間斷甲狀旁腺素[PTH(1-34)]治療促進去勢雌性大鼠成骨能力及其機理的實驗研究.pdf

1、本文主要從以下幾個部分展開論述：
　　 第一部分間斷甲狀旁腺素[PTH(1.34)]治療促進去勢雌性大鼠股骨干骨折愈合的實驗研究
　　 目的：間斷甲狀旁腺素使用有顯著的成骨能力，在正常的大鼠骨折愈合模型中顯示有明顯的促進骨折愈合作用，同時提高骨折愈合的生物力學性能。但對于骨質疏松狀態(tài)下的骨折愈合研究很少，且以前的研究使用了高劑量的甲狀旁腺素超過了對應人體使用劑量。本實驗研究PTH在小劑量間斷使用時對卵巢去勢狀態(tài)下大鼠骨折

2、愈合的作用，了解PTH在治療骨質疏松時能否同時促進骨折愈合。方法：10周齡SPF級雌性SD大鼠行卵巢去勢，6周后去勢大鼠再次行右側股骨干開放截骨克氏針內固定術。實驗組和對照組各18只，術后當天起實驗組皮下注射人甲狀旁腺素[PTH(1-34)]30gg/kg/天；對照組注射等量體積生理鹽水。在術后4周和6周時每組處死9只大鼠，取股骨骨折標本行X片、Micro-CT、骨密度、生物力學和組織學檢查來判斷PTH對于去勢大鼠骨折愈合的作用。結果：

3、標本骨痂直徑測量結果顯示在兩時間點治療組骨痂直徑都高于對照組，6周時差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。骨密度測量顯示治療組高于對照組，兩時間點P＜0.05。4周時治療組和對照組X片都能見到骨折線，治療組稍顯模糊，對照組明顯，骨痂密度低于治療組，有骨痂不連續(xù)區(qū)域存在。治療組骨折愈合7/9，對照組為4/9（P＜0.05）。6周時治療組和對照組骨折線都消失，治療組骨密度明顯高于對照組，骨痂橫徑大于對照組，兩組X片骨痂測量6周時治療組骨痂橫徑和

4、對照組相比有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。顯微CT檢查顯示治療組骨折周圍有豐富的骨痂形成，骨痂成熟，皮質骨殼厚度明顯高于對照組，骨折愈合進程較對照組提前，愈合質量更高。4周和6周時BV/TV高于對照組且有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。生物力學測定結果顯示4周和6周時治療組最大載荷和對照組比較有統(tǒng)計學意義，p＜0.05;4周時最大橈度優(yōu)于對照組，P＜0.05。4周時PTH組標本組織切片中發(fā)現骨折斷端有新骨形成，可見成熟骨樣組織，相反，在對照組

5、無成熟骨形成，軟骨和纖維組織占大多數。6周時PTH組標本組織切片發(fā)現骨折兩端之間形成豐富的骨橋和成熟骨組織，骨組織互相連接形成骨小梁，周圍皮質完整且較厚。對照組顯示新骨成熟形成相對較晚，骨痂由細的骨小梁形成、皮質薄。組織形態(tài)測量學分析結果顯示兩者礦化沉積率（MAR）在4周時有統(tǒng)計學意義，P＜0.05。結論：基于影像學、組織形態(tài)學、生物力學的研究結果顯示在去勢雌性大鼠股骨骨折間斷使用甲狀旁腺素治療可以加速骨折的愈合進程、增加軟骨痂和硬骨痂

6、的量、提高骨痂的質量、增加骨痂礦化、加速骨痂的重建、提高骨痂的生物力學性能。研究結果支持臨床使用間斷PTH治療用于絕經后骨質疏松性骨折以縮短骨折治療時間和提高骨折愈合質量。
　　 第二部分間斷甲狀旁腺素[PTH(1-34)]治療促進去勢雌性大鼠脊柱后外側植骨融合的實驗研究
　　 目的：脊柱融合是處理脊柱嘀形或不穩(wěn)的確切治療方法，盡管采用目前的各種方法仍有較高的融合失敗率。PTH間斷使用有促進骨形成的作用，動物研究表明間斷

7、使用甲狀旁腺素治療可以促進骨折愈合和增強其生物力學性能，但對于脊柱融合的效果研究很少，特別是對于骨質疏松狀態(tài)下的研究目前尚無報導。本研究目的在于評價間斷甲狀旁腺素使用是否可以增強和促進脊柱植骨融合，對于需要行脊柱融合的骨質疏松患者有無促進融合和同時抗骨質疏松的作用。方法：10周齡SPF級雌性SD大鼠行卵巢去勢，6周后去勢大鼠再次經wiltse入路手術建立脊柱L4-5后外側橫突間自體髂骨植骨融合動物模型。實驗組和對照組各18只。術后當天起

8、實驗組皮下注射人甲狀旁腺素[PTH(1-34)]30μg/kg/天；對照組注射等量體積生理鹽水。分別于術后4周和6周時每組隨機選9只大鼠采血后處死，取融合脊柱節(jié)段標本行手工觸診、X片、Micro-CT、組織學檢查和血清骨鈣素（OC）、NTX檢查來判斷PTH對于去勢大鼠脊柱融合的作用。結果：標本手動觸診檢查判斷植骨融合結果為4周時治療組（PTH）為5/9，對照組（CNT）為2/9;6周時PTH組為8/9，CNT組為5/9。融合率有統(tǒng)計學意

9、義，P＜0.05。X線影像學分析顯示PTH組4周和6周時融合影像學評分為2.03和3.66；對照組分別為1.45和2.56，P＜0.05和P＜0.01。Micro-CT掃描影像結果：PTH組新形成的骨量豐富，橫突間融合骨連續(xù)，冠狀面和橫斷面融合骨面積大于對照組，融合提前，融合骨質量提高。骨小梁結構參數分析結果和計量分析融合節(jié)段部位（L4橫突上端至L5橫突下端之間）的骨量都優(yōu)于對照組，P＜0.01或P＜0.05。組織學檢查結果：4周時PT

10、H組脊柱標本組織切片中發(fā)現：橫突間有新骨形成，可見成熟骨組織，骨小梁結構，骨髓腔。相反，在對照組無成熟骨形成，軟骨和纖維組織占大多數。6周時PTH組脊柱標本組織切片發(fā)現：橫突之間形成豐富的骨橋，成熟骨組織，互相連接形成骨小梁，并由發(fā)育良好的骨髓腔所包圍，周圍皮質完整且較厚。對照組新骨成熟形成相對較晚，融合物由細的骨小梁形成，皮質薄。組織形態(tài)學測量結果顯示兩者礦化沉積率（MAR）有統(tǒng)計學意義。4周時P＜O.01；6周時P＜0.05。4周和

11、6周時骨鈣素（0C）水平都明顯高于對照組，P＜0.05。4周時NTX水平PTH組顯著高于對照組，P＜0.05。結論；間斷低劑量PTH使用在去勢大鼠后外側橫突間髂骨植骨脊柱融合模型能縮短融合所需時間加速融合進程，獲得更為堅強的融合效果，增加了脊柱融合的成功率，融合骨的數量和質量都得以增強。有望成為加速和增強脊柱融合和其他需要植骨的骨科手術的一種有效的輔助用藥。
　　 第三部分間斷甲狀旁腺素[PTH(1-34)]治療促進去勢雌性大鼠

12、脊柱后外側植骨融合機理的實驗研究
　　 目的：近年來有研究發(fā)現間斷甲狀旁腺素（PTH）治療可以同時促進骨折愈合和脊柱植骨融合以及牽張性成骨等，目前對甲狀旁腺素促進骨折愈合或植骨融合的研究大多限于影像學、生物力學方面，對其作用的分子生物學機制研究相當少見，為進一步明確其作用機制我們采用去勢大鼠脊柱融合模型設計了以下實驗研究。方法：10周齡SPF級雌性SD大鼠行卵巢去勢，6周后去勢大鼠再次經wiltse入路手術建立脊柱L4-5后外側

13、橫突間自體髂骨植骨融合動物模型。實驗組和對照組各18只。術后當天起實驗組皮下注射人甲狀旁腺素30μg/kg/天；對照組注射等量體積生理鹽水。實驗組和對照組分別于術后4、7、14天放血處死。各時間點每組處死大鼠6只，取出腰椎植骨骨痂行Real Time PCR實時定量檢測成骨和軟骨細胞等相關基因表達。檢測基因為ALP、OC、COL-Ⅰ、COL-Ⅱ、COL-X、IGF-Ⅰ、BMP2。結果1、成骨細胞分化相關基因實時定量檢測結果：治療組各時間

14、點ALP表達量都高于對照組，但前兩時間點無統(tǒng)計學差異，在14天時兩者有顯著統(tǒng)計學差別。P＜0.01。骨鈣素（OC）在7天和14天時治療組和對照組相比有統(tǒng)計學差別，其中7天時P＜0.05，14天時P＜0.01。COL-Ⅰ在術后7天和14天時兩組比較P＜0.05。2、軟骨細胞分化相關基因實時定量檢測結果：COL-Ⅱ在術后4天、7天和14天時治療組相比于對照組都有明顯升高，其中7天時P＜0.01，4天和14天時P＜0.05。Col-X于術后7

15、天時治療組較對照組高，但P＞0.05。14天時高于對照組且有統(tǒng)計學意義，P＜0.05。3、IGF-Ⅰ、BMP2基因實時定量檢測結果：治療組IGF-I在術后4天和7天時相對于對照組都有明顯升高，均有顯著統(tǒng)計學意義（P＜0.O1）。在14天時治療組仍高于對照組但無統(tǒng)計學區(qū)別。治療組BMP2在術后14天時和對照組相比升高明顯，P＜0.05。其它時間點無區(qū)別。結論:1 PTH間斷使用對于去勢大鼠脊柱后外側橫突間自體髂骨移植促進了成骨細胞的增殖分