学术投稿

植入人工腰椎间盘后小关节应力分布的有限元分析

徐义春;刘尚礼;张美超;蔡道章

关键词:腰椎, 椎间盘, 应力, 物理
摘要:背景:目前所使用的人工椎间盘结构、材料特性及生物学特性等与正常生理的椎间盘有着很大区别,因此,人工椎间盘植入后相应脊柱节段的应力传导将发生一定的变化.目的:通过三维有限元的方法研究正常椎间盘、髓核摘除、人工腰椎间盘三组小关节的应力分布,探讨人工腰椎间盘植入对小关节应力分布的影响.设计:观察对比实验.单位:中山大学附属第三医院骨科、附属第二医院骨科及南方医科大学生物力学实验室.对象:以健康人意外死亡的无任何脊柱疾患的脊柱标本(家属志愿捐献)建立起脊柱运动节段的有关正常椎间盘、人工椎间盘、髓核摘除的三种三维有限元模型作为实验对象.方法:利用有限元软件MSC.MARK,建立正常椎间盘模型,高度为10.00 mm,横截面积1 300.00 mm2,髓核横截面积495.80 mm2;髓核摘除模型,将髓核内压取值为零;人工腰椎间盘及L4-5运动节段的三维模型,小关节高度10.53mm,宽度13.37mm,关节面面积135.00mm2.然后模拟腰椎节段的运动,进行小关节应力分布的比较研究.主要观察指标:上述三种椎间盘的运动节段模型在6种运动状态下小关节应力大小的比较.结果:髓核摘除组小关节的上边缘部、后中部、下边缘部和前中部在前屈、后伸、压缩、侧屈、旋转状态应力大,人工腰椎间盘组的小关节的应力比正常椎间盘高,但明显小于髓核摘除组,但正中部在旋转状态下,人工腰椎间盘小关节的中心部位承受的应力大.结论:人工腰椎间盘植入后与髓核摘除组相比可降低小关节的应力,但仍高于正常的腰椎间盘组;人工腰椎间盘组的抗旋转能力明显低于正常腰椎间盘组和髓核摘除术后组,由此可见,目前的人工腰椎间盘具有腰椎间盘大部分的力学功能,与真正的腰椎间盘仍有差别.
中国组织工程研究杂志相关文献
  • 自体骨髓干细胞移植治疗慢性下肢缺血94例不同病变分期患者的效果比较

    目的:观察自体骨髓干细胞移植对慢性下肢缺血间歇性跛行期、静息痛期、溃疡期和坏疽期患者治疗效果的比较.方法:选取2003-03/2005-02首都医科大学宣武医院收治慢性下肢缺血患者94例(102条患肢),男59例,女35例,年龄平均69.5岁.病因:糖尿病性下肢缺血90条患肢(84例患者),单纯动脉硬化闭塞症7条患肢(6例患者),血栓闭塞性脉管炎5条下肢(4例患者).间歇性跛行期13条患肢(12例患者);静息痛期41条患肢(38例患者);组织缺损期包括溃疡期和坏疽期,分别有26条患肢(24例患者)和22条患肢(20例患者).①全部患者均行自体骨髓干细胞移植,采用下肢局部肌肉注射、下肢动脉腔内注射、下肢局部肌肉注射和动脉腔内注射同时进行3种方法.下肢局部肌肉注射是将经过分离、提纯的自体骨髓干细胞,采用多点方法注射在患肢缺血部位的肌肉内;下肢动脉腔内注射是将骨髓干细胞注射在下肢动脉腔内,注射时要用球囊导管阻断下肢动脉闭塞处的近端血流,时间3~5 min;下肢局部肌肉注射并动脉腔内注射的方法是同时采用前2种方法进行移植.②主要临床症状与体征主观指标的评估:间歇性跛行期根据在正常速度下行走的距离分为5级(0级:行走≥500 m,无疼痛;1级:行走400~499 m,有疼痛;2级:行走300~399 m,有疼痛;3级:行走100~299 m,有疼痛;4级:静息痛,无法行走或行走<100 m,有疼痛).静息痛期根据疼痛与否及疼痛程度分为5级(0级:无疼痛;1级:偶有疼痛,被问及能回忆起;2级:疼痛经常出现但能耐受,不需或偶用一般止痛剂;3级:经常使用一般止痛剂;4级:因疼痛影响睡眠,一般止痛剂难以缓解).患肢冷感根据患肢有无冷感及冷感的程度分为5级(0级:无冷感;1级:受累肢体偶有发凉、怕冷的感觉;2级:受累肢体经常有发凉、怕冷的感觉;3级:受累肢体明显有冷、凉的感觉,采用局部保温措施后症状能得到一定程度的缓解;4级:受累肢体明显有冷、凉的感觉,采用局部保温措施后症状仍无明显改善).③主要临床症状与体征客观指标的评估:新生侧支血管评估根据其数量分为4级(0级:无新生侧支血管;1级:少许新生侧支血管;2级:中量新生侧支血管;3级:丰富新生侧支血管).保肢率以术后2个月为基准,观查各期的截肢率和保肢率.④疗效评估:患肢疼痛、冷感和间歇性跛行未减轻为无变化,减轻1级为改善,减轻2或3级为明显改善,达到0级为症状消失;创面愈合并且疼痛消失为治愈,创面明显缩小为明显改善,创面缩小为改善,创面及疼痛无变化或扩大为无效.结果:按意向处理分析,纳入实验的94例患者102条患肢全部进入结果分析.①不同患病期的下肢缺血总有效率比较:间歇性跛行期100%,静息痛期92.7%,溃疡期83.3%,坏疽期59.1%.前3期比较基本相近(x2=1.01~2.23,P>0.05);静息痛期与溃疡期比较仍无差异(x2=1.11,P>0.05);前3期均显著高于坏疽期(x2=10.48,P<0.01;x2=5.18,P<0.05;x2=3.93,P<0.05).②不同患病期的踝肱指数变化:间歇性跛行期、静息痛期、溃疡期、坏疽期踝肱指数增加分别为46.2%,31.7%,34.6%和27.3%,无明显差异.③不同患病期保肢率:间歇性跛行期100%,静息痛期97.6%,溃疡期88.5%,坏疽期59.1%.前3期比较基本相近(x2=0.32~0.41,P>0.05);静息痛期与溃疡期比较也基本相近(x2=2.35,P>0.05);前3期均显著高于坏疽期(x2=15.87,P<0.01;x2=5.18,P<0.05;X2=5.48,P<0.05).④不同患病期经皮氧分压增加与血管生成情况:经皮氧分压测定各期之间无明显差异.下肢动脉造影显示,有丰富血管生成的百分比各期之间也没有明显差异.结论:自体骨髓干细胞下肢局部肌肉注射移植治疗下肢缺血患者,在病变的早、中阶段和单纯溃疡阶段,其有效率和保肢率均无明显差异,但以上3阶段的有效率和保肢率均明显高于晚期的有组织坏疽阶段,充分说明自体骨髓干细胞移植特别适合下肢缺血患者病变的早期与中期,对于缺血晚期特别是患肢存在组织坏疽者的治疗效果仍有待进一步提高.

    作者:谷涌泉;张建;齐立行;郭连瑞;汪忠镐;张淑文;李建新;徐娟;苏力;冀冰心;俞恒锡;李学锋;崔世军;罗涛;武欣;董宗俊 刊期: 2005年第38期

  • 体外培养骨髓基质细胞增殖和分化的相互关系

    目的:建立一种简单可靠的骨髓基质细胞向成骨细胞转化的体外培养方法,探讨骨髓基质干细胞增殖和分化的相互关系.方法:实验于2003-02/12在新疆医科大学第1附属医院包虫病临床研究所细胞室完成.将兔骨髓基质细胞悬液进行体外培养,传代培养后分组:①普通培养基组传代后仍使用普通培养基培养,每3天换液1次.②条件培养基组,分5种情况,在普通培养基中培养至第3,10,20代后即分别使用条件培养基(Dulbecco's改良的Eagle's培养基中加入地塞米松10-7 mmol/L,p-甘油磷酸钠10 mmol/L,维生素C 50 mg/L)持续培养30 d,每3天换液1次;传代后使用条件培养基持续培养30 d,每3天换液1次;传代后使用条件培养基持续培养30 d,每4天传代1次.形态学观察采用倒置显微镜;碱性磷酸酶染色采用偶氮偶联法;观察钙结节形成采用Von kossa's染色.结果:①各组细胞形态学观察结果:普通培养基组在形态上与条件培养基组细胞无明显差别.②各组细胞钙结节和碱性磷酸酶染色结果:普通培养基培养至第3,10,20代后用条件培养基及传代后用条件培养基(每3天换液)组细胞碱性磷酸酶阳性率达80%以上,表现为成骨细胞形态并形成钙结节,Von kossa's染色阳性;普通培养基组及传代后用条件培养基(每4天换液)组细胞的碱性磷酸酶染色为阴性,未能形成钙结节,Von kossa's染色阴性.结论:①贴壁筛选法是一种简单可靠的分离骨髓基质细胞的方法.②骨髓基质细胞的分化和增殖是两个对立的状态.

    作者:刘大鹏;艾合麦提;古丽;穆合甫力 刊期: 2005年第38期

  • 高分子聚乙烯颈椎融合器在山羊体内的应用

    背景:颈椎病手术中常用钛合金颈椎融合器,但其出现下沉等情况常影响疗效.目的:观察自制高分子聚乙烯颈椎融合器在动物体内应用后的生物相容性和稳定性.设计:随机分组,观察对比实验.单位:郑州大学动物实验中心.材料:雌性未孕山羊20只,年龄在1.1~1.6岁.方法:实验于2001-06/11在郑州大学动物实验中心完成.①将山羊随机分为实验组10只,对照组10只.②实验组植入自制颈椎融合器,内填塞自体松质骨,对照组植入自体髂骨块.③6周后两组山羊分别摄X射线片观察椎间隙高度改变;并在麻醉状态下处死动物,将部分颈椎标本置于YJ-14生物力学试验机上测试抗压缩力、椎间隙高度及做病理学观察.主要观察指标:①两组抗压缩力测试及颈椎椎间隙的高度变化.②两组椎间融合处组织病理学观察结果.结果:①两组抗压缩力测试及颈椎椎间隙的高度变化:实验组压缩载荷显著大于对照组[(358.64±15.63),(268.82±11.36)N,P<0.05];两组相比椎间隙高度差异无统计学意义(P>0.05).②两组椎间融合处组织病理学观察结果:实验组融合器周围组织切片有大量骨母细胞生长,与对照组无明显差别.结论:自制颈椎融合器具有很强的支撑力和良好的稳定性,可起到稳定颈椎间隙高度的作用.

    作者:皮国富;王利民;陈风苞 刊期: 2005年第38期

  • 软脑膜细胞诱导神经干细胞高比例分化为神经元的效应

    目的:观察软脑膜细胞对神经干细胞分化的影响.方法:实验于2004年在上海体育学院运动科学系实验中心完成.从脑组织分别分离和培养软脑膜细胞和神经干细胞,并进行两种细胞的共培养,同时按照免疫细胞化学染色方法,观察和鉴别神经干细胞在软脑膜细胞提供的微环境下的分化状态.结果:自然分化条件下,微管相关蛋白-2ab阳性的神经元、胶质纤维酸性蛋白阳性的星型胶质细胞和2,3-环核苷酸磷酸二酯酶阳性的寡突胶质细胞在神经干细胞后代中所占比例分别为(14.6±4.5)%,(11.3±3.8)%和(73.6±18.7)%.而在共培养条件下,神经元、星型胶质细胞和寡突胶质细胞在神经干细胞后代中所占比例分别为(40.5±15.8)%,(44.6±16.7)%和(15.3±4.1)%.结论:软脑膜细胞可诱导神经干细胞高比例分化为微管相关蛋白-2ab阳性的神经元.

    作者:娄淑杰;顾平;王铭维 刊期: 2005年第38期

  • 核因子-κB与细胞间黏附分子-1在角膜移植排斥反应中的表达及环孢素A对两者表达的影响

    目的:探讨核因子-κB在角膜移植排斥反应中的作用,为进一步研究角膜移植排斥反应发病机制及治疗提供新的思路.方法:实验于2004-12/2005-02在南方医科大学珠江医院眼科完成.实验分组:同基因移植组Wistar大鼠5只为供者,Wistar大鼠10只为受者;同种异体移植组Wistar大鼠5只为供者,SD大鼠10只为受者.同种异体移植+环孢素A治疗组Wistar大鼠5只为供者,SD大鼠10只为受者.建立大鼠穿透性角膜移植动物模型,用免疫组织化学染色法检测角膜移植术后植片中核因子-κB和细胞间黏附分子-1表达,显微镜下记数植片中央区400倍视野中阳性细胞数的平均值,并以植片排斥反应指数及病理学表现作参照.结果:纳入实验大鼠30只,均进入结果分析.①同基因移植组角膜植片中的角膜上皮细胞、基质细胞及内皮细胞有核因子-κB和细胞间黏附分子-1的微弱表达,表达强度分别为3.16±1.25,2.83±1.54;同种异体移植组角膜上皮细胞、内皮细胞、基质层细胞及新生血管内皮细胞核因子-κB和细胞间黏附分子-1表达增强,分别为16.77±2.76,13.63±1.93;同种异体移植环孢素A治疗组角膜上皮细胞、内皮细胞、基质层细胞及新生血管内皮细胞有核因子-κB和细胞间黏附分子-1的弱表达,分别为6.77±1.86,4.57±1.91.②各组间核因子-κB和细胞间黏附分子-1的表达强度有显著性差异(P<0.01).③对比观察发现,各组角膜植片中NF-κB和细胞间黏附分子-1的表达部位和强度相似,相关性分析核因子-κB与细胞间黏附分子-1的表达强度呈正相关(r=0.875,P<0.01),且核因子-κB的表达与排斥反应指数也具有明显的正相关性(r=0.829,P<0.01).结论:核因子-κB可能通过调控细胞间黏附分子-1等基因的表达,参与角膜移植排斥反应的发生,在角膜移植免疫中起着中心调控者的作用.而免疫抑制剂GsA通过减弱核因子-κB核转位和发挥活性,抑制排斥反应.

    作者:余洪华;陆晓和;张永强;袁伟;彭小娟;姚建兵 刊期: 2005年第38期

  • 腰椎间隙突出髓核内压力与相邻神经根的受压程度

    背景:有关突出髓核占位性变与腰椎间盘突出症神经根受压程度及手法治疗的观察比较多见,尚缺乏从突出髓核内压力入手的相关量化研究.目的:观察腰椎间盘突出症患者突出髓核内压力对神经根受压程度的影响.设计:病例对照观察.单位:空军总医院全军正骨疗法中心.对象:选择2002-10/2003-12空军总医院骨科行手术治疗腰椎间盘突出症患者30例,正骨疗法中心行手法治疗的腰椎间盘突出症患者15例.干预:①30例手术患者根据直腿抬高试验分为直腿抬高阳性组、直腿抬高阴性组,测量术中患者突出髓核内压力大小;手术前后直腿抬高高度.②15例手法治疗患者,手法治疗后当即测量直腿抬高高度的变化.③椎间盘突出髓核大小测量为CT和/或MRI上横截面椎间盘突出顶点到椎体后缘的大垂直距离.主要观察指标:①患者腰椎间盘突出髓核内压力,突出髓核大小.②患者直腿抬高高度.结果:纳入30例手术治疗患者,15例手法治疗患者,全部进入结果分析.①患者腰椎间盘突出髓核内压力,突出髓核大小:手术患者直腿抬高阳性组患者突出髓核内压力明显高于阴性组患者[(2.119±0.753),(0.483±0.420)kPa,P<0.01].阳性组和阴性组两组患者突出髓核大小无明显差异[(4.688±1.991),(4.857±2.033)mm,P>0.05].②患者直腿抬高高度:手法治疗患者治疗后直腿抬高高度明显高于治疗前[(54.000±16.388)°,(72.668±15.338)°,P<0.01],手法治疗前后CT或MRI显示突出髓核大小无改变(P>0.05).结论:①椎间盘突出髓核对神经根的压迫与突出髓核内压力有关,突出髓核内压力较大时患者直腿抬高受限,突出髓核内压力较小时直腿抬高不受限.突出髓核对神经根的压迫与突出髓核大小尚未见明显影响.②推测:手法治疗可以通过降低突出髓核内压力减轻甚至解除神经根受压,可能不是仅依靠改变突出髓核空间占位达到治疗目的.

    作者:冯宇;卫杰;高燕;冯天有 刊期: 2005年第38期

  • 椎体压缩性骨折疼痛缓解程度与骨水泥充盈程度的关系

    目的:随访进行椎体成形术治疗的骨质疏松性椎体骨折患者腰痛缓解程度,并分析与其骨水泥充盈程度的关系.方法:对2001-08/2002-12上海第二医科大学附属瑞金医院骨科行椎体成形术后20~36个月的35例骨质疏松性椎体骨折患者进行随访,了解术后不同时期患者目测类比评分变化,比较不同骨水泥充盈与疼痛缓解程度的关系以及患者的主观满意度.结果:31例患者获随访,平均随访时间26个月.①患者手术前后和随访时的目测类比评分:术前平均为8.5分,术后24 h平均为2.7分,随访时平均为3.1分,手术前与手术后及随访时比较,差异均有显著性意义(Z=4.92,4.91;P<0.001);术后24 h与随访时比较,差异无显著性意义(Z=1.90,P=0.058).②不同骨水泥充盈与疼痛缓解程度的关系:术后CT提示骨水泥弥散差的有8例,中等的有17例,好的有6例,各组之间的目测类比评分比较,差异无显著性.③不良事件和副反应:有1例患者发生邻近椎体再骨折,没有发生由于骨水泥渗漏而造成的并发症.④患者的主观满意度:患者主观满意度为96.8%.结论:椎体成形术治疗骨质疏松性压缩性骨折的中期疗效满意;但是疼痛缓解程度和骨水泥注射后的充盈程度无密切关系,治疗中不应该把重点放在追求骨水泥的注射量.

    作者:吴文坚;梁裕;郑涛;丁晓毅;曹鹏;龚耀成 刊期: 2005年第38期

  • 成年大鼠脑损伤后神经前体细胞的增殖及迁移

    背景:成年哺乳类动物中枢神经系统存有神经前体细胞,其基本生物学特性主要包括多向细胞分化和维持自身数量稳定.目的:观察中枢神经系统损伤后神经前体细胞增殖和迁移的反应过程,探讨神经前体细胞在中枢神经系统损伤修复中的作用,设计:随机对照实验.单位:北京市神经外科研究所病理生理研究室.材料:实验在北京市神经外科研究所病理生理研究室完成.选择成年Wistar大鼠67只,随机分为正常对照组7只,损伤后1,3,7,14,30 d组,每个损伤组12只.以上每个损伤组再随机分为人工脑脊液组2只,碱性成纤维细胞生长因子组5只和神经营养因子-3组5只.方法:各损伤组制作液压冲击性脑损伤模型,正常对照组仅开颅,不致伤.各损伤组每次腹腔内注射BrdU 50 mg/kg,处死前2 h注入后一次,其中损伤后1 d和3 d组每天注入3次,损伤后7 d和14 d组每天注入1次.碱性成纤维细胞生长因子组每日灌注碱性成纤维细胞生长因子总量360 ng,神经营养因子-3组每日灌注神经营养因子-3总量240ng,人工脑脊液组每日灌注液中不含碱性成纤维细胞生长因子和神经营养因子-3,灌注4 μL.免疫组织化学方法动态检测各组大鼠脑组织中Nestin和BrdU的表达.BrdU标记方法确定增殖的神经前体细胞;Nestin的表达用于确定神经前体细胞. 主要观察指标:Brdu,GFAP+/Brdu+和GFAP-/Brdu+在各组大鼠脑损伤不同时相中的表达.结果:67只大鼠均进入结果分析.①与正常对照组相比较,伤侧皮质、海马及室下区的Nestin阳性细胞数于伤后1 d明显增多[(3.1±1.1),0个/视野;(5.5 ±0.9),(1.3 ±0.8)个/视野;(8.1±0.9),(2.3±0.8)个/视野,P<0.05],7 d达高峰[(7.5±1.2),(10.2±1.5),(13.6±1.2)个/视野],30 d消失[0,(1.2±0.9),(2.1±0.8)个/视野].②伤侧皮质、海马及室下区的BrdU阳性细胞数于伤后3 d达高峰[(12.6±1.5),(9.9±1.1),(13.4±1.0)个/视野],而7 d以后逐渐减少.③室下区BrdU阳性细胞及Nestin阳性细胞经胼胝体向对侧迁移.结论:液压冲击性脑损伤可激发成年大鼠脑皮质、海马及室下区神经前体细胞增殖及迁移,其中Nestin阳性细胞数于伤后7 d多,BrdU阳性细胞数于伤后3 d多.

    作者:张相彤;王忠诚;董丽萍;张亚卓;戴钦舜 刊期: 2005年第38期

  • 等高投影法辅助矫正颌面的不对称畸形

    目的:建立一套简单实用的面部不对称畸形计算机化三维测量和实体模型制作手术预测分析系统.方法:实验于2004-03/2005-01在第三军医大学大坪医院野战外科研究所口腔科实验室完成.利用等高线投影仪获取面部正位等高云纹图,将图像资料输入计算机,用专门软件将图像转化为等高线图,利用正中垂线做镜像处理,进一步分析后,输出图样,直接进行植入体的制作.结果:建立了一套快速经济实用的面部不对称畸形术前预测系统,舍去面模制作,制作的缺损区植入体十分接近与健面侧对称的效果.结论:该方法能够忠实地反映颜面局部三维轮廓,在此基础上获得面部两侧形态差的实体模型,具有操作简单、制作迅捷、经济实用的特点.

    作者:柴鉴深;杨茂进;陈渝斌 刊期: 2005年第38期

  • 复合降解膜对异体神经再生的影响

    目的:探讨抑制结缔组织增生的复合降解膜对异体神经再生作用.方法:实验于2003-04/2004-04在沈阳医学院附属奉天医院动物实验室完成.选取SD大鼠60只随机分成干预组、对照组和正常组,每组20只.用20g/L戊巴比妥钠25 mg/kg腹腔麻醉后,将大鼠左下肢坐骨神经切除2 cm,用同种异体坐骨神经移植.干预组在神经移植处置入包裹含有抑制胶原纤维合成试剂的降解膜;对照组在神经移植处置入不含试剂的降解膜;正常组在神经移植处不放任何膜.术后180 d取材标本制作,并测定各组大鼠神经植入处有髓神经纤维数量、直径,神经近端缝合处胶原纤维数量、羟脯氨酸含量,各组大鼠坐骨神经支配腓肠肌的潜伏期及波幅等.结果:60只实验动物均纳入结果分析.再生坐骨神经纤维的数量、直径以及电生理的潜伏期和波幅等指标上,均明显较不置药的对照组和正常组的多、粗、恢复快、短而大.干预组和对照组胶原纤维数量分别为(521±135,1 020士133)条,两组比较有显著性差异(t=-11.833,P<0.05);干预组羟脯氨酸含量较正常组低[(13.13±3.36,21.72±2.85)ug/g,(t=-5.374,P<0.05)];对照组羟氨酸含量(20.65±2.83)ug/g,与正常组(21.72±2.85)ug/g比较差异无显著性意义(t=-0.798,P>0.05).维生素正常浓度明显较对照组和正常组低.干预组术后潜伏期明显小于对照组与正常组(P<0.05),波幅明显大于对照组和正常组(P<0.005).结论:抑制结缔组织增生的复合降解膜有提高同种异体神经移植的再生作用.

    作者:吴锦生;辛畅太;李崇杰;安贵林;张庭深 刊期: 2005年第38期

  • 解毒烧伤膏对深Ⅱ度烫伤创面愈合中肿瘤坏死因子α及表皮细胞生长因子表达的调控

    目的:烫伤创面给予解毒烧伤膏治疗后,观察肿瘤坏死因子α及表皮细胞生长因子在愈合过程中表达水平的变化.方法:实验于2004-09/11在中山大学北校区实验动物中心完成.选取广东产成年杂种猪8只,用自制恒温恒压水浴循环烫伤仪建立猪深Ⅱ度烫伤模型,于猪背部两侧以98℃热水烫12 s,各制作一个直径8 cm的圆形创面.一侧为解毒烧伤膏治疗侧,创面外用解毒烧伤膏,1次/d,另一侧为空白对照侧.用免疫组织化学方法结合图像数据分析,分别在烫伤后第1,3,5,7,9,11天检测肿瘤坏死因子α及表皮细胞生长因子表达水平的变化.结果:实验纳入猪8只,均进入结果分析.①猪深Ⅱ度创面烫伤后不同时间两侧的大体观察:解毒烧伤膏治疗侧创面愈合时间明显比空白对照侧提前[分别为(8.0±0.4),(10.3±0.6)d,P<0.05].②猪深Ⅱ度创面烫伤后不同时间两侧的病理学观察结果:伤后第1天解毒烧伤膏治疗侧开始有基底层细胞增生,第5天可见明显增生的表皮细胞,细胞胞体较大,排列紧密,由单层上皮细胞向复层上皮细胞转化,并以毛囊区附近增生活跃.而空白对照侧第2天开始有局部细胞增生,至第7天增殖明显,细胞体积较小,分布疏松,以单层上皮细胞为主.③猪深Ⅱ度创面烫伤后不同时间肿瘤坏死因子α免疫组织化学观察结果:肿瘤坏死因子α在解毒烧伤膏治疗侧和空白对照侧于伤后的表达均有两个高峰,空白对照侧高峰时间分别为伤后第3天和第9天,解毒烧伤膏治疗侧的第1个高峰也是伤后第3天,峰值略低于空白对照侧(17.71±3.32,17.79±3.43,t=1.37,P>0.05),第2个高峰则位于伤后第7天,较空白对照侧明显提前(P<0.01).早期肿瘤坏死因子α主要表达在中性粒细胞,后期主要表达在单核细胞,部分血管内皮细胞亦见表达.④猪深Ⅱ度创面烫伤后不同时间表皮细胞生长因子免疫组织化学观察结果:解毒烧伤膏治疗侧在伤后第1天开始表达(7.32±1.79),主要位于基底细胞,第5天显著表达(18.18±3.46),第7和9天维持高水平表达.空白对照侧在伤后第1天基本无表达(2.31±1.12),第3天表达较弱,细胞数量少,于第7天表达出现高峰(18.26±3.56),并于第9和11天维持高水平表达.表皮细胞生长因子在解毒烧伤膏治疗侧的表达明显早于空白对照侧(t=2.21~3.95,P<0.01).结论:解毒烧伤膏能够促进表皮细胞生长因子在创面修复的早期表达,并抑制肿瘤坏死因子α在创面修复后期的过度表达,有利于创面愈合.

    作者:赵李平;利天增;徐盈斌;柯昌能;张涛 刊期: 2005年第38期

  • 应用生物力学的方法观察十一酸睾酮对老年雄性大鼠骨的作用

    目的:运用生物力学的方法,观察雄激素十一酸睾酮在动物大体内对老年大鼠骨的作用.方法:实验于2002-10在上海市伤骨科研究所完成.鼠龄23个月Wistar雄性大鼠20只,随机分为治疗组10只、空白对照组10只,另选鼠龄3个月Wistar雄性大鼠10只为青年对照组,治疗组十一酸睾酮26.7 mg/kg灌胃,1次/d给药两周,后改为维持剂量(药量减半)用药,空白对照组和青年对照组给予普通饮食.1个月后取材,并在取材前第3天、第13天行四环素标记.①取各组大鼠左侧股骨做三点抗弯实验测定大载荷、大应力、大应变、弹性模量、抗弯硬度、吸收能量.②取各组大鼠第五腰椎做椎体抗压实验测定大载荷、大应力、大应变、弹性模量、抗压硬度、吸收能量. 结果:实验大鼠30只均进入结果分析.①与空白对照组相比,股骨的大载荷、吸收能量、大应力值显著增高[治疗组:(129.08±12.36)N,(49.40±7.4)Nm,(128.47±16.73)N/mm2,青年对照组:(132.04±25.84)N,(64.27±10.73)Nmm,(145.78 ±23.54)N/mm2,空白对照组:(102.03±11.62)N,(32.00±8.50)Nmm,(107.55±17.37)N/mm2,P<0.01],弹性模量、抗弯硬度值亦明显增加[治疗组:(4 072.1±434)mN,(214.73±40)N/mm,青年对照组:(4 318.6±201)mN,(281.17±66.85)N/mm,空白对照组:(3624.7±269)mN,(189.47±45.2)N/mm,P<0.05],其中大载荷增加26.5%,抗弯硬度增加13.3%.②与空白对照组相比,治疗组第五椎体大载荷增加29.2%(P<0.05),抗压硬度增加34.6%(P<0.01),弹性模量值增加39.93%(P<0.01),大应力值增加19.45%(P<0.05).结论:雄激素能够提高骨的力学性能,增加骨强度.

    作者:李孝鹏;符诗聪;张风华;朱雅萍 刊期: 2005年第38期

  • 骨形成蛋白2重组腺病毒的构建对骨缺损基因治疗的价值

    背景:目前,人们利用基因重组技术已经表达出人类基因重组骨形态发生蛋白2,并且在常位和异位成功地诱导出新骨.但由于重组人骨形态发生蛋白2比天然骨形态发生蛋白2的诱导成骨活性较低,且尚未找到十分理想的载体.目的:通过构建骨形成蛋白重组腺病毒,为骨缺损的基因治疗提供可行载体.设计:单一样本实验.单位:西安交通大学第一医院分子生物学实验中心.材料:PACCMV-PLPA质粒,PJM17质粒,293细胞系.方法:实验于2001-09/02-06在西安交通大学第一医院分子生物学实验中心完成.应用反转录-聚合酶链反应法克隆出骨形态发生蛋白质类2全长基因,构建重组腺病毒载体,DNA-磷酸钙共沉法将辅助质粒PJM17转染293细胞,同源重组构建出重组腺病毒.测滴度并用氯化铯梯度离心纯化备用.主要观察指标:①聚合酶链反应产物克隆结果.②PACCMV-BMP2穿梭质粒的鉴定结果.③重组腺病毒的构建结果.结果:①聚合酶链反应产物克隆结果:克隆构建的重组质粒命名为pGEM-T/hBMP2,大小为(3015+1213)bp.琼脂凝胶电泳结果显示实际值与理论值完全一致.②PACCMV-BMP2穿梭质粒的鉴定结果:质粒大小约为10 Kbp,因PACCMV-PLPA质粒多克隆位点属PUC质粒系列,故用EcoRⅠ酶切,可将重组质粒线性化,大小为10 Kbp.而EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切时,可得到8.8 Kbp和1.2 Kbp两个可见片段.③重组腺病毒的构建结果:重组病毒的鉴定应用聚合酶链反应技术,利用BMP2全长特异引物扩增出目的片段1.2 Kbp,与理论值完全一致.结论:骨形态发生蛋白2重组腺病毒的构建成功为骨缺损等疾病的基因治疗奠定了可行的载体基础.

    作者:王德利;阮狄克;李海峰;马巍;刘碧波;杨敏杰 刊期: 2005年第38期

  • 经冠状动脉移植自体骨髓单个核细胞用于治疗心肌梗死后的心力衰竭

    目的:观察经冠状动脉直接注射进行自体骨髓单个核细胞移植时细胞能否进入心肌组织并有效改善心肌梗死后的心脏功能.方法:成年犬24只,随机分为对照组与移植组,移植组于移植前一天抽取骨髓液分离骨髓单个核细胞(数量约为2×108).结扎冠状动脉左前降支后,移植组于冠状动脉内注射骨髓单个核细胞悬液,对照组注射培养基.6周后处死动物,比较其心肌梗死面积、瘢痕区毛细血管数量、超声心动图指标及血流动力学指标的变化.结果:对照组和移植组各死亡4只犬,分别有8只犬进入结果分析.①各组犬心脏标本病理研究结果:骨髓单个核细胞经5-溴脱氧尿嘧啶核苷标记的阳性率约为50%;移植6周后于梗死区的心肌组织内能够检测到5-溴脱氧尿嘧啶核苷标记阳性的细胞;移植组的梗死区面积和梗死范围比对照组分别下降了30.9%和35.0%,但无显著性差别(P均>0.05);瘢痕区每个高倍视野(0.2 mm2)的毛细血管数量,移植组为5.33±0.58,明显高于对照组2.03±0.46(P<0.01).②血流动力学指标的变化:移植组与对照组相比,6周时左室内压大上升速率、大下降速率及心输出量均显著上升[(3 039±1 164)比(1 569±618)mm Hg/s,<0.01;(2951±793)比(1465±647)mmHg/s,P<0.01;(1.88±0.33)比(1.41±0.29)L/min,P<0.05].③超声心动图心功能指标的变化:移植组左室射血分数明显高于对照组(46.01%,35.28%,P<0.05).④不良事件和副反应:在实验中仅在移植组1例实验犬的细胞注射部位观察发现一炎性包块,移植后6周时观察未见明确的恶性心律失常出现及肿瘤组织形成.结论:经冠状动脉直接注射进行骨髓单个核细胞移植可行且安全,它能够促进梗死区的新血管生成并有效改善心肌梗死后的心脏功能.

    作者:杨国胜;杨跃进;窦克非;王清峙;徐新林;阮英茆;赵红;任晓庆;高润霖;陈在嘉 刊期: 2005年第38期

  • 重组人表皮生长因子对体外培养人角质细胞增殖的影响

    目的:观察不同浓度条件下表皮生长因子对角质形成细胞增殖的影响,分析表皮生长因子对角质形成细胞增殖过程中有无异常影响.方法:实验于2003-09/2005-01在新疆维吾尔自治区包虫病研究所细胞室完成.实验所用细胞从手术中切取的皮片(中厚皮片)获得.采取体外角质形成细胞的原代培养技术,用浓度分别为0.001,0.01,0.1,1,10,100,500μg/L浓度的表皮生长因子干预体外培养的细胞,采用噻唑蓝法检测细胞活性.选择适浓度表皮生长因子干预的角质形成细胞,用流式细胞仪检测细胞的DNA倍体情况.结果:①角质形成细胞生长过程的观察:细胞培养3 d可见部分贴壁,内有各层角质形成细胞;细胞培养12 d可见明显的贴壁现象,有圆形或椭圆形细胞核,细胞体呈不规则形态;13 d后可见细胞膜片的形成,细胞间隙明显,细胞大部分为多角形,细胞核明显;20 d左右可见细胞膜片仍然存在,细胞形态正常,折光性好.②角质形成细胞的鉴定:胞核内可见棕黄色着色,多数可见明显的细胞核.③不同浓度表皮生长因子对人角质形成细胞增殖的影响:进入对数生长期的细胞在表皮生长因子浓度为0.01~100μg/L时,其吸光度值为0.330±0.014~0.400±0.018,此浓度下对角质形成细胞有增殖作用;浓度为0.1~1μg/L时,其吸光度值为0.386±0.043~0.428±0.024,增殖作用强;浓度为0.001或500g/L时,其吸光度值为0.344±0.013和0.251±0.025,无明显增殖作用.④培养12 d时流式细胞仪对表皮生长因子适浓度下细胞倍体含量的测定:合成前期=95.9%,大多数为二倍体;分裂前期=4.1%,为四倍体;未见非整倍体.细胞分化良好,无异常分化表现.结论:表皮生长因子浓度为0.01~100μg/L时,促角质形成细胞增殖作用明显,在促增殖范围内无致细胞染色体异常分化的现象,细胞多数为合成前期,提示此条件下角质形成细胞具有很强的增生能力.表皮生长因子浓度为500 μg/L时,对角质形成细胞有明显的抑制作用,0.001 pg/L为低有效浓度.重组表皮生长因子对细胞生长周期无影响.

    作者:郭文平;赵阳;卢小梅;张亚楼;阿孜古丽 刊期: 2005年第38期

  • 体外冲击波刺激成骨作用对骨不连间隙的影响

    目的:观察有刺激成骨作用的体外冲击波对新西兰大白兔骨不连模型的治疗效果.方法:实验于2003-10/2004-10在广西壮族自治区实验动物中心、广西医科大学医学实验动物中心完成.选用清洁级(二级)雌性新西兰大白兔16只,体质量3.0~3.5kg,兔龄五六个月,每只动物右前肢桡骨为实验肢,左前肢桡骨为对照肢.无菌操作麻醉下截除双侧桡骨中段1 cm,缝合伤口,3个月后摄X线片证实骨不连模型形成.麻醉下采用德国多尼尔小王子体外冲击波碎石机对新西兰大白兔实验肢骨不连进行治疗,冲击波焦点能量为0.5 mJ/mm2,频率为70~80次/min,冲击量为800次,焦点聚焦范围为1.5 cm2,在透视下调整冲击焦点,分别对骨折远、近端边缘进行冲击.对照肢不作任何治疗.采用数码成像X射线机分别于冲击波治疗前及治疗后第3天,第2,4,6,8,12周摄实验肢和对照肢前肢正位X射线片,在计算机上精确测量治疗前后骨折间隙的宽度;同时各处死动物1只,取骨折间隙组织进行光学检查,选择第2,6,8周组织作电镜检查.比较实验肢和对照肢以及治疗前后骨折间隙的变化,观察光镜-成骨细胞、骨小梁的数量和排列的形成及电镜-成骨细胞的有丝分裂,线粒体等细胞器的活跃程度.结果:①X线片检测:实验肢4周后可见骨折间隙密度增高,呈云雾状,间隙缩小.12周后,骨折间隙基本骨性连接,骨纹理出现较规律的纵向排列,髓腔开始再通.对照肢织无明显变化.②组织光学及电镜检查显示:实验肢第3天光镜下可见活跃的圆形或类圆形成骨细胞,间隙两端见大量的微小碎骨屑.第2周见大量的活跃的成骨细胞、成纤维细胞和间充质细胞,形成骨样组织,软骨细胞增生活跃.电镜下可见有丝分裂,胞质内见较多的线粒体、高尔基体、粗面内质网.第6~8周时成骨细胞继续活跃成骨,骨样组织逐渐骨化,纤维组织逐渐转化成软骨组织,并出现钙化和骨化;电镜下可见大量成熟的骨细胞形成,细胞器消失.第12周见大量新生骨小梁,排列规则、致密,形成成熟的骨结构.对照肢各时间度所取骨折间隙组织无明显变化,未见成骨细胞,可见慢性炎症浸润、纤维结缔组织增生.③冲击波治疗前后动物模型骨不连间隙的变化:实验肢骨折间隙变化治疗前与第4,6,8,12周比较差异显著[(6.02±2.11),(7.05 ±1.91),(7.35±1.24),(7.51±1.57),(8.62±1.48)mm;t=2.561,3.543,3.922,5.659,P<0.05~0.001];实验肢与对照肢治疗后第4,6,8,12周比较差异显著[(6.36±1.89),(6.42±2.02),(6.40±2.12),(6.51±2.31)mm;t=2.376,2.531,3.744,5.126,P<0.05].结论:实验肢经冲击波治疗后骨不连间隙成骨活跃,不同时段摄X线片显示骨折逐渐达骨性愈合,说明体外冲击波是一种治疗骨不连创伤小、效果确切的方法.

    作者:梁斌;李宏宇;李丽春;韦建勋;李荣祝;何大光;梁建波 刊期: 2005年第38期

  • 人退行性变椎间盘组织细胞凋亡与相关基因Bcl-2和Bax表达的关系

    目的:通过对正常与退行性变(简称退变)椎间盘组织细胞凋亡的观察,探讨细胞凋亡和凋亡相关基因Bcl-2及Bax蛋白在腰椎间盘退变中的作用.方法:采用原位DNA片段末端标记和免疫组织化学方法,检测开鲁县医院2002-12/2003-12经手术切除的人退变椎间盘12例及正常椎间盘10例组织细胞的凋亡状态及凋亡相关基因Bcl-2和Bax蛋白表达.①凋亡指数判定:以平均100个细胞核中含凋亡细胞个数为凋亡指数.②形态学变化判定:计算阳性细胞百分比.③平均吸光度值测定.结果:①椎间盘髓核细胞凋亡指数:正常组为24.897±3.620,退变组为49.232±3.440.②椎间盘髓核阳性细胞百分比:正常组Bcl-2为(31.440±4.150)%,Bax为(29.372±2.588)%;退变组Bcl-2为(18.239±2.470)%,Bax为(52.349±3.764)%.③椎间盘髓核细胞内免疫反应产物的平均吸光度值:正常组分别为0.183±0.010,0.203±0.012,0.169±0.005;退变组分别为0.152±0.003,0.310±0.008,0.262±0.014.④两组间凋亡指数均值,Bcl-2和Bax蛋白表达均有显著性差异(P<0.05).结论:在椎间盘退变过程中,椎间盘髓核细胞的减少是通过凋亡的形式实现的,凋亡相关基因Bax表达增高,Bcl-2表达降低.Bcl-2和Bax参与了髓核细胞凋亡的过程并在促进和抑制凋亡的发生中发挥重要作用.

    作者:郝凌武;胡明;马远征;才晓军;陈兴;白一冰;李宏伟 刊期: 2005年第38期

  • 不同胚胎起源骨质贴附骨移植后宿主骨变化的计量学分析

    目的:应用荧光素双标记和不脱钙骨切片,以骨计量学指标对宿主骨变化进行组织学和动态计量分析,以进一步探明不同胚胎起源骨质贴附移植后宿主骨的变化.方法:实验于2002-07/2003-03在军事医学科学院国家二级动物实验室完成.选取新西兰兔10只,分别截取5 mm×10mm大小的颅骨(膜内成骨)和髂骨(软骨成骨)各一块,植入兔口鼻部骨膜下,于术后第33,41天分别肌注四环素50 mg/(kg·次),进行荧光素双标记,术后第45天处死动物,将移植骨与宿主骨一同取下,制成5 μm的不脱钙骨切片,保留平片,其余行Giemsa和Von Kossa染色.选用类骨质宽度、骨矿化沉积率指标,对宿主骨变化进行组织学观察和计量学分析.结果:实验纳入新西兰兔10只,全部进入结果分析.①膜状骨和软骨成骨贴附移植后组织学观察:膜状骨移植区宿主骨侧可见明显的成骨细胞排列,宿主骨内及界面类骨质沉积部位较多,可见明显的荧光双标记线及标记区,荧光双标记线距宽.而软骨成骨移植区宿主骨侧可见部分成骨细胞活动,类骨质沉积及荧光标记区少,双标计线窄,增生活跃程度明显较低.②膜状骨和软骨成骨贴附移植后宿主骨区骨计量学的比较:膜状骨移植宿主骨区的骨矿化沉积率、类骨质宽度均明显优于软骨成骨移植区宿主骨区[(3.19±0.37),(2.18±0.36);(14.35±3.48),(5.92±1.68);P均<0.01].结论:不同胚胎起源骨质移植后的宿主骨,在骨质修复再生速度与成骨量上产生了明显不同的变化,膜内成骨优于软骨成骨,提示膜状骨在口腔颌面部应用时对宿主骨有着更为明显的诱导成骨作用.

    作者:杨斌;段闽江;鄢雷 刊期: 2005年第38期

  • 与内皮抑制素相互作用的蛋白及其抑制血管生成作用的分子机制

    目的:探讨与内皮抑制素相互作用的蛋白,阐明其抑制血管生成作用的分子机制.方法:实验于2002-01/2004-12在解放军总医院呼吸科实验室、军事医学科学院放射医学和生物工程研究所实验室完成.应用酵母双杂交系统3,以内皮抑制素为诱饵,筛选人肝cDNA文库,寻找与之相互作用的蛋白.再利用一对一酵母回复性杂交、β-GAL实验和生物信息学分析技术筛除假阳性克隆.结果:成功构建稳定表达内皮抑制素基因的载体;酵母双杂交共获得281个克隆,经验证,6个为阳性克隆,测序发现其中一个克隆为未知序列;FAST CAT试验发现阳性克隆中4个克隆可明显的与内皮抑制素相互作用.结论:6个阳性克隆表达的蛋白可能能与内皮抑制素相互作用,并不同程度的参与了内皮抑制素调节的血管生成过程.

    作者:张宝林;范保星;贾向旭;苑晓玲;冯怡;彭善云;马良;刘又宁 刊期: 2005年第38期

  • 外源性转化生长因子β1抗体对胶原瘢痕及神经再生的修复作用

    目的:通过神经吻合口局部应用外源性转化生长因子β1的特异性抗体,阻断其诱导局部炎症反应和细胞外基质沉积的作用,以期达到预防或减少神经瘢痕的产生,提高神经修复.方法:实验于2003-04/2005-04在山西医科大学外科实验室完成.选用SD大鼠48只,随机分为转化生长因子β1抗体组和生理盐水对照组,各24只.两组大鼠坐骨神经切断后行神经外膜小间隙缝合,转化生长因子β1抗体组采用微量加样器于神经吻合口间隙内注射质量浓度为50 mg/L的Anti-外源性转化生长因子β1溶液0.1 mL;生理盐水对照组注射等量生理盐水,逐层缝合伤口.分别于术后4,12周取材,按照Petersen分级标准对皮肤、肌肉、筋膜和神经组织与周围组织粘连的程度进行评估.结果:实验纳入大鼠48只,全部进入结果分析.瘢痕成分的评估:①两组术后大体观察:术后两组大鼠皮肤及肌肉、筋膜愈合良好,均未发生伤口进开、进裂、感染现象.转化生长因子β1抗体组术后12周神经吻合口与周围组织粘连明显减轻,优于生理盐水对照组.②两组术后12周神经组织切片Masson染色结果:转化生长因子β1抗体组神经吻合口远端神经轴索增生活跃,胶原纤维形成较少,以神经外膜为主;生理盐水对照组神经吻合口远端神经纤维生长排列紊乱,连续性差,被胶原纤维包裹,胶原沉积较多,神经外膜肥厚.③术后12周两组Ⅰ、Ⅲ型胶原纤维含量灰度值测量结果比较:转化生长因子β1抗体组Ⅰ型胶原纤维含量明显低于生理盐水对照组[(41.112±11.065),(49.561±8.097),P<0.05],而Ⅲ型胶原纤维含量基本相似[(34.223±7.130),(32.284±5.497),P>0.05].神经再生功能的评估:①术后12周两组坐骨神经功能指数比较:转化生长因子β1抗体组明显高于生理盐水对照组[(-19.090±22.493),(-28.660±22.649),P<0.05].②两组术后12周电生理学检查结果:转化生长因子β1抗体组神经传导速度明显优于生理盐水对照组[(29.603±3.972),(16.215±4.619)m/s,P<0.05].③两组术后周围神经纤维的镀银染色及周围神经髓鞘染色结果:转化生长因子β1抗体组髓鞘厚度和再生神经纤维的直径均优于生理盐水对照组[(1.36±0.23),(0.93±0.48);(9.40±0.86),(7.99±0.36)μm;P均<0.05].结论:周围神经损伤后神经端或对端的吻合治疗中,局部应用外源性转化生长因子β1抗体,能够抑制或减少局部神经胶原瘢痕的产生,从而有效促进大鼠周围神经功能的恢复.

    作者:吴斗;刘强;陈君长;安奇君;龚强;韩小强 刊期: 2005年第38期

中国组织工程研究杂志

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主管:中华人民共和国卫生部

主办:中国康复医学会,《中国组织工程研究与临床康复》杂志社