一种新型大鼠骨力学生物学模型的建立及实验研究

发布时间：2020-02-13 22:35

【摘要】： 研究目的：建立一种新型的大鼠骨力学生物学模型，探讨活体骨组织对压缩载荷作用下的生物学响应，了解力学环境对骨组织重建的影响。 研究方法：将微型电阻应变片粘贴在大鼠右尺骨表面，在体检测载荷—应变关系和大鼠正常行走时尺骨内应变情况，建立大鼠骨力学生物学模型。利用Instron材料试验机模拟体内应变对大鼠右侧尺骨实施不同频率的力学载荷，加载频率分别为5Hz、10Hz和15Hz，压缩应变为2000με和3000με；加载最大振幅为0.1mm的半正弦波，每天加载10min，加载2周。实验结束前后分别检测各组大鼠尺骨骨密度值变化；检测骨材料力学性能；通过免疫组织化学染色评价骨基质蛋白分泌情况；盐酸四环素及钙黄绿素双荧光标记观察骨组织形态学变化，并利用图像分析软件分析比较加载前后骨生长发育的定量变化。 研究结果：成功建立了活体大鼠骨力学生物学模型，在10Hz、15Hz组中，2000με和3000με组促进了骨钙蛋白、Ⅰ型胶原的分泌，表达为强阳性；在对照组和5Hz 2000με组中，其表达为弱阳性；双荧光标记可看到两条明显的黄色和绿色的荧光条带，且实验组骨密度值显著高于正常组(P＜0.05)，但骨材料的力学性能却明显低于对照组(P＜0.05)和正常组(P＜0.01)；在5Hz组中未见骨密度明显增加(P＞0.05)。 研究结论：骨组织对加载频率具有一定的依赖性，，而且这种频率响应的特性与骨组织的性质和部位有很大关联；在一定应变范围内，短期的低幅高频的载荷可促进成骨反应，频率为10Hz和15Hz时促进效应明显；骨形态学上的适应及生物学变化与载荷频率的剂量效应，这种变化不会导致各实验组之间明显的材料力学性能的差异。
【图文】：

电阻应变片的构造很简单，由一条很细具有高电阻率的金属丝，在制片机上排绕后，用胶水粘在两片薄纸之间，再焊上较粗的引出线。一般分为五部分:敏感栅、粘结剂、基底、引线及覆盖层如图2.1所示。将电阻应变片固定在被测构件表面上，金属丝随构件一起变形，其电阻值也随之发生变化，其电阻变化与构件应变有确定的线性关系，其工作原理如下:实验表明，绝大部分金属丝受到拉伸(缩短)时，电阻值会增大(或减小)。这种电阻值随变形发生变化的现象，叫做电阻应变效应。有些金属丝在一定的变形范围内，电阻值的相对变化(电阻变化率)与其长度的相对变化(应变)保持线性关系，而且对拉应变和压应变是一样的。这种规律可用下式表达:△R—=KnCR(2一l)其中

Instron材料试验机结构简图
【学位授予单位】：中国人民解放军军事医学科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：R-332

【参考文献】

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本文编号：2579272