尾吊模拟失重导致大鼠股骨结构及力学性能变化的特征

发布时间：2017-10-01 08:31

  本文关键词：尾吊模拟失重导致大鼠股骨结构及力学性能变化的特征

  更多相关文章： 大鼠股骨 尾吊模拟失重 力学性能 骨小梁间隙 骨密度 承重骨 骨小梁厚度 骨强度 生物力学试验机 动物模型研究

【摘要】：目的开展模拟失重动物模型研究,分析探讨模拟失重导致的承重骨(股骨)骨结构及力学性能变化的特征。方法选取成年雄性Wistar大鼠20只为研究对象,随机分为尾吊组和对照组,每组10只。对照组正常喂养,自由活动。尾吊组采用头低位尾吊的方法模拟失重效应:将尾部悬吊于鼠笼上方的横梁上,使其后肢离开地面,保持身体纵轴(头尾向)与地面水平夹角约30°,后肢伸直时刚好不能触及地面,大鼠可通过前爪在笼中自由活动。在实验中,所有大鼠均在独立的笼内活动,控制动物饲养室温度在(23±3)℃,保证12 h光照与黑暗交替循环,自由饮水和取食。56 d后处死大鼠,并取出完整的股骨,进行Micro-CT检测,扫描完成后,对扫描图像进行三维重建,选取股骨头和股骨颈处的松质骨组织为兴趣区域(ROI)。使用系统自带软件进行定量分析上述2个部位的骨微观结构参数:骨体积分数(BV/TV)、骨表面积体积比(BS/BV)、骨小梁数目(Tb.N)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁间隙(Tb.Sp)等。通过t检验,对比分析2组之间的差异性。通过测量整体骨的质量和体积,计算得出骨密度。最后,在生物力学试验机上进行三点弯曲实验,以2 mm/min的速度下压股骨中段,记录载荷-位移曲线,分析获得最大载荷、最大挠度、刚度等力学参数。结果 (1)股骨头和股骨颈松质骨微观结构的变化。模拟失重下股骨不同亚区的松质骨结构变化程度虽然不同,但结构弱化的趋势是一致的。松质骨的Tb.Sp变化量最大,股骨头区域为+25%,股骨颈区域为+34%,表明骨小梁间隙增大。(2)股骨三点弯曲力学性能的变化。56 d尾吊模拟失重后,大鼠股骨的极限载荷、刚度及挠度平均下降分别为26%、32%和20%,而骨密度仅下降9%,且极限载荷和刚度的下降差异具有统计学意义(P0.05)。上述结果表明,股骨强度的下降程度大于骨密度。结论 56 d尾吊导致大鼠股骨松质骨结构弱化,其中变化最大的是骨小梁间隙;同时导致股骨的生物力学性能下降,其中骨强度和刚度的下降程度超过骨密度。本研究表明,模拟失重会导致承重骨结构弱化和承受载荷的能力显著降低。
【作者单位】： 中国航天员科研训练中心;
【关键词】： 大鼠股骨;尾吊模拟失重;力学性能;骨小梁间隙;骨密度;承重骨;骨小梁厚度;骨强度;生物力学试验机;动物模型研究;
【分类号】：R852.22
【正文快照】： 尾吊模拟失重导致大鼠股骨结构及力学性能变化的特征@刘炳坤$中国航天员科研训练中心!100094北京 @祝郁$中国航天员科研训练中心!100094北京 @肖艳华$中国航天员科研训练中心!100094北京 @王健全$中国航天员科研训练中心!100094北京 @马红磊$中国航天员科研训练中心!10009

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本文编号：952442