大鼠股骨骨折愈合影響論文
時(shí)間:2022-07-16 09:20:00
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他汀類(lèi)藥物是目前臨床用于降低膽固醇、預(yù)防心血管疾病的常用藥物,其功能機(jī)制是抑制羥甲基戊二酰輔酶A還原酶,從而降低肝臟膽固醇的合成.Mundy等[1]的探究第一次表明,他汀類(lèi)藥物具有激活成骨細(xì)胞、促進(jìn)骨合成代謝功能,這一發(fā)現(xiàn)為臨床治療骨質(zhì)疏松和骨折愈合提供了新的思路,成為目前對(duì)于探究骨代謝新藥的一個(gè)熱點(diǎn)新問(wèn)題.為了進(jìn)一步探索該藥物的成骨功能及其機(jī)制,我們通過(guò)建立大鼠骨折模型[2]的方法,進(jìn)行了該藥物對(duì)大鼠骨折愈合影響的初步實(shí)驗(yàn)探究.
1材料和方法
1.1動(dòng)物模型制備和分組健康12周齡雌性SD大鼠20只,體質(zhì)量(238±22)g.以10g/L戊巴比妥鈉按40mg/kg腹腔注射麻醉,麻醉成功后,將大鼠仰臥于手術(shù)臺(tái)上,常規(guī)去毛、備皮、碘伏消毒,于右大腿中段外側(cè)取縱形皮膚切口,長(zhǎng)約2cm,沿股外側(cè)肌間隙鈍性分離進(jìn)入達(dá)股骨干,固定股骨,在骨干中1/3段用線鋸鋸斷成橫行骨折,此過(guò)程中注重保護(hù)坐骨神經(jīng)和肌肉組織,然后,以直徑約1.5mm的克氏針逆行穿入骨折近端且從后側(cè)股骨大粗隆穿出,復(fù)位骨折后再將其順行穿入骨折遠(yuǎn)段髓腔,生理鹽水沖洗,逐層關(guān)閉傷口.然后,將動(dòng)物隨機(jī)分成兩組(每組10只)摘要:給藥組(Fracture+Simvastatin)以5mg/kg隔日灌胃給辛伐他汀藥物一次;對(duì)照組(Fracture+Vehicle)以同樣方法給和等量的生理鹽水.
所有的受試大鼠在術(shù)后6wk處死,并且處死前第10日和第4日分別皮下注射鹽酸四環(huán)素和鈣黃綠素行雙熒光標(biāo)記,處死后的大鼠取右側(cè)股骨標(biāo)本.
1.2觀察指標(biāo)
1.2.1CR攝片將大鼠完整右側(cè)股骨干骨折標(biāo)本經(jīng)計(jì)算機(jī)X線攝相儀(CR)攝片(距離摘要:90cm、電壓摘要:40KV、電流摘要:3.2mA%26#12539;s),觀察大鼠股骨骨折骨痂的連續(xù)性和測(cè)量骨痂最大直徑.
1.2.2密度測(cè)定應(yīng)用NorlandXR36雙能X線骨密度測(cè)量?jī)x(DEXA,美國(guó)),采用小物體掃描模式,準(zhǔn)確度0.01%,掃描速度60mm/s,分辨率(resolution)1.0mm×1.0mm,掃描寬度5.0cm的參數(shù)值,進(jìn)行右側(cè)股骨中1/3段(骨痂)骨密度的測(cè)量.測(cè)量時(shí),將固定骨折部位的克氏針拔除,其范圍包含了以每個(gè)骨折部位為中心的無(wú)克氏針矩形區(qū)域,即摘要:感性趣區(qū).
為了評(píng)價(jià)精確度,隨機(jī)選取一例,在位置不變的情況下,連續(xù)測(cè)量BMD各5次,精確度用變異系數(shù)CV表示(CV=5%).
1.2.3形態(tài)學(xué)染色將骨折骨痂標(biāo)本,置入40g/L多聚甲醛和0.6mol/L戊二醛混合緩沖固定液中(pH=7.2~7.4),在4℃條件下固定24~48h,再經(jīng)0.3mol/LEDTA2Na緩沖液(pH=7.4,4℃)脫鈣,隔5~7h更換脫鈣液,經(jīng)過(guò)3~5wk后,經(jīng)鑒定,脫鈣完全.然后,梯度乙醇脫水,二甲苯透明,縱向石蠟包埋,5μm連續(xù)切片,HE染色,透明后中性樹(shù)膠封片,Olympus顯微鏡下作普通光鏡觀察.
1.2.4骨組織形態(tài)計(jì)量學(xué)測(cè)定將骨痂標(biāo)本固定后逐級(jí)脫水,浸入3∶7的甲基丙烯酸甲酯中24h[真空負(fù)壓651.88mmHg(1mmHg=0.133kPa),1次],然后以半聚合甲基丙烯酸甲酯包埋制成實(shí)驗(yàn)標(biāo)本.采用JungK硬組織切片機(jī),每個(gè)標(biāo)本連續(xù)切6張10μm和4張5μm厚的不脫鈣骨切片,其中5μm薄片采用甲苯胺藍(lán)染色用于普通光學(xué)顯微鏡下觀察和測(cè)量,10μm厚片用于熒光顯微鏡下觀察測(cè)量.
統(tǒng)計(jì)學(xué)處理摘要:實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立EXCEL數(shù)據(jù)庫(kù),資料用SPSS11.0來(lái)處理,采用成組t檢驗(yàn).數(shù)據(jù)用x±s表示,以P<0.05表示具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義.
2結(jié)果
2.1CR攝片觀察觀察大鼠離體右側(cè)股骨干CR片發(fā)現(xiàn),對(duì)照組和給藥組大鼠骨折端均有連續(xù)性骨痂包繞,骨折線模糊或消失,骨痂量沒(méi)有明顯的差別,未發(fā)現(xiàn)內(nèi)固定克氏針?biāo)蓜?dòng)現(xiàn)象,但是,給藥組有3只股骨干的骨折骨痂塑形明顯好于對(duì)照組;測(cè)量所得兩組骨痂最大直徑寬度,對(duì)照組摘要:(4.35±0.48)mm,給藥組摘要:(4.43±0.39)mm,經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析差異無(wú)顯著性(P>0.05).
2.2骨密度測(cè)量骨痂骨密度測(cè)量結(jié)果(g/cm2)顯示,對(duì)照組摘要:0.1208±0.0101,給藥組摘要:0.1292±0.0075,經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析差異有顯著性(P<0.05).
2.3組織學(xué)觀察給藥組和對(duì)照組比較骨痂中均主要以骨性骨痂為主,軟骨骨痂少見(jiàn)或基本消失,小梁骨成熟度較高,成骨細(xì)胞功能活躍,破骨細(xì)胞少見(jiàn),不典型,骨小梁粗細(xì)均勻一致,間距無(wú)明顯增寬,二者比較無(wú)明顯的組織形態(tài)學(xué)差異.
2.4骨組織形態(tài)計(jì)量學(xué)測(cè)量對(duì)照組及給藥組的BV/TV(%),Tb.Th(μm),Tb.N(#/mm),Tb.Sp(μm)分別是31±5,40±6;157±48,136±38;3.0±0.4,3.8±0.5;351±25,314±25.其中,兩組Tb.Th經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析差異無(wú)顯著性(P>0.05),BV/TV,Tb.N,Tb.Sp經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析差異有顯著性(P<0.05).
3討論
他汀類(lèi)藥物是臨床上廣泛應(yīng)用的一種降血脂藥物,然而,Mundy等[1]通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn),在對(duì)3萬(wàn)多種天然或人工化合物的篩選中,意外發(fā)現(xiàn)它還是所選藥物中唯一具有激活成骨細(xì)胞、促進(jìn)骨合成代謝功能的藥物.該實(shí)驗(yàn)將他汀類(lèi)藥物加入小鼠(2T3)和人(MG63)成骨細(xì)胞培養(yǎng)液中,經(jīng)印跡雜交方法分析顯示,BMP2mRNA的表達(dá)水平明顯提高,而且BMP2的表達(dá)成特異性,但它并沒(méi)有增加BMP4、IL6、甲狀腺素及相關(guān)多肽的表達(dá).在經(jīng)2.5μL辛伐他汀處理的人MG63成骨細(xì)胞培養(yǎng)液中,BMP2的產(chǎn)量可增加2.7倍.體外藥物實(shí)驗(yàn)證實(shí),辛伐他汀可刺激成骨細(xì)胞增加特異性熒光素酶的活性.但是,這一功能可以被還原酶的下游代謝產(chǎn)物甲羥戊酸所阻斷,盡管甲羥戊酸可能和細(xì)胞膽固醇合成通路無(wú)關(guān),但仍提示他汀類(lèi)藥物的促骨形成功能和此酶受抑制有關(guān).此外,他汀類(lèi)藥物還可提高體外培養(yǎng)的新生小鼠顱蓋骨細(xì)胞的數(shù)量和新骨生成量.
Sugiyama等[3]進(jìn)行了更深入的探究,他們將一種包含了人類(lèi)BMP2基因5’F啟動(dòng)子區(qū)的熒光素酶報(bào)告基因轉(zhuǎn)染給人類(lèi)骨肉瘤細(xì)胞,在加入辛伐他汀后發(fā)現(xiàn),該藥物具有促進(jìn)骨肉瘤細(xì)胞BMP2基因表達(dá)的專(zhuān)一性.而對(duì)于BMP4或猴病毒40啟動(dòng)子活性幾乎沒(méi)有影響,通過(guò)反轉(zhuǎn)錄PCR分析和堿性磷酸酶檢測(cè)顯示其能誘導(dǎo)BMP2mRNA和蛋白表達(dá)的增加.
目前,對(duì)于他汀類(lèi)藥物的探究結(jié)果并不一致,Mundy等[1]的實(shí)驗(yàn)認(rèn)為他汀類(lèi)藥物促進(jìn)骨形成,抑制骨吸收;而Maritz等[4]認(rèn)為不同的他汀類(lèi)藥物和劑量對(duì)骨的影響是不一樣的,高劑量既增加骨形成,又增加骨吸收;低劑量降低骨形成,同時(shí)增加骨吸收;并且不能阻止因卵巢切除所引起的骨丟失;Bjarnason等[5]認(rèn)為氟伐他汀在目前臨床治療劑量下對(duì)骨再建參數(shù)沒(méi)有影響,而其他他汀類(lèi)藥物則有待進(jìn)一步探究.在臨床探究中,他汀類(lèi)藥物是否具有骨保護(hù)功能而降低骨折危險(xiǎn)性,也存在截然相反的觀點(diǎn)[6-9].
本組實(shí)驗(yàn)中給藥組和對(duì)照組比較發(fā)現(xiàn),給藥組離體股骨骨痂塑形較好,雖然組織形態(tài)學(xué)未見(jiàn)明顯差異,但是,BMD值顯著增加,骨組織形態(tài)計(jì)量學(xué)參數(shù)中,BV/TV,Tb.N值顯著增加,Tb.Sp值顯著減少,表明骨量增加.由此可見(jiàn),辛伐他汀具有明顯的成骨功能,這種成骨功能表現(xiàn)為離體股骨骨痂骨密度和骨量的增加,反映在骨組織形態(tài)計(jì)量學(xué)靜態(tài)參數(shù)指標(biāo)中,主要是通過(guò)顯著增加Tb.N(P<0.05),而不是增加Tb.Th(P%26gt;0.05),這也間接說(shuō)明,該藥物對(duì)骨吸收的功能并不是顯著抑制.
從各方面的探究來(lái)看,認(rèn)為他汀類(lèi)藥物促進(jìn)骨形成的功能機(jī)制主要是通過(guò)增加BMP2啟動(dòng)因子的數(shù)量,從而促進(jìn)成骨細(xì)胞合成BMP2,而B(niǎo)MP2是公認(rèn)的成骨細(xì)胞轉(zhuǎn)化促進(jìn)因子[10].有關(guān)他汀類(lèi)藥物直接的對(duì)骨折愈合影響的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)探究目前報(bào)道甚少,本實(shí)驗(yàn)我們嘗試從骨組織形態(tài)計(jì)量學(xué)方面來(lái)探索其對(duì)骨折愈合的影響,探究結(jié)果初步證實(shí),辛伐他汀可以顯著增加骨折骨痂的骨量和骨密度,具有促進(jìn)骨折愈合的功能;但是,由于骨組織形態(tài)計(jì)量學(xué)動(dòng)態(tài)參數(shù)指標(biāo)受骨痂成熟度的影響明顯,給實(shí)際測(cè)量帶來(lái)不確定性,因此,本實(shí)驗(yàn)未采用該指標(biāo)的測(cè)量和統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn),對(duì)于該指標(biāo)更確切的觀察,應(yīng)在骨痂改造塑形基本或全部完成后進(jìn)行.這也提示摘要:用骨組織形態(tài)計(jì)量學(xué)指標(biāo)進(jìn)行骨折愈合探究時(shí),應(yīng)在骨折愈合的后期.
【參考文獻(xiàn)
[1]MundyG,GarrettR,HarrisS,etal.Stimulationofboneformationinvitroandinrodentsbystatins[J].Science,1999,286(5446)摘要:1946-1949.
[2]MurakamiS,NodaM.Expressionofindianhedgehogduringfracturehealinginadultratfemora[J].CalcifTissueInt,2000,66(4)摘要:272-276.
[3]SugiyamaM,KodamaT,KonishiK,pactinandsimvastatin,butnotpravastatin,inducebonemorphogeneticprotein2inhumanosteosarcomacells[J].BiochemBiophysResCommun,2000,271(3)摘要:688-692.
[4]MaritzFJ,ConradieMM,HulleyPA,etal.Effectofstatinsonbonemineraldensityandbonehistomorphometryinrodents[J].ArteriosclerThrombVascBiol,2001,21(10)摘要:1636-1641.
[5]BjarnasonNH,RiisBJ,ChristiansenC.Theeffectoffluvastatinonparametersofboneremodeling[J].OsteoporosInt,2001,12(5)摘要:380-384.
[6]ChanKA,AndradeSE,BolesM,etal.InhibitorsofhydroxymethylglutarylcoenzymeAreductaseandriskoffractureamongolderwomen[J].Lancet,2000,355(9222)摘要:2185-2188.
[7]MeierCR,SchliengerRG,KraenzlinME,etal.HMGCoAreductaseinhibitorsandtheriskoffractures[J].JAMA,2000,283(24)摘要:3205-3210.
[8]ReidIR,HagueW,EmbersonJ,etal.EffectofpravastatinonfrequencyoffractureintheLIPIDstudy摘要:Secondaryanalysisofarandomisedcontrolledtrial.Longterminterventionwithpravastatininischaemicdisease[J].Lancet,2001,357(9255)摘要:509-512.
[9]WhitfieldJF.Statins摘要:Newdrugsfortreatingosteoporosis[J]?ExpertOpinInvestigDrugs,2001,10(3)摘要:409-415.
[10]張勝利,王金平.骨質(zhì)疏松骨折愈合過(guò)程中TGFβmRNA的基因表達(dá)[J].第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),2001,22(6)摘要:497-500.