨折愈合情况：光镜下，尾吊鼠骨痴以软骨骨俪为主，骨化受阻； －3－与对照比，骨痴 VEGF和 TGF－p；阳性表达下降；X线示骨痴量少，骨折 4周骨痴量不如对照u＜0．05）； 8、抗扭转力学试验：骨折愈合4周，尾吊鼠腔骨抗扭转力学性能包括：最大扭距、最大扭角（P＜0．05），扭转刚度、自量吸收叩 ＜．01）均不如对照。【结论I l、本实验所建立尾吊模拟微重力环境大鼠模型，成功模拟了体液头向转移和负重骨脱负荷两个失重对机体作用的主要生理效应，大鼠应激反应小，为地面模拟微重力环境的研究提供了较好的动物模型； 2、模拟微重力环境4周，大鼠血清骨代谢指标表现为骨形成受抑制； 3、模拟微重力环境负唾骨生长受抑制、力学性能下降、骨矿盐明显丢失、骨组织细胞功能活性下降： 4、模拟微重力环境骨代谢变化与局部细胞因于和血供变化对骨组织细胞的影响有关； 5、模拟微重力环境负重骨骨折愈合能力受到影响。
刘虹丽[6]2005年在《成骨生长肽羧基端片段OGP_（10-14）及其衍生物对骨形成和造血系统影响的实验研究》文中研究说明第一部分 成骨生长肽羧基端片段活性衍生物的筛选 目的 探讨成骨生长肽羧基端片段OGP_((10-14))及其衍生物G34C,G38I,G38K和G41F对去卵巢骨质疏松模型大鼠骨组织形态计量学和生物力学性能的影响,筛选出具有药理活性的衍生物。方法 64只3月龄Wistar雌性大鼠随机分为8组,除假手术组(Sham组)外,其余各组均行双侧卵巢切除术(OVX),术后各治疗组分别给予OGP_((10-14)),G34C,G38I,G38K,G41F或尼尔雌醇(E),OVX组和Sham组为对照组,60天后处死。取胫骨测量骨形态计量学指标变化。分离股骨行叁点弯曲实验,测定生物力学指标。结果 OVX组骨小梁体积与全部骨组织体积之比(TBV/TTV)、骨小梁体积与海绵骨体积之比(TBV/SBV)和平均骨小梁板厚度(MTPT)显着低于Sham组,骨小梁类骨质表面(TOS),四环素单标记、双标记表面[Sfract(S),Sfract(d)]显着高于Sham组和E组。OVX组力学指标与Sham组比较显着降低,说明OVX大鼠骨量减少,骨转换加快,力学性能下降,出现骨质疏松。OGP_ ((10-14))、G38I、G38K治疗组骨形态学指标TBV/TTV,TBV/SBV和MTPT等显着优于OVX组,与E组和Sham组水平接近;动力学指标TOS,Sfract(S)和Sfract(d)等较Sham组升高,说明骨量增多,骨形成表面增加;股骨生物力学指标弹性弯曲应力、最大弯曲应力、弹性模量及弯曲刚性系数较OVX组明显升高,提示骨生物力学性能改善,抗骨折能力增强。G34C和G41F组与OVX组各指标差异不明显。 结论 OGP_((10-14)),G38I和G38K治疗可减轻去卵巢大鼠的骨丢失,促进骨形成,改善骨力学性能。G38I和G38K是OGP_((10-14))的活性衍生物。
张天龙[7]2017年在《额外负重结合高频率低载荷振动对大鼠骨力学性能的影响》文中研究指明骨的形态结构与其功能是相适应的。骨所处的力学环境对其形态结构和力学性能有显着影响。除了力学环境外,药物也可以影响骨的形态结构和力学性能。但长期服用药物可能产生副作用。有必要探索非药物、非侵入性疗法对骨骼力学性能的影响。大量先前的探索分别单独地研究了高频率低载荷振动和额外负重训练对骨力学性能的影响。由于这些高频率低载荷振动研究在实验长度、检测的结果和适用条件等存在着差异,在分析其效果时出现了不一致的结论。额外负重训练,即相对日常生活可对骨产生更大应力的运动,有助于骨矿含量的积累和骨量的增加,并影响骨的力学性能。然而,骨在额外负重的同时接受高频率低载荷振动刺激的效果却鲜为人知。本研究有利于研究人员了解额外负重结合高频率低载荷振动对骨的作用机理。本研究旨在从宏观、微观和纳观尺度来探索额外负重结合高频率低载荷振动对生长期雌性大鼠骨的影响。将120只1月龄雌性Wistar大鼠随机平均分为10组,即,静坐组(SED),额外负重为本体体重x%的负重组(WBx,x=5,12,19,26),基础振动组(V),和额外负重为本体体重x%同时振动的负重振动组(Vx,x=5,12,19,26)。振动的频率和加速度分别设为45 Hz和0.3 g。实验进行12周,每周7天,每天15 min。在实验开展前一天,准确测得大鼠体重,从而确定第一周大鼠所负背包的重量。随后,在每周的周末测量大鼠的体重,并重新为背包配重。12周后,大鼠处死,采集血清和左侧股骨。定量分析血清中的抗酒石酸酸性磷酸酶(Tartrate-resistant phosphatase 5b,TRAP5b)、碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALP)、钙(Calcium,Ca)和磷(Phosphorus,P)的含量。对于得到的左侧股骨,通过叁点弯曲力学实验来检测其宏观力学性能;通过计算机显微断层扫描(Micro-computed tomography,micro-CT)来评估其股骨头松质骨和股骨干皮质骨的微观结构;利用纳米压痕测试技术在纳观尺度测试骨材料力学特性。研究结果表明,SED组的宏观力学性能,微观结构和纳观的材料力学性能较好;V19组的破坏载荷显着低于SED组(P<0.05);Vx(x=5,12,19,26)组的微观结构较差,Vx(x=5,12,19,26)组中血清的TRAP5b含量显着高于SED组(P<0.05);相比WB26,V26组的纳观材料力学性能较好。SED组体重最高,且显着高于V5组,V19组和V26组(P<0.05)。本研究得到以下结论:(1)额外负重结合高频率低载荷振动未对生长期骨的微观形态结构产生积极作用;同时,随着负重的增加,骨的微观形态结构受到的负面影响较为严重。只进行额外负重对生长期骨微观形态结构影响不大;随着额外负重的增加,微观形态结构参数会受到一定的影响,但不足以导致宏观力学性能出现显着性变化。(2)额外负重结合高频率低载荷振动未能提高骨纳观尺度的力学性能。但额外负重较高时,如负重体重的26%,额外负重结合高频率低载荷振动相对于单独的振动刺激更有利于提高骨材料纳观尺度的力学性能。(3)适当额外负重结合高频率低载荷振动有助于降低体重。体重减少不仅影响骨密度(Bone mineral density,BMD),同时也对微观结构参数骨体积分数(Bone fraction,BV/TV),骨小梁厚度(Trabecular thickness,Tb.Th)和骨小梁分离度(Trabecular separation,Tb.Sp)产生了影响。
丁晓颖[8]2003年在《成骨生长肽羧基端5肽OGP_（10-14）及其类似物G48A对大鼠骨代谢的影响》文中指出目的 通过大鼠血清骨转换生化标志物检测、离体骨密度测定、骨组织形态计量学和生物力学试验综合评价了OGP_(10-14)及其类似物G48A对去势SD大鼠骨代谢的影响，并初步探讨了各项参数间的相关关系。方法 雌性SD大鼠86只，按体重随机分层分组：OP预防组和OP治疗组。其中OP预防组再分为以下7组：Ⅰ．假手术组(SHAM)，Ⅱ．去势组(OVX)，Ⅲ．阿伦膦酸钠组(ALEN)，Ⅳ．G36G低剂量组(G36GL)，V．G36G高剂量组(G36GH)，Ⅵ．G48A低剂量组(G48AL)，Ⅶ．G48A高剂量组(G48AH)，每组8只，计56只。术后次日起，以上各组大鼠每日皮下给予各种处理因素：Ⅰ，Ⅱ组每日皮下注射磷酸盐缓冲液(PBS)，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ，Ⅶ组按体重每日皮下给予阿伦膦酸钠、低剂量G36G、高剂量G36G、低剂量G48A、高剂量G48A PBS溶液，干预9周后，处死大鼠；OP治疗组，再分为以下6组：Ⅷ．假手术组(SHAM-T)，Ⅸ．去势组(OVX-T)，X．利塞膦酸钠组(RISE-T)，Ⅺ．G36G高剂量+利塞膦酸钠组(36GRI-T)，Ⅻ．G36G高剂量组(G36G-T)，ⅩⅢ．G48A高剂量组(G48A-T)，均于造模术后15周起，每日皮下给予各种处理因素：Ⅷ，Ⅸ组每日皮下注射PBS，Ⅹ，Ⅺ，Ⅻ，ⅩⅢ组按体重每日皮下给予利塞膦酸钠、利塞瞵酸钠+高剂量G36G、高剂量G36G、高剂量G48A PBS溶液，治疗9周后处死大鼠。分离 天津医别一火学疼士学位论文股骨、胫骨和腰椎Ll一。。双能X线骨密度仪(DExA)小动物软件测定各组大鼠腰椎L卜4和股骨远端干髓端、股骨全段骨密度。股骨与腰椎L，分别行叁点弯曲试验及腰椎压缩试验检测其生物力学性质。近端胫骨干髓端制备不脱钙骨切片，行骨计量学测定。所得资料以SPSS10.O软件进行统计。结果(l)骨转换生化标志物:G36GH，G48AH组IGF一2水平显着高于SHAM组，ALEN，OVX组BGP显着低于G48AH组。G36G一T，G48A一T，RISE一T组BGP，IGF一2显着低于36GRI一T组。(2)股骨干重、灰重及骨密度:OVX，OVX一T组股骨全段、远端干箭端、腰椎L卜4叁个部位的骨密度(BMD)及股骨灰重/干重比值(AW/DW)分别显着低于SHAM，S以M一T组;ALEN组上述各项指标均显着高于OVX组;G36GH，G36GL，G48AH，G48AL组AW/DW显着高于OVX组，叁个部位骨密度均较OVx组有增高趋势，但无显着性差异。OVX一T组叁个部位BMD值显着低于36GRI一T和SHAM一T组:G36G一T，G48A一T组显着低于SHAM一T组。(3)生物力学:股骨叁点弯曲试验OVX，OVX一T组最大应变(￡b)，弯曲能量(U)，弹性载荷(Fp)与SHAM，SHAM一T组无显着差异。腰椎压缩试验OVx组强度极限(ob)显着低于SHAM组，ALEN组显着高于OVX组、G48AH和G48AL组;OP各测试指标间无显着性差异。(4)骨计量学:OVX，OVX一T治疗组组骨小粱体积与全部骨组织体积之比(TBv/TTv)、骨小粱板厚度(MTPT)和密度(MT即)分别较S以M，SHAM一T组显着降低，骨小粱板间距(MTPS)较SHAM，SHAM一T组显着增加。G36GH，G48AH，G48AL组TBV/TTV，骨小粱体积与海绵骨体积之比(TBV/SBV)，价PT均较OVX组显着增加，MTPS和骨小粱表面与体积之比(S/V)较OVX组下降。G36G一T，G48A一T，36GRI一T组TBV/TTv，TBv/SBV较OVX组显着增加，但显着低于SHAM一T组。动力学参数OVx组四环素双标表面{Sfract(d)}较SH胡组显着增加，类骨质表面占骨小粱表面百分比(TOS)低于SHAM组。ALEN组Sfraet(s)，Sfra。t(d)均较OVX;组下降。G36GH，G36GL，GSAL组Sfraet(d)低于OVX组，TOS高于OVX和ALEN组。G48A一T组Sfraet(s) 一3· 及津医刊一大学唯士学位沦文显着高于OVX一T组。RISE一T，36GRI一组几乎无双标记。(5)相关分析:预防组股骨远端干髓端、股骨整体和腰椎L，一;BMD值与骨计量学参数TBV/TTV，MTPD之间呈显着正相关，与MTPS呈显着负相关。生物力学部分指标虽然与骨密度、骨计量参数有显着相关性，但从决定系数评价密切程度低，相关效率也较低。结论OGP(:0一14，及其类似物G48A可有效防治大鼠去势后的骨丢失，改善干髓端骨小梁的连接性，短期治疗对骨生物力学性质无明显影响。作为评价抗骨质疏松药物作用的指标，骨计量学与骨密度参数之间存在一定的关联，生物力学试验方法尚待进一步改进。
高玉海[9]2014年在《正弦交变电磁场影响峰值骨量的动物实验研究》文中指出随着我国人口老龄化的到来，骨质疏松症的发病率也随之增长，越来越多的骨质疏松症患者对社会经济影响也将进一步增大。目前对骨质疏松症治疗药物主要有雌激素类、降钙素、双膦酸盐等，但这些药物长期服用具有一定的副作用。在科技迅速发展的今天，随着骨质疏松症的危害性逐渐被人们所认知，加之药物的价格昂贵以及毒副作用不可避免。低频电磁场因其具有无创伤、无感染、治疗简便、副作用小等特点作为一种骨质疏松症治疗的物理疗法被广大学者们不断研究，且效果显着，在骨质疏松症防治中日益受到人们的关注和重视。低频正弦交变电磁场具有促进成骨细胞成熟矿化的作用，但其动物实验尚未报道。为进一步了解低频正弦交变电磁场对骨质疏松的预防作用，以研究所前期细胞实验筛选的有效电磁场参数组合为依据，开展了正弦交变电磁场在动物实验上的相关研究。两次实验都选用6周龄SPF级SD大鼠，第1次30只大鼠分为对照组，0.1mT电磁场组和0.6mT电磁场组；第2次50只大鼠分为对照组，45min组，90min组，180min组和270min组。两次实验分别给予对应参数的正弦交变电磁场干预，8周后用双能X射线骨密度仪检测骨密度；AG-X系列台式电子万能试验机检测生物力学性能；ELISA法测定血清中骨代谢相关因子；VG染色、双荧光标记及实验动物微型CT系统测定骨形态计量学相关指标等，并从大鼠体重、脏器病理切片、脏器系数统计等方面做了病理研究，以阐述正弦交变电磁场提高大鼠峰值骨量进而防治骨质疏松的作用机制，为临床骨质疏松症的研究及电磁治疗仪的开发提供科学依据和理论基础，并得到了以下结果：1、不同电磁场强度筛选结果显示：实验组50Hz0.1mT参数组合的SD大鼠其全身骨密度、股骨和椎骨骨密度、生物力学性能、骨形态计量学相关指标以及血清中骨形成相关指标都显着优于对照组；2、50Hz0.6mT参数组合的SD大鼠其各项指标的平均值都高于对照组，然而并无统计学意义。3、不同时间筛选结果显示：正弦交变电磁场干预90min的SD大鼠其各项指标均极显着优于对照组，180min和270min显着优于对照组，45min平均值高于对照组，但无统计学差异。4、综合实验结果表明，50Hz0.1m T90min的参数组合为正弦交变电磁场预防性治疗骨质疏松的最佳作用参数之一。总之，50Hz0.1mT90min的正弦交变电磁场能最有效的提高大鼠的峰值骨量。
亢依婷[10]2018年在《负重爬梯运动与LIPUS联合干预对去卵巢大鼠骨质疏松的改善作用及其机制研究》文中指出目的:随着人口老龄化的逐渐加剧,骨质疏松的发病率将逐年上升,预计到2050年中国的骨质疏松患者将达到2.12亿人。由骨质疏松引发的慢性疼痛、骨折及活动受限给患者及社会带来了巨大的负担。如何预防骨质疏松的发生及有效治疗骨质疏松发生后的并发症是各个领域学者亟待解决的问题。抗阻力运动是刺激骨代谢的一种主要运动方式,抗阻力运动可以增加对骨的应力刺激,改善骨代谢水平,刺激骨形成。目前,许多学者的研究结果表明,抗阻力运动对骨组织及骨质疏松的防治有积极作用,但鲜有人研究长期规律的抗阻力运动对骨质疏松后骨损伤的愈合是否有促进作用。关于抗阻力运动对防治骨质疏松的作用机制亦不明确。低强度脉冲超声(LIPUS)是一种物理刺激,在临床应用中具有无创伤、非侵入性、操作方便、无副作用的优点。在临床治疗骨折和骨延迟愈合中,LIPUS已被广泛应用。但LIPUS在骨质疏松防治中的作用仍然存在争议。LIPUS对骨作用的机制尚不完全明确。肌肉和骨骼在解剖结构及生理代谢方面有着紧密联系,最近研究表明,肌肉分泌的负向调控因子肌肉生长抑制素(MSTN)对骨骼有着重要影响,MSTN缺失会对骨骼产生积极作用。因此,本实验通过去卵巢构建骨质疏松大鼠模型,去卵巢后对大鼠进行负重爬梯运动干预,干预结束后大鼠右侧股骨钻取1.0 mm双侧穿透的孔,构建骨损伤模型,并给予LIPUS干预。从MSTN基因入手,探讨负重爬梯运动和LIPUS干预对骨质疏松及骨损伤的影响及其分子机制。以期为预防骨质疏松及治疗骨损伤提供理论层面的依据。方法:3月龄健康雌性SD大鼠85只,随机分为:假手术组(Sham Operation,Sham)和去卵巢组(Ovariectomized,OVX)。OVX组进行双侧卵巢切除手术,Sham组保留卵巢只切除卵巢旁同等大小的脂肪。去卵巢2w后待大鼠伤口恢复,将OVX大鼠随机分为:去卵巢对照组(Ovariectomized,OVX),去卵巢负重爬梯组(Ovariectomized + Exercise,OEX),去卵巢超声干预组(Ovariectomized +Ultrasound,OUS),去卵巢负重爬梯 LIPUS 联合干预组(Ovariectomized + Exercise+ Ultrasound,OEU)。使用实验室自主专利产品对OEX组和OEU组进行6 d/w,持续10 w的递增负荷负重爬梯运动干预,爬梯高1m,倾斜角度为85°,每级阶梯间隔2 cm。Sham组、OVX组和OUS组不予运动干预。10 w后Sham组和OVX组各取6只大鼠,OEX组和OEU组各取3只大鼠处死,留取血清和组织以待检测。其余大鼠,对右侧股骨进行骨损伤模型构建,模型构建成功后,OUS组和OEU组进行LIPUS治疗干预,每天干预20 min,每周干预6 d,持续3 w。使用双能X射线检测大鼠股骨骨密度,ELISA法检测大鼠血清雌激素和MSTN表达,使用比色法检测血清碱性磷酸酶和血清抗酒石酸性磷酸酶含量,使用Micro-CT对大鼠股骨远端及骨损伤区域进行扫描分析,使用叁点弯曲力学测试系统检测大鼠股骨的力学性能,使用HE染色法对大鼠股骨干骺端进行形态学观察,使用RT-qPCR和Weatern blot法检测大鼠股骨远端及股四头肌MSTN和Wnt信号通路关键分子的表达,以分析探讨负重爬梯运动和LIPUS作用于骨的生物学机制。结果:1.大鼠体重、抓力、骨重、股四头肌重量和骨密度结果:与Sham组相比,OVX大鼠体重显着增加(P<0.01),抓力降低(P<0.05),股四头肌重减轻(P<0.05);与OVX组相比,OEX组股四头肌重量(P<0.05)和抓力(P<0.01)显着增加。进行负重爬梯运动5 w后OEX组大鼠体重开始显着低于OVX组(P<0.05)。BMD检测结果显示,与Sham组相比,OVX组和OEX组BMD显着降低(P<0.01);与OVX组相比,OEX组BMD显着增高(P<0.05)。钻孔损伤3 w后,与Sham组相比,OVX、OEX、OUS、OEU各组的抓力均显着降低(P<0.01),而OVX、OEX、OUS、OEU各组间比较并无显着性差异。运动和LIPUS干预均显着增加了肌肉重量(P<0.01),股骨重量在各组间无显着性变化。2.大鼠血清指标检测结果:负重爬梯运动显着抑制了去卵巢大鼠血清Tracp活性(P<0.05),增加了血清ALP和E2含量(P<0.05),但在骨损伤停止运动3 w后对ALP和E2的显着影响消失。骨损伤后LIPUS干预,显着降低了血清Tracp活性(P<0.01),增加了 ALP活性(P<0.01)。损伤前进行运动和LIPUS治疗联合干预对血清ALP和Tracp的作用效果要优于两者单独干预。LIPUS单独干预对血清E2无显着影响。3.大鼠股骨远端显微结构测试结果:去卵巢后12 w,Micro-CT叁维重建图像显示,OVX大鼠松质骨骨小梁数量明显减少,骨小梁间隙明显增大,分离度增加,负重爬梯运动显着改善了去卵巢大鼠松质骨结构。定量分析结果显示,OVX组的 BMD、BV/TV、Tb.N 与 DA(P<0.01)均显着低于 Sham 组,而 Tb.Sp(P<0.01)显着高于 Sham 组;与 OVX 组相比,OEX 组 BMD、BV/TV、Tb.N 与 DA(P<0.05或<0.01)均显着提高,Tb.Sp(P<0.01)显着降低;各组间Tb.Th值无显着性差异。骨损伤3 w后,运动对大鼠骨显微结构的改善作用依然存在。LIPUS干预治疗后,与OVX组相比,OUS和OEU组BMD、Tb.N、Tb.Th(P<0.01或P<0.05)均显着增高,Tb.Sp显着降低(P<0.05),而BV/TV和DA与OVX组无显着变化;OEX、OUS、OEU叁组之间数据结果无显着性差异。4.大鼠股骨损伤愈合结果:大鼠股骨损伤处的二维和叁维重建图显示:OVX与Sham组相比,骨愈合明显延迟,体现在钻孔后第10天较少的新骨生成和钻孔后第21天皮质缺损部位较低的复原率。与OVX组相比,OEX、OUS和OEU组均显现出较好的骨愈合趋势,体现在钻孔后第10天较多的新骨生成,钻孔后第21天较好的皮质缺损部位桥接。定量分析钻孔后21 d时损伤部位的愈合度,OVX组愈合度显着低于Sham组(P<0.01),而OEX、OUS和OEU组孔愈合度均显着高于 OVX 组(P<0.01)。5.大鼠股骨生物力学测试结果:负重爬梯运动显着改善了大鼠结构力学性能(P<0.01或P<0.05),对材料力学性能无显着改善作用。钻孔损伤后,OVX组股骨力学性能各项指标依然显着低于Sham组,与OVX组相比,OEX组极限载荷和能量吸收显着增高(P<0.01),而刚度和弹性模量与其无显着差异。OUS组和OEU组,各项指标均显着增高(P<0.01或P<0.05),但OEX、OUS和OEU叁组之间无显着差异。6.大鼠血清和股四头肌MSTN表达结果:负重爬梯运动显着抑制了去卵巢大鼠血清MSTN和股四头肌MSTN表达(P<0.01),这一抑制效应在停止运动3 w后依然存在。骨损伤后,LIPUS干预显着降低了血清MSTN含量和股四头肌MSTN表达(P<0.01)。负重爬梯运动和LIPUS联合干预的效果要优于LIPUS单独作用效果(P<0.05)。7.MSTN和Wnt信号通路关键分子表达结果:10 w负重爬梯运动显着抑制了MSTN 下游分子 ACTRIIB、Smad2/3、P-Smad3 及 GSK-3β mRNA 水平和蛋白表达量,促进了 Wntl和β-catenin基因和蛋白表达。在骨损伤并进行3wLIPUS干预治疗后,与 OVX 组相比 LIPUS 显着抑制了 ACTRIIB、Smad2/3、P-Smad3 及 GSK-3βmRNA水平和蛋白表达量,促进了 Wnt1和β-catenin mRNA和蛋白水平表达量。两者联合作用对Gsk-3βmRNA和蛋白水平、Wnt1 mRNA水平的作用效果优于单独作用的效果。结论:1.负重爬梯运动可有效地抑制去卵巢导致的骨代谢失调、骨量丢失、骨微结构紊乱和骨生物力学性能下降,这一改善状况在运动停止3 w后未完全消失。2.前期负重爬梯运动显着促进了大鼠股骨损伤愈合速度,在骨损伤后施加LIPUS干预亦可显着加速骨损伤的愈合、改善股骨显微结构、增强股骨的力学性能。两者联合干预对骨代谢指标的作用效果优于两者单独干预,但两者联合干预对股骨显微结构、孔愈合度和生物力学性能的影响与两者单独干预无显着差异。3.负重爬梯运动和LIPUS干预抑制骨量流失和改善骨微结构,加速骨愈合的潜在机制可能是通过抑制MSTN信号通路中ActrIIB、Smad2、Smad3等信号分子的表达,进而调节β-catenin、Gsk-3β等关键信号分子的表达,激活Wnt/β-catenin信号通路,抑制骨吸收,加速骨形成。但因本实验未进行信号通路关键基因阻断实验研究,尚不能得出确切结论,仍需后续实验研究支持说明。
参考文献：
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[10]. 负重爬梯运动与LIPUS联合干预对去卵巢大鼠骨质疏松的改善作用及其机制研究[D]. 亢依婷. 陕西师范大学. 2018