研究背景骨质疏松症是最常见的骨代谢疾病,已成为全球范围内的重大公共卫生问题之一,其表现为骨量减少、骨密度降低,骨组织微观结构的破坏,这些改变导致骨脆性增加,随之增加了骨折发生的风险。骨质疏松性骨折是骨质疏松症最终的结果也是最严重的并发症,目前已成为中老年最常见的骨科疾病。骨质疏松不仅导致骨折发生风险增加,亦影响骨折固定的稳定性和愈合过程,表现为骨痂形成量减少、质量不佳,骨折愈合延迟,骨折愈合生物力学性能下降等。因此,考虑到骨质疏松性骨折受损的骨愈合能力,在治疗上有必要使用促进骨折愈合的药物和方法。在以往的研究中证实了骨形态发生蛋白(BMPs)在骨质疏松症中与骨代谢和病理中的关系。Urist在发现BMPs20年后,把骨质疏松症症描述为骨形态发生蛋白自身免疫性疾病,这导致科学界开始关注BMPs是否参与了骨质疏松症的病理过程,并把BMPs作为治疗靶点进行研究。有学者认为可以通过操控BMPs和它们拮抗剂中间的平衡关系(作为成骨细胞、破骨细胞生成和骨重建比率的决定性因素)来引入一种全新的骨代谢疾病治疗方式。有研究指出在骨质疏松症状态下,骨组织内BMPs含量的降低,致使骨生成减少。因此应用BMPs直接促进骨折愈合是未来骨组织修复的方向之一。自从骨形态发生蛋白2(BMP-2)被发现、纯化、基因克隆以来,重组骨形态发生蛋白2(rhBMP-2)对整个骨科都产生了巨大的影响。美国食品药品监督管理局已批准在骨折处局部应用rhBMP-2促进胫骨骨折的愈合,以减少延迟愈合和不愈合的发生率。考虑到骨质疏松性骨折中BMP-2水平下降和表达延迟。现已有多个实验研究在骨折局部应用BMP-2以促进和改善骨质疏松骨折的愈合,并取得较为满意的效果。对骨质疏松性骨折局部应用BMP-2的优势包括:操作方便,局部给药对全身干扰少,作用部位精准,可快速增加骨折局部的骨量和促进骨折愈合。但目前rhBMP-2生物利用率低,载体释放曲线不理想,导致局部需要大剂量应用,这也产生了一系列的并发症。为了能取得最满意的成骨效果同时避免并发症,除了改善释放载体以获得更好的rhBMP-2释放曲线,目前越来越多的学者将目光投向联合用药,将局部rhBMP-2应用和使用全身药物联合协同起来提高BMP-2的利用效率,以减少在局部外源性rhBMP-2的使用剂量。对于骨质疏松性骨折rhBMP-2联合全身抗骨质疏松药物使用,既可以加速骨折的修复,又可以抗骨质疏松治疗似乎是骨质疏松性骨折治疗最理想的选择。目前在临床应用的一线抗骨质疏松治疗和干预骨质疏松性骨折的药物,例如:二膦酸盐类、狄诺塞麦和雌激素代替治疗的主要机制是通过抑制破骨细胞,以减少骨吸收和降低骨转换,其治疗目标为预防骨质疏松性骨折的再发生。但这些抗骨质疏松药物对骨质疏松性骨折愈合的影响尚不完全明确,对骨质疏松性骨折愈合的作用也仍存争议。骨质疏松性骨折多发于中老年患者,这类人群骨折延迟愈合较为常见,有高达1/3的股骨干和胫骨骨折可能发生延迟愈合。因此,新一代的改善骨质疏松性骨折愈合治药物的目标,已不仅仅是单纯的抑制骨吸收,而是同时能刺激成骨细胞的活性,加速骨形成。在我国传统医学中,肾主骨是最重要的理论之一,肾虚被认为是所有骨组织疾病的根源、包括:骨与关节损伤、退变和骨质疏松症等。传统中医对肾的理解是全身内分泌功能的总称,这与现代医学肾脏对钙磷代谢调控功能所发挥内分泌的功能是一致的,因此骨组织的质量与肾功能密切相关。正是基于肾主骨的理论,千百年来补肾中药常用于治疗骨折和关节损伤等疾病。补骨脂味辛、苦,性温,归肾脾二经,是最常用的补肾中药之一,也是中医临床上治疗骨质疏松症和骨伤疾患的常用药。补骨脂素是补骨脂主要有效活性成分,属于呋喃香豆素类的植物雌激素。以往研究提示补骨脂素可促进骨髓间充质干细胞的增殖,诱导其向成骨细胞分化,也能增加成骨细胞活性,刺激骨形成,并能抑制破骨细胞活性。我们的前期研究结果也证明补骨脂素灌胃治疗可改善骨质疏松动物模型的骨微观结构和生物力学性能。研究目的本实验通过建立骨质疏松小鼠骨折模型,观察补骨脂素联合rhBMP-2对骨质疏松小鼠骨折修复的影响。同时通过观察血清骨代谢生化指标和骨折对侧股骨远端组织学的变化,探讨补骨脂素联合rhBMP-2对去卵巢骨质疏松骨折期间骨质疏松的影响。研究方法与内容实验一:130只9周龄SPF级雌性C57BL/6小鼠,适应性喂养3周后至12周龄到达性成熟。把130只C57BL/6J小鼠分为两组,其中去卵巢组125只,假手术组5只。去卵巢组,背侧切口行经腹双侧卵巢切除,而假手术组在暴露卵巢后仅切除卵巢周围少量脂肪组织。去卵巢术后6周,通过检测小鼠体重,雌激素水平,子宫湿重和子宫、股骨HE染色的方法确认骨质疏松模型的建立。实验二:在确认建立骨质疏松小鼠模型成功后,去卵巢组随机分为4组:模型组,补骨脂素组,rhBMP-2组和联合用药组,每组30只。制作小鼠股骨中段骨折模型,模型组行股骨中段骨折植入可吸收明胶海绵(ACS)+生理盐水灌胃,补骨脂素组行股骨中段骨折植入ACS+补骨脂素(20 mg/kg/d)溶液灌胃,rhBMP-2组行股骨中段骨折局部植入复合rhBMP2(2.5μg)的ACS+生理盐水灌胃,联合用药组行股骨中段骨折局部植入复合rhBMP2(2.5μg)的ACS+补骨脂素(20 mg/kg/d)溶液灌胃。通过钼靶X线、Micro-CT、组织学、荧光定量PCR和生物力学等检测方法,观察补骨脂素联合rhBMP-2对骨质疏松小鼠骨折修复的影响。实验三:分组和实验动物同实验二,在骨折术后3周检测各组小鼠血清骨代谢生化指标和雌激素水平,同时观察骨折对侧股骨远端组织学的变化,以研究补骨脂素联合rhBMP-2对去卵巢骨质疏松小鼠骨折期间骨质疏松的影响。研究结果实验一:小鼠去卵巢术后6周后,体重较假手术组明显增加(P0.05),血清雌激素水平明显下降(P0.05),子宫湿重明显减低(P0.05);子宫HE染色切片的结果提示:与假手术比较,去卵巢组小鼠的子宫内膜管壁明显变薄,内膜腺体明显变少并腺体萎缩;以上结果说明小鼠去卵巢手术成功可靠。股骨远端HE染色切片显示:去卵巢组小鼠股骨的骨皮质变薄,骨小梁密度明显稀疏、间距变宽,髓腔宽大,同时出现无骨小梁的骨髓区,符合骨质疏松的表现。实验二:骨折术后10天的X线和组织学结果显示,与其他三组比较,联合用药组骨折两端骨痂生成更多,骨痂密度较高,骨痂内骨性骨痂明显增多,成骨细胞更加活跃。骨折术后21天X线和Micro-CT结果显示,联合用药组骨折较其它三组愈合更为充分,骨痂完全覆盖骨折断端,骨折线消失,骨折基本愈合。联合用药组的矿化骨痂体积(BV)、矿化骨痂百分比(BV/TV)和平均矿化密度(TMD)明显高于其他3组(P0.05)。骨折21天组织学检测提示,其它3组仍可见较多软骨骨痂,联合治疗组骨痂区域充满大量的较成熟的骨痂、部分连接成片,骨痂已处于吸收塑性阶段。补骨脂素组和联合用药组骨痂中破骨细胞数量更稀少,但4组破骨细胞形态和细胞核数量未见明显差异。免疫组化结果显示,联合用药组和补骨脂素组的BMP-2阳性AO值明显高于模型组和rhBMP-2组(P0.05)。补骨脂素、rhBMP-2组和联合用药组骨矿化沉积率(MAR)明显高于模型组。与模型组比较,补骨脂素和rhBMP-2组有显著性差异(P0.05),联合用药组有极显著性差异(P0.01)。联合用药组术后10天和21天Osteocalcin和Osterix基因表达水平都明显高于模型组。联合用药组拥有最佳的生物力学性能,弯曲弹性模量,最大载荷和最大应力都明显高于模型组(P0.05)。实验三:术后21天血清学检查结果显示,与模型组比较,补骨脂素组、rhBMP-2组和联合用药组BALP水平都有不同程度升高,但只有联合治疗组有显著性差异(P0.05);补骨脂素组和联合用药组血清CTX-I水平明显低于模型组和rhBMP-2组(P0.05);模型组、补骨脂素组、rhBMP-2组和联合用药组血清雌激素水平比较无统计学差异(P0.05)。股骨组织学观察显示4组骨组织形态中骨皮质差异并不十分明显,与模型组比较,rhBMP-2组在形态上无明显差异,补骨脂素组和联合用药组小鼠松质骨形态结构相对完整,骨小梁数量增多变致密且较均匀。补骨脂素组和联合用药组小鼠股骨远端干骺端的TRAP染色阳性的细胞的数量明显少于较模型组和rhBMP-2组(P0.05)。研究结论1.使用12周龄C57BL/6J雌性小鼠,采用手术去卵巢去势6周,能较好的模拟绝经后女性因雌激素缺失对骨量丢失造成的影响,可作为制作骨质疏松动物模型的可靠方法。2.采用补骨脂素口服和rhBMP-2局部联合用药能到达在骨质疏松小鼠骨折局部早期BMP-2迅速靶向释放,刺激成骨细胞增殖、分化,同时补骨脂素通过持续口服给药,可在骨折愈合中晚期持续增加成骨细胞Osteocalcin、Osterix基因和骨折局部BMP-2的表达水平,协同增加成骨细胞活性,加速骨折修复,效果优于rhBMP-2和补骨脂素单独用药。补骨脂素能平衡破骨细胞功能,不影响骨痂重塑过程。这一结果表明,补骨脂素和rhBMP-2联合用药有可能减少单独局部rhBMP-2和全身补骨脂素的使用剂量,减少两者大剂量使用的副反应,提高临床效果和成本效益。3.补骨脂素作为一种天然植物雌激素,可能对雌激素受体选择性的发挥了作用,不明显增加体内雌激素水平,联合用药能调动骨折局部和全身成骨细胞活性,并能抑制破骨细胞在一定程度上减少骨吸收,改善骨质疏松症骨组织的微观结构。
【学位单位】：湖北中医药大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R285.5
【部分图文】：
变小和骨密度减低，最终骨折愈合生物力学性能下降。在一项研究中作者使用去卵巢和低钙饮食骨质疏松造模，采用不稳定大鼠股骨骨折过程骨质疏松对骨折愈合的影响，结果显示骨折 3 周后与假手术组比骨质疏松组骨痂生成面积减少，骨密度下降，骨折愈合生物力学性能下降，骨痂的组织学也显示成熟骨痂生成不足和质量下降。因此作者骨质疏松性骨折早期愈合受损，骨形成与骨痂成熟过程迟缓，易发生延迟愈合和不愈合。T Kubo 采用同样的动物模型，观察到骨折后 12结果显示骨质疏松组在骨折愈合处骨痂有骨质疏松表现，骨密度下降者认为骨的生物力学性能出现明显下降，这可能与早期愈合过程中的存在密切联系[34]。还有研究显示骨质疏松导致骨密度明显下降，骨折缓慢、延迟，骨折愈合强度下降[35]，与正常骨折相比，骨质疏松性骨痂内骨小梁骨表面成骨细胞数量减少、成骨能力降低，骨折的愈合质[36]。
实验小鼠
卵巢切除
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 孙长新;文彬秀;李广平;;紫外分光光度法测定补骨脂素针剂中补骨脂素含量[J];中草药;1983年05期
2 ;补骨脂素止血效果观察[J];中草药通讯;1978年05期
3 ;8-甲氧基补骨脂素已合成[J];中草药通讯;1976年05期
4 ;合成补骨脂素的工艺改进[J];中草药通讯;1976年07期
5 赵万忠;程凯;王晓红;花义同;许乘凤;姜京汝;杨振林;;补骨脂素逆转肿瘤细胞多药耐药的进展[J];中华临床医师杂志(电子版);2016年07期
6 吴西梅;杜达安;钟志雄;朱炳辉;;高效液相色谱法测定化妆品中8-甲氧基补骨脂素[J];预防医学论坛;2007年03期
7 刘志林,张相年,赵树进,周日笑;补骨脂中补骨脂素的提取及纯化[J];第一军医大学学报;2005年06期
8 彭国平,吴盘华,李红阳,陈东军;补骨脂中新补骨脂素的分离与鉴定[J];天然产物研究与开发;1996年03期
9 黄熙,杨易灿,蒋永培,汪逸平,任平,吴一纯;高效液相色谱法测定全血中补骨脂素的浓度[J];第四军医大学学报;1991年03期
10 Stolk LML;吕秉森;;补骨脂素的药代动力学与生物药剂学[J];国外医学.皮肤病学分册;1987年06期
相关会议论文 前10条
1 葛发;曾凡丽;金晶;黄宁;于录;邓旭明;;蛇床子素和8-甲氧基补骨脂素抗结核活性初步研究[A];中国畜牧兽医学会兽医药理毒理学分会第十次研讨会论文摘要集[C];2009年
2 张引红;李美宁;王春芳;郭民;张锐虎;陈朝阳;;补骨脂素对类风湿性关节炎小鼠模型的免疫调节作用研究[A];第十三届中国实验动物科学年会论文集[C];2017年
3 谭生建;王琰;刘刚;郭代红;韩晋;闵庆旺;;补骨脂酊中补骨脂素和异补骨脂素的高效液相色谱测定法[A];全国中成药学术研讨会论文汇编[C];1994年
4 吴少华;张继敏;胡毅;赵建斌;;补骨脂素加紫外线照射诱导人肝癌细胞凋亡[A];第五次全国中西医结合实验医学学术研讨会论文集[C];2001年
5 周昆;宋畅;毕亚男;闫泽曼;袁晓美;;(异)补骨脂素引起的小鼠肠胀气及对小肠运动能力的影响[A];2015年（第五届）药物毒理学年会论文集[C];2015年
6 宋晓耘;刘胜;徐yN春;吴春宇;叶依依;;蛇床子素配伍补骨脂素体外抗乳腺癌骨转移机制的研究[A];2011年中医外科学术年会论文集[C];2011年
7 曹恩华;陈艾;孙雪光;秦静芬;刘大格;白春礼;;以补骨脂素为光活化探针研究细胞端粒DNA的结构[A];第五届全国光生物学学术讨论会论文摘要集[C];2000年
8 尚靖;王伟;徐建国;张陆勇;查晓明;;基于“皮肤—免疫—神经系统”相互作用探讨皮肤药理研究的思路[A];中国药理学会第九次全国会员代表大会暨全国药理学术会议论文集[C];2007年
9 王苏雷;徐运;;补骨脂素调控MAPK信号通路抑制Aβ1-42诱导的神经细胞凋亡及神经炎症[A];中华医学会第十七次全国神经病学学术会议论文汇编（上）[C];2014年
10 王红霞;胡凤英;陈随清;郑岩;;无花果叶中补骨脂素和佛手柑内酯的含量分析研究[A];第十届全国药用植物及植物药学术研讨会论文摘要集[C];2011年
相关重要报纸文章 前2条
1 ;病原体失活：净化血液产品的新技术[N];科技日报;2002年
2 蔡宇 唐凤德;补骨脂素能逆转白血病细胞MDR[N];中国医药报;2005年
相关博士学位论文 前10条
1 黄奎;补骨脂素联合rhBMP-2对骨质疏松小鼠骨折愈合影响的实验研究[D];湖北中医药大学;2019年
2 郭江宁;补骨脂抗氧化与抗癌活性成分的研究[D];沈阳药科大学;2004年
3 杨荣平;补骨质缓释片的药学研究[D];成都中医药大学;2005年
4 赵建斌;华蟾毒精及补骨脂素类抗癌作用研究[D];第四军医大学;1999年
5 郭晏华;补骨脂炮制原理研究[D];辽宁中医药大学;2007年
6 陈楠楠;中药补骨脂素在自体骨髓移植中的应用[D];中国人民解放军军医进修学院;2008年
7 沈丽霞;槲皮素和补骨脂素对人乳腺癌细胞株雌激素样作用的实验研究[D];北京中医药大学;2008年
8 方珂;胡芦巴丸活性组分改善糖脂代谢紊乱的机理研究[D];华中科技大学;2017年
9 郭敏;化浊解毒中药血清及补骨脂素对肝星状细胞生物活性的影响[D];河北医科大学;2011年
10 潘新;二神丸中药物炮制后增强“温肾暖脾·涩肠止泻”作用机理研究[D];成都中医药大学;2015年
相关硕士学位论文 前10条
1 郝一凡;补骨脂素对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响及机制研究[D];辽宁中医药大学;2018年
2 董亚劲;四氢化卟啉和补骨脂素的激发态及精细结构光谱的理论研究[D];安徽师范大学;2018年
3 赵默涵;无花果叶中有效成分的提取、纯化及抗氧化性研究[D];长春理工大学;2018年
4 王通;无花果叶中补骨脂素的绿色高效提取富集及纯化工艺研究[D];东北林业大学;2018年
5 张志达;IGF-1R/β-catenin通路调控绝经后糖尿病性骨质疏松糖-骨代谢失衡的机制及补骨脂的治疗作用[D];广州中医药大学;2018年
6 李少鹏;补骨脂素对前列腺癌细胞LNCaP-AD增殖的抑制作用及其机制研究[D];福建医科大学;2017年
7 花义同;补骨脂素逆转谷胱甘肽-S-转移酶-π介导的乳腺癌多药耐药性的研究[D];滨州医学院;2017年
8 许乘凤;外泌体在补骨脂素逆转乳腺癌多药耐药中的作用[D];滨州医学院;2017年
9 张松松;新型补骨脂甲素葡萄糖苷的酶法合成及抗肿瘤活性研究[D];蚌埠医学院;2018年
10 胡超;基于代谢组学的补骨脂安全性评价及补骨脂酚的体内代谢研究[D];中南民族大学;2016年
本文编号：
2830333
