应力作用下骨不连断端组织中成骨因子的变化

摘要

背景:动物实验表明在骨不连断端的纤维组织中仍存在一定数量的成骨细胞及成骨因子,并且断端周围血管数量与正常骨折愈合组织差异无统计学意义。目的:观察机械应力作用下骨不连断端成骨生长因子骨形态发生蛋白、血管内皮生长因子、转化生长因子β1的变化。方法:选取60只成年雄性SD大鼠,通过股骨干截骨,采用自制可调节加压式外固定架建立骨不连模型。术后第4,8,12周X射线片及组织学观察断端变化,确立骨不连模型,排除感染、外架脱落等个体。选取40只骨不连模型大鼠随机分成2组:实验组定期给予低强度高频率应力刺激;对照组无应力刺激。3个月后采用放射学评分和组织学切片观察骨不连断端成骨情况;通过RT-PCR及免疫组化评估不同时间段断端组织中骨形态发生蛋白2、血管内皮生长因子及转化生长因子β1的表达及差异。结果与结论:①第12周X射线片及组织学显示断端髓腔骨性封闭,无骨桥连结,结缔纤维组织填充,骨不连模型建立;②实验组第4周,断端间隙显影模糊;第8周断端间隙呈絮状影;第12周断端间隙出现单侧的骨桥,第12周X射线评分显著高于第4,8周及对照组(P<0.05);③RT-PCR及免疫组化结果显示,实验组骨形态发生蛋白2表达在第8周达到峰值,血管内皮生长因子基因扩增在第4周出现高峰,而其表达在第8周出现峰值,转化生长因子β1表达趋势平稳;实验组不同时间段成骨因子表达均显著高于对照组(P<0.05);④结果表明,机械应力作用下骨不连断端骨形态发生蛋白2、转化生长因子β1、血管内皮生长因子表达增高,断端间有新骨形成,提示低强度应力有促进成骨的作用。