糖皮質激素性骨壞死動物模型的構建

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(1遼寧醫(yī)學院附屬第一醫(yī)院,遼寧錦州 121001;2第四軍醫(yī)大學西京醫(yī)院)

糖皮質激素是骨壞死最常見的致病因素之一。然而,在以往實驗研究中,單純應用激素很難建立激素性骨壞死模型。2010年 10月,我們采用大劑量糖皮質激素局部注射聯(lián)合全身應用糖皮質激素的方法,成功建立了激素性骨壞死新西蘭兔模型?，F(xiàn)報告如下。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 6月齡新西蘭兔 10只,均為雌性,體質量(2.6±0.5)kg,常規(guī)喂養(yǎng) 1周后開始實驗。

1.2 激素性骨壞死動物模型構建方法 常規(guī)備皮,碘酊、酒精消毒,鋪無菌巾。用 16號骨髓穿刺針穿透右側股骨大粗隆間部骨皮質向骨髓腔內緩慢注射地塞米松 9.68×10-3M,50 s注完,以后每間隔 24 h于耳緣靜脈緩慢注射給藥 5次,每次均給予地塞米松 7.5mg/kg。第 8周獲取右側粗隆間部骨組織標本,置于 10%中性甲醛溶液中固定 2周,混合脫鈣液脫鈣,梯度酒精脫水,石蠟包埋,制成厚度為 4μm的切片,HE染色,觀察骨壞死情況。以出現(xiàn)空骨陷窩,骨細胞核固縮、核溶解為骨壞死。脂肪細胞細胞核消失則為脂肪細胞壞死。骨髓細胞出現(xiàn)溶解的細胞碎片、核固縮者為骨髓細胞壞死。纖維、肉芽組織和新生骨形成為修復表現(xiàn)。

2 結果

本組 5只實驗兔股骨大粗隆間部可見壞死骨組織,為色澤增白區(qū)域及黃色區(qū)域(正常骨組織為黃褐色);組織學觀察骨組織空骨陷窩形成;小梁骨之間脂肪細胞肥大,脂肪組織增生,壓迫、取代紅骨髓;骨髓纖維組織增生明顯和新生骨形成。

3 討論

大量研究發(fā)現(xiàn),糖皮質激素全身應用容易導致骨壞死發(fā)生[1,2]。但是,對激素在骨組織內的局部作用研究較少,單純應用激素能否導致骨壞死還存在爭議。糖皮質激素引起骨壞死是多因素共同作用的過程,其機制是[3～5]:①激素能使成骨細胞的骨膠原合成速度減慢,并阻礙前成骨細胞向成骨細胞轉變,同時直接刺激破骨細胞活動,間接地使甲狀旁腺素分泌增多,從而減少鈣從腸道吸收,影響腸道內鈣的運送,使骨吸收增加,出現(xiàn)骨質疏松、骨小梁變細和消失。在此基礎上,輕微壓力易致骨小梁細微骨折,由于細微損傷的積累,骨組織對機械抵抗力降低,導致應力集中、從而出現(xiàn)塌陷,壓縮區(qū)可見被壓縮的髓細胞和毛細血管壞死,最終導致骨缺血性壞死。②激素療法可導致血液凝固性增高。使骨內小靜脈發(fā)生栓塞,形成骨內高壓,導致骨微循環(huán)障礙而使骨缺血壞死;激素導致股骨頭內小血管的炎癥,影響骨細胞的血供,造成骨細胞內脂肪代謝障礙,使脂肪大量堆積,增加了骨內壓又加速了骨細胞的死亡。此外,糖皮質激素還可通過破壞血管內皮細胞的11β羥脫氫酶 2(11β-HSD2)活性,增強血管緊張素Ⅱ的結合能力,血管緊張度增加[6],導致微循環(huán)異常,進一步導致骨缺血壞死[7,8]。

全身應用激素者骨壞死的發(fā)生與所接受的糖皮質激素的劑量有關。描述劑量的方式有日平均劑量、峰值劑量、累積劑量、持續(xù)時間等。有報道[5]認為激素日平均劑量、峰值劑量與骨壞死的發(fā)生有關,而與累積劑量、持續(xù)使用時間關系不大。大劑量應用糖皮質激素,即使持續(xù)時間很短,發(fā)生骨壞死的可能性也很大。大于 20 mg/d的劑量具有很高的骨壞死危險[1]。有學者[2]研究認為,糖皮質激素總劑量、每日最大劑量、持續(xù)使用時間均與骨壞死發(fā)生密切相關。雖然臨床上無需骨內局部給予激素類藥物,但通過骨組織內局部注射激素,能夠使研究部位迅速達到所需的激素的高濃度;配合全身應用激素,更有利于維持激素的高濃度水平,有利于觀察激素濃度對骨壞死發(fā)生的影響。

本研究在新西蘭兔股骨大轉子部位局部用藥,初步觀察了高濃度糖皮質激素對股骨粗隆部骨壞死發(fā)生的影響,結果顯示,5例標本的病理表現(xiàn)符合骨壞死的特征,成功建立了糖皮質激素性骨壞死動物模型。初步證明大劑量糖皮質激素松質骨內局部注射配合全身應用糖皮質激素可直接作用于骨組織,導致骨壞死的發(fā)生。但糖皮質激素致骨壞死的確切機制還有待于深入研究。

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