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辅酶Q1O对10月龄小鼠股骨的Micro CT观察及骨生物力学检测
目的 应用骨生物力学和Micro-CT技术,探讨辅酶Q10对10月龄小鼠股骨的显微结构和生物力学的影响.方法 35只SPF级8月龄雌性KM小鼠,随机分为正常对照组(CON)、维生素E组(VE)、辅酶Q10低剂量组(Co Q10L)、辅酶Q10高剂量组(Co Q10H),辅酶Q10低剂量联合维生素E(Co Q10L+VE),连续灌胃给药10周.实验结束后,取右侧股骨进行Micro-CT扫描及三维重建,左侧股骨进行生物力学检测.结果 与CON组比较,Co Q10L组小鼠右侧股骨的微观参数:体积分数、连接密度和骨密度明显增加,左侧股骨的骨生物力学刚度增加.Co Q10H体积分数、连接密度和SMI明显增加,同时骨生物力学参数中弹性载荷和大位移得到明显增加.Co Q10L联合VE组连接密度增加,生物力学方面参数没有统计学差异.与VE比较,辅酶Q10两个剂量和辅酶Q10低剂量联合维生素E参数并没有统计学差异.结论 Co Q10(500 mg·kg-1·d-1)能够修复小鼠的股骨微观结构,提高骨生物力学的性能,修复骨量、降低股骨骨折风险的能力优于VE,提示Co Q10的抗骨质疏松作用具有良好的研究前景.
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雄激素防治去卵巢大鼠骨质疏松的实验研究
目的 运用骨生物力学、Micro CT分析及三维结构重建的方法,从"骨密度检测-形态性观察-功能学测试"角度出发,观察雄激素对去卵巢大鼠骨密度、骨微结构及骨力学性能的影响.方法 30只6月龄雌性SD大鼠随机分为去势组(OVX)、治疗组(T)和假手术组(Sham),每组10只.治疗组大鼠去势后用睾丸酮水溶液灌胃给药,3个月后取材.取大鼠L3椎体及右股骨行生物力学测试,取左股骨远端干骺部行Micro CT分析及三维结构重建.结果 T组大鼠腰椎和股骨远端骨密度值(BMD)升高,骨小梁体积(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)值升高,骨小梁间隙(Tb.Sp)值降低,而骨小梁数目(Tb.N)值无明显改变,腰椎各生物力学参数值升高,而股骨力学性能无明显提高,大鼠体重、子宫重量及股骨中点皮质骨厚度无明显的改变.结论 雄激素可部分改善OVX大鼠骨小梁微观结构,防止骨量丢失,提高松质骨的力学性能,而对皮质骨和子宫无明显影响.
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雷尼酸锶对尾吊大鼠失重性骨质疏松的防治作用
目的 观察雷尼酸锶(SR)对尾吊大鼠血清骨代谢指标、骨密度、骨生物力学的影响.方法 选用3月龄雄性健康SD大鼠30只,随机分为5组:全程对照组(A组)、尾吊时服用SR组(B组)、尾吊后服用SR组(C组)、全程服用SR组(D组)、尾吊后对照组(E组),共8周(其中尾吊4周).分别检测血清骨代谢指标,行骨密度检查及骨生物力学实验.结果 尾吊后对照组碱性磷酸酶和骨钙素活性明显高于其余各组(P＜0.05).骨密度、大压缩载荷、大三点弯曲载荷均比A组低,经过SR治疗后各组指标均有不同程度提高(P＜0.05),但尾吊后服用SR组和全程服用SR组效果相当且优于尾吊时服用SR组.结论 雷尼酸锶对尾吊大鼠骨质疏松有防治作用.
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脉冲响应法在骨生物力学研究中的应用
骨骼是人体的重要支撑结构.在骨力学特性的研究中脉冲响应法是一种振动分析技术可用来分析人体骨骼的动态特征.随着信号处理技术和计算机的不断发展,这种振动分析技术,也被越来越多地应用在骨生物力学研究中.本文就该方法基本原理以及在骨生物力学中的研究进展作简要的叙述.
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跑台运动训练和停训对去卵巢大鼠腰椎骨生物力学指标的影响
目的:观察跑台运动训练和停训对去卵巢大鼠腰椎骨生物力学指标的影响.方法:60只成年雌性SD大鼠按体重分层后随机分为假手术组、去卵巢静止组和去卵巢运动组,每组20只.去卵巢运动组每周进行4次时间45 min、速度18 m/min、跑道倾角5°的跑台训练,持续训练14周时,将各组大鼠再随机分为两个亚组,即假手术16周(Sham-16)组和假手术32周(Sham-32)组、去卵巢16周(OVX-16)组和去卵巢32周(OVX-32)组及去卵巢运动组(EX)和停训组(D-EX).分别在末次训练结束36～48小时内或停训16周时,采用万能电子试验机检测各组大鼠腰椎骨生物力学指标.结果:(1)训练结束时,OVX-16组大鼠腰椎大载荷、破坏载荷、弹性模量、破坏挠度、大应力、破坏应力和破坏应变均显著低于Sham-16组,而大挠度和大应变差异无统计学意义;EX组大鼠腰椎大载荷、破坏载荷、弹性模量、大应力和破坏应力均显著高于OVX-16组,而大挠度、破坏挠度、大应变和破坏应变差异无统计学意义.(2)停训结束时,OVX-32组大鼠腰椎大载荷、破坏载荷、弹性模量、大桡度、破坏挠度、大应力、破坏应力和破坏应变显著低于Sham-32组,而大应变差异无统计学意义;D-EX组大鼠腰椎破坏载荷、弹性模量和破坏应力显著低于OVX-32组,而大载荷、大挠度、破坏挠度、大应力、大应变和破坏应变差异无统计学意义.结论:中等强度跑台运动仅改善去卵巢大鼠腰椎部分骨生物力学指标,且停训后不能保持这些改善效应,部分指标变得更差.
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运动对骨力学性能的影响——骨生物力学研究进展
骨骼系统构成机体坚硬的骨架结构,有关力学性能是评价骨质量有说服力的指标.骨组织在长期代谢过程中,在外界刺激的作用下不断从力学角度对骨结构进行有效再建[1-3].因此,骨生物力学作为运动医学新的研究领域,与人类健康密切相关.
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伊班膦酸钠治疗糖皮质激素诱导的家兔骨质疏松症
目的:应用骨生物力学和组织形态学,研究伊班膦酸钠在糖皮质激素诱导的骨质疏松症家兔模型中的治疗作用.方法:50只家兔随机分为:对照组1和2(注射生理盐水)、模型组1(注射地塞米松,连续6周)、模型组2(注射地塞米松,连续12周)和治疗组(注射地塞米松6周后,注射1次伊班膦酸钠).6周后将对照组1和模型组1家兔处死;12周后将其他组家兔处死.结果:组织形态学和骨生物力学结果显示骨质疏松症家兔模型成功建立.12周时,治疗组家兔腰椎压缩和股骨3点弯曲大负荷及肱骨抗扭转大扭矩比模型组2分别提高了54.36%,21.38%和105.75%(P＜0.05),骨质疏松症形态学改变得到明显改善,骨小梁排列较密集,连接增多,成骨活跃,医学图像分析腰椎和股骨颈面密度增加(P＜0.05).结论:伊班膦酸钠可有效治疗糖皮质激素引起的骨质疏松症,提高模型家兔的骨生物力学特性,改善骨小梁的组织结构.
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辅酶Q10对环磷酰胺大鼠皮质骨的影响
目的 探讨辅酶Q10对环磷酰胺大鼠皮质骨的影响,并与阳性药物阿伦磷酸钠进行比较.方法 32只3月龄SPF级♂SD大鼠,随机分为正常对照组(CON)、环磷酰胺组(CTX)、阿仑膦酸钠组(ALD)、辅酶Q10组(CoQ10),连续给药15 d.实验结束后,骨组织形态计量学观测左侧胫骨中段骨磨片的动静态参数.同时,取右侧股骨进行骨生物力学检测.结果 与正常对照组相比,环磷酰胺可明显抑制骨形成,使得大鼠皮质骨变薄,骨髓腔扩大,新骨矿化形成减少;股骨脆性增加,骨折的风险显著增加.与环磷酰胺组相比,辅酶Q10不仅可有效地促进骨形成,抑制环磷酰胺诱导的大鼠骨丢失,且骨生物力学参数大强度、断裂应变、韧性系数、刚性系数均得到明显的修复.结论 辅酶Q10(30 mg· kg-1·d-1)对环磷酰胺大鼠胫骨中段骨和股骨皮质骨的微观结构有较好的修复能力.
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rhPTH(1-34)对大鼠类固醇性骨质疏松治疗作用研究
目的:观察重组人甲状旁腺激素rhPTH (1-34)对大鼠类固醇性骨质疏松的治疗作用.方法:应用皮下注射醋酸泼尼松龙注射液的方法建立类固醇性骨质疏松模型.给予皮下注射5、10、20μg · kg-1 · d-1 rhPTH (1-34)治疗12w.观察骨组织形态,计量骨密度、骨生物力学和骨代谢相关的血尿生化指标,综合评价rhPTH (1-34)对大鼠类固醇性骨质疏松的治疗效果.结果:皮下注射醋酸泼尼松龙注射液,骨体积和成骨表面显著下降,骨吸收表面显著升高,表明形成了类固醇骨质疏松.不同剂量的rhPTH(1-34)对大鼠股骨骨密度(BMD)均有显著增加.在股骨生物力学特征方面,rhPTH(l-34)中、高剂量组的大位移(du)显著升高,高剂量组的衰竭功(U)升高;在股骨骨形态计量学方面,不同剂量的rhPTH (1-34)对骨体积均显著升高,矿化沉积率均显著升高,肋骨宽度(O.Th)均显著下降,骨重建时间(δ )均显著缩短等;在血清和尿生化指标方面,不同剂量的rhPTH (1-34)对骨钙素(BGP)均显著升高,尿羟脯氨酸/肌苷均显著下降,中、高剂量组对尿Ca显著下降.结论:rhPTH(1-34)对大鼠类固醇性骨质疏松具有显著的治疗作用.
关键词： 重组人甲状旁腺激素(1-34) 醋酸泼尼松龙 骨质疏松 骨密度 骨生物力学 -
地塞米松长期间断用药对大鼠骨骼的影响
目的:研究长期、间断使用地塞米松(dexamethasone,Dex)对大鼠骨骼的影响.方法:20只雄性SD大鼠随机分为Dex组和NC组,Dex组肌注Dex,0.25mg/100 g,NC组给予等体积的生理盐水,1周2次,共给药90 d.取胫骨分析皮质骨及松质骨的形态变化,股骨行骨生物力学检测.结果:Dex组皮质骨骨量明显低于NC组,骨髓腔增大(P<0.05);Dex降低骨内、外膜骨形成及矿化,但促进了骨内膜的骨吸收;Dex没有弱化股骨的力学性能.结论:长期、间断使用Dex,仅使皮质骨丢失,其几何形状的变化并不改变生物力学的性能,提示长期、间断使用Dex可以减轻该药对骨骼的不良影响.
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乌鸡白凤丸对去卵巢导致的6月龄大鼠骨质疏松症的影响
目的:观察乌鸡白风丸对6月龄去卵巢大鼠骨质疏松症的影响.方法:采用去卵巢的方法建立大鼠骨质疏松模型,以表观骨密度、生物力学、血清生化等指标评价乌鸡白凤丸抗骨质疏松的作用.结果:乌鸡白风丸能有效增加骨质疏松症大鼠的骨表观骨密度,有效提高股骨三点弯曲大载荷,可明显升高大鼠血清钙、血清磷含量;但对碱性磷酸酶(ALP)、羟脯氨酸(HOP)雌二醇(E2)未见影响.绪论:本实验条件下,乌鸡白凤丸对去卵巢导致的6月龄大鼠骨质疏松症具有一定的防治作用.
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黑芝麻油对环磷酰胺诱导大鼠股骨骨丢失的影响
目的：应用骨生物力学和micro-CT技术，探讨黑芝麻油对环磷酰胺诱导的大鼠骨丢失模型中股骨的显微结构和生物力学的影响,并与阳性药物阿仑膦酸钠对比。方法32只SPF级雄性SD 大鼠，随机分为正常对照组(CON)、环磷酰胺模型组（CP）、阿仑膦酸钠治疗组（ALD）、黑芝麻油治疗组（BSO），连续干预15d。实验结束后，取右侧股骨进行生物力学检测，然后进行Micro-CT扫描及三维重建。结果与CON组比较，CP组大鼠股骨的骨微观参数：骨体积分数、骨小梁数量、骨小梁厚度和骨密度明显减少，骨小梁分离度和结构模型指数明显增高；而股骨的骨生物力学参数：大强度、断裂强度、断裂应变及韧性系数明显减少，刚性系数明显增加。与CP组相比，ALD组大鼠股骨的骨微观参数均得到了良好地修复，但骨生物力学参数中仅断裂应变、韧性系数和刚性系数三个参数得到了明显修复。而BSO组大鼠股骨的微观参数和生物力学参数均得到了显著修复。结论3ml/kg·d的黑芝麻油能良好的对抗CP诱导的大鼠骨丢失模型中股骨微观结构和骨质量的退化，提示黑芝麻油的良好抗骨质疏松作用前景。[营养学报，2015，37（4）：361－365]
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中药强骨丹对去卵巢骨质疏松大鼠骨密度和骨生物力学的影响
[目的]观察中药强骨丹对去卵巢骨质疏松大鼠骨密度和骨生物力学的影响,探讨其治疗绝经后骨质疏松症的作用.[方法]运用切除大鼠卵巢方法建立去卵巢骨质疏松症模型,随机分为假手术组、模型组、强骨丹高、低剂量组和西药组5组,每组10只.摘除卵巢后第4天分别给予生理盐水、强骨丹高、低剂量和二膦酸盐,各组均在服药14周后处死动物,进行血清雌二醇、骨密度、骨矿含量和骨生物力学测定.[结果]强骨丹能够明显升高去卵巢骨质疏松大鼠血清雌二醇水平,使骨密度和骨矿含量增加,胫骨大载荷显著提高.[结论]强骨丹可通过提高机体雌激素水平,降低骨的转换率,增加骨密度,有效维持骨生物力学性能,对绝经后骨质疏松症有防治作用.
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升麻提取物对去卵巢所致大鼠骨质疏松症的作用
毛茛科升麻属多种植物的根茎在我国传统中药中作为治疗妇女崩漏、子宫下坠等症的妇科良药.在欧洲,升麻属植物总状升麻Cimicifuga racemosa (Turcz.)Maxim.也用于治疗妇女更年期综合征,其提取物制成的产品已在欧美上市[1].近研究发现其中的三萜类成分具有抗骨质疏松活性.本实验利用去卵巢诱导大鼠骨质疏松症模型,研究升麻提取物(含升麻三萜苷71.2%)对去卵巢致骨质疏松大鼠股骨生物力学及血清雌二醇(E2)水平的影响,以探讨其作用机制,为开发防治骨质疏松的药物提供理论依据.
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锻炼与骨之间的关系
Harold M.Frost是国际上著名的骨生物力学的创始人.40多年来,他先后发表了400多篇论文、18部著作、大量的会议手稿和专题文章.这些论文和著作从根本上改变了我们对骨的基础和临床生物学的认识,为研究骨组织如何适应代谢、激素和力的变化奠定了理论基础,为骨转换学说的建立做出了重大的贡献,这一学说已被该领域内同行们广为认可并接受.早在1964年,他首次提出应变(strain)是决定骨结构的主要力学因素,形成了骨生物力学调控理论.在过去的14年中,他不断完善了这一学说并将其融人了骨生理学犹他(Utah)定律.32年来,Frost一直在每年一度的Utah太阳谷(Sun Valley)研讨会上授课.犹他太阳谷研讨会是骨生物力学调控学说和骨生理学犹他定律的诞生地,也是国际华人骨研学会的诞生地.
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甲状旁腺素防治原发性骨质疏松症的研究进展
综述了应用低剂量、间歇性甲状旁腺素干预多种属的骨质疏松动物实验和临床试验,观察到甲状旁腺素有促进骨形成、增加骨量和骨强度,降低椎体和椎体外骨折发生危险性的作用,且治疗的安全性和耐受性良好,并可以和多种骨吸收抑制剂联合应用,表明甲状旁腺素是防治骨质疏松症的一种新选择.
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工程化骨组织三维构建中的力学生物学研究进展
骨结构决定骨能承受的载荷,载荷能改变骨的结构和形态.力学生物学已被证实是研究骨组织牛长、重建的一个重要手段.骨生物力学主要研究力学在骨组织运动和结构功能方面所起的作用,而力学生物学是研究骨组织在生长、维持、适应过程中细胞对力学环境的主动响应.
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全膝关节置换术后髌骨骨折的治疗
全膝关节置换术后髌骨骨折在髌骨表面置换和未表面置换中的发生率分别为0.2%～21%和0.05%,在初次全膝关节置换和全膝关节翻修术中分别为1.19%和0.15%～12%[1].发病因素包括患者自身原因、假体设计和手术技术等.根据骨折部位和类型、伸膝装置的完整性、髌骨假体的稳定性和残留髌骨的骨量选择治疗方案,包括非手术治疗、切开复位内固定术、髌骨部分或全切除术、单纯髌骨假体翻修术和全膝关节翻修术等.因髌骨生物力学的重要性,本文就全膝关节置换术后髌骨骨折的治疗及疗效进行简要综述.
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依折麦布对高脂饮食ApoE-/-小鼠骨微结构的影响
目的 观察依折麦布对高脂饲料喂养的ApoE基因敲除(ApoE-/-)小鼠骨微结构的影响.方法 选取8只野生型C57 BL6小鼠为野生正常组,将24只ApoE-/-小鼠随机分为ApoE-/-正常组、ApoE-/-高脂组、ApoE-/-高脂加依折麦布组(依折麦布组).其中依折麦布组小鼠给予依折麦布10 mg/(kg·d)灌胃,其他各组小鼠给予等量去离子水灌胃.6周后取各组小鼠的股骨,分别利用HE染色和番红O/固绿染色观察骨微结构,利用质构仪测定骨生物力学,用免疫组化法测定Cathepsin K蛋白表达情况.结果 依折麦布组小鼠骨微结构均明显改善,股骨的第一循环硬度和峰值压力均明显高于ApoE-/-高脂组(P均＜0.05),股骨Cathepsin K蛋白表达量均明显低于ApoE-/-正常组和ApoE--高脂组(P均＜0.05).结论 依折麦布能明显改善高脂饲料喂养的ApoE-/-小鼠骨微结构,提高骨强度,其作用机制与降低Cathep-sin K表达量有关.
关键词： 依折麦布 ApoE基因敲除小鼠 骨微结构 骨生物力学 Cathepsin K
