不同力學(xué)環(huán)境對大鼠骨折愈合及其骨折端CGRP受體表達(dá)影響的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目的:骨折愈合是一個(gè)復(fù)雜的生物學(xué)修復(fù)過程，受多方面因素的影響。目前的研究顯示，骨折愈合與力學(xué)環(huán)境有很大關(guān)系。因此，研究力學(xué)環(huán)境與骨折愈合的關(guān)系有助于加深對骨折愈合的認(rèn)識(shí)，并對臨床治療骨折有一定的指導(dǎo)意義。降鈣素基因相關(guān)肽(CGRP)做為一種神經(jīng)肽參與了骨的生長、修復(fù)以及改建過程。雖然目前的研究證實(shí)CGRP具有促進(jìn)骨折愈合的作用，但骨折端所處的力學(xué)環(huán)境與CGRP受體表達(dá)水平的關(guān)系尚不清楚。因此，我們提出如下假設(shè):既然力學(xué)環(huán)境對骨折愈合產(chǎn)生

2、影響，那么骨折愈合過程中CGRP受體的表達(dá)可能對力學(xué)環(huán)境產(chǎn)生應(yīng)答。力學(xué)環(huán)境可能通過對CGRP受體表達(dá)的影響來干預(yù)CGRP對骨折愈合的作用。本研究的目的就是要建立大鼠股骨干骨折模型，然后評(píng)價(jià)不同力學(xué)環(huán)境對骨折愈合的影響并觀察不同力學(xué)環(huán)境對骨折局部CGRP受體表達(dá)的影響。
　　方法:(1)利用Solidwork12.0軟件研發(fā)閉合骨折模型造模支架。將40只8周齡SD大鼠隨機(jī)分為兩組，分別建立股骨干閉合骨折髓內(nèi)釘固定模型和股骨干開放骨折

3、鋼板內(nèi)固定模型。評(píng)價(jià)平均造模時(shí)間以及造模成功率。(2)將40只8周齡SD大鼠隨機(jī)分為兩組，均建立股骨干閉合骨折髓內(nèi)釘固定模型，細(xì)釘組使用直徑0.8mm的髓內(nèi)釘固定，粗釘組使用直徑1.0mm的髓內(nèi)釘固定。造模后選擇1周、2周、5周、8周共四個(gè)時(shí)間點(diǎn)處死實(shí)驗(yàn)對象，通過X線評(píng)分、Micro-CT技術(shù)、生物力學(xué)測試、病理組織學(xué)技術(shù)評(píng)價(jià)兩組實(shí)驗(yàn)對象不同時(shí)間點(diǎn)骨折愈合情況。(3)將64只8周齡SD大鼠隨機(jī)分為兩組，均建立股骨干閉合骨折髓內(nèi)釘固定模型

4、，細(xì)釘組使用直徑0.8mm的髓內(nèi)釘固定，粗釘組使用直徑1.0mm的髓內(nèi)釘固定。造模后選擇1周、2周、5周、8周共四個(gè)時(shí)間點(diǎn)處死實(shí)驗(yàn)對象。處死后立即取材，將患肢骨折端骨痂分別進(jìn)行免疫組織化學(xué)檢測、qPCR檢測以及Western blot檢測，評(píng)價(jià)不同力學(xué)環(huán)境下骨痂組織中CGRP受體的mRNA和蛋白表達(dá)。
　　結(jié)果:(1)閉合骨折髓內(nèi)釘固定模型的造模時(shí)間小于開放骨折鋼板固定模型的造模時(shí)間(P<0.05)。閉合骨折髓內(nèi)釘固定模型的造模成

5、功率高于開放骨折鋼板固定模型[RR=0.2795％CI(0.09，0.83)]。(2)兩組不同直徑髓內(nèi)釘骨折模型，取材后大體標(biāo)本觀察顯示術(shù)后第1周兩組標(biāo)本骨折線清晰，斷端活動(dòng)明顯;術(shù)后第2周兩組均被骨痂包裹，僅細(xì)釘組部分標(biāo)本骨折端存在微動(dòng):術(shù)后第5周，兩組標(biāo)本骨折端均未見明顯活動(dòng)，細(xì)釘組外骨痂較大;術(shù)后第8周兩組標(biāo)本骨折端均未見活動(dòng)。X線評(píng)分顯示，術(shù)后各個(gè)時(shí)間點(diǎn)兩組組間差異均沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Micro-CT結(jié)果顯示術(shù)后1周時(shí)，ROI區(qū)域

6、內(nèi)細(xì)釘組和粗釘組的TV、BV及BV/TV沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。術(shù)后2周時(shí)，兩組的TV值均較前增大，細(xì)釘組的TV值高于粗釘組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而粗釘組的BV及BV/TV值高于細(xì)釘組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。術(shù)后5周時(shí)，兩組的TV值達(dá)到最大，細(xì)釘組TV值仍高于粗釘組，而粗釘組的BV值及BV/TV值仍高于細(xì)釘組，組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。術(shù)后8周時(shí)，兩組的TV值均較第5周時(shí)減小，BV及BV/TV值仍繼續(xù)增加。但兩組組間的TV、BV及BV/TV值無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異

7、。生物力學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，第1、5、8周時(shí)，兩組標(biāo)本的力學(xué)性能無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。第2周時(shí)，粗釘組的最大載荷、抗彎剛度以及最大斷裂能均高于細(xì)釘組。(3) CGRPR1免疫組化檢測結(jié)果顯示，僅造模后第1、2周細(xì)釘組的陽性表達(dá)高于粗釘組，造模后5、8周的組間差異不明顯。Western blot結(jié)果顯示隨時(shí)間延長，骨痂組織中CGRPR1受體的蛋白表達(dá)量逐漸下降。骨折后第1周表達(dá)量最高，然后持續(xù)下降。造模后第1、2周，細(xì)釘組的CGRPR1蛋白表達(dá)水平高

8、于粗釘組，造模后第5、8周兩組的CGRPR1蛋白表達(dá)水平組間差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。qPCR結(jié)果顯示，造模后第1、2周，細(xì)釘組的CGRPR1 mRNA表達(dá)水平高于粗釘組，造模后第5、8周兩組的CGRPR1 mRNA表達(dá)水平?jīng)]有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　結(jié)論:(1)利用自行研制的閉合骨折模型造模支架制作的大鼠股骨干閉合骨折髓內(nèi)釘骨折模型操作簡便、造模成功率高，具有較好的可重復(fù)性和可操作性，可以用于骨折愈合的研究。(2)在骨折愈合早期，微動(dòng)較大的