多種藥物干預治療老齡雌性骨質疏松模型大鼠股骨近端扭轉實驗

馮 濤 潘 鑠 劉曉輝 張 宏 伍 虎 (石家莊市第一醫院，河北 石家莊 050000)

近年來的研究顯示，骨質疏松(OP)絕不是一種簡單的骨礦物質丟失(骨量丟失)過程，而是涉及膠原數量及理化性質改變的一種復雜病理過程〔1〕。股骨粗隆間骨折，橈骨凝骨折并列為骨質疏松兩大骨折類型。原發性OP以骨量減少、骨組織顯微結構退化(松質骨骨小梁變細、斷裂、數量減少;皮質骨多孔、變薄)為特征，以致骨的脆性增高及骨折危險性增加〔2〕。關于OP實驗動物骨力學特性研究也有一定報道，趙寶林等〔3〕報道了雌激素干預對老年OP動物模型骨力學特性的影響，得出了模型組骨力學性能指標均小于正常組和雌激素治療組的結論。羅民等〔4〕研究了正常大鼠和去勢所致大鼠OP脛骨的力學性質，結果表明模型組拉伸、壓縮力學性能指標均小于正常組。以往的研究多以人尸體或OP模型實驗動物為研究對象。本文分別以丹杞顆粒、依普拉芬、結合型雌激素對實驗大鼠進行治療，以生物力學性能指標確定各種藥物的治療效果。

1 材料與方法

1.1材料 選用280～300 g的10月齡Wistar雌性大鼠，由長春高新醫學實驗動物實驗中心提供。許可證:scxk(吉)2003-00040。實驗用藥品為依普拉芬(武漢制藥廠)、中成藥丹杞顆粒(邯鄲摩羅丹制藥有限公司)、αD3(昆明貝克若頓制藥有限公司)、結合型雌激素(倍美力)(蘇州立達制藥有限公司)。將30只大鼠隨機均分為對照組、模型組、丹杞顆粒干預組，αD3干預組、結合型雌激素(倍美力)干預組，依普拉芬干預組，組間體重無統計差異(P＜0.05)，每組6只。所有動物自由攝食、飲水。實驗組動物于0 w摘除雙側卵巢，丹杞顆粒干預組動物每日給服丹杞顆粒0.9 g/kg，依普拉芬干預組動物每日給服依普拉芬1 mg/kg，αD3干預組每日給服αD3 0.1 mg/kg，結合型雌激素干預組動物每日給服結合型雌激素0.3 mg/kg。對照組大鼠于實驗0 w、模型組與各干預組大鼠飼養15 w后以腹主動脈放血法處死大鼠，取大鼠左、右側股骨，用以生理鹽水浸濕的紗布包裹試樣，置于－20℃冰箱內保存。

1.2主要儀器 德國萊比錫試驗機廠生產的扭轉試驗機、長春第三光學儀器廠生產的讀數量微鏡。

1.3扭轉實驗方法 試樣存放3 d后，取出試樣，在常溫下解凍后，以讀數顯微鏡測量各組試樣的長度和直徑，試樣長32～32.6 mm，直徑2.72～2.74 mm。分別將每個試樣兩端置于外徑為10 mm、內徑為6 mm、深為5 mm的模具內，向模具內填充稀釋的牙托粉和快干膠;固化后待用。大鼠股骨為生物黏彈性材料，所以實驗前必須對試樣進行預調處理。本實驗按參考文獻〔5～7〕的方法對每個試樣預調處理。分別將每個試樣置于扭轉試驗機夾頭內，之后驅動機器以1度/s的實驗速度對試驗施加扭矩，直至試樣破壞。為使試樣保濕實驗過程中不斷地向試樣淋液。實驗結束后通過試驗機測量度盤讀取每個試樣的扭矩和扭轉角。試樣破壞后觀察每個試樣的斷口形貌。

1.4統計學分析 采用SPSS11.0軟件，采用完全隨機分組單因素方差分析，組間比較采用t檢驗。

2結果

OP動物模型組股骨近端最大扭矩、最大扭轉角、最大扭轉切應力顯著低于對照組、丹杞顆粒、依普拉芬、結合性雌激素治療組(P＜0.05)，以丹杞顆粒干預組大鼠股骨近端與對照組大鼠股骨最大切應力、最大扭轉角差異顯著(P＜0.05)。見表1。

表1 各組大鼠股骨近端扭轉實驗結果(x ± s，n=6)

3討論

原發性OP是以骨量減少、骨組織顯微結構退化為特征，以致骨的脆性增高而骨折危險性增加的一種全身骨病:①骨量減少:應包括骨礦物質和其基質等比例的減少。②骨微結構退變:由于骨組織吸收和形成失衡等原因所致，表現為骨小梁結構破壞、變細和斷裂;③骨的脆性增高、骨力學強度下降、骨折危險性增加，對載荷承受力降低而易于發生微細骨折或完全骨折，可悄然發生腰椎壓迫性骨折，或在不大的外力下發生橈骨遠端、股骨近端和肱骨上端骨折〔8〕。近年來對膠原纖維的排列方向及結構與力學性能之間的相關性研究進一步提示，膠原纖維是影響骨力學性能極為重要的因素，這是由于膠原纖維是骨基質的主要成分，羥基磷灰石一般沉積于膠原纖維頭尾之間的空隙內;換言之，膠原纖維的排列方向決定了羥基磷灰石沉積位置，兩者高度有序的結合使骨具有良好的力學性能。骨膠原組織主要由三種纖維組成，即彈性纖維、膠原纖維和網狀纖維，膠原纖維使膠原組織具有一定的強度和剛度，彈性纖維使膠原組織具有一定的延伸能力〔3〕。分析認為，去勢大鼠由于OP骨密度降低，部分骨小梁斷裂排列紊亂，股骨在自重的作用下使膠原纖維的排列方向發生了改變，所以扭轉力學性能指標下降。結合雌激素從妊娠母馬尿液中提取，含多種有效成分，是歐美女性最常用的口服雌激素。在絕經3年、最遲6年內使用可預防OP，減少骨折的發生。但是對雌激素的應用，要嚴格掌握適應證，畢竟適用HRT的婦女僅是少數，劑量應個體化，初始劑量應從小劑量開始，并視癥狀和藥物出現的不良反應適當調節到有藥物效應的最低劑量〔9〕。依普拉芬治療后骨密度增加，骨的旋轉應力明顯降低，并獲得了較高的承受機械壓力的能力。經過單純超大強度壓力試驗，發現用依普拉芬治療后的小鼠比未接受治療的小鼠的股骨骨折所承受的壓力增加。依普拉芬不僅可增加骨密度，而且可改善骨的生物機械特性，而不發生骨礦成分和骨結晶性改變。這一點是目前成骨治療成功的關鍵〔10〕。本實驗結果表明依普拉芬治療OP動物具有一定的療效。維生素D及衍生物對骨量影響是雙向的。維生素D缺乏引起低血鈣，過量應用反而可引起骨吸收增加，骨丟失加重，還可引起腎鈣化腎結石。適量的維生素D是足量鈣被體內利用的條件。維生素D是促進腸道鈣吸收的唯一激素，而腸道鈣吸收不良是OP癥重要的發病原因之一。維生素D和鈣劑以及甲狀旁腺激素聯合用藥，能起到相輔相成的效果。應該引起注意的是長期大量服用維生素D(VD3)，也會因為用量過度而引起 VD3 中毒〔11〕。

中醫認為腎虛是OP發病的重要因素。現代醫學認為腎虛的實質是下丘-腦垂體性腺功能發生了紊亂，性激素水平下降引起骨功能的下降，使單位體積內骨組織量減少，發生OP。藥理研究證明，補腎藥除具有補腎、強骨、壯骨、止痛的功效以外還具有抑制骨吸收和促進骨形成的雙重作用。補腎中藥可抑制或糾正下丘腦-垂體-性腺軸功能減退或紊亂的發生，減緩衰老過程〔12〕。本實驗OP的中藥配方主要是以補腎為主，其中有多種微量元素，對鈣磷代謝和骨礦鹽沉積、骨膠原合成、骨膠原纖維和彈性纖維的恢復和功能重建發揮著重要的作用，從而提高了骨的強度和韌性等。

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6 彭傳剛，楊 琦，李 鵬.C3-4、T9-10、L2-3椎間盤與相鄰椎體彎曲(屈曲)的力學特性〔J〕.生物醫學工程研究，2013;32(2):94-6.

7 孫樹東，趙長福，馬洪順.腰椎松質骨應力松弛蠕變方程〔J〕.生物醫學工程研究，2007;26(2):128-30.

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