低强度振动载荷在缓解放疗骨损伤中的作用研究

摘要

目的:设计一套程控式振动载荷系统,探究全身振动(whole-body vibration,WBV)刺激对放疗造成的大鼠骨小梁骨量和微结构的改善效果.方法:使用振动控制器和振动平台建立一套基于LabVIEW的WBV载荷加载系统,实现强度、频率可控的振动波输出.随后将32只SD大鼠随机均分为对照组(Ctrl组)和全身振动组(WBV组),每组均包含放射(R)和未放射(NR)2种处理方式(分别为R组和NR组).对R组大鼠右侧股骨远端施加10 Gy的局部X射线放射损伤,左侧股骨作为对照,WBV组均连续接受45 Hz、0.5g的振动刺激45 d(每天1 h).取每组大鼠双侧股骨样本行Micro CT扫描,经重建后观察骨小梁微结构,并对相关参数进行统计分析.结果:经X射线照射后,Ctrl组中R组骨小梁相对体积(bone volume per tissue volume,BV/TV)、骨小梁厚度(trabecular thickness,Tb.Th)和骨小梁数量(trabecular number,Tb.N)均显著低于Ctrl组中NR组,而骨小梁分离度(trabecular separation,Tb.Sp)和结构模型指数(structure model index,SMI)显著高于Ctrl组中NR组(P<0.05).经WBV刺激后,WBV组中NR组骨小梁的BV/TV和Tb.N显著高于Ctrl组中NR组,SMI显著低于Ctrl组中NR组(P<0.05).此外,WBV组中R组骨小梁的BV/TV和Tb.N显著高于Ctrl组中R组(P<0.05),Tb.Th和SMI显著低于Ctrl组中R组(P<0.05).结论:低强度WBV载荷作为一种经济、无创、安全的物理因子,能够显著增加和改善放疗骨损伤大鼠的骨小梁数量和微结构,有望在未来临床治疗放疗骨损伤的应用中发挥重要作用.