本文關(guān)鍵詞：低強(qiáng)度脈沖超聲防治激素誘導(dǎo)股骨頭壞死的實(shí)驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：股骨頭壞死是骨科較為常見的一種疾病。由于患病者大多為中青年,而且該疾病的致殘率極高,對(duì)患者家庭和社會(huì)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)均較大。有研究指出,在未經(jīng)治療的情況下,股骨頭壞死的患者80%最終會(huì)發(fā)生股骨頭塌陷,進(jìn)一步繼發(fā)骨關(guān)節(jié)炎,最終須行關(guān)節(jié)置換術(shù)緩解疼痛、改善功能。雖然近年來人工關(guān)節(jié)置換術(shù)有了長足的發(fā)展,但是由于患者多為中青年,絕大多數(shù)患者需接受至少1次以上的翻修術(shù),且術(shù)后功能欠理想。因此,近年來把股骨頭壞死治療的重點(diǎn)集中到了早期治療上,目的主要在于預(yù)防股骨頭塌陷,防止髖關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)改變。然而,到目前為止,尚無任何治療方法可以確切有效的達(dá)到以上目的。低強(qiáng)度脈沖超聲是一種具有生物聲學(xué)效應(yīng)的機(jī)械波。因其高效、無創(chuàng)的優(yōu)勢(shì),被美國FDA批準(zhǔn)用于骨不愈的治療。大量的研究發(fā)現(xiàn)LIPUS可以促進(jìn)骨生長,改善局部血供,促進(jìn)成骨細(xì)胞活性和間充質(zhì)干細(xì)胞的成骨分化。這一系列的作用機(jī)制,或許在股骨頭壞死早期修復(fù)過程中可以發(fā)揮積極的促進(jìn)作用。本人博士期間一直從事生物聲學(xué)效應(yīng)和股骨頭壞死早期非手術(shù)治療方面的研究。已有多篇SCI論文發(fā)表。本實(shí)驗(yàn)分為五個(gè)部分：一、成功構(gòu)建與臨床特點(diǎn)相似的兔早期股骨頭壞死模型；二、探討低強(qiáng)度脈沖超聲防治早期股骨頭壞死的作用；三、在低強(qiáng)度脈沖超聲治療兔股骨頭壞死過程中,觀察股骨頭內(nèi)骨形態(tài)蛋白2(BMP-2)、血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子(VEGF)及其基因的動(dòng)態(tài)表達(dá)情況。四、應(yīng)用不同能量強(qiáng)度的超聲治療股骨頭壞死,探尋療效最佳的超聲能量強(qiáng)度。五、通過體外實(shí)驗(yàn),研究微泡劑增強(qiáng)超聲生物效應(yīng)機(jī)制的作用。我們的研究表明,低強(qiáng)度脈沖超聲或可以阻止或延緩激素誘導(dǎo)早期股骨頭壞死疾病的進(jìn)程；BMP-2和VEGF或許在該療效的機(jī)制中有重要作用；100-200 mW/cm2強(qiáng)度的療效優(yōu)于高強(qiáng)度超聲(1 W/cm2)。微泡劑或可進(jìn)一步增強(qiáng)超聲的生物效應(yīng)。第一部分：兔股骨頭壞死模型的誘導(dǎo)和鑒定目的：建立與人股骨頭壞死病變過程類似,簡(jiǎn)單、可靠的激素誘導(dǎo)的兔股骨頭壞死模型。方法：取16只兔子,隨機(jī)對(duì)半分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行造模,采用單次低劑量內(nèi)毒素(10μg/kg)聯(lián)合三次甲基強(qiáng)的松龍針(20mg/kg)的方法,每次用藥間隔24小時(shí)。對(duì)照組注射同樣劑量的生理鹽水。將動(dòng)物最后一次注射激素后6周靜脈注射過量戊巴比妥處死。取股骨頭標(biāo)本做組織病理學(xué)分析,結(jié)合影像學(xué)、骨密度和生物力學(xué)鑒定股骨頭壞死模型是否成功建立。結(jié)果：6周內(nèi),實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組均無兔子死亡。組織病理學(xué)分析發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組股骨近端有壞死灶(7/8),可見骨髓壞死和大量空骨陷窩。對(duì)照組標(biāo)本均未見壞死灶。實(shí)驗(yàn)組的骨小梁結(jié)構(gòu)紊亂,小梁厚度明顯降低,空骨陷窩率明顯增高,大量骨髓壞死組織。對(duì)照組骨小梁結(jié)構(gòu)正常,有序。x線檢查兩組均無股骨頭塌陷發(fā)生。磁共振掃描可見實(shí)驗(yàn)組股骨近端異常信號(hào),而對(duì)照組未見異常信號(hào)。實(shí)驗(yàn)組骨密度顯著低于對(duì)照組。結(jié)論：使用內(nèi)毒素+甲強(qiáng)龍的方法,能成功誘導(dǎo)兔早期股骨頭壞死模型。且方法簡(jiǎn)單、可靠,重復(fù)性較高。第二部分：低強(qiáng)度脈沖超聲防治激素誘導(dǎo)早期股骨頭壞死目的：大劑量激素的使用是股骨頭壞死的最主要病因,但是目前臨床上仍缺少有效的措施預(yù)防和治療該疾病。低強(qiáng)度脈沖超聲是美國FDA批準(zhǔn)用于治療骨不愈合的一項(xiàng)有效的無創(chuàng)治療方法。大量研究發(fā)現(xiàn)低強(qiáng)度超聲可以促進(jìn)骨生長和血管生成,因此本研究的目的在于探討超聲是否可以防治早期股骨頭壞死。方法：使用內(nèi)毒素+甲強(qiáng)龍的方法誘導(dǎo)24只兔子雙側(cè)股骨頭壞死模型。每只兔子的左側(cè)髖部用超聲干預(yù),定為超聲治療組。超聲干預(yù)強(qiáng)度為200mW/cm2,20 min/day。右側(cè)定為對(duì)照組,不予超聲干預(yù)。超聲治療12周后,處死所有兔子,取出標(biāo)本進(jìn)行Micro-CT,生物力學(xué),組織學(xué),免疫組化等檢查內(nèi)容。結(jié)果：12周后,生物力學(xué)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)對(duì)照組的最大抗壓力為355±38 N,超聲治療組為441±78 N(p0.05)；Micro-CT發(fā)現(xiàn)超聲組bone volume/total volume為49.29%±12.37%,高于對(duì)照組(p=0.022)37.93%±8.37%；超聲組空骨陷窩率17%±4%,低于(p=0.002)對(duì)照組的26%±9%.超聲組的礦化形成率(2.3±0.8μm/day高于(p=0.001)對(duì)照組的1.6±0.3μm/day.超聲組血管數(shù)量為7.8±3.6/mm2,多于(p=0.025)對(duì)照組的5.7±2.6/mm2。結(jié)論：低強(qiáng)度脈沖超聲可以促進(jìn)骨修復(fù)和血管生成,可以防治激素誘導(dǎo)的早期股骨頭壞死。第三部分：LIPUS對(duì)壞死股骨頭內(nèi)VEGF和BMP-2及其基因表達(dá)的影響目的：本文第二部分用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了低強(qiáng)度脈沖超聲可以防治激素誘導(dǎo)早期股骨頭壞死。本研究的目的旨在進(jìn)一步深化研究LIPUS的作用機(jī)制。應(yīng)用低強(qiáng)度脈沖超聲治療早期股骨頭壞死,觀察股骨頭內(nèi)VEGF和BMP-2及其基因的動(dòng)態(tài)表達(dá)情況。方法：使用內(nèi)毒素+甲強(qiáng)龍的方法誘導(dǎo)32只兔子股骨頭壞死模型。隨機(jī)選取2只在肌注甲強(qiáng)龍4周后處死,取股骨近端標(biāo)本行組織病理學(xué)分析,鑒定骨壞死是否成功誘導(dǎo)。其余30兔子的左側(cè)髖部用超聲干預(yù),定為超聲治療組。超聲干預(yù)強(qiáng)度為200mW/cm2,20min/day。右側(cè)定為對(duì)照組,不予超聲干預(yù)。在超聲治療1周,2周,4周,8周,12周時(shí)各隨機(jī)處死6只兔子,取出股骨頭標(biāo)本用實(shí)時(shí)定量PCR,Western blot檢測(cè)VEGF和BMP-2及其基因的表達(dá)情況。結(jié)果：激素肌注4周后,經(jīng)過組織病理學(xué)分析,壞死誘導(dǎo)成功。經(jīng)過實(shí)時(shí)PCR檢測(cè),超聲組VEGF mRNA在治療后1,2,4周時(shí)的表達(dá)均高于對(duì)照組(P均0.05)。超聲組BMP-2 mRNA在治療后1-8周均高于對(duì)照組(P均0.05)。超聲組VEGF蛋白表達(dá)量在治療后1-8周均高于對(duì)照組(P均0.05)。超聲組BMP-2蛋白表達(dá)量在超聲治療后1-12周均高于對(duì)照組(P均0.05)。結(jié)論：在一定時(shí)間內(nèi),低強(qiáng)度脈沖超聲可以提高VEGF和BMP-2及其基因的表達(dá)。第四部分：比較不同強(qiáng)度LIPUS防治激素誘導(dǎo)股骨頭壞死療效的實(shí)驗(yàn)研究目的：LIPUS可以促進(jìn)骨組織修復(fù),但是其療效與參數(shù)密切相關(guān)。本文通過早期股骨頭壞死模型,探討不同強(qiáng)度LIPUS防治股骨頭壞死療效的差異。方法：使用內(nèi)毒素+甲強(qiáng)龍的方法誘導(dǎo)24只兔子雙側(cè)股骨頭壞死模型。隨機(jī)等分為3組(n=8),分別為低強(qiáng)度(100mW/cm2)組、中強(qiáng)度組(200mW/cm2)和高強(qiáng)度組(1W/cm2,)。每只兔子的雙側(cè)髖部均使用超聲干預(yù)。超聲干預(yù)20 min/day。在治療12周后,處死所有兔子,取出標(biāo)本進(jìn)行生物力學(xué),組織學(xué),免疫組化等檢查。結(jié)果：12周后,生物力學(xué)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)度組最大抗壓載荷低于低強(qiáng)度組和中強(qiáng)度組,且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p0.05)。病理組織學(xué)分析發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)度組骨小梁面積百分比低于低強(qiáng)度和中強(qiáng)度組(p0.05),高強(qiáng)度組的空骨陷窩率低于低強(qiáng)度組和中強(qiáng)度組(p0.05),而低強(qiáng)度組和中強(qiáng)度組在兩組數(shù)據(jù)之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。高強(qiáng)度組血管數(shù)量少于低強(qiáng)度組和中強(qiáng)度組(p0.05),低強(qiáng)度和中強(qiáng)度組的血管數(shù)量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。結(jié)論：低強(qiáng)度脈沖超聲強(qiáng)度為100mW/cm2和200mW/cm2時(shí)防治股骨頭壞死療效優(yōu)于強(qiáng)度為1 W/cm2的療效。第五部分：微泡超聲增強(qiáng)慶大霉素對(duì)大腸桿菌的抗菌作用目的 大腸桿菌是內(nèi)植物感染的常見致病菌之一,低強(qiáng)度超聲被發(fā)現(xiàn)可以增強(qiáng)抗菌藥物的抗菌效能,本實(shí)驗(yàn)旨在觀察微泡是否可以進(jìn)一步增強(qiáng)超聲與慶大霉素抑制大腸桿菌的協(xié)同效能,并探討其可能機(jī)制。方法 配制107 CFU/ml大腸桿菌(ATCC 25922)懸液,分為空白對(duì)照組、微泡(Sonovue)組、超聲組和微泡超聲組,每組按照慶大霉素濃度進(jìn)一步分為0、1、2μg/ml三個(gè)亞組(n=8),微泡濃度：10%(v/v),超聲輻照強(qiáng)度：100mW/cm2,頻率：46.5KHz,占空比：33%,輻照時(shí)間：12 h,平板計(jì)數(shù)法比較各組殘留活菌密度,取對(duì)數(shù)(log10 CFU/ml),行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。每組另取部分菌液行透射電鏡掃描,觀察殘留菌的微觀形態(tài)。結(jié)果無慶大霉素時(shí),4組殘留菌量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；慶大霉素1 μg/ml時(shí),微泡超聲組(5.44±0.49 1og10 CFU/ml)與空白對(duì)照組(7.44±0.64 log10 CFU/ml)、微泡組(6.86±0.29 log10 CFU/ml)、超聲組(7.19±0.38 log10 CFU/ml)的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；慶大霉素濃度為2μg/ml時(shí),微泡超聲組(2.87±0.28 log10 CFU/ml)的菌量與空白對(duì)照組(4.45±0.43 log10 CFU/ml)、微泡組(4.33±0.40 log10 CFU/ml)、超聲組(3.89±0.37 log10 CFU/ml)仍有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。上述藥物濃度時(shí)微泡組與空白對(duì)照組的菌量差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。慶大霉素濃度為1μg/ml和2μg/ml時(shí),微泡超聲組殘留菌量均低于另外三組,且差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均0.05)。透射電鏡提示,與單純超聲輻照相比,微泡超聲輻照可進(jìn)一步改變細(xì)菌胞膜的形態(tài),胞膜皺褶更顯著,存在較多不連續(xù)。結(jié)論與單純超聲輻照相比,微泡超聲可以進(jìn)一步提高慶大霉素對(duì)大腸桿菌的抗菌效果。微泡可以進(jìn)一步增強(qiáng)超聲的生物效應(yīng)。
【關(guān)鍵詞】：低強(qiáng)度脈沖超聲 成骨效應(yīng) 新生血管 股骨頭壞死 激素 微泡 超聲 大腸桿菌 聲孔效應(yīng) 激素 股骨頭壞死 內(nèi)毒素 動(dòng)物模型 低強(qiáng)度脈沖超聲 成骨效應(yīng) 新生血管 股骨頭壞死 激素 低強(qiáng)度脈沖超聲 VEGF BMP-2 動(dòng)態(tài)表達(dá) 股骨頭壞死
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R681.8
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-12
• ABSTRACT12-19
• 中英文縮寫詞對(duì)照表19-22
• 緒論22-25
• 參考文獻(xiàn)23-25
• 第一部分：兔股骨頭壞死模型的誘導(dǎo)和鑒定25-42
• 1 引言25-26
• 2 材料26-27
• 3 實(shí)驗(yàn)方法和步驟27-31
• 4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法31-32
• 5 結(jié)果32-36
• 6 討論36-38
• 小結(jié)38
• 參考文獻(xiàn)38-42
• 第二部分：低強(qiáng)度脈沖超聲防治激素誘導(dǎo)股骨頭壞死的實(shí)驗(yàn)研究42-58
• 1 引言42-43
• 2 材料43-44
• 3 實(shí)驗(yàn)方法和步驟44-48
• 4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析48
• 5 結(jié)果48-52
• 6 討論52-54
• 小結(jié)54
• 參考文獻(xiàn)54-58
• 第三部分：LIPUS對(duì)壞死股骨頭內(nèi)VEGF和BMP-2及其基因表達(dá)的影響58-77
• 1 引言58-59
• 2 材料59-61
• 3 實(shí)驗(yàn)方法和步驟61-64
• 4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析64-65
• 5 結(jié)果65-71
• 6 討論71-73
• 小結(jié)73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 第四部分：不同強(qiáng)度LIPUS防治激素誘導(dǎo)股骨頭壞死的實(shí)驗(yàn)研究77-95
• 1 引言77-78
• 2 材料78-79
• 3 實(shí)驗(yàn)方法和步驟79-82
• 4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析82
• 5 結(jié)果82-88
• 6 討論88-90
• 結(jié)論90
• 參考文獻(xiàn)90-95
• 第五部分：微泡超聲增強(qiáng)慶大霉素對(duì)大腸桿菌的抗菌作用95-111
• 1 引言95-96
• 2 材料96-97
• 3 實(shí)驗(yàn)方法97-99
• 4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析99-100
• 5 結(jié)果100-103
• 6 討論103-107
• 小結(jié)107
• 參考文獻(xiàn)107-111
• 綜述111-131
• 參考文獻(xiàn)120-131
• 作者簡(jiǎn)歷131-135

  本文關(guān)鍵詞：低強(qiáng)度脈沖超聲防治激素誘導(dǎo)股骨頭壞死的實(shí)驗(yàn)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：349824