多种药物干预治疗老龄雌性骨质疏松模型大鼠股骨近端扭转实验

冯 涛 潘 铄 刘晓辉 张 宏 伍 虎 (石家庄市第一医院，河北 石家庄 050000)

近年来的研究显示，骨质疏松(OP)绝不是一种简单的骨矿物质丢失(骨量丢失)过程，而是涉及胶原数量及理化性质改变的一种复杂病理过程〔1〕。股骨粗隆间骨折，桡骨凝骨折并列为骨质疏松两大骨折类型。原发性OP以骨量减少、骨组织显微结构退化(松质骨骨小梁变细、断裂、数量减少;皮质骨多孔、变薄)为特征，以致骨的脆性增高及骨折危险性增加〔2〕。关于OP实验动物骨力学特性研究也有一定报道，赵宝林等〔3〕报道了雌激素干预对老年OP动物模型骨力学特性的影响，得出了模型组骨力学性能指标均小于正常组和雌激素治疗组的结论。罗民等〔4〕研究了正常大鼠和去势所致大鼠OP胫骨的力学性质，结果表明模型组拉伸、压缩力学性能指标均小于正常组。以往的研究多以人尸体或OP模型实验动物为研究对象。本文分别以丹杞颗粒、依普拉芬、结合型雌激素对实验大鼠进行治疗，以生物力学性能指标确定各种药物的治疗效果。

1 材料与方法

1.1材料 选用280～300 g的10月龄Wistar雌性大鼠，由长春高新医学实验动物实验中心提供。许可证:scxk(吉)2003-00040。实验用药品为依普拉芬(武汉制药厂)、中成药丹杞颗粒(邯郸摩罗丹制药有限公司)、αD3(昆明贝克若顿制药有限公司)、结合型雌激素(倍美力)(苏州立达制药有限公司)。将30只大鼠随机均分为对照组、模型组、丹杞颗粒干预组，αD3干预组、结合型雌激素(倍美力)干预组，依普拉芬干预组，组间体重无统计差异(P＜0.05)，每组6只。所有动物自由摄食、饮水。实验组动物于0 w摘除双侧卵巢，丹杞颗粒干预组动物每日给服丹杞颗粒0.9 g/kg，依普拉芬干预组动物每日给服依普拉芬1 mg/kg，αD3干预组每日给服αD3 0.1 mg/kg，结合型雌激素干预组动物每日给服结合型雌激素0.3 mg/kg。对照组大鼠于实验0 w、模型组与各干预组大鼠饲养15 w后以腹主动脉放血法处死大鼠，取大鼠左、右侧股骨，用以生理盐水浸湿的纱布包裹试样，置于－20℃冰箱内保存。

1.2主要仪器 德国莱比锡试验机厂生产的扭转试验机、长春第三光学仪器厂生产的读数量微镜。

1.3扭转实验方法 试样存放3 d后，取出试样，在常温下解冻后，以读数显微镜测量各组试样的长度和直径，试样长32～32.6 mm，直径2.72～2.74 mm。分别将每个试样两端置于外径为10 mm、内径为6 mm、深为5 mm的模具内，向模具内填充稀释的牙托粉和快干胶;固化后待用。大鼠股骨为生物黏弹性材料，所以实验前必须对试样进行预调处理。本实验按参考文献〔5～7〕的方法对每个试样预调处理。分别将每个试样置于扭转试验机夹头内，之后驱动机器以1度/s的实验速度对试验施加扭矩，直至试样破坏。为使试样保湿实验过程中不断地向试样淋液。实验结束后通过试验机测量度盘读取每个试样的扭矩和扭转角。试样破坏后观察每个试样的断口形貌。

1.4统计学分析 采用SPSS11.0软件，采用完全随机分组单因素方差分析，组间比较采用t检验。

2结果

OP动物模型组股骨近端最大扭矩、最大扭转角、最大扭转切应力显著低于对照组、丹杞颗粒、依普拉芬、结合性雌激素治疗组(P＜0.05)，以丹杞颗粒干预组大鼠股骨近端与对照组大鼠股骨最大切应力、最大扭转角差异显著(P＜0.05)。见表1。

表1 各组大鼠股骨近端扭转实验结果(x ± s，n=6)

3讨论

原发性OP是以骨量减少、骨组织显微结构退化为特征，以致骨的脆性增高而骨折危险性增加的一种全身骨病:①骨量减少:应包括骨矿物质和其基质等比例的减少。②骨微结构退变:由于骨组织吸收和形成失衡等原因所致，表现为骨小梁结构破坏、变细和断裂;③骨的脆性增高、骨力学强度下降、骨折危险性增加，对载荷承受力降低而易于发生微细骨折或完全骨折，可悄然发生腰椎压迫性骨折，或在不大的外力下发生桡骨远端、股骨近端和肱骨上端骨折〔8〕。近年来对胶原纤维的排列方向及结构与力学性能之间的相关性研究进一步提示，胶原纤维是影响骨力学性能极为重要的因素，这是由于胶原纤维是骨基质的主要成分，羟基磷灰石一般沉积于胶原纤维头尾之间的空隙内;换言之，胶原纤维的排列方向决定了羟基磷灰石沉积位置，两者高度有序的结合使骨具有良好的力学性能。骨胶原组织主要由三种纤维组成，即弹性纤维、胶原纤维和网状纤维，胶原纤维使胶原组织具有一定的强度和刚度，弹性纤维使胶原组织具有一定的延伸能力〔3〕。分析认为，去势大鼠由于OP骨密度降低，部分骨小梁断裂排列紊乱，股骨在自重的作用下使胶原纤维的排列方向发生了改变，所以扭转力学性能指标下降。结合雌激素从妊娠母马尿液中提取，含多种有效成分，是欧美女性最常用的口服雌激素。在绝经3年、最迟6年内使用可预防OP，减少骨折的发生。但是对雌激素的应用，要严格掌握适应证，毕竟适用HRT的妇女仅是少数，剂量应个体化，初始剂量应从小剂量开始，并视症状和药物出现的不良反应适当调节到有药物效应的最低剂量〔9〕。依普拉芬治疗后骨密度增加，骨的旋转应力明显降低，并获得了较高的承受机械压力的能力。经过单纯超大强度压力试验，发现用依普拉芬治疗后的小鼠比未接受治疗的小鼠的股骨骨折所承受的压力增加。依普拉芬不仅可增加骨密度，而且可改善骨的生物机械特性，而不发生骨矿成分和骨结晶性改变。这一点是目前成骨治疗成功的关键〔10〕。本实验结果表明依普拉芬治疗OP动物具有一定的疗效。维生素D及衍生物对骨量影响是双向的。维生素D缺乏引起低血钙，过量应用反而可引起骨吸收增加，骨丢失加重，还可引起肾钙化肾结石。适量的维生素D是足量钙被体内利用的条件。维生素D是促进肠道钙吸收的唯一激素，而肠道钙吸收不良是OP症重要的发病原因之一。维生素D和钙剂以及甲状旁腺激素联合用药，能起到相辅相成的效果。应该引起注意的是长期大量服用维生素D(VD3)，也会因为用量过度而引起 VD3 中毒〔11〕。

中医认为肾虚是OP发病的重要因素。现代医学认为肾虚的实质是下丘-脑垂体性腺功能发生了紊乱，性激素水平下降引起骨功能的下降，使单位体积内骨组织量减少，发生OP。药理研究证明，补肾药除具有补肾、强骨、壮骨、止痛的功效以外还具有抑制骨吸收和促进骨形成的双重作用。补肾中药可抑制或纠正下丘脑-垂体-性腺轴功能减退或紊乱的发生，减缓衰老过程〔12〕。本实验OP的中药配方主要是以补肾为主，其中有多种微量元素，对钙磷代谢和骨矿盐沉积、骨胶原合成、骨胶原纤维和弹性纤维的恢复和功能重建发挥着重要的作用，从而提高了骨的强度和韧性等。

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3 赵宝林，陈 鹏，马洪顺.雌激素干预对老年骨质疏松动物模型骨拉伸、压缩、扭转的影响〔J〕.中国老年学杂志，2009;29(3):309-10.

4 罗 民，孟广伟，马洪顺.骨质疏松动物模型骨的拉伸、压缩、扭转实验研究〔J〕.生物医学工程研究，2007;26(2):131-4.

5 李建军，张远石，王溪源，等.C5-6、T12-L1、L4-5椎间盘与相邻椎体的压缩力学特性〔J〕.生物医学工程研究，2010;29(3):193-6.

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7 孙树东，赵长福，马洪顺.腰椎松质骨应力松弛蠕变方程〔J〕.生物医学工程研究，2007;26(2):128-30.

8 刘忠厚，杨定焯，朱汉民，等.中国人原发性骨质疏松症诊断标准(试行)〔J〕.中国骨质疏松杂志，1999;5(1):1-3.

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10 裴春改，赵燕玲，刘忠厚.依普拉芬治疗骨质疏松的基础研究〔J〕.中国骨质疏松杂志，1997;3(4):87.

11 许惠英.治疗骨质疏松症药物的应用进展〔J〕.广东药学，2004;14(5):35-38，1997;3(4):87-8.

12 韩跃武，吴春娥.中医药治疗骨质疏松的临床观察〔J〕.山西中医学院学报，2007;7(6):126-8.