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低强度脉冲超声对兔腰椎融合区软骨内成骨的影响
目的:观察低强度脉冲超声对兔腰椎融合区软骨内成骨的影响,探讨其可能的作用机制.方法:20只新西兰兔行双侧腰椎后外侧融合术,左侧植入自体髂骨,右侧植入羟基磷灰石人工骨.所有实验兔随机分成治疗组和对照组,治疗组于术后1周开始低强度脉冲超声治疗,共4周;对照组予以假治疗.于手术结束及超声治疗结束时摄腰椎后前位X线片观察融合情况;组织学检测观察融合区形态学结构,并计数软骨细胞.结果:治疗组X线融合率明显高于对照组(P＜0.05).组织学切片发现治疗组融合区骨小梁结构丰富,软骨细胞数量明显高于对照组(P＜0.05),髂骨组与人工骨组治疗后软骨细胞数量无统计学差异(P＞0.05).结论:低强度脉冲超声能提高兔腰椎后外侧融合的植骨融合率,其可能机制是促进软骨内成骨.
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低强度脉冲超声治疗的应用进展
低强度脉冲超声(LIPUS)作为一种非侵入性的治疗方法逐渐用于临床,其能量强度低且以脉冲的形式输出,主要依靠其空化效应和机械效应发挥作用.LIPUS相应的分子生物学机制主要包含与其相关的信号传导通路、基因表达、血管生成和干细胞分化等.随着对其机制研究的不断深入,LIPUS将更广泛地应用于疾病治疗之中.本文主要综述LIPUS在骨骼、泌尿、软组织、神经等系统中治疗的应用进展.
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低强度脉冲超声预处理通过激活胆碱能抗炎通路抑制HMGB1表达减轻肺缺血再灌注损伤
目的 通过建立大鼠肺缺血再灌注损伤(IRI)模型,进行低强度脉冲超声(LIPUS)预处理治疗,探讨IRI后高迁移率蛋白1(HMGB1)在肺组织的表达和LIPUS预处理的保护作用.方法 雄性SD大鼠32只,体质量250～300 g,随机分为4组,每组8只.对照组(A组),开胸游离左肺门,未行阻断;缺血再灌注组(B组),阻断左肺门45 min后再灌注180 min;预处理组(C组)低强度超声波治疗仪超声定位辐照30 min,然后同B组处理;预处理加α7-烟碱型胆碱能受体(α7nAChR)拮抗剂组(D组),LIPUS预处理前30 min腹腔注射α7nAChR拮抗剂甲基牛扁亭2 mg/Kg,然后同预处理组处理.测量肺组织湿干重比值(W/D)和肺通透指数(LPI),大鼠肺组织病理学观察及评分,ELISA法测定肺组织IL1和IL6的浓度,免疫荧光和Western blot检测HMGB1蛋白表达.结果 与A组比较,其他三组IR后肺组织W/D值(5.75±0.47)和LPI(2.77±0.18)明显升高(P<0.05),病理学评分(13.31±2.82)明显升高(P<0.05),肺组织IL1(69.13±9.11)和IL6(62.77±8.14)水平明显升高(P<0.05),免疫荧光检测平均IOD值(0.046±0.019)和Western blot检测显示HMGB1表达明显增加(P<0.05).给于LIPUS预处理后,C组IR后肺组织W/D值(5.07±0.28)和LPI(1.85±0.17)比B组明显降低(P<0.05),病理学评分(8.13±1.76)比B组明显降低(P<0.05),同时肺组织IL1和IL6水平以及HMGB1表达也明显降低,给于α7nAChR拮抗剂后该作用明显被抑制.结论 LIPUS预处理能够减轻IRI后肺损伤,其机制可能是通过激活依赖α7nAChR的胆碱能抗炎通路,从而降低肺组织HMGB1的表达.
关键词： 低强度脉冲超声 缺血再灌注损伤 高迁移率蛋白1 α7-烟碱型胆碱能受体 -
低强度脉冲超声对环磷酰胺诱导的大鼠卵巢损伤有修复作用
目的 探讨低强度脉冲超声对腹腔注射环磷酰胺引起的SD大鼠卵巢损伤的修复作用.方法63只清洁级雌性SD大鼠随机取13只为正常组,其余50只连续5 d腹腔注射环磷酰胺30 mg/kg,建立卵巢早衰动物模型.将造模成功的43只大鼠随机分为实验对照组(21只)、治疗组(22只).正常组、实验对照组不干预;治疗组给予低强度脉冲超声辐照.监测各组大鼠动情周期的变化,辐照结束后7 d处死大鼠,测定血清雌二醇(E2),卵泡刺激素(FSH),抗苗勒管激素(AMH)的变化,观察各组大鼠卵巢形态学及卵泡数量变化.结果 注射环磷酰胺后,与正常组相比,实验对照组动情周期紊乱,各级卵泡数明显减少,血清E2和AMH显著降低,FSH显著升高(P=0.01);超声辐照后,与实验对照组相比,治疗组动情周期恢复正常,卵泡数明显增加,血清E2显著增高(P=0.01),FSH显著降低(P=0.01),AMH变化不明显(P=0.50).结论 低强度脉冲超声对腹腔注射环磷酰胺引起的SD大鼠卵巢的损伤有修复作用.
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低强度超声促进骨折愈合
低强度脉冲超声是一种经皮传递的非侵人性的机械能,在生物器官内产生高频声压波.大量的动物实验和临床试验均证明低强度超声能促进新鲜骨折的愈合,而且能够较有效治疗延迟愈合与骨不连.在医学上,50年代超声主要用于诊断,70年代后期超声波逐渐在药物渗透、雾化吸人、穴位注射、碎石等方面开展起来,形成了一门独立的学科棗超声治疗学.超声波对骨折愈合影响的研究,直到80年代初才受到医学界的重视.
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低强度脉冲超声在骨-肌腱结合部纤维软骨带修复中的作用
目的 研究低强度脉冲超声(LIPUS)对兔髌骨-髌腱结合部(BTJ)愈合的影响.方法 建立兔部分髌骨切除模型,超声组在术后3天开始为期6周的LIPUS治疗;对照组在术后不给予治疗;通过组织学染色观察BTJ纤维软骨移行带的修复,并进行生物力学测试,以评估其疗效.结果 ①组织学结果显示,超声组术后6周在截骨界面有大量新骨生成,BTJ可见大量新生软骨细胞;术后12周纤维软骨带初步形成;术后18周可见具有过渡结构的纤维软骨带.而对照组术后6周纤维母细胞增生,无新骨形成;术后18周出现大量新生软骨细胞,但缺乏纤维软骨带的过渡结构.②术后6、12和18周的力学测量结果显示,各组BTJ随时间的推移而逐渐改建,三个时间点超声组的极限拉应力均明显高于对照组(P＜0.05).结论 LIPUS可使骨、软骨等多种细胞增生,通过促进新骨形成及重建纤维软骨带而加快骨肌腱结合部位的早期恢复.
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低强度脉冲超声对骨折愈合过程中转化生长因子-β表达的影响
目的:观察兔骨折模型应用低强度脉冲超声治疗后骨折愈合过程中,转化生长因子-β(TGF-β)的表达变化,以进一步探讨其促进骨折愈合的机制.方法:将36只成年新西兰兔随机分成6个时间组,每组6只,均造成双侧桡骨骨折的模型,并于术后24 h即开始超声治疗,左前肢为治疗侧,右前肢作为对照侧.各实验兔分别于术后第1、2、3、4、5、6周拍X线片并取双侧桡骨骨缺损处骨痂,制成切片,利用免疫组化染色及图像分析测定TGF-β表达强度.结果:X线片观察,治疗侧的愈合程度优于对照侧(P＜0.01).组织学观察,术后4周,治疗侧骨、软骨组织内TGF-β染色达高,且持续时间较对照侧长.结论:低强度脉冲超声通过影响骨折不同时期TGF-β的表达及含量的变化,促进骨、软骨组织的损伤修复,有效促进骨折愈合.
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低强度脉冲超声促进关节软骨缺损修复研究进展
关节软骨无神经支配,也无血液、淋巴供应,细胞密度及活性相对较低,但其基质富含胶原纤维及蛋白多糖,而这与其传导载荷、吸收震荡、润滑及抗磨损的生物功能密切相关[1].
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低强度超声对大鼠牙槽骨改建过程中血管内皮生长因子表达的影响
目的:探讨低强度脉冲超声(low-intensity pulsed ultrasound,LIPUS)对大鼠正畸牙移动过程中牙槽骨改建中血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)表达的影响.方法:健康6～8周雄性SD大鼠30只,采用左右对照实验,分为单纯加力组(对照组)以及LIPUS+加力组(实验组),两组各又完全随机分为1、3、5、7、14d5个亚组,每组6只大鼠.建立正畸牙移动动物模型,每只大鼠实验侧加力后第2天行LIPUS刺激(频率1.5 MHz、强度30 mW/cm2、脉冲宽度200 μs、重复频率1 kHz),20 min/(次·d),对照侧行不开功率的假刺激,于相应时间点处死实验鼠取上颌第一磨牙及周围牙槽骨用于免疫组织化学染色和TRAP染色.结果:免疫组织化学染色结果显示实验组VEGF的表达均高于对照组,其差异具有统计学意义(P=0.000);TRAP染色结果显示:实验组压力侧破骨细胞数均高于对照组,差异具有统计学意义(P=0.000).结论:LIPUS能有效促进牙槽骨改建过程中VEGF和破骨细胞的表达,其可能通过增加VEGF的表达促进正畸牙移动过程中的牙槽骨改建.
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低强度脉冲超声对阿糖胞苷所致新西兰兔白细胞、血小板减少的影响
目的:探讨低强度脉冲超声(low intensity pulsed ultrasound,LIPUS)对阿糖胞苷所致新西兰兔白细胞、血小板减少的影响.方法:将28只新西兰兔随机分为2组:正常组(n=8)和模型组(n=20),模型组耳缘静脉注射阿糖胞苷(50 mg/kg),连续3d.再将模型组随机分为2组:LIPUS辐照组(n=10)和对照组(n=10),LIPUS辐照组(辐照参数0.2 W/cm2;0.6 MHz)辐照7d.于给药前、给药后、辐照后3、5、7、11、14、17、21 d测定各组新西兰兔白细胞、血小板计数;白细胞分类计数;血小板活化代谢功能.结果:(1)模型组新西兰兔外周血白细胞、血小板与注射阿糖胞苷后降低(t=10.7701P=0.000;t=6.751,P=0.000).(2)辐照后LI-PUS组白细胞计数、中性粒细胞于辐照后5d开始上升,与正常组比较无统计学意义(P=0.777、P=0.993),与对照组相比上升明显(P=0.017、P=0.028);LIPUS组淋巴细胞计数于辐照后3d开始上升,但较正常组与对照组差异均不显著(P=0.304、P=0.519);LIPUS组单核细胞计数于辐照后上下波动,与对照组差异均无统计学意义(P=0.926、P=0.855、P=0.858、P=0.255、P18=0.760、P=0.746、P=0.644);(3)辐照后LIPUS组血小板计数上下波动,趋势与对照组一致(P=0.198、P=0.610、P=0.021、P=0.291、P18=0.465、P=0.777、P=0.008).(4)辐照后LIPUS组血清兔血栓素B2(thromboxane,TXB2)含量较对照组差异不明显(P=0.725、P=0.096).(5)辐照后LIPUS组骨髓有核细胞数量增加,且辐照处皮肤、肌肉未见异常.结论:低强度脉冲超声可提高阿糖胞苷化疗后白细胞计数,可能是因为其能升高化疗后中性粒细胞数量所致.低强度脉冲超声可能对血小板数量及血清TXB2无影响.
关键词： 低强度脉冲超声 阿糖胞苷 白细胞减少、血小板减少 兔血栓素B2 -
低强度超声对大鼠牙槽骨改建过程中COX-2和PGE2表达的影响
目的 探讨低强度脉冲超声(low-intensity pulsed ultrasound,LIPUS)对大鼠正畸牙移动速度及牙槽骨改建过程中环氧化酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)和前列腺素E2(prostaglandin E2,PGE2)表达的影响.方法 健康6～8周雄性Sprague-Dawley (SD)大鼠25只,采用左右对照实验,分为单纯加力组(左上颌,对照组)以及LIPUS+加力组(右上颌,实验组),2组各又下设LIPUS刺激后1、3、5、7、14 d5个时相点.建立正畸牙移动动物模型,每只实验鼠右上颌加力后第2天行LIPUS刺激(频率1.5 MHz、强度30 mW/cm2、脉冲宽度200μs、重复频率1 kHz),每天1次,每次20 min,左上颌行不开功率的假刺激,于相应时间点处死实验鼠,取上颌第一磨牙至第三磨牙及周围牙槽骨用于牙齿移动距离测量,脱钙后取第一磨牙及周围牙槽骨行免疫组织化学染色.结果 实验组牙齿移动速度快于对照组,第5、7、14天2组比较差异有统计学意义(P＜0.01);免疫组织化学染色结果显示:实验组COX-2、PGE2的表达均高于对照组,均在第7天达到高峰,实验组第5、7天表达明显高于对照组(P＜0.05).结论 LIPUS能有效促进牙槽骨改建过程中COX-2、PGE2的表达,从而促进牙槽骨改建,对加快正畸牙移动有一定的促进作用.
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低强度脉冲超声对人骨性关节炎软骨细胞的影响
目的 探讨低强度脉冲超声(low-intensity pulsed ultrasound,LIPUS)对体外原代培养的人骨性关节炎(osteoarthritis,OA)软骨细胞凋亡和细胞外基质(extracellular matrix,ECM)的影响.方法 取人膝关节置换术后废弃软骨分离培养软骨细胞,经甲苯胺蓝染色与Ⅱ型胶原细胞免疫化学染色鉴定,分别用流式细胞仪、qPCR技术及Western blot技术检测不同超声强度(0、30、60、90 mW/cm2)条件下软骨细胞的凋亡率和Ⅱ型胶原(COL2α1)、蛋白聚糖(aggrecan)、基质金属酶13(matrix metalloproteases 13,MMP13)在mRNA及蛋白水平的表达差异.结果 流式细胞学检测显示,30、60、90 mW/cm2组的细胞凋亡率[(7.75±0.79)％、(8.52±0.91)％、(11.38±0.85)％]均较对照组低[(18.13±0.83)％,P＜0.05];30、60、90 mW/cm2组细胞的COL2α1和蛋白聚糖在mRNA及蛋白水平均高于对照组(P＜0.05),MMP13 mRNA及蛋白表达水平低于对照组(P＜0.05),但各处理组之间不呈强度依赖性.结论 LIPUS能够抑制体外单层培养的OA软骨细胞的凋亡,促进软骨ECM的合成,抑制软骨ECM的分解,可用于OA的治疗并延缓其发展.
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低强度脉冲超声对去势大鼠种植体早期骨整合的影响
目的：探讨不同强度的低强度脉冲超声对去势大鼠股骨种植早期骨整合的影响。方法40只经双侧卵巢切除术后12周的雌性SD大鼠，于双侧股骨干骺端植入柱状钛合金种植体，分为两组，每组各20只。术后2天开始对右侧股骨种植体周围分别进行30 mW/cm2和80 mW/cm2强度的低强度脉冲超声照射，作为试验侧，每天1次，每次20分钟，左侧股骨进行空照射，作为自身对照侧。术后第4、8周分批处死动物，每批20只，每组10只，获取双侧股骨标本，进行Micro-CT扫描及三维重建和生物力学性能检测。结果与对照侧相比，试验侧股骨种植体的骨整合相关参数均有所增加。4周时不同照射强度的试验侧之间，骨整合相关参数的增加率差异无统计学意义（ P＞0.05）。8周时80 mW/cm2的照射强度显示出更好的生物学效应（ P＜0.05）。结论低强度脉冲超声可加快去势大鼠股骨种植体骨整合的形成，有利于种植体初期稳定性的改善。较高强度的低强度脉冲超声更有利于种植体的长期维护。
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低强度脉冲超声对同种异体软骨细胞-藻酸钙凝胶复合物修复兔膝关节软骨缺损的影响
目的 探讨低强度脉冲超声(low intensive pulsed ultrasound,LIPUS)干预后的同种异体软骨细胞-藻酸钙凝胶复合物修复兔膝关节软骨缺损的有效性. 方法 取8只2周龄新西兰白兔,采用机械法联合Ⅱ型胶原酶消化法分离双侧膝关节软骨细胞.取第3代细胞与1.2％藻酸钠溶液制成细胞悬液,调整细胞密度为5×106个/mL,制备软骨细胞-藻酸钙凝胶复合物,并给予超声干预,参数为:中心频率1 MHz,脉冲重复频率1 kHz,超声强度60 mW/cm2,作用周期50,作用时间20 min,每天1次,共干预3d.取28～35周龄健康新西兰白兔18只,体重2.1～2.8 kg,随机分为超声凝胶组、普通凝胶组及模型组,每组6只.于3组实验动物双侧膝关节制备直径约3mm、深3mm的膝关节软骨缺损模型后,超声凝胶组、普通凝胶组分别于缺损区对应植入经超声干预及未行干预的软骨细胞-藻酸钙凝胶复合物,模型组不作处理.术后观察实验动物一般情况,并于术后8、12周处死动物分别行大体观察、组织学观察及Wakitani组织学评分、Ⅱ型胶原免疫组织化学染色观察. 结果 大体观察见超声凝胶组与普通凝胶组缺损区均逐渐被新生组织填充,但前者为透明软骨样组织,后者为灰白色软骨样组织,且前者表面平整度及组织整合程度均优于后者;模型组缺损区修复缓慢且新生组织弹性差.术后8、12周修复区组织学观察及Wakitani组织学评分示超声凝胶组优于普通凝胶组,两凝胶组均优于模型组,差异有统计学意义(P＜0.05);两凝胶组组内8周与12周间比较,差异均有统计学意义(P＜0.05).术后8、12周,超声凝胶组及普通凝胶组Ⅱ型胶原染色阳性表达面积、吸光度(A)值均显著高于模型组(P＜0.05),两凝胶组术后12周时比较差异亦有统计学意义(P＜0.05).超声凝胶组组内8周与12周间比较,差异有统计学意义(P＜0.05);普通凝胶组及模型组两时间点间比较,差异无统计学意义(P＞0.05). 结论 经LIPUS干预的同种异体软骨细胞-藻酸钙凝胶复合物修复兔关节软骨缺损效果优于未干预的复合物.
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低强度脉冲超声在牙周组织再生中的作用
牙周病、根面龋以及颌面先天畸形和创伤等都会不同程度地导致牙槽骨、牙龈和牙周膜等牙周支持组织缺损。低强度脉冲超声（LIPUS）的温热效应和机械刺激可促进成骨质细胞、成牙本质细胞和牙周膜细胞（PDLC）的生成和分化。PDLC可分化成中胚层细胞谱系，进而生成牙槽骨、牙骨质和牙周膜等牙周组织。碱性磷酸酶（AKP）和骨钙蛋白（OCN）为骨形成或骨分化的晚期标志物，经LIPUS刺激过的PDLC，其AKP活性和OCN的表达皆提高。经LIPUS刺激可减少正畸过程中牙根的吸收，促进修复牙根缺损的成牙骨质细胞的增殖分化和矿化，促进牙周组织伤口愈合和血管生成的结缔组织生长因子的表达，从而加速牙周软组织的愈合。LIPUS刺激在牙周支持组织再生中为一种安全无创的治疗手段，但其佳刺激强度和治疗时间尚需继续探索。
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低强度脉冲超声对牵张成骨新骨形成的研究进展
低强度脉冲超声是一种波动形式,也是一种能量形式,以其机械效应和理化效应为作用基础,在体内传播时,可引起生物体系的功能或结构发生变化,有效促进牵张成骨的愈合,缩短治疗时间.笔者就低强度脉冲超声促进牵张成骨愈合的作用机制进行探讨,并对其动物试验、临床应用研究进行总结.作为促进牵张成骨愈合的一种方法,它具有无不良反应,应用简单等优点.
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低强度脉冲超声在颌骨牵张成骨中的应用
在颌骨牵张成骨中,缩短治疗时间和促进新骨形成以及设计理想的牵张器一直是研究的热点.超声以其独特的理化性质和生物学作用在医学领域有广泛的应用,尤其是低强度脉冲超声在促进骨愈合中显示出了巨大的潜力,已有学者将其用于牵张成骨中.低强度脉冲超声能促进新骨生成,加快骨组织愈合,缩短治疗时间,减少牵张成骨术的并发症.本文就低强度脉冲超声在颌骨牵张成骨中的作用及其机制作一综述.
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低强度脉冲超声对正畸性牙根吸收修复性治疗的研究进展
低强度脉冲超声是一种非侵入性机械能,可在生物器官内产生高频率的声波,能加强治疗各种类型的外伤性结缔组织损伤和刺激牙体组织形成.本文对低强度脉冲超声的基本原理、治疗作用机理、临床应用以及低强度脉冲超声对正畸所致的牙根吸收的修复作用的研究进展作一综述.
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生物物理学刺激对种植体周围骨重建的影响
颌骨种植技术正日益广泛的应用于临床,进一步提高领骨种植体骨结合一直是国内外学者研究的主要课题.生物物理学刺激作为一种非侵袭性的辅助治疗方法,目前已进入该课题的研究范畴.大量实验研究显示局部应用生物物理学刺激可提高种植体周围骨自身的重建,提高种植体的骨结合,其临床成效,安全性以及发展前景备受广大研究者所重视.本文就生物物理学刺激在种植修复领域中的应用及前景作一阐述.
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低强度脉冲超声通过PI3K/Akt通路促进人退变髓核细胞合成细胞外基质
目的 探讨低强度脉冲超声(LIPUS)对人退变髓核细胞合成细胞外基质的影响及机制.方法 取人腰椎退变髓核组织,进行髓核细胞的分离、培养、鉴定,取P3代细胞转至藻酸钙凝珠培养.实验分组如下:LIPUS组:超声刺激1周,20 min/d；对照组:不予超声刺激同条件培养1周；LY294002组:超声刺激并加入LY294002共培养1周.应用ELISA法检测上清中髓核细胞分泌的aggrcan和Ⅱ型胶原(Col2α1)；RT-PCR法检测细胞中aggrecan和Col2α1在mRNA水平的表达差异；Western blot法检测细胞中aggrecan、Col2α1、Akt及p-Akt的表达差异.结果 予以LIPUS刺激后,上清中的aggrecan和Col2α1浓度较对照组升高(P＜0.05),细胞内aggrecan和Col2α1在mRNA及蛋白水平的表达与对照组比较均有增高(P＜0.05),Akt的表达无明显变化(P＞0.05),p-Akt的表达增高(P＜0.05),加入特异性抑制剂LY294002后,aggrecan和Col2α1的合成明显降低(P＜0.05).结论 低强度脉冲超声能通过PI3 K/Akt信号通路促进藻酸钙凝珠立体培养的人退变髓核细胞合成细胞外基质.
关键词： 低强度脉冲超声 人退变髓核细胞 PI3K/Akt通路 细胞外基质
