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目的:研究兔胫骨骨搬移延长过程中外周血骨形态发生蛋白2(Bone morphogenetic protein2,BMP2)和转化生长因子β1(Transforming growth factor-β1,TGF-β1)的表达及其与搬移过程中骨再生的骨痂量相关性,探讨BMP2和TGF-β1作为监控指标调控搬移速度的可行性。方法:运用RauchF等的兔胫骨搬移延长方法稍加改良建立兔胫骨骨搬移延长动物模型。实验所需的44只动物均由我校实验动物中心提供,为6月龄成熟的雄性新西兰大白兔。实验分为分两个部分:第一部分,随机选择20只健康成熟雄性新西兰大白兔,随机分为4组,每组5只。A组为5mm胫骨缺损对照组,BCD组为不同搬移速度实验组,分别给予截骨术造模和骨搬移造模处理。造模术5天后,对BCD组分别以0.5mm/天(每天1次)、1.0mm/天(每天2次)、1.5mm/天(每天3次)的搬移速度进行胫骨搬移延长干预,使A组兔子达到术后35天胫骨固定,BCD组兔子胫骨最终均延长30mm。分别在A组的术前、术后第5天、术后第11天、术后第17天、术后第23天、术后第29天、术后第35天共7个时间点和BCD组的术前、潜伏期第5天、搬移期6mm、12mm、18mm、24mm、30mm共7个时间点分别抽取并检测血清BMP2、TGF-β1浓度,并拍摄X片和骨密度值/骨矿含量进行结果对比。第二部分,另取24只成熟新西兰大白兔,随机分为4组,拟在术后每个时间点处死取材1只兔子,故需每组6只兔子。A组为对照组,BCD组为不同搬移速度实验组,分别给予截骨术造模和骨搬移造模处理。BCD组在潜伏期5天后,分别以0.5mm/天(每天1次)、1.0mm/天(每天2次)、1.5mm/天(每天3次)的搬移速度进行胫骨搬移延长干预,每组每个时间点均随机杀死一只兔子取材骨搬移间隙组织,甲醛固定后制作蜡块进行H&E染色和masson染色分析评估搬移间隙骨痂形成情况。结果:成功建立了实验组和对照组兔的胫骨搬移延长模型,并全部进入结果分析。1.A组血清BMP2在术后潜伏期第5天轻度增高,并在术后11天开始随着时间推移而逐渐呈现上升趋势,至实验结束时间点(术后35天)达到最高浓度;B组血清BMP2术后呈现快速上升表现,在搬移期12mm(术后29天)达到最高浓度水平,为术前水平的2.5倍,随后快速下降,在搬移期24mm(术后53天)和搬移期30mm(术后65天)基本回到术前水平。C组血清BMP2在术后较快增高,至搬移期18mm(术后23天)达到最高浓度水平,为术前水平的2倍,并保持此水平至搬移期30mm(术后35天);D组血清BMP2在术后潜伏期第5天呈轻度上升并在整个搬移期在此水平范围波动至搬移期30mm(术后25天)。ABCD四组间血清BMP2浓度比较,术前和潜伏期两时间点的血清BMP2浓度差异均无统计学意义(P>0.05);在BCD组搬移6mm和A组术后11天,B组(59.06±5.41)和C组(50.06±2.14)均高于A组(31.04±5.91),A组和B组、A组和C组血清BMP2浓度差异有统计学意义(P0.05);在搬移12mm时间点A组(0.032±0.017)高于D组(0.0001±0.0017),差异有统计学意义(P<0.05);B组(0.0366±0.008)高于D组(0.0001±0.0017),差异有统计学意义(P<0.05);在搬移18mm时间点B组(0.103±0.03)高于A组(0.0227±0.004),差异有统计学意义(P<0.05);B组(0.103±0.03)高于C组(0.03±0.026),差异有统计学意义(P0.05)。3.在H&E染色中,ABCD组近截骨端骨痂相比较,对照组术后35天可见新生骨痂骨量较多但排列紊乱;B组搬移30mm(术后65天)可见骨搬移区域主要为纤维组织填充,有少许骨痂;C组搬移30mm(术后35天)可见骨搬移间隙新生骨痂骨量多且呈同一方向排列;D组30mm(术后25天)可见部分新生骨痂填充骨搬移间隙,且骨痂基本呈同一方向排列。4.在Masson染色中,A组术后35天可见骨缺损间隙近截骨端为矿化骨组织,骨缺损中部主要为软骨组织;B组搬移30mm的搬移间隙近截骨端可见少量矿化骨和部分脂肪组织,搬移间隙中部可见部分矿化骨,且新生骨组织呈同牵张方向同向规则排列;C组搬移30mm的搬移间隙近截骨端可见部分矿化骨,骨痂量较B组同部位骨痂量多,且基本呈同一方向规则排列,骨搬移间隙中部新生骨组织骨痂量较B组减少,整个C组搬移间隙骨痂分布较均匀;D组搬移30mm的搬移间隙近截骨端和中部均可见少量骨痂,但骨痂量均较B组和C组少。结论:1.血清BMP2和TGF-β1的浓度水平变化具有作为调控搬移速度潜能。2.本实验结果表明,兔胫骨搬移的最适搬移牵张速度为1mm/d。3.搬移速度不会改变骨痂形成时间,不同搬移速度组的骨痂形成时间相近,为术后17天;但会影响新生骨痂量,骨痂生成量随着在搬移相同长度条件下不同的搬移速度的加快而减少。4.血清BMP2对新生骨痂骨生成具有促进作用;TGF-β1在搬移早期对启动搬移骨再生过程具有重要意义。5.骨搬移过程中,外界机械环境能影响新生骨质和血管的空间排列形态。