骨质疏松性骨折的治疗是目前骨科的难题之一,因为骨折部位骨的骨量降低,强度变弱,复位及牢固的内固定十分困难,人工材料的植入也易发生松脱而导致失败,而且骨痂愈合的质量相对较差,所以骨折再发生率极高。因此,针对骨质疏松骨折的治疗除了外科治疗手段外,对原发病骨质疏松症同时进行处理,有利于提高骨折愈合率。PTH是调节钙、磷代谢、维持机体钙平衡的最为重要的肽类激素之一。rhPTH1-34有着与全分子PTH一样的与受体结合的能力及生物活性,而且比全分子PTH具有更少的副作用,被广泛用于研究PTH的结构与功能。虽然现在许多动物和临床研究提示PTH是提高骨量、改善骨质量、治疗骨质疏松症的新方法,但在使用PTH治疗骨质疏松性骨折时,能否既提高骨密度,又能改善骨的生物力学性能,促进骨折的愈合,减少再次骨折发生率,是值得探讨的课题。
一、材料与方法
1、骨质疏松骨折模型的建立
选择6月龄,体重260~300g,雌性,清洁级SD大鼠80只,随机分为rhPTH1-34组、雌激素组、对照组和假手术组,每组20只。前3组在10%水合氯醛(0.3g/kg)腹腔注射麻醉下,行双侧卵巢切除术,假手术组暴露卵巢而不切除,缝合切口。饲养3个月后,在同样麻醉下建立骨折模型,即用钢丝线锯锯断右侧股骨中段,行克氏针(直径2mm)髓腔逆行内固定。两次手术过程均在严格无菌条件下进行,术后使用青霉素(200万μ/kg)预防感染,共三日,术后动物放至笼中自由活动与进食。
2、用药方法和标本的收集及处理
从骨折实验模型建立后第一天起,rhPTH1-34组皮下注射rhPTH1-34,三次/周,20μg/kg;雌激素组皮下注射苯甲酸雌二醇,三次/周,0.1mg/kg;对照组和假手术组皮下注射等量生理盐水,三次/周。
采用过量麻醉的方法,于骨折内固定术后8周每组各处死2只大鼠,完整取出右侧股骨,剔除软组织,生理盐水冲洗,立即置入10%中性甲醛(福尔马林)溶液中,固定24小时,分组标记,行骨痂的组织学检查。大鼠右侧股骨骨折内固定术后用药治疗9周之后,采用过量麻醉的方法处死大鼠,分别取出右侧股骨及腰3椎体,剔除附着于骨上的软组织,取出内固定,用浸透生理盐水的纱布包裹后放入塑料袋中,分组标记,置于-20℃冰箱中保存,准备行三点弯曲实验及腰3椎体凹入实验。行以下测定或检查:
骨密度的测定:每组选定10只大鼠,活体下分次测定去卵巢前,去卵巢后12周第4、5腰椎椎体以及右侧股骨骨折处BMD值药物治疗后9周,活体下使用骨密度仪测定第4、5腰椎椎体BMD值,处死大鼠后完整取出右股骨,剔除软组织,取出内固定克氏针,测定右侧股骨骨折处BMD值。
摄X线片检查:将预先标记的大鼠,分别于骨折内固定术后4、8周行右股骨X线片检查,对比观察各组骨痂生长的情况。
骨折处骨痂组织病理学检查:于骨折内固定术后8周每组各处死2只大鼠,取骨折处骨痂行组织病理学观察,比较各组的骨折愈合情况。
生物力学测定:治疗9周后处死大鼠,取右侧股骨及腰3椎体,采用MTS-858生物材料实验仪分别行股骨三点弯曲实验及腰椎椎体凹入实验。
3、统计学处理:使用SPSS11.0统计软件进行统计分析,结果用±s表示,同一时段4组均数比较采用单因素方差分析,P<0.05差异有显著性。
二、结果
1、放射学检测
骨折内固定术后4、8周X线片对比观察发现,rhPTH1-34组可见连续性骨痂通过骨折线,骨折线周围有骨痂包裹,骨折线模糊,同时期的雌激素组、对照组、假手术组仅见少许反应性骨痂,骨折线周围无骨痂包裹,骨折线清晰。
2、骨痂的组织学检查
在第8周可见软骨性骨痂逐渐被骨性骨痂取代,其中rhPTH1-34组的骨小梁较粗且致密,排列与应力方向一致,骨化良好,软骨性骨痂改建为骨性骨痂。对照组仍可见较多软骨性骨痂,向骨性骨痂转化缓慢,软骨细胞较多,骨小梁较细,间隙较大,结构紊乱,疏松。
3、骨密度的测定
治疗前(卵巢切除术后3个月),rhPTH1-34组、雌激素组及对照组大鼠的腰4、5椎和右侧股骨BMD值较假手术组明显降低,有显著性差异(P<0.05),提示OVX大鼠在双侧卵巢切除术后3个月时出现明显的骨质疏松,显示造模成功(见表1)。rhPTH1-34组和雌激素组经皮下注射rhPTH1-34 9周后右侧股骨BMD值明显高于对照组, 有显著性差异(P<0.05)。 假手术组右侧股骨BMD值明显高于对照组, 有显著性差异(P<0.05)。rhPTH1-34组、雌激素组及假手术组的右侧股骨BMD值无显著性差异。
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