松质骨骨小梁的微观构筑对骨质力学强度影响的实验研究

摘要

目的观察骨质疏松和非骨质疏松状态的松质骨的三维微观结构对其骨强度的影响。方法16只雌性成年绵羊随机分为去势(OVX)组(8只)和假手术(Sham)组(8只)。OVX组行双侧卵巢切除术,假手术组仅显露双侧卵巢,术前测定腰椎竹密度(BMD)。术后12个月处死动物,测定腰椎的BMD,用环钻钻取椎体松质骨,并行MicroCT分析及生物力学测试。结果去势12个月后,OVX组的BMD较Sham组显著降低。松质骨的骨体积分数(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁数目(Tb.N)较Sham组显著降低,表面积体积比(BS/BV)和骨小梁分离度(Tb.Sp)较对照显著增高。生物力学测试表明,去势12个月后,OVX组松质骨的力学强度显著下降。骨小梁的力学强度与骨小梁厚度(r=0.945,R^2=0.886)、骨体积分数(r=0.783,R^2=0.586)及面积体积比(r=0.643,R^2=0.372)呈线性相关。结论骨小梁的三维微观结构改变可以影响松质骨的力学强度,两者之间具有一定的线性关系。