目的 基于影像学客观评价正弦电磁场对大鼠股骨骨折愈合的影响.方法 选取SPF级Wistar雄性大鼠40只,股骨骨折模型建立成功后随机分为模型对照组和正弦电磁场治疗组,模型对照组不采取任何治疗手段,正弦电磁场治疗组每天给予50 Hz、1.8 mT电磁场治疗1.5 h,每2周对所有大鼠行X线检查观察骨折愈合情况.开始实验4周和(或)8周后,处死大鼠,取出主要脏器行器官指数计算和病理学观察,取术侧股骨行显微CT扫描、生物力学测定、骨组织病理学检测.结果 开始实验8周后,2组大鼠主要脏器的器官指数比较差异无统计学意义(P>0.05),组织病理学表现也未见明显异常改变.开始实验2、4、6周后,正弦电磁场治疗组X线骨痂评分显著高于模型对照组(P<0.01);开始实验4、8周后显微CT显示正弦电磁场治疗组骨痂生长情况及骨折愈合情况明显优于模型对照组.开始实验8周后,与模型对照组比较,正弦电磁场治疗组弹性模量显著升高(P<0.01),而2组最大载荷与断裂点载荷比较差异均无统计学意义(P>0.05).骨组织病理学观察显示,正弦电磁场治疗组骨痂组织中可见大量成熟的骨组织,排列相对整齐,而模型对照组骨折断端主要以纤维软骨细胞为主,钙化不明显.结论 正弦电磁场对股骨骨折大鼠骨折愈合具有良好的促进作用,可明显促进骨痂生长,改善骨组织形态学.

目的 探讨松脂醇二葡萄糖苷对体外培养成骨细胞骨形成的作用.方法 应用分次酶消化法得到大鼠乳鼠颅骨成骨细胞,随机分为空白组和实验组,通过不同浓度松脂醇二葡萄糖苷处理检测成骨细胞碱性磷酸酶活性,确定最佳作用浓度后行钙化结节染色,检测成骨细胞成骨相关蛋白和基因表达情况.结果 松脂醇二葡萄糖苷处理成骨细胞的最佳作用浓度为1×10-6 mol/L(P<0.01).1×10-6 mol/L松脂醇二葡萄糖苷处理成骨细胞后钙化结节形成程度明显高于空白组.与空白组相比,1×10-6 mol/L松脂醇二葡萄糖苷处理后成骨细胞BMP-2、RUNX-2和OSX基因和蛋白表达显著升高(P<0.05或P<0.01).结论 1×10-6 mol/L松脂醇二葡萄糖苷可以促进体外培养成骨细胞的骨形成,增加钙化结节面积,并可升高成骨相关蛋白基因表达水平.

目的 研究脉冲群电磁场对体外培养大鼠成骨细胞(ROBs)增殖与矿化的影响.方法 将原代培养大鼠乳鼠颅骨成骨细胞随机分为对照组、脉冲组、脉冲群组,对照组:将ROBs放入线圈内90 min/d,但不通电;脉冲组:ROBs予50 Hz、0.6 mT、占空比为50％的脉冲电磁场处理90 min/d;脉冲群组:ROBs予主脉冲频率10 Hz、子脉冲频率500 Hz、0.6 mT的脉冲电磁场处理90 min/d.分别检测3组细胞增殖、碱性磷酸酶(ALP)活性、钙化结节数量和面积及骨形成相关因子ALP、BMP-2、RUNX-2、OSX的基因表达情况.结果 处理3 d后,与对照组相比,脉冲组和脉冲群组均可显著刺激细胞增殖(P<0.01).处理6、9 d后脉冲组ALP活性显著高于对照组(P<0.01),而处理3、6、9 d后脉冲群组ALP活性均显著高于对照组(P<0.05或P<0.01).处理12 d后,脉冲群组和脉冲组钙化结节数量多于对照组,钙化结节面积大于对照组,差异有统计学意义(P<0.01).处理3 d后,脉冲群组和脉冲组ALP、BMP-2、RUNX-2和OSX基因表达水平均显著高于对照组(P<0.01).脉冲群组仅处理3 d后ALP活性显著高于脉冲组(P<0.05),余指标虽高于脉冲组,但比较差异无统计学意义(P>0.05).结论 脉冲群电磁场可促进体外培养ROBs的增殖与矿化,可为促进骨形成提供更为广阔的研究思路.

目的 研究木香烃内酯对体外培养大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨性分化的影响.方法 取SPF级SD大鼠股骨及胫骨全骨髓,利用全骨髓贴壁培养法进行BMSCs原代细胞培养.将培养后的细胞分为木香烃内酯组(用10-5～10-8 mol/L木香烃内酯干预)和对照组(用等体积二甲基亚砜木香烃内酯载体溶液干预).干预9 d后检测碱性磷酸酶(ALP)活性,以筛选木香烃内酯最佳作用浓度;后用最佳作用浓度的木香烃内酯对体外培养原代BMSCs进行干预,干预12 d后行茜素红染色观察钙化结节形成情况,干预24 h后采用RT-PCR法检测BMP-2、RUNX-2和CollagenⅠ基因表达情况,干预48 h后采用Western blot法检测BMP-2、RUNX-2和CollagenⅠ蛋白表达情况.结果 10-6 mol/L木香烃内酯干预大鼠BMSCs 9 d后ALP活性最高,确定此为其最佳作用浓度;木香烃内酯组钙化结节阳性克隆数显著高于对照组(P<0.01);木香烃内酯组成骨活性相关基因和蛋白BMP-2、RUNX-2和CollagenⅠ表达显著高于对照组(P<0.05或P<0.01).结论 10-6 mol/L木香烃内酯可促进体外培养BMSCs成骨性分化.

目的 研究脉冲电磁场干预对模拟高原环境下大鼠骨折愈合的影响.方法 选取36只6～8周龄、体质量(220±10)g的雄性Wistar大鼠,采用圆锯截断加克氏针髓内固定法建立大鼠股骨中段骨折模型.造模成功后大鼠随机分为平原对照组、高原对照组、高原电磁场治疗组,每组12只.将高原对照组及高原电磁场治疗组放入低压氧舱,在模拟高原海拔5000 m环境中饲养,平原对照组饲养于本院SPF级动物实验中心(海拔1400 m).高原电磁场治疗组采用50 Hz、0.6 mT、50％占空比的脉冲电磁场处理,90 min/d,其余2组在各自饲养环境下做相同处理但设备不通电.每2周对3组大鼠行X线检查并予影像学评分,开始实验8周后采用三点弯曲试验测量骨痂处弹性模量及最大载荷值,开始实验4、8周后分别使用显微CT对标本扫描分析.结果 实验期间平原对照组及高原电磁场治疗组骨折X线骨痂评分均高于高原对照组(P<0.05),平原对照组与高原电磁场治疗组相比差异无统计学意义(P>0.05).开始实验8周后,高原对照组股骨弹性模量、最大载荷均低于平原对照组与高原电磁场治疗组(P<0.05),平原对照组与高原电磁场治疗组比较差异无统计学意义(P>0.05).显微CT扫描结果显示,高原对照组骨折愈合较其他2组缓慢.结论 脉冲电磁场干预可以提高模拟高原环境下骨折大鼠骨形成能力,促进骨痂形成,提高股骨强度,使骨折愈合情况与平原低海拔地区相近.

低频脉冲电磁场(pulsed electromagnetic fields,PEMFs)可以促进体外培养大鼠颅骨成骨细胞(rat calarial osteoblasts,ROB)的矿化成熟,但其具体机制尚不清楚.本实验主要研究PEMFs促进大鼠成骨细胞成熟矿化与PI3K/AKT/GSK3β/β-catenin信号通路的关系,以PEMFs促进成骨细胞成熟矿化的机制.首先,将成骨细胞经不同强度PEMFs处理后检测胞内碱性磷酸酶(ALP)活性的变化,以探明PEMFs促进成骨分化的最佳磁场强度;接着,采用蛋白质印迹法检测PEMFs处理不同时间后细胞内PI3K、p-PI3K、AKT、p-AKT、GSK3β、p-GSK3β、β-联蛋白的变化情况;最后,细胞经PI3K特异性阻断剂处理后,检测ALP活性变化、钙盐沉积情况、成骨性相关基因RUNX2、BMP2表达量,以及BMP2/Smad 1/5/8信号途径的变化情况,同时也检测了该条信号途径下游蛋白质表达量及相关转录因子的核易位情况.结果发现,磁场强度为0.6 mT时,ALP活性最高;PEMFs处理成骨细胞不同时间后,PI3K、AKT和GSK3β总蛋白质无明显变化,但是p-PI3K、p-AKT、p-GSK3β、β-联蛋白的表达量较对照组显著升高,同时β-联蛋白发生核易位;经过PEMFs处理的成骨细胞的ALP活性显著升高,成骨性相关基因表达量明显增加,钙盐沉积能力增强,BMP2/Smad1/5/8信号途径被激活;在加入P13K特异性阻断剂后,PEMFs促进成骨细胞矿化成熟的能力消失,并且不再提高该条信号途径下游蛋白质的表达和相关转录因子的核转位.上述结果提示,0.6 mT PEMFs促进成骨分化的此过程中激活了PI3K/AKT/GSK3β/β-catenin信号通路,若该条信号通路被抑制,则电磁场促成骨作用被抵消,表明低频脉冲电磁场促进成骨细胞矿化成熟依赖于PI3K/AKT/GSK3B/B-catenin信号途径,这为采用脉冲电磁场治疗骨质疏松症提供了理论基础.