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篇1

骨質疏松癥（osteoporosis，OP）是一種以低骨量和骨組織微細結構破壞為特征，導致骨脆性增大而易于發生骨折的全身性骨骼疾病。目前我國已正式步入老齡化社會，老年人口又是骨質疏松發病的高發人群，骨質疏松的診斷治療需求隨之大幅度增加。由于骨質疏松癥可以預防，并可以推遲其發生、發展，故其早期診斷和預測就顯得尤為重要。診斷骨質疏松癥的方法多種多樣，可通過病人的體征、骨生化指標及骨密度測量等方法來評估骨強度的改變。近年來人們認識到骨密度只能從骨礦含量的角度，部分反映骨強度。骨強度還取決于骨的質量和骨的更新代謝。而骨質量的好壞主要取決于骨組織結構，骨組織結構主要包括皮質骨厚度及其內孔隙的密度，松質骨的形狀、厚度、連接性及各向異性程度即骨微結構。其中以骨微結構最為重要，它似乎是骨脆性的決定因素，獨立于骨密度而起作用〔1〕。因此在診斷骨質疏松時，不僅要衡量骨密度有無降低，也要觀察骨組織結構，同時兼顧對骨更新代謝的評估，才能全面評價骨折的危險性〔2〕。

1 骨礦含量（BMC）或骨密度（BMD）測定方法

1.1 X線片測量

常用攝片部位是脊椎側位和手正位片。肉眼X線片評估骨質疏松癥時，多選用脊椎側位X線片。在評估骨礦含量時，也對骨結構進行了初步的判定。雖在骨質疏松癥時可見椎體的透過度增加、椎體內水平橫向的骨小梁消失、垂直縱向的骨小梁代償增粗及椎體的骨皮質變薄等征象，但這些征象常受X線投照條件的不同和觀察者判定的主觀因素影響，以致評估的差異較大。另外，出現上述陽性骨質疏松的X線征象時，其骨礦含量的丟失已達30％以上，因此不適于早期骨質疏松癥的評估，且不宜用于隨訪骨質疏松治療過程中骨礦含量的變化。

手部X線片測量主要是用圓規或計算機輔助測量掌骨的皮質厚度，所測骨丟失情況均與年齡增長呈負相關。最簡易方法是測第2掌骨雙側皮質厚度。Meema等認為掌骨的X線片測量在診斷絕經后婦女的脊椎骨折能力方面優于腰椎雙光子吸收測量。

1.2 X線片光吸收法（RA）

RA通過掃描放一鋁梯的手X線平片，電腦軟件計算BMD。此法可反映老齡性骨質丟失情況。RA只能測量前臂、手掌指骨，且主要是反映骨皮質和骨小梁的共同變化。目前一種類似RA的技術不需要鋁梯，測量結果是尺橈骨遠端和2~4掌骨的平均密度。由于這種測量方法是以正常人骨皮質厚度等數據作為參照信息，所以正常人骨皮質厚度等數據庫的建立和確認對該方法的測量結果至關重要。蘇楠等〔3〕總結國內外對RA研究成果認為：RA對第3指骨BMD的測定與DXA檢查結果一樣準確，對骨折風險的預測也類似，其相關性高達87％，而費用為DXA費用的1／5。

1.3 單光子（SPA）和單能X線吸收（SXA）測量法

SPA通過放射性同位素125I放出的光子對前臂骨主要是橈骨遠端1／3進行掃描，該方法是皮質和骨小梁BMD的總和，故不能反映代謝較快的小梁骨的變化，因此對骨代謝改變早期的監測尚有局限性；也不能測量軟組織不恒定的骨骼部位，如軀干及髖部SXA主要以X線為放射源取代SPA的同位素光子放射源，使測量結果的精確性明顯改善。SPA和SXA為消除軟組織影響，檢查時都要求被測量部位放在水中。隨著DPA和DXA的出現，SPA和SXA已經很少應用。

1.4 雙能光子（DPA）和雙能X線吸收（DXA）測量法

DPA基本原理與SPA相同，通過高、低2種不同能量的放射性核素同時掃描被測部位以校正軟組織因素的影響。所測結果是皮質骨和小梁骨的BMD總和。但DPA結果受放射性同位素衰變等因素的影響，且掃描時間長，故目前已被DXA所取代。DXA是通過2種X線源來模擬產生雙光子能量，該方法速度快，精度、準確度比DPA、QCT高，接受劑量低于DPA、QCT。理論上全身DXA可作全身任何部位的掃描，但目前應用最廣的是前后位腰椎（PADXA）、髖部精確度可優于1％。也可掃描其他部位如手、尺橈骨等。不論測量哪個部位，如何確定感興趣區（region of interest，ROI）和病人的是至關重要的，這是除機器本身以外的精密度誤差的兩個重要因素。

1.5 定量CT（QCT）

上面幾種方法測量的結果幾乎均為松質骨和皮質骨的總和，且不是真正的體積密度。CT技術能提供被掃描層面內密度分布的客觀的定量信息，并具有良好的密度分辨率，因此可廣泛地應用于骨密度的測量。QCT的測量方法可分為兩種：即專用體模測量法和無專用體模測量法。專用體模測量法使用常規CT加上體模；無專用體模的方法需采用特定的掃描和掃描參數?，F在QCT的軟件可自動選擇感興趣區測量，還可以測量皮質骨和綜合BMD。也有學者用常規腹部CT掃描和增強掃描方法同時作QCT的測量，而無需作專門的QCT掃描測量〔4〕。目前QCT是唯一可以分別測量松質骨和皮質骨密度值的方法。松質骨的表面積和體積比值高，故其代謝轉化率比皮質骨高8倍。因而選擇性地測量松質骨的BMD可較早地反應體內骨礦含量變化。在早期的骨質疏松的發現及監測治療療效時，有其獨特的貢獻。

BMD反映的是骨礦含量的整體數值，因而不能體現出骨的幾何學、骨結構上的差異以及骨密度測量結果的不均一性對于骨強度的影響。雖然骨密度減低意味著骨強度的減弱，骨折風險性的增高。但骨組織數量方面變化的研究在骨質疏松癥的診療中只是一個方面，尚須探討骨質量的相關特征，包括骨組織微結構、骨基質的礦化、骨組織的力學特性以及微骨折的發生和修復能力等方面。一些研究顯示，由DXA檢查得出的BMD數值推測骨強度變化的準確度只有60％~70％。BMD不能單獨作為評價骨強度的替代物，因而對骨折的預測能力是有限度的，所以要結合骨礦含量與骨結構兩方面進行分析觀察。

2 骨密度（BMD）與骨結構（bone structure）的測定

2.1 容積定量CT（VQCT）

VQCT是在三維空間分布上衡量骨強度的方法，對掃描后的興趣區進行表面體積相關方程的數據分析，并自動定位重建圖像，可了解該區域的骨強度及骨幾何學排列狀況。近年來，隨著CT技術的改進提高了QCT測量的精確度并降低了放射劑量，在螺旋CT基礎上的三維影像處理技術，如多平面重組（multiplanar reconstruction，MPR）等更是獲得了長足的發展，VQCT技術已推廣應用于具復雜結構的椎體和股骨近端部位的骨強度評判。它能進行區域性小梁骨和皮質骨的測量，特別是它對骨微結構和骨形態學的評估能力，了解股骨近端各部位的骨強度具有重要作用，并可提供骨幾何學排列狀況方面的信息〔5~7〕。

2.2 外周骨QCT（PQCT）

PQCT是特殊設計的衡量末梢骨狀況的儀器，具有高分辨率圖像的三維重建功能。常測部位為近橈骨遠端處（相當于橈骨全長的4％），新型的PQCT儀改變了以往的單層面掃描，可對較大容積的骨作多層面數據采集。研究表明，PQCT測量周圍骨的橈骨皮質成分有較高敏感性，它不受周圍軟組織重疊影響的容積密度值，且可分開對皮質骨及小梁骨進行精確的體密度定位。且適用于末梢骨和對小動物的骨骼進行測量，對于觀察小動物骨骼對藥物治療的反應較DXA更敏感，有利于了解各種類型的藥物干預后不同類型骨骼成分的反應〔8〕。有研究認為PQCT能同時提供骨量和骨強度的有用信息。Rico等研究表明，橈骨皮質骨的BMD與總BMD（即皮質骨和松質骨）的相關性明顯高于小梁骨和總BMD的相關性。也有研究表明，PQCT所示的年齡性骨量丟失以橈骨皮質的丟失最為顯著，這可能提示該部位的骨皮質BMD比小梁骨BMD更具有代表意義。在PQCT提供的斷面影像上還可計算橈骨橫截面積以及皮質骨慣性力矩等幾何學參數值。橈骨皮質面積是區分非創傷性脊椎骨折者與正常絕經后婦女骨結構特征的敏感指標。橈骨骨密度值和其他幾何學參數值相結合可預測股骨頸骨折及腰椎骨折發生的危險度，這些優勢使這一技術可能成為SPA／SXA或骨組織形態計量學的替代測量法。但也有人認為PQCT測量的周圍骨，對該部骨的變化能否準確反映骨質疏松這一周身性代謝疾病仍待探討。

3 骨結構（bone structure）的測定

3.1 顯微CT技術（mCT）

mCT可直接計算骨體積和總體積之比（BV／TV）和其他一些參數如骨小梁厚度、間隔和數目。能輔以按CT密度調色的特殊顯微CT染色技術，顯微CT的圖像將會和常規病理切片的顯色趨于一致〔9〕。這對于觀測松質骨三維的空間構建，早期發現骨小梁及骨結構的病變，對骨質疏松癥做出早期、明確的病理診斷有了突破性的促進作用。有研究〔10〕顯示，mCT上測得的骨微結構參數結果與骨組織計量學上的數值具有較高的相關性，甚至在制動誘導的骨質疏松模型中，由三維mCT測出的骨丟失程度和骨微結構指標（如骨容積、骨小梁數目）上的變化早于骨組織計量學上的相應指標。因而，mCT檢測小梁骨結構變化在評價骨質疏松時具有很大潛力。因為顯微CT能在病理診斷中發揮作用，也有學者用此來觀察人工材料替代損傷的骨組織時的骨生物力學效應〔11〕。

3.2 定量MR（QMR）

QMR是研究骨小梁與骨髓交界面的磁場梯度以評價骨小梁空間排列的新方法。其梯度回波圖像上測得的骨髓T2值可反映小梁骨網狀結構的密度及其空間幾何形態的特點?；铙w研究顯示，在富含小梁骨區域，T2值與PQCT所測的BMD值高度相關；T2值也是反映小梁骨結構隨年齡變化的最敏感參數，在骨質疏松患者，T2馳豫時間明顯增加。Selby用小梁骨模型發現T2變化與小梁骨自身的彈性模數結構等因素有關〔12〕。目前用T2值來診斷骨質疏松或者確定T2值的有效域值，尚無標準。

3.3 顯微磁共振（μMR）

主要用于小梁骨微細結構的觀察，Wehrli等的活體研究表明，高分辨率MR能區分橈骨DXA測量值較高的骨質疏松患者，并可預測骨質疏松性脊椎變形的發生。MR從視覺的角度清晰地描繪了正常和異常組病人在小梁骨結構上的差異，有學者采用了20種形態學結構參數，如表觀骨容量／總容量（apparent bone volume／total volume，App.BV／TV），表觀小梁間隔（apparent trabecular separation，App.Tb.Sp）、歐拉數E（連通性的小梁骨的數目n于封閉的骨髓腔數目m的差值）、骨髓間隙的星形容積等。也有學者采用紋理參數如粗糙度、對比度、復雜度等參數。在形態結構方面進行進一步的探討，發現這些參數對骨質疏松骨折有顯著的預測作用。但是，各種參數指標的可重復性尚需反復研究論證。MRI在評價骨微結構的優勢在于無放射性，但因操作時間長、成本高等因素的制約，目前尚不能對大批量的人群進行研究〔13~18〕。

3.4 定量超聲（QUS）

QUS利用聲波反射和穿透衰減評價骨的力學特性，主要參數為超聲傳播聲速（SOS）和振幅衰減（BUA）值，前者主要受骨密度及骨彈性的影響，后者主要由骨密度及骨微結構決定。其測量結果不僅與BMD有不同程度的相關，更主要的是提供了可反映骨應力方面的信息。研究顯示，用QUS鑒別骨質疏松性骨折與非骨折人群能力是肯定的。骨質疏松中骨皮質也受累，且疏松的骨骼最終是否骨折由皮質骨決定，而QUS能對皮質骨的多孔和空隙程度進行準確判斷。QUS價廉、便攜、無輻射、儀器價格較低而且可獲得除BMD外影響骨折危險因素的其他信息，頗具研究潛力，但目前QUS重要誤差較大，精確性略低，且采用QUS診斷骨質疏松性骨折標準有可能與DXA不同，這一點還有待于更充分的數據證明，還不能取代已有的BMD測量方法。

4 骨代謝（bone metabolism）的評估

PETCT是將PET提供的組織細胞代謝顯像及在大分子、蛋白質、核酸基礎上進行的分子影像和CT提供的反映組織解剖結構、血流灌注的顯像有機地結合在一起的最先進的影像設備。由于新型正電子放射性藥物（分子探針）不斷被推向臨床應用，目前PETCT已經從傳統的代謝顯像進入到分子顯像的全新時代，對疾病的研究已經從簡單的解剖、血流灌注和代謝研究發展到特征性變化的研究階段。李欽宗等〔19〕利用PETCT設備和18FNaF骨骼中的攝取程度與骨骼的骨血流和成骨細胞的活性成比例的特性，對骨質疏松動物模型骨質中鈣、磷等物質代謝的變化對骨質疏松癥進行診斷，以此為骨質疏松癥的診斷提供新的思路。

5 有限元分析方法的應用

有限元分析（finite element analysis，FEA）是借鑒工程學上評價物體結構強度的公式，包括其形態結構、物體性質及所受負荷等方面的因素而衍生的模擬測量骨生物力學參數的應用數學方法。FEA可以在力學上綜合幾何學和骨礦含量特性上的所有數據，可能會提高對椎體強度的預測能力。在對椎體的研究中，可將這種技術用以評價椎體成形術、椎間盤退變以及椎體骨強度對骨折危險度的影響。這種可稱為體素法的FEA模型（即可將QCT中的體素直接轉換為有限元）目前在相關領域中的應用是最引人注目的。因而可通過FEA方法了解骨質疏松病人脊椎骨可能對骨強度產生重要影響的皮質殼及某些區域海綿骨骨密度和骨形態結構的變化情況。有學者應用MSCT設備及容積性QCT技術上建立的骨質疏松老年婦女椎體的三維PE模型，分析了在生理性載荷（2倍于正常站立位時腰椎的承載）條件下骨質疏松性腰椎椎體的應力分布情況，骨質疏松性椎體骨折老年婦女FEA分析中椎體內具骨折危險性小梁骨體積占骨小梁總體積的比率高于無椎體骨折老年婦女。有限元分析法可成為評價骨質疏松的骨“數量”和“質量”變化的有效手段，將隨著生物力學和工程學的發展而可能在對骨質疏松患者骨強度變化的臨床檢測中發揮重要作用〔20〕。

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篇2

腰肌勞損：夜間睡覺痛，晨起痛。這類疼痛多見于中老年人，往往是長期姿勢不正確，或曾經有外傷留下的肌肉勞損。肌肉勞損形成的疤痕卡住腰部肌肉內的小血管或小神經導致的疼痛。疼痛部位集中在勞損的肌肉，特點是睡覺久了會痛，早上起床前后會痛，走路或按摩后疼痛會緩解，這種腰痛往往伴有局部怕冷、怕風等特點。

腰椎間盤突出：走久了腰痛，常合并腿痛。因為腰椎間盤突出壓迫刺激其周圍的神經就出現了疼痛。如果腰痛合并有腿痛或腿麻一般可確診為腰椎間盤突出癥。因為腰部在軀干的下部，又是軀干活動最頻繁的地方，久坐、久站后會出現腰痛加劇。因此，腰椎間盤突出的人往往晚上睡覺或白天躺在床上休息的時候可使得突出的腰椎間盤稍稍復位，疼痛會減輕，早上甚至完全不痛。

骨質疏松癥：腰背痛、轉身痛、起床痛。骨質疏松癥最常見的表現是腰背部痛，還常常伴有全身疼痛。嚴重的除轉身痛、起床痛之外，彎腰、咳嗽或用力時疼痛也會加劇。此外，骨質疏松痛還有個特征，就是在椎骨上輕輕敲擊的話，疼痛會加劇。這時要警惕是疏松的椎骨發生了裂縫，導致壓縮變扁了。骨質疏松癥多見于中老年人，尤其是抽煙、大量常年使用激素的病人，如哮喘病人等等。此外，通過X線查腰椎或同位素檢測骨密度，可及時發現和診斷骨質疏松癥。

骨癌：半夜痛。如果三更半夜、夜深人靜之際，突然從夢中痛酲，那么這樣的腰痛提示可能患有癌癥。癌癥可能是原發性的，也，可能是轉移性的。骨癌的疼痛是所有癌痛當中最劇烈的，它的特點是活動痛，類似骨質疏松的椎骨壓縮骨折痛。這種病與腰肌勞損經過按摩敲擊后會舒服些的癥狀正好相反。因此，疼痛沒有明確診斷時，不要盲目做按摩和理療。疼痛如果影響休息，比如睡覺時也，痛，一定要到醫院診療。因為慢性疼痛可引發抑郁癥、高血壓、高血糖和心腦供血等問題。對于這些腰痛患者，要注意鍛煉肌肉的力量，骨質疏松癥的人鍛煉肌肉能幫助血液流到骨頭，起到更好的治療效果。

泌尿疾病腰痛：脹痛或鈍痛。泌尿外科最常見引起腰痛的疾病主要有四大類。泌尿系結石（包括腎結石、輸尿管結石）、泌尿系腫瘤、腎積水、腎臟或尿路的炎癥感染。其中，泌尿系結石所發生的疼痛最多見。結石疼痛在腰部的兩側，而腰椎或腰肌的疼痛則主要在腰椎處；疼痛的感覺也不同，前者典型的多是絞痛，疼痛多與結石在體內的活動有關，也可因結石造成梗阻積水僅有隱隱的鈍痛或脹痛，而腰椎痛則多是鈍痛或隱隱作痛。因此，腰痛患者到泌尿外科就診一般會先檢查尿常規和B超。如白細胞高往往表示有泌尿系感染炎癥表現，如紅細胞高，提示可能有泌尿系結石或腫瘤，再通過進一步的B超來篩查和初步診斷。如果這些檢查都正常，醫生一般會建議其轉到骨科就診。

婦科痛：伴有下腹部墜痛、陰道分泌物異常、腰骶部疼痛。引起腰痛的婦科疾病常見的是宮頸炎和盆腔炎，尤其是當炎癥累及到宮骶韌帶時，腰痛會比較明顯。專家也指出，在這類炎癥患者中有10%～20%會出現腰痛癥狀，但最常見的癥狀并非是腰痛，而是下腹部的墜痛。此外，還伴有陰道分泌物增多，當炎癥波及到鄰近的尿道，還會出現尿頻、尿急、尿痛、小便不暢等感覺。盆腔炎往往是急性期（有腹痛、伴發熱、惡心、嘔吐等易誤診為闌尾炎、膽囊炎等而未引起足夠重視）不注意治療，而漸變為慢性炎癥。慢性炎癥時會有腰骶部痛、腹部墜痛、陰道分泌物增多、月經不正常甚至不孕、宮外孕等。如果腰痛還伴有下腹部的墜痛、陰道分泌物增多，要警惕婦科炎癥。另外，還要注意是否合并婦科腫瘤，由于腫瘤壓迫神經或浸潤盆腔結締組織也會出現腰痛。

強直性脊柱炎：早上痛，勞累痛。年輕人忽然感覺到下腰部疼痛，常常容易發生肌肉受傷的歷史。當連續3個月以上晨問明顯痛和久坐鈍痛，要注意是否患上了強直性脊柱炎。該病在年輕男性中比較常見，20～40歲是病情高峰期。這些患者往往有比較典型的晨僵癥狀，就是早晨起床脊柱有僵硬感，這種晨僵有時可以持續數小時之久。長期不活動的人更明顯，往往起床都困難，甚至只能側翻身滾下床沿。有些病人還會伴有髖、膝關節疼痛、頸背部沉困癥狀，有些人還可合并有椎間盤的問題。

篇3

【摘要】 借助Micro-CT評價單純牛骨形態發生蛋白( bovine bone morphogenetic protein， bBMP)異位誘導成骨的長期三維影像學及骨質變化。(20±2) g昆明小鼠21只，麻醉后于雙側股部肌肉中植入bBMP各2 mg，分別于1、2、4、6、8、10、12周各處死3只，切取誘導分化組織，5%戊二醛固定，行Micro-CT掃描和三維重建，運用ABA專用骨骼分析軟件測定組織礦含量 (tissue mineral content， TMC)，組織骨密度 (tissue mineral density， TMD)，骨體積分數(bone volume fraction， BVF)，結構模型指數(structure model index， SMI)，骨小梁厚度(trabecular thickness， Tb.Th)，骨小梁數量(trabecular number， Tb.N)及皮質骨骨密度(bone mineral density， BMD)等參數，運用SPSS10.0統計軟件進行統計學分析。bBMP從植入2周開始逐漸形成一橢圓形骨組織塊，2～4周，異位生成骨呈疏松的新生骨，4周時組織礦含量達第一個峰值，骨小梁數量最多;隨著觀察時間的延長(6～12周)，異位誘導生成的橢圓形骨組織內部骨小梁逐漸吸收，數量減少，12周時骨小梁數量最少;而外層骨組織逐漸塑形成為皮質骨，12周時骨礦含量值、骨小梁厚度、組織骨密度和皮質骨骨密度均達最大值。說明bBMP具有強大的異位骨誘導能力，血供不足時，骨質降解吸收;血供充足時，骨質逐漸成熟改建。

【關鍵詞】 骨形態發生蛋白;異位成骨;骨誘導;骨小梁;MicroCT

Abstract：To assess the 3-D image and changes in quality of osseous tissue produced through ectopic osteoinduction by bovine bone morphegenetic protein over an extended period by means of Micro-CT.Twenty-one Kunming rats(20±2)g were used， 2 mg bBMP were implanted into thigh muscles of both sides of the rat under anesthesia. Three animals of each were sacrificed at 1， 2， 4， 6， 8， 10 and 12 weeks after the implantation. After being harvested， the newly formed bone tissue was fixed with 5% glutaraldehyde， then successively subjected to Micro-CT scan and 3-D reconstruction， measurement of tissue mineral consent(TMC) using ABA software and tissue mineral density(TMD)， determination of bone volume fraction(BVF)， structure model index(SMI)， trabecular thickness(Tb.Th)， trabecular number(Tb.N)， cortical bone mineral density(BMD) and other parameters， 3-D images were created and saved as TIFF files; statistical analyses were carried out by ANOVA (analysis of variance) using Statistics Package for Social Science (SPSS) software.At 2 weeks postimplantation， an oval mass of osseous tissue began to take shape; between 2 to 4 weeks， the ectopic-induced new bone presented as loose cancellous bone tissue， and the mineral content reached the first peak by the 4th week， showing numerous trabeculae; the innermost trabecular of the ectopic-induced lump of osseous tissue were resorbed with their number decreased with time(between 6th and 12th week)， approaching the minimum by the 12th week; the outer part remodeled into cortical bone with TMC， Tb.Th， TMD and BMD of the lump as whole reaching the maximum by the 12th week.Bovine BMP possesses strong ectopic osteoinductivity， but the newly formed bone tissue is resorbed when the blood supply is inadequate， whereas the osseous tissue remodels with progression toward a mature tissue when provided with ample blood supply.

Key words：Bovine bone morphogenetic protein; Ectopic bone formation; Osteoinduction; Trabecular bone; Microcomputed tomography

1 引 言

自1965年Urist[1]首次報道骨形態發生蛋白異位成骨能力到1995年中國食品藥品監督管理局對重組合異種骨[2](主要成分為bBMP)及美國FDA相繼對rhBMP臨床應用的批準，BMP的研究已從實驗室走向臨床。但是，關于BMP仍有許多未解決的問題，例如BMP活性定量，BMP異位成骨的轉歸等。目前，研究主要集中在基因重組的BMP，如rhBMP-2、rhBMP-4及rhBMP-7等，反而忽視對最早通過生物化學方法提取并純化的天然BMP的研究。既然BMP具有強大的異位骨誘導成骨能力，這種異位生成骨是否具有應用價值?其轉歸如何?本實驗就小牛骨中生物提取BMP異位成骨過程中組織學的變化進行長期觀察，借助MicroCT了解成骨骨質變化情況，探討這種異位生成骨進一步應用的可能性，并為BMP相關骨修復研究提供參考。

2 材料與方法

2.1 原材料與設備

bBMP (本研究所綜合骨庫制備)，昆明小鼠(第四軍醫大學實驗動物中心提供)，速眠新(長春軍事獸醫研究所)，eXplore Locus SP型Micro-CT(美國GE公司)， Micview V2.1.2 三維重建處理軟件，ABA專用骨骼分析軟件。

2.2 植入實驗

(20±2) g昆明小鼠21只，麻醉后于雙側股部肌肉中植入bBMP各2 mg，分別于1、2、4、6、8、10、12周各處死3只，切取誘導分化組織，5%戊二醛固定。

2.3 標本掃描

掃描協儀： 44mltube21um150minss

掃描參數：掃描分辨率21μm，旋轉角度360°，旋轉角度增量0.4°，電壓80 kV，電流80 μA，曝光時間3 000 ms，幀平均數為4，像素組合為1×1。

2.4 三維重建

掃描完成后，運用Micview V2.1.2軟件進行三維重建處理。

2.5 分析測試

ABA專用骨骼分析軟件分析測試以下參數：TMC，TMD，BVF，SMI，Tb.Th，Tb.N及皮質骨BMD。

2.6 統計學分析

測試數據表示為均數±標準差，用SPSS 10.0 統計軟件處理，所有數據先行分布正態性分析和方差齊性檢驗，對多組均數的比較采用單因素方差分析，兩組間比較采用t檢驗，P

3 結果

3.1 MicroCT影像學

如圖1(截取任一平面MicroCT掃描圖)所示，除bBMP植入1周時尚無放射性顯影外，從2周開始均有較強的放射線顯影，誘導分化的組織呈橢圓狀，從4周開始，橢圓形組織塊內部顯影的骨小梁數量逐漸減少。表面重建影像學結果見圖2，2周和4周時，組織塊表面呈疏松的蜂窩狀， 6周開始至12周

3.2 分析測試結果

組織礦含量(TMC)測定結果顯示，在2周到4周及10周到12周兩個時間段，組織礦含量有一個加速增加的過程， 4周到8周趨于平穩而略有下降，8周到10周則緩慢上升(見圖4A)，除10周與6周外，其他任何兩組間比較均有顯著統計學意義;組織骨密度(TMD)測定結果顯示， 從2周到8周，TMD呈緩慢上升趨勢，從8周開始到10周加速上升(見圖4B)，除10周與12周外，其余各組間比較均有統計學意義;骨體積分數(BVF)總體呈現下降趨勢(見圖4C)，但變化不明顯，兩組間僅2周和12周比較具有統計學意義;結構模型指數(SMI)測定結果顯示，2周到4周時間段，SMI下降，4周到6周，SMI上升，而從6周開始至12周，SMI持續下降(見圖4D)，除2周與6周，4周與10和12周外，其余組間比較均有統計學意義;骨小梁厚度(Tb.Th)測定結果顯示，2周到4周和10周到12周時間段，骨小梁厚度變化平穩，組間比較無統計學意義，從4周到10周呈加速變寬，組間比較均有顯著統計學意義(見圖4E);骨小梁數量(Tb.N)在4周時最大，且從此加速下降，至8周趨于平穩(見圖4F)，除2周外，4周與其他各組比較均具有顯著統計學意義，而6、8、10及12周兩兩比較均無統計學意義;皮質骨骨密度(BMD)測定結果顯示，2周到8周，各組間比較無統計學意義，皮質骨骨密度無明顯變化，從8周開始到10周時間段快速增加(見圖4G)，2、4、6及8周與10和12周比較均有統計學意義。不同時間點各參數值見表1。

4 討論

尋找理想的骨移植替代物始終是骨移植與骨修復研究領域的熱門課題。即使臨床已經應用的替代物如自體骨、異體骨及各種人工骨和一些初步臨床應用的個體化設計的組織工程骨均不同程度存在諸如取骨量有限、存在潛在病毒感染、免疫排斥反應、新骨形成和材料降解不匹配等諸多問題。因此，有學者開始考慮能否利用BMP異位骨誘導作用將異位生成骨用于骨移植[3-5]。Kusumoto等[6]以I型膠原為rhBMP-2載體在Wistar大鼠肌肉中異位預制了血管化的骨組織，Inoda等[7]以膠原海綿為rhBMP-2載體于Wistar大鼠肌肉中異位構建骨組織，3周時用于修復骨缺損，并與自體骨，異體骨進行了比較，實驗結果令人滿意。然而Cooley等[8]對rhBMP-2異位成骨進行的長期觀察研究表明，這種皮下或肌肉內注射rhBMP-2所誘導生成的異位骨與在骨性組織中長期存在的新生骨不同，異位成骨是短期成骨，異位新生骨會發生吸收，在4周時完全喪失鈣化特征，在其設計的9組實驗中，除4組皮瓣組外，其它5組新生骨在4～5周時均全部消失。

本實驗直接將從小牛皮質骨中提取的天然BMP(二次純化離心所得的塊狀沉淀2mg)未加任何載體，單獨植入小鼠股部肌肉中， MicroCT三維重建發現，除bBMP植入1周時尚無放射性顯影外，從2周開始均有較強的放射線顯影，誘導分化的組織呈橢圓狀，2周到4周時，組織塊表面呈疏松的蜂窩狀， 6周開始至12周則逐漸光滑致密，皮質骨骨密度自2周逐漸增加至12周時最高，很好地印證了影像學所見，與Cooley等所觀察到的rhBMP異位生成骨在4～5周時全部消失不同，bBMP所誘導的異位生成骨4周后仍存活并在改建中。表1 不同時間點各參數值

三維重建圖像顯示， 2、4、6周時異位新生骨以疏松的骨小梁形成橢圓形組織塊，后期則內部骨小梁數量逐漸減少，外部鈣化加強，骨質改建，與檢測得到的組織礦含量(TMC)和組織骨密度(TMD)總體均呈上升趨勢及骨小梁數量(Tb.N)逐漸下降的結果相吻合;骨體積分數(BVF)即骨體積占總體積的比例在本組實驗中也呈下降趨勢，從另一個側面證明了骨小梁數量的減少;結構模型指數(SMI)是通過計算骨骼表面的曲率來描述骨小梁板狀和桿狀的程度的指數，理想的板狀骨小梁和桿狀骨小梁的SMI數值分別為0和3，發生骨質疏松時，骨小梁從板狀向桿狀轉變，SMI數值增加[9]。本組實驗中，SMI值在6周時為最高約2.07，在12周時為最低約0.81，即6周時骨小梁接近桿狀，而12周時接近板狀，骨質明顯改建;本組實驗中骨小梁平均厚度(Tb.Th)持續增加則更加充分地說明了骨小梁的進一步改建。

Seiya等[10]以βTCP作為rhBMP-2載體在體內肌肉中異位構建血管化的自體骨，結果表明，血管化在異位骨的形成和維持中起著至關重要的作用。本實驗直接異位植入塊狀bBMP，誘導形成的橢圓形組織塊外周被肌肉所包繞，有著豐富的血供，骨質未見明顯吸收，而組織塊內部，由于沒有載體支架，血管長入困難，血供差，部分骨小梁逐漸吸收降解，提示血供在異位骨的形成和維持中可能起著重要作用，后續實驗應將進一步探討血管化和血供在bBMP異位成骨中的作用。

bBMP無需任何載體即可在肌肉中異位成骨，本實驗橢圓形異位骨組織塊內骨小梁在4周以后開始吸收減少，但內部殘存骨小梁和外層骨質不僅持續存活，而且，骨質進一步塑形改建，提示bBMP異位生成骨存在潛在的應用價值。

參考文獻

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[6]Kusumoto K，Bessho K，Fujimura K， et al. Prefabricated muscle flap including bone induced by recombinant human bone morphogenetic protein-2: an experimental study of ectopic osteoinduction in a rat latissimus dorsi muscle flap[J].British Journal of Plastic Surgery ， 1998 ， 51: 275-280.

[7]Inoda H，Yanmmoto G，Hattori T.rhBMP2 induced ectopic bone for grafting critical size defects： a preliminary histological evaluation in rat calvariae[J].Int J Oral Maxillofac Surg， 2007， 36(1):39-44.

[8]Cooley BC， Daley RA，Toth JM.Long-term BMP-2 induced bone formation in rat island and free flaps[J]. Microsurgery， 2005， 25(2): 167-173.

篇4

每天八杯，你喝的水安全嗎？

我們喝的水安全嗎？聽到這個問題，或許很多人都無法自信地做出肯定回答，因為我們并不知道日常所喝的水中到底有什么不安全不健康的因素。我國每年的廢水排放量約為1000億立方米，其中80%左右的廢水是未經處理就直接排入水體的，造成了水源，特別是地表水的嚴重污染。全國七大江河和內陸河的110個重點河段統計表明，符合《地面水環境質量標準》一、二類的僅占32%，三類的占29%，四、五類的占39%。長江和珠江水質為四、五類的河段已超過20%；黃河、松花江、遼河屬四、五類的河段已超過60%；淮河大部分支流的水質常年在五類以上。由此可見，我國的淡水資源已是傷痕累累，面目全非，我們又何來信心，敢說我們喝的水是安全的呢？據世界衛生組織公布的數據，人類所發生的疾病70%～80%直接與水有關。例如風濕性關節炎、消化不良、高血壓、高膽固醇、糖尿病、哮喘、過敏、甲狀腺腫大等癥狀都和飲水衛生狀況密切相關。那么，我們通常的飲用水又有哪些問題呢？以下將對三類常見飲用水逐一進行分析：

一、自來水

自來水的不安全因素主要有六個方面：水源污染（特別是人口稠密、工業發達的地區）；治水工藝百年未變，已無法適應水源污染愈演愈烈的現狀；輸配管道存在二次污染；大量使用氯制劑消毒（俗稱漂白粉）；重金屬污染（汞、鉛、鉻等）；細菌病毒（乙肝病毒等）。自來水經燒開后飲用，是我們現在最常見的飲水方式?？墒?，飲用開水并不利于我們的健康，原因是水中的含氧量急劇下降，水分子的六邊形環狀結構也被破壞，而這種六邊形環狀結構的水分子與人體的細胞最具親和力；水中的細菌和病毒并沒有被完全殺死，已被殺死的細菌和病毒的“尸體”仍在水中，并成為“熱源”（一種過敏性物質）導致無名熱；水燒開后，水中重金屬、氰化物、砷化物、亞硝酸鹽等有害物質并無法濾除；自來水中的漂白粉也成為余氯，而氯氣是有毒氣體，經過加熱至90℃～100℃生成三氯甲烷，而三氯甲烷是A級致癌物質。

二、桶裝水

市面上大部分桶裝水為酸性水，人如果長期飲用會導致酸性體質，而酸性體質乃萬病之源。其次，桶裝水也存在二次污染問題。當一桶新水啟封后，空氣里的細菌和飲水機都會對飲用水造成二次污染。每當從水龍頭中放出一定體積的水，就會同時從周圍環境中補充等量體積的空氣進入桶裝水中。在清潔的環境下，每立方米空氣中有4000個左右的細菌，隨著桶里的水越來越少，空氣越來越多，進入水體的細菌數量也日益增多，并隨著時間的推移不斷繁殖增生，造成了飲用水、飲水機的二次污染。除了空氣中的細菌進入水桶之外，在飲水機的自儲水膽中，一直有近1000毫升的水，這是被人們忽略但容易滋生細菌的地方。當一桶水用完，換下空桶時，往往忽視了飲水機內膽中的水，久而久之，自然變成了細菌滋生的溫床。

三、瓶裝水

目前市面上的瓶裝水主要分為純凈水、礦物質水、礦泉水這三大類。

純凈水是將自然水采用反滲透、電滲析、蒸餾和離子交換等不同處理方式制作而成的。飲用水的制作過程中，在除去水中的細菌、病毒和污染雜質的同時也除去了幾乎所有對人體有益的礦物質和微量元素。然而飲水是提供人體必需的礦物質和微量元素的重要途徑之一。人體一旦缺乏這些元素，就會造成營養失衡，尤其是對生長發育過程中的未成年人的健康造成影響，嚴重者可出現虛脫、昏厥、肌肉震顫等疾病。孕產婦、嬰幼兒和老年人常飲用純凈水更能造成多種不良后果。

礦物質水并不是礦泉水，它實際上是純凈水的變種，是一種人工合成的水，就是在純凈水中添加適量的硫酸鎂和氯化鉀兩種物質，所含礦物質呈離子狀態，不易被人體吸收，其水質也呈酸性。然而目前國家尚未制定礦物質水的標準，只有企業自訂的標準作為質量控制標準。

礦泉水中只有天然礦泉水對人體健康是有利的，但是好品質的天然礦泉水對于水源地的要求也是最高的。好水源的天然礦泉水比較少，一般都在遠離交通和經濟發達的地區。所以，只有標注著“天然礦泉水”字樣的國標代號，標注著產品水源地和所含礦物質具體種類及含量的礦泉水，才有可能是安全健康的飲用水。

對于大部分人來說，只飲用天然礦泉水并不現實。等待國家建立一套完善的飲用水保障體系，或者根治水源污染，必然是一個長期而艱巨的過程。但是，人民對于優質飲用水的需求卻迫在眉睫，唯有依靠——家用終端水質處理器——也就是凈水機，來達到凈化水質，維護自身安全和健康的目的。為此，國內外的凈水技術研究者做了大量研究工作，取得了豐碩的成果并運用到家用水質處理器的生產開發中。目前，市面上各種概念和形式的家用水質處理器種類繁多，層出不窮，歸根結底，一臺真正的好品質的水質處理器必須能夠同時解決目前水質污染中存在的三方面污染問題：1、物理污染：即水中含有的細微泥沙、鐵銹等雜質，以及肉眼看不到的重金屬微粒和放射性元素。2、化學污染：它的主要來源是工廠排放的廢氣、廢水和廢渣，農業上使用的農藥、化肥、除草劑和殺蟲劑，以及我們生活中的洗衣粉水和肥皂水。這些有害的有機物成了我們今天腫瘤發病的最主要因素。3、生物污染：即水中含有大量的細菌和病毒，它是危害人體健康的一大殺手，也是瘟疫傳播的一種最常見的途徑。而能夠真正同時解決上述三個問題并非易事，在魚龍混雜的凈水機市場，應用高頻生物電磁這一頂尖技術的BONGO班古X60水機的問世絕對讓人們眼前一亮！

十年一劍，打造鉆石品質

任何成功絕非一蹴而就，2002年BONGO班古X60電磁水機立項，開始致力于高頻電磁技術的研究；2003年成功開發高頻電磁模型，成功開發電磁磁力線可以作用于水；2004年成功開發磁力線網作用于水，實驗室狀態下的小分子水實驗完成；2005年成功開發BONGO班古X60產品所需的電磁特殊材料，完成特殊電磁線圈配置的契合；2006年小分子水穩定的實驗成功；2007年和2008年第一、二代標準化BONGO班古X60樣機先后研制成功；2009年進行了BONGO班古X60電磁水機的安全性實驗；2010年進行了班古X60電磁水機功效性實驗，BONGO班古X60電磁水機中國研發中心和生產基地建立；2011年建成標準十萬臺量的生產車間，實現數字級的管理標準，BONGO班古X60水機成功問世；2012年BONGO班古X60水機進入實驗階段；2013年BONGO班古X60水機正式通過核磁共振，達到技術指標標準，BONGO班古X60水機正式定性生產，中國市場。十年的成長和求索，其科研歷程可謂艱辛，但其科研碩果卻令人欣慰。

班古制造從2002年開始，立志為全人類尋找復歸好水品質的方法，終于十年磨一劍，打造出BONGO班古X60水機這一款家用水質處理器設備。班古實驗室研究人員將獨特的X60高磁技術、分子誘導技術、磁性材料合成技術應用到水處理領域，實現了生活用水的小分子化，為人類的健康長壽和生命質量的提升提供了有力支持，使百姓能夠走進水的鉆石時代。

BONGO班古X60水機是物理科學和生命科學相結合的產物，它的工作原理是讓普通水以一定流速，首先通過水機的前置裝置對水進行初過濾，再沿著磁力線網垂直的方向，通過X60定義高強度的磁場，將普通水切割成小分子團水。小分子團水能夠順利通過人體活細胞膜，增加營養物質進入細胞內的速度和數量，促進細胞內的代謝產物排泄出活體細胞外，增加人體細胞的生命代謝能力，所以班古制造把世界各地長壽地區的水所具備的這一重要特征復原。水機的寬頻、高磁的電磁波和磁感線的工作步驟依次為——磁感線切割大分子水團為小分子團，水的能量恢復；電磁波和磁感線改變有害物質的分子結構；電磁波和磁感線的殺菌、消毒；微量元素和礦物質的離子化。經過強磁場處理后，自來水中原本以游離氯形式存在的氯和水被激活生成鹽酸和次氯酸，次氯酸又分解為鹽酸和新生態氧。新生態氧具有極強的氧化作用，可以殺菌、消毒、滅藻，而鹽酸電離后生成了氯離子和氫離子，氯離子與水中的鉀、鈉、鈣、鎂等金屬離子結合成鉀鹽、鈉鹽、鈣鹽、鎂鹽，這樣，水中原有的各種微量元素和礦物質得以保留。這就是水經過磁場處理的神奇功效，有害的余氯變成了無害的，自來水在保留原有優點的基礎上克服了不足，從而提升了質量，使飲用水達到“潔凈”、“健康”的品質。

功效非凡，喝出來的健康

經過實驗驗證，BONGO班古X60水機具有以下功效：1、使用BONGO班古X60水機處理后的水一年后，體檢發現，凡是安裝該水機的家庭成員的成年人，動脈內壁都很光滑，通透，沒有任何附著物及硬化現象，更沒有狹窄、堵塞的現象。血液內所有生理指標都正常。2、體外實驗，頭皮屑、腳氣、下肢皮膚瘙癢、慢性過敏性鼻炎、青春痘、褥瘡、痤瘡、燒傷、燙傷、擦傷，在1-3個月的時間內癥狀均有明顯改善。3、飲用BONGO班古X60水機的水，尿道結石造成的血尿、尿痛，3-5天即可緩解。4、對癌癥患者的影響，根據研究，對肝癌晚期患者可促進食欲，降低疼痛，改善癥狀。5、解聚紅細胞實驗。喝小分子水之前：紅細胞呈錢串狀，活性較差，血液中有較大的膽固醇結晶，血液粘稠度較高，攜氧力低下，易形成動脈粥樣硬化，喝小分子水40分鐘后：用顯微鏡觀察，紅細胞的分布明顯改善，形態飽滿均勻，流動性好，視野中未見大塊膽固醇結晶，說明血粘度降低，細胞攜氧能力提高，活力增強，說明小分子水有很強的解聚紅細胞、改善微循環的功效，血液得到凈化。

不僅如此，BONGO班古X60水機對人體健康益處頗多：1、幫助營養吸收、改善腸胃功能、促進體內新陳代謝、提高人體免疫，具有消炎、殺菌、增加細胞活力和生物活力等功效。2、使水能夠迅速滲透細胞膜，可明顯降低血液粘稠度和血清中總膽固醇、甘油三酯的含量，有降低血壓和減緩心率過速的作用，對動脈硬化有顯著的抑制作用。能有效預防心血管疾病的發生，減少腦溢血或冠狀動脈硬化的發生率。長期飲用可改善高血壓、動脈硬化、血栓癥、肥胖、尿道炎、胃炎及便秘等癥狀。3、BONGO班古X60水機的磁化生物效應，具有保護、清理血管的作用，有利于人體內結石排出和預防結石形成。4、改善全身血液循環，起到防止骨質疏松的作用。5、使人體內分泌狀況得到改善，促進新陳代謝，維持生理平衡和細胞應有的機能和活性、進而起到美容護發和防治皮膚病的作用。6、降解自來水中余氯的有害性，處理為無害的安全水。7、用磁化水漱口，能有效去除牙結石，防治牙齦炎，使牙齒潔白強健。8、磁化水沐浴，避免粉刺生成，減緩過敏性皮膚癥狀，使皮膚柔嫩光滑且深層保濕，強健發根、防止落發、減少頭皮屑。

上下求索，只因責任使然

作為一個在生命科學領域探索、開發民用產品的企業，班古實驗室的工作人員一直苦心鉆研能夠突破生物電磁技術應用于飲用水領域的壁壘，不斷求索。負責技術研發的工程師介紹說：“我們一直在尋找一個契合點，就是把祖國醫學中古老的療病方法與現代生物醫藥領域的尖端技術相結合的最佳方法。因為藥物雖然可以有效地治療病痛，但是它為什么具有治療效果，目前還沒有十分明確的定論，而藥物給人體帶來的副作用是肯定的。如何用一種和諧的力量，規避這樣的弊端是我們一直以來的思考和鉆研方向?！笔顾涍^磁場處理應用于人體保健是我國古已有之的養生方法，但其精華部分幾近失傳，如令這一古老而又尖端的生命科學重新造福高速運轉下的現代社會，突破人類亞健康現狀，就需要一種整合思想。現代科學的迅猛發展也確實促使電磁學、生物電磁學、電機、細胞學的整合研究成為可能。這是一項艱苦同時也值得的研究。因此，班古在國內建立了高效的研發體系和機制，向全球吸納一流的專業和技術人才。

班古工程師還介紹說：“舉例來說，當日本科學家發現水本身有‘記憶力’，一旦被污染，任憑你如何消毒，它曾被毒害的記憶都無法清除時，那么如何使用無害的物理方法清除它的毒害記憶，還原水的原生品質和功能就是我們不得不去介入研究的領域了?！闭腔谶@種精益求精，負責到底的態度，才使得BONGO班古X60水機能夠擁有完善的技術和超高的品質。