前言:尋找寫作靈感?中文期刊網用心挑選的大鼠骨折模型影像學論文,希望能為您的閱讀和創作帶來靈感,歡迎大家閱讀并分享。
1材料與方法
1.1材料
1.1.1實驗動物
SPF級SD大鼠60只,雌雄各半,體重(雌性250~270g,雄性260~280g),上海斯萊克實驗動物有限公司提供[SCXK(滬)2012-0002];實驗在本院SPF級屏障環境動物實驗室進行[SYXK(蘇)2011-0015],并遵循實驗動物使用的“3R”原則,給予人道主義的關懷。
1.1.2主要儀器和試劑
Mammomat-1000NOVA型攝影X射線機:Sie-mens公司(德國);LightspeedVCTXT型64排螺旋CT:GE公司(美國);Echospeed型1.5T超導核磁共振儀:GE公司(MRI,美國);Axioskope2型顯微圖象分析系統:Zeiss公司(德國);傷科接骨片:0.36g/片,大連美羅中藥廠有限公司(中國);鈣、磷測定試劑盒:南京建成生物工程研究所(中國)。
1.2方法
1.2.1實驗動物分組
大鼠購進后適應性飼養1周,取60只稱重后按性別、體重隨機分為3組:假手術組、模型組,傷科接骨片治療組,每組各20只,雌雄各半,做好標記,分籠飼養,每周復稱體重。
1.2.2動物模型的制備
將模型組,治療組大鼠按文獻方法制備前右肢橈骨中段骨折模型:水合氯醛腹腔注射麻醉,右前臂脫毛,于右前臂前側作直切口,切開皮膚及深筋膜,從拇展長肌及橈側腕長伸肌之間分離,骨膜外暴露橈骨,在雙側橈骨中段以骨鉗折斷,滴入3~4滴的青霉素液(40萬U/mL)預防感染,然后逐層縫合,后肢連續3d肌注青霉素(40萬U/只)預防感染。手術3d后開始按組分別灌胃給藥,方法如下:治療組將傷科接骨片用蒸餾水配制成濃度為0.033g/mL的混懸液,按0.33g/kg的劑量灌胃給藥,假手術組和模型組灌胃給予等體積的蒸餾水。各組每日灌胃給藥一次,共4周,在本院SPF動物實驗室正常喂養。
1.2.3放射影像學檢查(X射線、MRI和CT成像檢查)
給藥第28天,各組取10只大鼠(雌雄各5只)分別以3.5%濃度的水合氯醛按3mL/kg腹腔注射麻醉后,分別進行X射線、核磁共振(MRI)和計算機掃描CT四維成像等放射影像學檢查,檢查各大鼠骨折部位的愈合和恢復情況,并參考文獻方法進行4級評分。評分標準:1分,骨折斷面可見或邊緣趨向性模糊,未見骨膜和骨痂形成;2分,斷面邊緣模糊、不整齊,可見骨膜形成,少量骨痂形成;3分,斷面邊緣接近消失,骨膜明顯,骨痂量增多但尚未填滿;4分,斷面邊緣消失,骨膜近似正常,骨痂填滿,與骨皮質相互連接。
1.2.4血液和骨折部位檢測標本的獲取
給藥四周后,每組各取10只大鼠(雌雄各5只),分別以水合氯醛麻醉后,腹主動脈抽取血液,約3mL以15%EDTA抗凝,測定血小板聚集率、全血粘度(高切、中切、低切的切變率分別為8、40、1201/s)及血漿粘度,其余置于未加抗凝劑試管中,室溫放置60min,3000r/min離心5min,取血清按試劑盒說明書的方法測定血清Ca、P的水平。第28天取血后,離斷大鼠腕肘關節,剔除附著的軟組織,取完整左側撓骨,將骨痂組織標本置于裝有4%甲醛(pH7.4)的潔凈玻璃瓶中封口,置于4℃冰箱中,固定48h再將骨痂標本置于含5%ED-TA(乙二胺四乙酸)液中脫鈣30d左右。石蠟包埋,常規切片(矢狀面),行HE染色,光學顯微鏡下觀察骨痂生長情況。
1.2.5生物力學特征—抗折力測試
給藥結束后,每組另取10只大鼠(雌雄各5只),按上法解剖取完整的撓骨標本,然后將獲取的撓骨架在兩根鐵棒之間,以橈骨骨折處為中心掛一根線繩,在線繩下端懸掛一個小桶,然后逐漸向小桶內加水,當水加到一定的重量時,該愈合的骨頭就會發生折斷,然后稱量小桶中所加的水的重量作為橈骨骨折造模抗折力的指標。
1.2.6數據處理
各實驗檢測結果以SPSS13.0軟件進行方差分析和組間t-檢驗統計學分析。
2實驗結果
2.1大鼠骨折部位的X射線檢查結果
X射線檢查結果表明:偽手術組大鼠的右前肢橈骨輪廓清晰、光滑,結構完整,未見明顯創傷。模型組大鼠的右前肢橈骨可見明顯的創傷性骨折,為橫斷的完全骨折,多數有明顯的錯位,可見纖維性骨痂形成,但骨折線明顯可見。治療組給藥后骨折部位可見有明顯的致密性骨痂形成,骨折線模糊不清或消失,多數可見大量的鈣鹽沉積,趨于愈合。
2.2大鼠骨折部位的CT成像、MRI檢查結果
骨折部位的CT成像、MRI檢查結果基本與X射線檢查結果基本一致,但CT成像更直觀地反應了骨折部位的外膜輪廓愈合和恢復情況,且圖像直觀、清晰,可以從不同的角度和側面反映骨折部位的愈合情況。而MRI圖譜則更加清晰地反應了骨折部位內部的恢復情況,但圖像清晰度稍差。
2.3對骨折部位的影像學評分結果
治療組的影像學評分明顯高于模型組,表明其愈合情況明顯好于模型組。偽手術組因為沒有骨折造模,全部分4分。
2.4對大鼠全血及血漿粘度的影響
與模型組比較,治療量組全血粘度(高切,中切,低切)有明顯的降低,差異有顯著性(P<0.01),表明傷科片對骨折模型大鼠全血粘度的升高有一定的降低作用,對血漿粘度的升高其抑制作用不明顯(P>0.05)。
2.5對大鼠血小板聚集率的影響
與模型組和偽手術組比較,治療組血小板聚集率明顯降低,有極顯著意義(P<0.01),表明傷科接骨片可抑制血小板聚集,有明顯的活血作用。在實驗過程中,模型組有2只血液標本有凝聚血絲,不能正常測定,故n=8。
2.6對骨折模型大鼠血清Ca,P水平的影響
與模型組比較,治療組大鼠的血清Ca、P水平均有明顯升高(P<0.05~0.01);甚至略高于偽手術(正常對照)組的水平,表明服用傷科接骨片后可以促進Ca、P的吸收,有益于骨折創傷的恢復。
2.7骨折部位生物力學檢測———抗折力測試結果
實驗結果表明,模型組大鼠骨折部位的抗折力顯著下降,給藥各組的抗折力比模型組均明顯提高(P<0.05~0.01),高、中劑量組的愈合情況尤佳,但仍未恢復到正常動物的水平。
2.8對骨折部位的病理組織學檢查結果
病理組織學檢查結果提示:偽手術組大鼠的右前肢橈骨的病理切片可見骨密質呈板層狀,骨結構完整,骨髓腔清晰,骨皮質連續,骨小梁排列整齊,骨組織無缺損,結構正常。造模各組大鼠骨折部位的骨髓腔均消失,其中模型組以纖維骨痂為多,可見大片的纖維性骨痂和少量的骨小梁殘留;治療組大鼠可見骨性和軟骨骨痂形成,多數骨小梁長成且排列較齊,僅有2只大鼠的骨小梁排列稍亂,骨折的愈合情況明顯好于模型組。
3小結與討論
骨折是臨床上多見的創傷性疾病,其愈合過程是復雜的骨組織結構和生物力學不斷恢復的過程。在骨折初時,因骨骼及周圍組織血管斷裂、出血而在局部形成瘀腫,并逐漸形成含有網狀纖維素的凝塊,約24h后新生毛細血管、成纖維細胞和吞噬細胞開始侵入,使血腫塊機化,被機化的血腫塊和肉芽組織再演變為纖維結締組織,形成骨折端的纖維化愈合。其后骨折部位的骨內膜及骨外膜的成骨和成軟骨細胞開始發生,產生骨化組織,填充在骨折端的空隙,形成內、外骨痂,并沿著骨皮質的髓腔側和骨膜側向骨折線生長,逐步會合并不斷鈣化。骨折間隙早期形成的纖維組織也逐步轉化成軟骨組織,進而鈣化成骨痂,同時新生的骨小梁不斷增加,骨痂也逐步骨化形成骨連接,終至骨折愈合。實驗中選擇的治療藥“傷科接骨片”由紅花、炙沒藥、三七、煅自然銅、馬錢子粉、炙乳香、土鱉蟲、冰片等中藥精制成,有“活血化瘀,消腫止痛,舒筋接骨”的功效,是臨床上常用的治療骨折的中成藥。其中的紅花、沒藥、三七、冰片等活血化瘀中藥在骨折早期可發揮化瘀、消腫、止痛的作用,而煅自然銅、乳香、土鱉蟲等中藥則對其后的骨痂形成及骨化、骨小梁生成等有一定的促進作用。實驗研究結果進一步確證了其主要功效,表明傷科接骨片口服給藥后可促進骨折模型大鼠的創口形成骨性和軟骨性骨痂,促進骨小梁的生成和鈣鹽沉積,使愈合后的骨折部位的生物力學特征———抗折力明顯增強,進而加速其愈合。這些藥效作用可能與全方的活血通絡、促進骨折斷端鈣磷的沉積和纖維骨痂組織的鈣化等有關,其作用的機理有待進一步地研究和分析。通過對大鼠骨折模型的X-射線、CT四維成像和MRI圖像的比較,發現X-射線圖為二維圖像,遠不及CT成像對大鼠骨折及愈合情況表達的清晰、直觀和全方位。而MRI圖像需要用特殊的動物專用小線圈,價格昂貴,目前難以推廣,且其圖像的清晰度、分辨率和直觀表達也需要進一步地提升。CT四維成像是先將X線束對物體掃描后,由探測器接收透過該層面的X線,轉變為可見光,由光電轉換器轉變為電信號,再經模擬/數字轉換器轉為數字信號,輸入計算機進行處理,最終形成清晰的全方位四維動畫圖像,從而更加清晰、直觀地反映骨折的愈合情況,值得進一步地推廣應用。當然,CT四維成像可能對愈合期骨痂和成骨的區分不夠清晰,有文獻報道正常的骨痂CT閾值約在225~330之間,而成熟骨組織的CT值則在331~700之間,因此可以運用多閾值分析法分別對骨痂和成熟骨組織進行表達。另外,也需結合生物力學、病理組織學等檢查綜合評價骨折的修復情況。
作者:沈明勤 王穎鈺 荊梅 石磊 王志剛 羅宇慧 單位:江蘇省中醫藥研究院