不同力學環(huán)境對大鼠骨折愈合及其骨折端CGRP受體表達影響的實驗研究.pdf

1、目的:骨折愈合是一個復雜的生物學修復過程，受多方面因素的影響。目前的研究顯示，骨折愈合與力學環(huán)境有很大關系。因此，研究力學環(huán)境與骨折愈合的關系有助于加深對骨折愈合的認識，并對臨床治療骨折有一定的指導意義。降鈣素基因相關肽(CGRP)做為一種神經肽參與了骨的生長、修復以及改建過程。雖然目前的研究證實CGRP具有促進骨折愈合的作用，但骨折端所處的力學環(huán)境與CGRP受體表達水平的關系尚不清楚。因此，我們提出如下假設:既然力學環(huán)境對骨折愈合產生

2、影響，那么骨折愈合過程中CGRP受體的表達可能對力學環(huán)境產生應答。力學環(huán)境可能通過對CGRP受體表達的影響來干預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，然后評價不同力學環(huán)境對骨折愈合的影響并觀察不同力學環(huán)境對骨折局部CGRP受體表達的影響。
　　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大鼠隨機分為兩組，分別建立股骨干閉合骨折髓內釘固定模型和股骨干開放骨折

3、鋼板內固定模型。評價平均造模時間以及造模成功率。(2)將40只8周齡SD大鼠隨機分為兩組，均建立股骨干閉合骨折髓內釘固定模型，細釘組使用直徑0.8mm的髓內釘固定，粗釘組使用直徑1.0mm的髓內釘固定。造模后選擇1周、2周、5周、8周共四個時間點處死實驗對象，通過X線評分、Micro-CT技術、生物力學測試、病理組織學技術評價兩組實驗對象不同時間點骨折愈合情況。(3)將64只8周齡SD大鼠隨機分為兩組，均建立股骨干閉合骨折髓內釘固定模型

4、，細釘組使用直徑0.8mm的髓內釘固定，粗釘組使用直徑1.0mm的髓內釘固定。造模后選擇1周、2周、5周、8周共四個時間點處死實驗對象。處死后立即取材，將患肢骨折端骨痂分別進行免疫組織化學檢測、qPCR檢測以及Western blot檢測，評價不同力學環(huán)境下骨痂組織中CGRP受體的mRNA和蛋白表達。
　　結果:(1)閉合骨折髓內釘固定模型的造模時間小于開放骨折鋼板固定模型的造模時間(P<0.05)。閉合骨折髓內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)兩組不同直徑髓內釘骨折模型，取材后大體標本觀察顯示術后第1周兩組標本骨折線清晰，斷端活動明顯;術后第2周兩組均被骨痂包裹，僅細釘組部分標本骨折端存在微動:術后第5周，兩組標本骨折端均未見明顯活動，細釘組外骨痂較大;術后第8周兩組標本骨折端均未見活動。X線評分顯示，術后各個時間點兩組組間差異均沒有統(tǒng)計學意義。Micro-CT結果顯示術后1周時，ROI區(qū)域

6、內細釘組和粗釘組的TV、BV及BV/TV沒有統(tǒng)計學差異。術后2周時，兩組的TV值均較前增大，細釘組的TV值高于粗釘組，差異有統(tǒng)計學意義，而粗釘組的BV及BV/TV值高于細釘組，差異有統(tǒng)計學意義。術后5周時，兩組的TV值達到最大，細釘組TV值仍高于粗釘組，而粗釘組的BV值及BV/TV值仍高于細釘組，組間差異有統(tǒng)計學意義。術后8周時，兩組的TV值均較第5周時減小，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)計學差異

7、。生物力學評價結果顯示，第1、5、8周時，兩組標本的力學性能無統(tǒng)計學差異。第2周時，粗釘組的最大載荷、抗彎剛度以及最大斷裂能均高于細釘組。(3) CGRPR1免疫組化檢測結果顯示，僅造模后第1、2周細釘組的陽性表達高于粗釘組，造模后5、8周的組間差異不明顯。Western blot結果顯示隨時間延長，骨痂組織中CGRPR1受體的蛋白表達量逐漸下降。骨折后第1周表達量最高，然后持續(xù)下降。造模后第1、2周，細釘組的CGRPR1蛋白表達水平高

8、于粗釘組，造模后第5、8周兩組的CGRPR1蛋白表達水平組間差異沒有統(tǒng)計學意義。qPCR結果顯示，造模后第1、2周，細釘組的CGRPR1 mRNA表達水平高于粗釘組，造模后第5、8周兩組的CGRPR1 mRNA表達水平沒有統(tǒng)計學差異。
　　結論:(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釘骨折模型操作簡便、造模成功率高，具有較好的可重復性和可操作性，可以用于骨折愈合的研究。(2)在骨折愈合早期，微動較大的