中药自然铜低频超声透入给药促进骨折愈合的实验研究

摘要

研究背景：自然铜是我国中医骨伤科接骨要药，为我国历版药典所收载。中药自然铜具有散瘀止痛，接骨续筋的功效，临床用于治疗跌打损伤，筋断骨折，血瘀疼痛等。自然铜是接骨续骨最常用的药物，其在骨科方剂中的地位不可替代。
　　 临床上自然铜的使用绝大多数是与其他诸位中药配伍使用，并且多以口服方剂为主，有少部分使用浸泡疗法和膏剂案例。骨折发生大多为局部病灶，面对自然铜这样一个对于骨折疗效显著的药物，如果单独使用应选择一种直接在病灶处发挥作用的方式，因此自然铜的局部给药可能是一种理想方式。局部给药使局部组织的药物浓度高，药物主要在局部发挥作用，进入全身血循环的药物较少，对全身的影响较小。皮下注射是其中方法之一，但是局部注射有疼痛、需要多点、多部位注射和注射层次掌握有一定难度，药物分布不均匀，药物在缺血组织中渗透差等不足。低频超声介导下的经皮给药是近年来兴起的局部给药方法之一，是继注射和口服给药后又一种新的给药方式。在一定能量的低频超声介导下，蛋白质等大分子药物可以经局部皮肤被吸收，达到经皮给药的目的，而且这种给药方式不受局部血循环的影响，对缺血组织也同样能够实现局部经皮给药，药物分布均匀。这样局部小剂量的经皮给药，药物就可以在局部形成一个相对的高浓度，发挥其重要的效应。同时由于经皮给药后，药物具有缓释作用，药物进入全身血循环的剂量很小，用药安全，能减少全身的副作用。研究目的：
　　 通过应用低频超声透入中药自然铜，观察给药后有效成分组织浓度，自然铜对骨折愈合中BMP-2基因表达的影响以及低频超声透入自然铜对兔肢体骨折愈合的影响。
　　 研究方法：
　　 1．按随机分组的原则将75只新西兰大耳家兔分成五组，每组15只。治疗方法：治疗1组：浓度为0.5g/ ml自然铜煎出液，治疗2组：浓度为1.0g/ml自然铜煎出液，治疗3组：浓度为2.0g/ ml自然铜煎出液。治疗1-3组均采用低频超声透入给药，频率为20KHz，强度为100mW/c㎡，1次/日，每次20min。对照组：单纯采用超声照射，频率为20KHz，强度为100mW/c㎡，1次/日，每次20min。模型组：生理盐水20ml灌胃，1次/日。
　　 2．自然铜制备生品自然铜，严格挑选出杂质，将矿石捣碎，用火锻醋淬法：将净自然铜锻至暗红，醋淬至表面呈黑褐色，光泽消失并酥松（如不酥，可反复锻淬至酥），每100kg自然铜用醋30kg（国家药典委员会，中华人民共和国药典2005年版（一部）：95）。
　　 3．X光透视。
　　 4．骨痂干燥。
　　 5．骨痂中Fe、Cu、Mn、Zn的测定。
　　 6．杂交。
　　 7．洗片。
　　 8．血清Ca2+、P离子浓度、ALP活性检测。
　　 9．结果统计。
　　 研究结果：自然铜能够明显提高家兔骨痂中微量元素Fe、Cu的含量，从而增加骨痂的生长，表现在X光透视时，试验组家兔骨痂量显著多于对照组。从本次试验所测定的4种微量元素来看，自然铜治疗3组中铁高达1186μg/ml，家兔骨痂铁的含量达（172.68±14.32μg/g）之多，骨痂铜亦明显高于对照组。
　　 在BMP-2表达方面，自然铜各治疗组均为棕色，BMP-2表达阳性。对照组及模型组片所有组织均未显色。模型组及对照组所有标本的外骨膜均增厚，治疗组1，2组绝大多数标本骨折断端成纤维细胞和纤维组织及类骨质增多，纤维排列较规则；所有标本外骨膜成骨细胞显著增生，增生细胞融合成一片，骨基质沉着，形成骨样组织、软骨及骨小梁，并向骨折间隙延伸，出现不完全的软骨与骨小梁骨痂相连，在成纤维细胞、成软骨细胞、软骨细胞、成骨细胞、骨细胞等表达阳性。治疗3组编织骨形成，骨髓腔内的骨小梁变细，骨髓腔再通。实验表明自然铜低频超声透入给药能促进血Ca、P、ALP含量增加兔肢体骨折愈合能力，能明显提高家兔骨痂中微量元素的含量，增加骨痂生长量，从而促进骨修复过程。
　　 结论：
　　 1．低频（20KHz）超声药物导入是一种安全、有效的经皮局部给药的方式。
　　 2．在低频超声介导下，煅自然铜可以经皮给药，在组织局部发挥其生物效应。
　　 3．在低频超声介导下，随给药浓度提高，可以增加局部组织的药物浓度，且单纯的低频超声具有一定的促进愈合功效。
　　 4．自然铜在超声介导下可以经皮给药能够诱导BMP-2合成加速骨折愈合；提高血Ca、P、ALP含量增加兔肢体骨折愈合能力；自然铜能明显提高家兔骨痂中微量元素的含量，增加骨痂生长量，从而促进骨修复过程。