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目的:为探讨骨折端微动对骨愈合的影响及其作用的分子生物学机理,使轴向加压型外固定架得到更广泛的应用,进行本课题的研究。 方法:本课题制备了兔胫骨骨折端微动模型,与骨折端弹性固定模型进行对比研究,通过双能x线骨密度测量仪检测骨折端骨密度值;通过激光多普勒血流灌流监测仪观察局部微循环动态变化;通过万能材料实验机测量骨痂的弯曲刚度、扭转刚度和扭转强度;利用免疫组织化学方法在蛋白质水平上检测骨痂中TGF-β1、BMP2、bFGF、VEGF的表达和分布,利用原位杂交方法在mRNA水平上检测骨痂中TGF-β1 mRNA、BMP2 mRNA、bFGF mRNA、VEGF mRNA的表达和分布。 结果: 1.骨折端微循环变化:术后1d时骨折端血流量显著下降;术后7d恢复到正常水平。14d时固定组、微动组血流量均显著高于正常值,微动组较固定组血流量更为丰富,有显著差异(P<0.05);固定组于21d血流量达到峰值,然后逐渐减少。微动组的峰值位于28d。两组血流量于21d、28d、42d差异显著(P<0.01);56d时两组血流量仍显著高于正常值(P<0.01),但两组间无显著差异(P>0.05)。 2.骨密度测量:术后14d时固定组、微动组骨密度为正常的10%左右,两组无显著差异(P>0.05);21d、28d两组骨密度有明显上升,微动组与固定组有非常显著差异(P<0.01);42d时微动组骨密度高于正常水平。56d时微动组骨密度稍下降,但仍高于正常,固定组骨密度高于正常水平,两组无显著差异(P>0.05)。军医进修学院博士学位论文骨科专业 3.骨折端生物力学测量:(l)术后14d时固定组、微动组弯曲刚度非常低,不足正常的3%,两组无显著差异。21d时有明显上升,但两组仍无显著差异。28d、42d时两组弯曲刚度逐渐上升,微动组上升幅度明显高于固定组,两组有显著差异(p<0.05);56d时固定组、微动组弯曲刚度均接近正常,两组无显著差异护>0.05)。(2)术后14d、21d时固定组、微动组扭转刚度非常低,两组无显著差异。28d、42d时两组扭转刚度均显著升高,微动组升高幅度大于固定组,两组存在显著差异(P<0.01);56d时微动组弯曲刚度达到正常水平,固定组接近正常,但两组仍有显著差异护<0.05)。(3)术后14d、Zld时固定组、微动组骨折端为纤维连接,扭转强度无法测量。术后28d、42d、微动组弯曲强度大于固定组,相差显著(p<0.05)。术后56d微动组弯曲强度已接近正常,固定组只有正常的80%,两组相差非常显著护<0.01)。 4.免疫组化及原位杂交结果:(1) TGF一pl蛋白及mRNA表达于间质细胞、成骨细胞、成软骨细胞、骨细胞及骨基质。TGF一pl蛋白及mRNA染色阳性指数术后14d、21d、28d微动组大于固定组,差异有统计学意义(p<0.05),其它时间差异无统计学意义(p>.05)。(2)BMP:蛋白及mRNA表达于间质细胞、成骨细胞、成软骨细胞、骨细胞及骨基质。在骨折愈合过程早期高度表达,峰值位于骨折后14d,其后表达水平降低。BMP:蛋白染色阳性指数术后14d、21d、28d微动组大于固定组,差异有统计学意义(p<0.05)。(3)术后3d血管内皮细胞、成骨细胞、成软骨细胞bFGF蛋白及mRNA在间质细胞、 骨细胞胞浆内表达。bFGF蛋白及mRNA染色阳性指数术后1 4d、2 ld、28d微动组大于固定组,差异有统计学意义(p<0.05)。(4)骨折后早期VEGF及vEGF mRNA主要在骨细胞的胞浆中表达。以后血管内皮细胞、成骨细胞、后出现VEGF的阳性反应。微动组与固定组比较,VEGF成软骨细胞、先及VEGF mRNA军医进修学院博士学位论文骨科专业染色阳性指数术后14d、21d、Zsd差异显著(p<0.05)。 结论: 1.微动对骨折端的局部血流量有明显的促进作用。 2.微动对骨折愈合有促进作用,表现在微动组的骨痴弯曲刚度、扭转刚度、扭转强度显著高于固定组。 3.微动可显著增强骨折端TGF一pl、BMPZ、bFGF、VEGF蛋白及mRNA表达。