论文部分内容阅读
第一部分骨-软骨复合体三维结构改变在兔OA的进程中的作用目的:本实验通过研究兔膝关节不稳模型中的软骨和软骨下骨大体及微观结构变化特点,观察不同期别OA的骨-软骨复合体中软骨与软骨下骨之间的相互作用机制,探讨软骨下骨和软骨在OA发病中所起的作用。方法:实验一选取40只新西兰大白兔,随机双盲法将动物分成4组A,B,C,D。每组10只,用ACL切断法制作兔OA模型,于造模后4,6,8,12周依次行深度麻醉处死4组动物,每个时间点10只,用手术刀将双侧膝关节离断,大体观察4组兔膝关节的特点,用环钻在膝关节负重区及其对应区域取下骨-软骨复合体,分别行Mirco-CT扫描,HE染色、番红O/固绿染色及Mankin评分评价、胶原的免疫组化染色,最后用统计学方法分析结构,得出结论。结果:组织学染色结果:正常软骨可见软骨表面光滑无裂隙;OAI期可见软骨浅表层纤維化;OAII期可见软骨磨损变薄,血管长入钙化软骨层;OAIII期可见软骨裂隙深达软骨下骨,软骨下骨板明显增厚的;OAIV期可见软骨全层缺损,软骨下骨外露。Mirco-CT扫描结果正常骨-软骨复合体到OAI-IV期,呈上升趋势的形态计量学参数有:骨体积比、骨矿化密度、骨小梁数量、组织矿化密度、骨小梁厚度,呈下降趋势的有:骨小梁间距,且各组之间相比有显著统计学差异(p<0.05)。bmd、bvf、tb.th与makin评分成显著正相关(p<0.001),tb.sp与makin评分成显著负相关(p<0.001)。ii型、x型胶原免疫组化结果表明:随着oa期别的发展,软骨组织中ii型胶原的合成是逐渐减少的,且有向深层分布的趋势;软骨下骨中x型胶原的合成是增多的,且有向上分布的趋势;结论:软骨下骨的三维结构重塑和软骨退变之间是相互影响相互支持的,它们在oa的进程中是一个功能复合体。第二部分兔oa中骨-软骨复合体的生物力学性能研究目的:本实验通过研究兔膝关节不稳模型中的软骨和软骨下骨生物力学方面特性,观察不同期别oa的骨-软骨复合体中软骨与软骨下骨力学性能方面的交互作用机制在oa发病中所起的作用。方法:用实验一的方法得到骨-软骨复合体标本,将标本分成5组,正常组及oaΙ、ii、iii、iv期组分别行软骨的轴向压缩实验、逐步压缩一应力松弛实验、蠕变实验和软骨下骨压缩力学测试,最后用统计学方法分析结果,得出结论。结果:实验二力学测试结果显示:oai、ii期的软骨平衡压缩模量、应力松弛时间、蠕变时间,均小于正常对照组的软骨,但配对t检验无显著性差异(p<0.001)。oaiii期软骨的平衡压缩模量、应力松弛时间、蠕变时间和正常软骨组有显著差异,oai期、oaii期和oaiii期分别比较均有显著差异;iii期oa软骨弹性模量最低,iv期oa软骨下骨弹性模量、硬度最高。结论:过度力学刺激可以导致软骨的弹性模量下降,导致软骨下骨的弹性模量增加,二者之间是相互影响,相互支持的骨-软骨复合体,最终可导致骨关节炎的发生。第三部分兔oa中骨-软骨复合体的蛋白及基因水平检测目的:本实验通过研究兔膝关节不稳模型中的软骨和软骨下骨基因及蛋白水平的表达,观察不同期别oa的骨-软骨复合体中软骨与软骨下骨中特征基因的表达和含量,来阐述oa在基因水平的发生机制。方法:用实验一的方法得到骨-软骨复合体标本,将软骨与软骨下骨分离,分别用pcr法及westernblot法检测col10a1、aggrecan、ctsk、runx2、bmp-2、opg、igf-1及rank基因及蛋白表达,最后用统计学方法分析结果,得出结论。结果:实验三基因检测结果显示:软骨部分:软骨基质分化相关基因col10a1升高,iv期达到最高,aggrecan呈下降趋势,正常组表达最高。软骨破坏相关基因mmp-13,igf-1呈上升趋势,iv期oa表达最高。oaiii期、iv期两组与正常组相比具有统计学差异(p<0.05)。血管生成相关基因vegf-2在iii期表达最高,各组之间相比均有统计学差异;软骨下骨部分:成骨相关基因bmp-2在iii期oa表达最高,oaiii期、iv期两组与正常组相比具有统计学差异(p<0.05)。破骨相关基因rank在ii期oa表达最高,各组之间相比均有统计学差异(p<0.05)。westemblot结果显示:软骨部分:mmp-13等和软骨细胞最终分化相关的基因升高,在iv期时达最高。软骨下骨部分:成骨细胞活性相关基因runx2、opg在iii期oa时表达量最高,各组之间相比均有统计学差异(p<0.05)。破骨细胞活性相关基因rank在ii期oa时表达量最高,各组之间相比均有统计学差异(p<0.05)。结论:骨关节炎中软骨相关基因aggrecan早期高表达,vegf-2中期高表达,MMP-13晚期高表达。软骨下骨内早期破骨细胞活跃,而晚期以成骨活动为主;