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骨内微血管和骨的同步三维显像及定量评价
[目的]评价基于显微CT(Micro-CT)骨内微血管造影进行骨内微血管显影和三维重建在缺血性股骨头坏死(osteonecrosis of femoral head,ONFH)研究中的应用价值,实现在三维空间内同时定量评价骨显微结构及骨矿物量和骨内微血管.[方法]采用局部液氮冷冻和射频加热交替的方法建立鸸鹋塌陷性股骨头坏死动物模型,右侧为手术侧,左侧为对照侧.术后定期进行核磁检查,证实造模成功后自鸸鹋腹主动脉注入亚纳米级硫酸钡明胶混悬液进行下肢血管造影,取下肢股骨标本进行Micro-CT扫描,通过软件进行骨内微血管的二维及三维重建,同时结合MicroCT骨显微结构研究,并将标本常规HE染色进行组织学检查.[结果]在术后12周证实出现股骨头塌陷,至16周16只动物出现股骨头塌陷.Micro-CT图像骨小梁结构及骨内血管显示清晰,与对照侧相比鸸鹋股骨头坏死塌陷后股骨头部的骨小梁厚度、骨体积分数增加,骨矿物量及骨小梁间距减小,血管体积分数减小,且差异均具有统计学意义.[结论]以亚纳米级硫酸钡作为造影剂,Micro-CT骨内微血管造影可以在不破坏骨标本的基础下清晰的显示骨内微血管,不干扰影像及组织学检查,并实现骨内微血管与骨显微结构及矿物量同时定量评价；在股骨头坏死的研究中具有重要价值,可以用于股骨头坏死造模评估、骨坏死和修复机制及治疗评价的研究.
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显微CT与组织切片技术在骨形态计量研究中的比较
[目的]通过比较显微CT技术与组织切片技术在骨形态计量分析中的差异,探讨显微CT在骨形态三维结构研究方面的技术优势.[方法]分别应用显微CT和组织切片技术分析不同类型的骨组织标本,并从标本处理、表达形式与测试指标等方面比较两者的差异.[结果]显微CT在反映骨组织三维结构特征和对骨组织"量"与"质"变化的精确测量方面明显优于组织切片技术;而组织切片技术对反映标本局部的细胞形态和生长发育变化等方面则更具优势.[结论]显微CT技术在标本处理、表达形式两方面均提供了全新的测试手段,通过结合组织切片技术能够更加理想地反映骨组织形态和结构的特点.
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股骨颈骨折病人的股骨头样本结构的Micro-CT评估
[目的]利用Micro-CT(Micro-computed Tomography)对正常人和老年股骨颈骨折病人的股骨头松质骨样本进行三维评价和比较.[方法]对6位正常人(正常组,27～36岁)和9位老年股骨颈骨折病人(骨折组,70～78岁)的股骨头松质骨样本进行DEXA检查,获取骨矿物密度数据.行Micro-CT扫描,得到松质骨小梁空间结构的计算机三维图形,并进行三维计量.[结果]与正常组相比,股骨颈骨折病人股骨头负重区样本的骨小梁结构在骨体积分数BV/TV、骨表面积体积比BS/TV、骨小梁厚度Tb.Th、骨小梁间隙Tb.Sp存在显著差异(P＜0.01),而骨小梁数目Tb.N、结构模型指数SMI和骨小梁模型因子Tb.Pf之间无统计学差别.骨密度检测两组没有显著性差异(P＞0.05).[结论]股骨头松质骨的空间结构会因年龄增大而发生改变.
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骨髓间充质干细胞、血小板凝胶和体外冲击波联合应用治疗骨不连
目的 观察血小板凝胶(PG)和体外冲击波(ESW)对骨髓间充质干细胞(BMSCs)治疗骨不连的影响,确定骨不连治疗的佳方案.方法 制备Wistar大鼠萎缩性骨不连模型125只,随机分为骨不连组、BMSCs组、BMSCs+PG组、BMSCs+ESW组和BMSCs+PG+ESW组,每组25只,并给予相应的治疗.治疗后第4、8周行显微CT和X线检测,第8周处死大鼠对骨折端行组织学染色分析.结果 X线结果显示,BMSCs+PG+ESW组骨折愈合率明显高于其他各组(P＜0.05).显微CT结果显示,BMSCs+PG+ESW组正向成骨指标骨体积分数、骨小梁厚度和骨小梁数量均高于其他各组(P＜0.05),负向成骨指标骨小梁间隙和骨表面积体积比均低于其他各组(P＜0.05).组织形态学检测结果显示,BMSCs+PG+ESW组成骨细胞数量、血管数量和新骨面积分数均高于其他各组(P＜0.05).结论 血小板凝胶和体外冲击波均可增强BMSCs治疗骨不连的疗效;三因素联合应用效果优于双因素和单因素.
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桃红四物汤对激素性股骨头坏死兔股骨头微结构的影响及其机制
目的 探讨桃红四物汤对激素性股骨头坏死兔股骨头微结构的影响及其可能的机制.方法 将50只健康成年新西兰大白兔随机分为观察组20只、模型组20只及正常对照组10只.模型组、观察组建立激素性股骨头坏死模型.建模后观察组给予桃红四物汤混悬液灌胃,模型组及正常对照组给予等体积超纯水灌胃,1次/d,连续12周.灌胃结束后各组进行高分辨率磁共振检查,计算冠状位坏死水肿区(ROE)面积、正常区(NR)面积及ROE/NR.各组处死后取出双侧股骨头,采用Micro-CT系统对左侧股骨进行扫描,记录相关参数:组织体积(TV)、骨体积(BV)、骨表面积(BS)、对连接密度(Conn.D.)、结构模型指数(SMI)、骨小梁数量(Tb.N)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁分离度(Tb.Sp),计算BV/TV、BS/BV.采用Western blotting法检测右侧股骨头组织成骨细胞特异性转录因子2(RUNX2)、骨桥蛋白(OPN)、过氧化物酶增殖物激活受体γ(PPARγ)、骨保护素(OPG)、多药耐药基因1(ABCB1)、核因子κB受体活化因子(RANK)、血管内皮生长因子(VEGF)、核因子κB受体活化因子配体(RANKL)蛋白相对表达量.结果 模型组ROE面积、ROE/NR均高于观察组及正常对照组,NR面积均低于观察组及正常对照组(P<0.05或<0.01).模型组BS/BV、Tb.Sp均高于观察组与正常对照组,Conn.D.、Tb.N均低于观察组与正常对照组(P<0.05或<0.01);模型组与观察组BV/TV均低于正常对照组,模型组Tb.Th、SMI均低于正常对照组(P均<0.05).模型组股骨头组织ABCB1、OPG、VEGF蛋白相对表达量均低于观察组及正常对照组,RANK、RANKL蛋白相对表达量均高于观察组及正常对照组(P均<0.05).模型组与观察组股骨头组织RUNX2蛋白相对表达量均高于正常对照组,且观察组升高更明显(P均<0.05).三组股骨头组织OPN、PPARγ蛋白相对表达量比较差异均无统计学意义 (P均>0.05).结论 桃红四物汤灌胃可提高激素性股骨头坏死兔股骨头的骨小梁数量及密度,改善其微结构状态,促进坏死组织修复;促进成骨、提高血管生长因子表达,抑制破骨、降低成脂因子表达可能是其作用机制.
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骺板损伤的显微CT表现及病理变化研究
目的:探讨实验性骺板损伤修复过程中的显微CT表现及病理变化.方法:取4～5周龄Wistar大鼠50只,选择右侧胫骨制作骺板损伤动物模型,左侧作为对照.分别于造模后1、3、7、11和21 d各选取10只大鼠处死,取双侧胫骨行显微CT扫描,观察损伤骺板的影像特征,并通过组织学切片HE染色,观察骺板内组织细胞的动态改变.结果:①对照侧骺板显微CT及组织形态表现.造模后1d,显微CT图像显示骨骺与干骺端高密度带间波浪形带状低密度区,边缘清晰;造模后7d,骺板轻度变窄;11d后逐渐明显变窄,中间部位较边缘显著;21 d时骺板区密度增高,明显变窄.造模后1d,骺板HE染色切片示骺板4层结构清晰可见,软骨细胞呈柱状规律排列;7 d后幼稚软骨细胞逐渐减少,增殖层细胞柱逐渐稀疏,肥大层宽度减小,细胞膨大、退化,骺板逐渐变窄,其中以造模后21 d表现明显.②观察侧骺板显微CT及组织形态表现.造模后1d,显微CT可见干骺端骨折;造模后3～7d,骺板宽度先增加,然后趋于正常;11d时骺板宽度减小伴新生骨质形成,干骺端下见迂曲透亮影;21 d时骺板宽度明显变窄,骨桥形成.HE染色显示损伤早期骺板细胞正常结构消失,肥大层结构紊乱,组织出血、水肿;造模后7d时静止层细胞聚集,并大量出现在损伤区,同时软骨细胞增殖活跃;11 d时损伤区出现大量静止层细胞,软骨细胞增殖活跃,成簇的软骨细胞团伸入干骺端;21 d时损伤区见成熟小梁骨横贯干骺端至骨骺.结论:显微CT空间分辨率高,可动态反映骺板损伤的修复过程,是研究实验性小动物骺板损伤理想的影像学检查方法.
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不同强度跑台运动对大鼠软骨下骨三维结构的影响
目的 探讨不同强度跑台运动对大鼠胫骨软骨下骨三维结构的影响.方法 采用随机数字表法将24只雌性SD大鼠分为对照组、低强度跑步组、中强度跑步组及高强度跑步组.3个运动组大鼠根据各自运动方案进行跑步训练,对照组大鼠不给予特殊运动训练.于实验进行8周后取各组大鼠胫骨近端组织进行Micro-CT扫描分析.结果 与对照组比较,高强度运动组软骨下骨板变厚、骨密度增加、孔隙率降低;软骨下骨松质骨骨小梁数量增加并多呈现板状结构改变;而低强度组和中强度组胫骨软骨下骨未见明显改变.结论 跑台运动对大鼠软骨下骨显微结构的影响具有强度依赖性;高强度跑步能导致胫骨软骨下骨结构显著改变.
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下颌第一恒磨牙根尖形态的显微CT研究
目的:使用显微CT研究下颌第一恒磨牙根尖5 mm形态.方法:采用显微CT对152颗离体下颌第一恒磨牙进行扫描,利用3-D软件三维重建根尖5 mm形态.记录根尖孔和侧副孔数目、峡区发生和分型.结果:94.08％下颌第一恒磨牙有两个单独牙根,61.84％有3个根管.60.91％的近中根有两个根尖孔.37.27％的近中根和33.01％的远中根有侧副孔.73.68％的牙出现峡区,峡区形态以Ⅳ型为常见.结论:下颌第一磨牙根尖形态复杂,常规根管治疗和根尖手术应考虑其复杂性.
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上颌第一恒磨牙近颊根管解剖形态的显微CT研究
目的:运用显微CT技术观察上颌第一恒磨牙近颊根管的解剖形态,为临床治疗提供参考资料.方法:收集36颗离体人上颌第一恒磨牙,进行显微CT扫描及三维重建,观察其近颊根管的根管数目与根管形态.结果:近颊根管双根管检出率为78％,根管形态按Weine法分为4型:Ⅰ～Ⅳ型的百分比依次为22％、33％、28％和17％,侧副根管的检出率为75％.结论:显微CT显示上颌第一恒磨牙近颊根管的双管及侧副根管发生率高,解剖形态复杂,在临床治疗中应引起高度重视.
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上颌第一恒磨牙近中颊根尖部根管峡区的研究
目的:通过显微CT技术研究上颌第一恒磨牙近中颊根尖部根管峡区的三维形态特征.方法:收集173颗上颌第一恒磨牙,显微CT扫描及三维重建后,观察近中颊根尖部根管峡区的发生率及其形态特点.结果:173颗上颌第一恒磨牙中128颗牙的近中颊根尖部根管出现峡区,发生率为73.99％；近中颊根距根尖5mm～区段峡区发生率高,为68.21％；三维重建结果显示,混合型根管峡区所占构成比高,达60.94％.结论:上颌第一恒磨牙近中颊根尖部根管峡区发生率较高,加强峡区的清理对提高根管治疗成功率具有重要意义.
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显微CT在根管峡区研究中的应用
目的:探讨显微CT在根管峡区形态定性定量研究中的应用.方法:收集单根上颌前磨牙,显微CT扫描及三维重建后,筛选出五颗有根管峡区的牙,分析峡区横断面百分比以及横断面峡区类型,测量峡区至釉牙骨质界距离(DCEJ)以及至解剖根尖距离(DApex),并分析峡区根管的结构模型指数(SMI).结果:峡区横断面百分比为81.8%,其中完全峡区(CI)占72.8%,部分峡区(PI)占9%;DCEJ为(0.79±0.55) mm,DApex为(1.55±0.86) m;峡区根管的SMI为1.20±0.43.结论:显微CT结合三维重建技术能够对根管峡区形态进行定性定量分析,是研究根管峡区较理想的方法.
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显微CT与体视显微镜测量根管锥度的体外研究
目的:通过显微CT和体视显微镜测量根管直径,计算下颌第一前磨牙根管的初始锥度,为根管器械和材料的锥度设计、临床选择器械锥度提供参考.方法:首先对23颗13～23岁下颌第一前磨牙(单根管)进行树脂包埋,应用显微CT对包埋体进行断层扫描,并对管径进行测量;再通过制样机对同组样本1 mm等距离磨除,体视显微镜对根管断面管径进行摄片及测量,后应用数学公式计算各组根管锥度.结果:通过显微CT得到根管近远中向冠、中及尖1/3段锥度分别为:0.05、0.08、0.06;颊舌向分别为:0.11、0.27、0.20.体视镜得到近远中向锥度为:0.07、0.06、0.07;颊舌向为:0.15、0.24、0.17.两种方法所得对应结果经t检验均无显著性差别(P>0.05).结论:13～23岁下颌第一前磨牙根管自根尖起为自下而上的扁圆形,其近远中向锥度远远小于颊舌向锥度.根管并非为一连续的锥形,根管锥度在颊舌向的不同部位有明显差异.
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葛根素应用于犬即刻种植后通过Micro-CT进行骨形态计量的实验研究
目的:探讨葛根素在微创拔牙窝的即刻种植动物模型骨形态定性定量研究中的应用.方法:取出沿种植体左右各临1颗牙四方骨块的实验犬骨样本共8枚,其中实验组4枚,空白对照组4枚；将所取标本固定于Micro-CT内部的载物盘上,标本放置的方向以种植体的垂直轴向保持平行,然后固定后进行图像采集；划定种植体周围相同距离的骨质界,利用分析处理软件Micview三维重建及ABA专用骨骼分析软件,获取骨小梁不同指标数据进行统计分析并做出对比性研究.结果:以相同剂量的葛根素植入种植窝和空白对照根据不同观察时间进行分组,通过Micro- CT获取数据进行独立样本检验分析,统计各骨小梁形态学参数的P值,实验组与对照组比较(P＜0.05),各组均有极显著统计学意义,实验组呈高度阳性指标.结论:葛根素应用于即刻种植的拔牙窝后,对保存牙槽嵴骨细胞及抑制牙槽嵴吸收具备较好的临床推广价值,为提高即刻种植的成功率与完美性增加可靠依据.而将Micro- CT扫描技术,数字图像处理技术及ABA专用骨骼分析软件结合,可获取高精度的骨小梁参数进行分析,为口腔种植体周骨组织形态计量法提供更精确、立体、快速且无损测量骨微结构和评价骨质量的方法.
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基于HF酸蚀+阳极氧化处理的μm/nm表面对种植体早期骨结合的影响
目的:评价μm/nm表面对种植体早期骨结合的影响.方法:40枚种植体平均分为2组,对照组为机械加工表面；实验组为μm/nm表面.植入20只大鼠股骨远端,术后即刻、2周行活体显微CT扫描,术后2周处死取材,行组织学染色及生物力学检测.结果:显微CT提示:实验组BV/TV、Tb.Th、Tb.N显著增高,Tb.Sp显著减少.对照组和实验组骨结合率分别为(38.94±9.48)％,(51.49±12.49)％；大拔出力分别为(64.95±6.11)N,(81.90±13.10)N,2组结果实验组均高于对照组.结论:μm/nm表面可以显著促进种植体早期骨结合.
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去势法联合皮质激素快速诱导兔骨质疏松模型
目的 探讨去势法联合皮质激素快速诱导骨质疏松(OP)模型兔的可行性.材料与方法40只8月龄雌性大白兔随机分为假手术组(A组,n=20)及去势+肌注甲强龙组(B组,n=20).术后第2、4、8、10周行血清骨代谢标志物检测及离体L5椎体显微CT(Micro-CT)扫描.结果 两组骨密度(BMD)在OVX术后第8周开始差异有统计学意义,而骨体积分数(BV/TV)、骨小梁连接密度(Conn.D)、骨小梁数目(Tb.N)、结构模型指数(SMI)、骨小梁间隙(Tb.Sp)及骨小梁厚度(Tb.Th)分别在术后4、8周开始差异有统计学意义.结论 去势联合肌注甲强龙可在8周内快速建立OP兔模型,骨微结构参数变化早于BMD降低.
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OPG基因敲除小鼠骨量及微结构的改变
目的 研究小鼠OPG基因敲除对其骨质量及微结构的影响.方法 HE、扫描电镜、四环素荧光及显微CT观察OPG基因敲除小鼠骨微结构的改变;DXA仪测定小鼠股骨标本的总体骨密度和骨矿含量.结果 与野生型小鼠相比,OPG基因敲除小鼠松质骨与皮质骨均出现明显的骨丢失,伴显著的骨微结构破坏;总体骨密度和骨矿含量减少.结论 OPG-/-小鼠发生明显骨丢失,骨微结构破坏.
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神经生长因子对大鼠跨区穿支皮瓣成活的影响
目的 评价神经生长因子(NGF)对SD大鼠背部跨区穿支皮瓣成活的影响.方法 成年SD大鼠60只,平均分为实验组和对照组.切取面积约3cm×10cm的背部跨区皮瓣.实验组皮下注射NGF溶液(10 nmol·ml-1·kg-1);对照组同法注射0.1 mol/l磷酸盐缓冲溶液(1 ml/kg).术后第3、7天局部取材运用Western Blot技术半定量检测VEGF及CD34蛋白含量;显微CT微血管三维重建,析因设计分析血管容积及总长度的形态学变化.后术第7天统计皮瓣存活面积,免疫组化染色观测血管生长因子受体(KDR)及NGF受体(TrkA)的表达.结果 第3天,VEGF表达实验组与对照组无显著统计学差异(P=0.088);实验组CD34表达明显高于对照组(P=0.004);第7天,两种蛋白分子表达,实验组显著均优于对照组(P<0.05).血管形态学分析示NGF和时间因相互作用增加血管容积(F=33.304,P<0.05)及总长度(F=8.493,P=0.01);实验组皮瓣成活面积明显大于对照组(P<0.05).免疫组化染色示实验组KDR阳性表达较为明显.结论 NGF可促进跨区供血穿支皮瓣的成活.
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离体股骨头动脉显微灌注技术方法
目的 探索猪股骨头标本离体后支持带动脉显微灌注技术方法. 方法 显微镜下对12例离体猪股骨头标本显微灌注,显微CT扫描;血管三维重建.结果 通过下支持带动脉对离体猪股骨头显微灌注及骨内血管三维重建.构建离体股骨头的数字化三维模型,可精确、清晰呈现股骨头内动脉主干及其分支的形态结构.结论 离体猪股骨头动脉显微灌注及骨内血管三维重建能够清晰显示猪股骨头骨内的血管.为股骨头缺血性坏死研究提供形态学基础.
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小动物影像学技术在骨关节炎动物模型研究中的应用
骨关节炎(OA)的影像学诊断方法主要包括X线片、CT、MRI、B超检查等,在特异性、敏感性和运用等方面各有侧重.与上述传统影像学检查手段相比较,近年来发展起来的Micro-CT、小动物核磁影像等高分辨率小动物影像学技术,不论在图像清晰度、细微结构显示方面,还是在定量分析方面都具有明显优势,在OA动物模型研究中发挥着重要作用.该文简述OA动物模型的建立,介绍各影像学技术的特点,综述Micro-CT在OA动物模型骨性结构成像和软骨成像中的作用,并从关节软骨成像序列选择、软骨厚度测量、软骨成分分析、其他组织病变分析等方面探讨小动物核磁影像技术在OA动物模型中的应用价值,同时对小动物影像学技术在OA动物模型应用的未来前景进行展望.
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富血小板血浆对老龄犬纤维多孔钛颈椎椎间融合器沉降的影响
目的 观察富血小板血浆(PRP)对老龄比格犬颈椎前路椎间融合术纤维多孔钛椎间融合器(FPT Cage)沉降的影响.方法 选取6只7~9岁、12.5~15.0 kg的健康比格犬(雌雄各3只)作为实验动物.取比格犬前肢外周静脉血,采用二次离心法制备PRP,同时对外周静脉血及PRP进行血小板计数.行颈椎前路C4/5、C5/6椎间盘切除、FPT Cage椎间融合术,单纯使用未浸泡PRP的FPT Cage行C4/5椎间融合,采用浸泡激活后的PRP复合FPT Cage融合C5/6,术后4个月处死实验犬后行X线片及Micro-CT检查,观察C4/5、C5/6椎间融合器的沉降情况.结果 C4/5节段有4例出现不同程度的椎间融合器沉降,另2例出现Cage向前移位;C5/6节段未有椎间融合器发生沉降,仅1例出现Cage向前移位.结论 复合PRP可减少老龄比格犬颈椎椎间融合术FPT Cage的沉降.
