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“双拐”在股骨头坏死修复中的作用
股骨头坏死后,一般其力学性质和结构发生明显变化.骨小梁网架断裂、卷曲、重叠、变性、间隙改变及骨架吸收溶解成变异,直至囊变、崩解、硬化、增生肥大等.由于固有结构破坏,对变形吸收能力也相对减少,因而,降低了其承载能力.又因无论坏死股骨头的刚度减小或增大,在坏死局部边缘都将出现应力集中现象,更进一步降低了其负荷能力.股骨头的变形及间隙的改变,也会是髋关节受力异常.
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《奇效良方》骨之“势”浅解
《奇效良方·正骨兼金镞门》是古代伤科文献中的重要资料,其所记载的人身“三百六十五骨节”中包括对于骨内物质“势、液、髓”的论述.这一论述在现存古代文献记载中较为少见,但它也清楚的表明古人对于人体构造是有过系统研究的,且观察比较仔细.文章对《奇效良方·正骨兼金镞门》所载“势、液、髓”中“势”进行了研究,通过“势”字的含义演变结合现代人体解剖中骨骼构造的研究进行系统分析,认为“势、液、髓”中“势”所指代相当于现代骨骼构造中骨小梁及部分骨密质结构.综上,文章意在引起中医学界对于中医学人体解剖生理的重视.
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股骨颈骨折的生物力学研究
以下就股骨颈骨折的生物力学研究加以综述。1 髋关节的生物力学1.1 髋关节的解剖学 股骨颈在载荷下外上方为拉应力,内下方为压应力。为适应这两种不同形式的载荷,骨小梁形成两种不同形式的排列,即内下方的压力骨小梁系统和外上方的张力骨小梁系统。两种骨小梁在交叉的中心区形成一个三角形脆弱区域,称为Ward三角。股骨干上端内后侧很多致密的骨小梁结合成相当致密的一块骨板,为股骨距(femoral calcar),此结构可加强干颈间的连接与支持。股骨颈上侧的皮质骨为薄壳,越近股骨颈下侧越厚;大粗隆下方股骨干外侧皮质薄,向下逐渐增厚。由于以上结构特点,股骨颈骨折内固定物的放置部位与其固定强度有密切关系。1.2 髋关节的静力学 正常直立时髋关节的受力通过股骨头的中心与身体垂线成16°角,股骨的轴线与身体垂线成9°～15°角,故髋关节的合力与股骨干纵轴成25°～30°角[1,2]。 双足站立时仅靠关节囊与韧带的稳定作用即可使髋关节稳定,每侧髋关节上负荷约为体重的1/3。如果围绕髋关节的肌肉收缩,此力将成比例地增加。单足站立时,关节作用力相应增加,在髋周产生了力矩,利用简化自由体法可以求出一般情况下单足站立时外展肌力约为体重2倍,关节反作用力约为体重的2.75倍。1.3 髋关节的动力学 行走时关节反作用力可达4～7倍体重;不同的步行速度时关节的反作用力不同,速度越大,关节的反作用力也越大。Bergmann等[3]指出以1000m/h的速度步行产生的关节反作用力至少比3000m/h步行产生的反作用力小10%。George等[4]利用置入髋关节内的假体并结合数学模型分析髋关节在手提重物运动时的力,发现二种方法总的结果是一致的,当一侧手提重物行走时同侧髋关节内的作用力基本不变,甚至稍有下降,而对侧关节内力比负重侧增加2/3。并发现在单侧承载运动时,如果上身挺直且提重物的上肢外展(如提着一个大的购物框等),这样同侧关节内的力可获得减轻。2 老年人股骨颈骨折伤因的生物力学发生特点 股骨颈骨折常见于老年人,其原因从生物力学角度考虑主要有以下几方面:①老年人骨质疏松,股骨颈逐渐发生退行性变,皮质骨薄而疏松,骨小梁稀疏,张力骨小梁及压力骨小梁减少尤其明显。②Ward三角区在老年人常仅有脂肪填充,使此区更加脆弱。③老年人髋周肌群退变,反应迟钝,不能有效地抵消髋部有害应力。④微观结构特点:柴本甫等[5]通过电镜观察发现股骨上段的骨小梁及其周围的软骨等结构形成了许多个特殊的拱形结构,使得股骨头颈部在吸收震荡并传递应力到股骨上坚硬的骨皮质中起着重要的作用。这种结构可以使之在不同的载荷下随压力方向不同产生不同的弹性变形,从而可以承受较大的应力和变形。在老年人,尤其老年妇女,由于骨质疏松导致骨小梁减少和小梁间距增宽,使股骨颈在头颈交界处的结构明显减弱,故而这种微观结构使老年病人易于发生骨折。
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补骨防疏汤对骨质疏松症大鼠骨组织OPG表达的影响
目的:观察补骨防疏汤对骨质疏松症大鼠骨组织骨保护素(OPG)的影响.方法:Wistar大鼠分为4组,采用维甲酸70 mg· kg-1·d-1ig连续2周,制备大鼠骨质疏松模型,观察灌服中、高剂量补骨防疏汤(40,20 g·kg-1)治疗4,8,12周后大鼠骨组织OPG的变化及骨小梁形态计量学变化.结果:维甲酸ig 2周后,模型对照组大鼠骨小梁明显稀疏,骨小梁面积为(22.52±3.15)％,骨组织OPG的面积积分吸光度(IA)为0.29±0.15,均显著低于正常组(P＜0.01),说明造模成功.补骨防疏汤治疗后中、高剂量组大鼠骨小梁面积为(36.41 ±1.40)％,(37.58±1.40)％,显著高于模型对照组(P＜0.01),骨组织OPG的IA为2.41±1.40,3.07±0.40,OPG阳性表达明显增多(P＜0.01),骨组织病理变化明显改善.结论:补骨防疏汤能显著提高骨质疏松症大鼠OPG表达,改善骨质疏松的病理变化.
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外用白脉软膏对家兔桡骨骨折模型愈合过程及骨痂组织结构的影响
目的:观察白脉软膏影响家兔骨折愈合过程的作用及可能的机制.方法:机械法建立家兔桡骨骨折动物模型,步态测试系统分析动物患肢着地力；软组织张力测试仪记录动物骨折处软组织张力；X线摄片观察骨折线形成；骨病理切片观察骨折处骨组织结构.结果:外用白脉软膏可增加模型动物患肢着地力,升高模型动物骨痂处X射线扫描评分,促进骨折后新骨生长.结论:外用白脉软膏对骨折模型动物骨伤愈合过程具有明显的促进作用.
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"肾虚"与绝经后骨质疏松症
骨质疏松症是单位骨体积内骨量减少,松质骨的骨小梁变疏松,皮质骨变薄,从而产生腰背四肢疼痛、体态改变以致出现"龟背"甚至骨折,分为原发性和继发性.伴随年龄增加妇女绝经的骨质疏松症属原发性,是由于绝经造成内分泌腺体功能紊乱,影响正常的骨代谢,使骨吸收大于骨形成,骨量逐渐丢失,造成骨质疏松.
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骨仙胶囊治疗老年性骨质疏松症
老年性骨质疏松症是老年常见病,属于原发性骨质疏松症,是以骨量减少和骨组织显微结构退化(松质骨骨小梁变细、断裂、数量减少,皮质骨多孔、变薄)为特征,以致骨的脆性增高及骨折危险性增加的一种全身骨病[1].
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骨质疏松研究进展
原发性骨质疏松症是以骨量减少,骨组织的显微结构发生改变,以松质骨骨小梁变细、断裂、数量减少,皮质骨多孔和变薄为特征,以致骨的脆性增高,易于发生骨折的一种全身性骨骼疾病.
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松质骨微观骨小梁结构的生物力学有限元分析
股骨松质骨具有骨小梁的微观结构,其单元特性影响了股骨的整体力学性能.找到适当的单元形状与骨小梁分布特点可以帮助人们有效地进行松质骨及股骨整体的生物力学特性分析.本文采用不同结构的微观骨小梁单元模型,分析各单元的生物力学特性,并采用有限元方法,对由不同骨小梁单元及不同分布形式构成的股骨模型进行生物力学分析,获得了骨小梁单元密度与单元生物力学特性的关系的综合分析结果,找到了较好的微观骨小梁单元模型及总体布局形式,并应用于股骨松质骨建模.仿松质骨的骨小梁结构可以有效提高整体生物力学性能,所获得的微观单元优化结构可以应用于仿生结构材料的制造.
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基于快速成型技术制造生物骨方法的研究
快速成型制造技术以它自由生成固体形状的特点成为骨组织工程中的研究热点之一.本文综述和分析了快速成型技术中的几种主要的制造方法,重点讨论当前国内外热点研究的应用立体光造型(stereo-lithography,SL)、选择性激光烧结(selective laser sintering,SLS)、熔化沉积制造(fusion deposition modeling,FDM)和三维印制(three-dimensional plotting/printing,3DP)等快速成型方法制造生物仿生骨的情况,并且归纳国内外新的研究方向和成果.
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不同年龄段健康国人肱骨头区域骨皮质区域性分布差异分析
目的 探讨不同年龄段健康人群肱骨头区的骨皮质区域性分布差异.方法 本研究共纳入健康志愿者51人,男27人,女24人;年龄20～88岁,平均48.69岁.所有健康志愿者行肩部CT扫描,按照年龄分为3组:A组(20～39岁)17人;B组(40～59岁)18人;C组(≥60岁)16人.应用骨皮质测量软件Stradwin 5.2读取CT原始影像数据,生成骨皮质的彩色分布图.垂直于肱骨头关节面,将肱骨头高度四等分后建立相互平行的3个横截面;在横断面1、2、3,测量分析肱骨头区前壁、外侧壁和后壁的骨皮质厚度、骨皮质密度和皮质下骨小梁密度.结果 在A组,骨皮质厚度和密度在肱骨头区前壁、外侧壁、后壁差异均有统计学意义(P值均<0.01);在B、C组,骨皮质厚度和密度在肱骨头区前壁、外侧壁、后壁相似,差异均无统计学意义(P值均>0.05).后壁的骨皮质厚度和密度在A、B、C组的横截面1、2中均较低.在C组的横截面3,外侧壁的骨皮质厚度和密度值低.A、B、C组在横断面1、2、3中各个测量点的皮质下骨小梁密度差异均无统计学意义(P值均>0.05).结论 在各个年龄段,肱骨头区的骨皮质区域性分布差异程度不同,40岁以后差异程度有所减弱.肱骨头区的外侧壁或者后壁,是骨皮质的薄弱区域.
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骨小梁Micro-CT图像形态计量学参数计算方法综述
骨质疏松症是骨科领域的研究热点之一,研究发现,除骨密度(骨量)改变的因素外,骨小梁的结构变化也是患病的重要影响因素.骨小梁形态计量学分析是研究骨小梁结构形态变化的一种重要方法.基于骨小梁的Micro-CT图像介绍部分骨小梁形态学参数的计算方法,主要包括骨小梁各向异性、连通性、结构模型指数以及纹理等不同特征,同时列举部分相关研究实例,总结上述形态学参数的适用性以及优缺点,为更加有效地评价骨质疏松状态以及药物治疗效果提供依据.
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胞元结构形式、材料性质对松质骨力学性能的影响
将均匀化理论与有限元方法相结合,讨论了骨小梁的弹性模量、泊松比和构成松质骨微结构的形式对松质骨力学性质的影响.结果表明微结构的形式和固体体分比确定时,松质骨的弹性模量与骨小梁弹性模量之间存在着确定的数量关系;当微结构的固体体分比较小时,骨小梁的泊松比对松质骨的弹性模量几乎没有影响.讨论了微结构形式对松质骨弹性模量的影响.
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界面间隙对假体周围骨小梁结构的影响
我们从生物力学的角度出发,将骨自优化理论和非线性有限元法相结合,研究了骨-假体界面间隙及摩擦系数对假体周围骨再造的影响.研究表明界面间隙的大小对假体周围骨再造起着至关重要的作用.从动物实验和临床中我们可以观察到,假体周围再造的小梁骨的结构是可以变化的.一种是在假体周围有环绕假体的骨性结构,骨小梁如辐条状与这种骨结构相连而形成的有轴心辐条结构;另一种是在假体周围没有骨性结构,骨小梁直接与假体相连而形成的无轴心辐条结构.结果表明,在完全固定的边界条件下,会产生无轴心的辐条结构;在有间隙或滑动的边界条件下,会产生有轴心的辐条结构.在特定的生理条件下,轴心的厚度取决于骨-假体界面间隙值的大小,而与摩擦系数无关.
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AML骨髓“前ALIP”样结构数量及其与骨小梁距离对白血病复发的影响
本研究通过急性髓系白血病(AML)患者完全缓解(CR)期骨髓“前ALIP”样结构定位、定量异常的检测,探讨其与AML复发的相关性.对62例骨髓涂片示CR的患者骨髓活检塑料切片进行回顾性分析及预后随访,依据预后将其分为复发前组及未复发组.计算骨髓塑料切片每平方毫米内单个、两个聚集前体细胞数量及二者的总和,结合计算机图像分割法测量其与骨小梁间的精确距离,明确“前ALIP”样结构定位、定量异常与复发的相关性.结果表明:复发前组及未复发组骨髓“前ALIP”样结构数量分别为11±11.71和8.33±9.17个/mm2,均明显高于正常对照组(5.29±4.00)(P＜0.01).在“前ALIP”数量≥11个/mm2的17例患者中,复发前组12例,占70.6％,明显高于未复发组(29.4％,P＜0.05)；而复发前组“前ALIP”与骨小梁的相对距离为(341.31±266.16)μm,明显远于未复发组(242.41±174.65)μm (P ＜0.01),有向骨小梁间区迁移的趋势.在前“ALIP”与骨小梁之间平均距离≥341 μm的18名患者中,复发前组14例,占77.8％,明显高于未复发组(P＜0.01).结论:AML患者CR期骨髓切片中“前ALIP”样结构平均数量超过11个/mm2或其与骨小梁间的平均距离超过341 μm,预示AML可能早期复发,应及时进行再诱导缓解治疗.
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额骨内梭形细胞血管瘤一例
患者女,35岁.发现右额部包块3年就诊,于2009年2月14日入院.无头痛、头昏,无恶心、呕吐,无发热及四肢抽搐,神志清楚,一般情况尚可.体检:右额部隆起肿块直径约3.0 cm,CT检查提示右侧额骨膨胀性缺损,其内见菊花放射状骨小梁,内板不连续,考虑肉芽肿或血管瘤.
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高分辨率磁共振成像评价骨质疏松症骨微结构
骨质疏松症是一种系统性骨骼疾病.目前诊断骨质疏松症的标准方法为双能X线检测,难以评价骨微结构.高分辨率磁共振成像能提供骨小梁结构的详细信息.本文就高分辨率磁共振成像在骨质疏松症骨微结构评价中的应用予以综述.
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去势大鼠骨质疏松发病过程中股骨骨小梁的微焦点CT研究
目的:应用微焦点计算机断层扫描(Micro-CT)研究大鼠去势后股骨松质骨骨微结构的改变及其改变规律.方法:24只10周龄健康雌性SD大鼠随机分为两组:去势组与对照组,每组12只,去势组大鼠行去势即双侧卵巢切除术,对照组不作任何处理.去势后3月,经Micro-CT扫描股骨后,行三维重建,并进行股骨骨松质骨微结构相关参数定量检测.结果:与对照组相比,去势组大鼠骨体积分数(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)及骨小梁数量(Tb.N)分别减小72.6％、39.0％和56A％ (P＜ 0.05)；骨表面积和骨体积比(BS/BV)、骨小梁分离度(Tb.Sp)及骨小梁模式因子(Tb.Pf)分别增加63.7％ 、354.2％和72.6％(P＜0.05)；而骨小梁平均骨密度(Tb.Mean)分别为(443.92±39.07)HU和(428.67±50.82)HU,无明显变化(P＞0.05).结论:去势大鼠股骨骨松质骨质量明显降低,骨小梁数量减少,骨小梁分离度增加,骨小梁平均骨密度无明显改变,提示大鼠去势后骨质疏松发病过程中,股骨松质骨微结构的改变是以骨小梁的破坏为基本单位进行的.
关键词： 大鼠 去势 股骨 骨小梁 微焦点计算机断层扫描 -
骨关节炎治疗中疗效观察指标的相关性分析
骨关节炎( OA)是严重危害人们健康的关节常见病。本课题组的前期研究表明,脉冲式关节机械加载可以抑制MMP-13等因子的表达从而减轻OA的炎症反应,但其对OA的疗效和保护机制尚不清楚。因此,我们提出脉冲式关节机械加载能否通过抑制异常的骨吸收,纠正异常骨重建、促进软骨的修复,从而治疗OA。本实验用C57 BL/6雌性小鼠30只,随机分为3组,假手术组、创伤性OA组、机械加载治疗组( n=10)。手术构建创伤性骨关节炎小鼠模型,以1N,5Hz的条件进行脉冲性关节机械加载,每天加载5min,共治疗2周。利用番红O、H&E及TRAP等染色分析骨的结构参数,评估OARSI评分与这些参数的相关性。结果显示：与假手术组相比,OA组OARSI评分显著增高(P<0.001),关节加载治疗组OARSI评分显著降低。经关节加载治疗后,OA小鼠钙化软骨与全层软骨比值显著减小,软骨下骨板的厚度显著增加,关节软骨下骨的骨小梁体积分数显著增加和阳性破骨细胞数目显著减少(均P<0.001)。相关性分析表明：软骨下骨板的厚度与OARSI评分成负相关(r=-0.818,P<0.001),软骨下骨的骨小梁体积分数与OARSI评分成负相关(r=-0.871,P<0.001),软骨下骨的破骨细胞活性与OARSI评分成正相关(r=0.901,P<0.001),软骨下骨的破骨细胞活性与骨小梁体积分数成负相关(r=-0.868,P<0.001)。本实验提示OA中病变部位破骨细胞异常活跃、骨吸收显著增强。而关节机械加载一方面可以抑制破骨细胞活性,减少骨吸收,纠正异常骨重建；另一方面促进病变关节软骨的修复来实现对骨关节炎的疗效。另外,在众多骨结构参数中,骨吸收与OA病变程度的关系为密切。本研究对骨关节炎治疗疗效观察的判断有重要的临床价值。
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股骨头坏死大鼠模型组织学指标观察及指标间相关性分析
股骨头坏死是骨科常见病,缺乏有效的治疗方法。本研究采用大鼠股骨头缺血性坏死作为动物模型,观察造模后股骨头组织学相关指标及进行指标间的相关性分析。12只雄性SD大鼠随机分为2组：假手术组、股骨头坏死模型组。本研究采用创伤性股骨头坏死模型,手术采用切断股骨头圆韧带及结扎股骨颈的方法造成股骨头缺血性坏死。动物造模5周后进行取材和相关指标的检测。骨密度和组织学评估骨损伤的程度,墨汁灌注评估血管灌注情况。结果显示模型组大鼠股骨头表面缺损塌陷,骨密度和骨小梁体积分数显著减少(均P<0.001),血管灌注显示血管密度和血管面积显著降低(均P<0.001)。指标间的相关性分析结果显示,血管密度与骨矿密度、骨矿含量和骨小梁体积分数均呈明显的正相关(均P<0.01,相关系数分别为：r=0.891,0.898和0.920)；血管面积与骨矿密度、骨矿含量和骨小梁体积分数也呈明显的正相关(均P<0.01,相关系数分别为：r=0.901,0.918和0.924)。本研究通过手术创伤的方法成功建立了股骨头缺血性坏死的大鼠模型,造模后股骨头组织的骨密度、骨容积以及血管灌注指标均明显下降,说明缺血性股骨头坏死造模成功。同时血管灌注与骨组织学指标间有显著的正相关性。说明股骨头缺血性坏死的根本病因是血管灌注障碍引起的骨损伤。本研究得出的组织学相关指标及指标间的相关性分析进一步明确了缺血性股骨头坏死的发病机制,也为寻求股骨头坏死的新治疗提供线索。
