背景随着当前车祸等交通事故的增加,多发性、粉碎性骨折,周围血管、软组织损伤等复合伤随之增多,这些情况骨折虽然经过系统合理化治疗,但是在骨折愈合过程中,骨不连是最常见的并发症,有报道骨不连发生率在5%-1O%左右[1]。近年有关骨折的治疗理念发生显著改变,骨折治愈率明显提高。自体骨移植的手术治疗被认为是目前治疗骨不连的首选[2],但术后患者存在不同程度的疼痛、畸形、增加手术感染风险。安全有效治疗骨不连,是当前骨科领域尚需进一步深入研究的难题[3]。骨折局部机械应力条件下可促进骨折愈合已经成为共识,但有关分子水平的研究机制尚不明确。本实验欲研究观察骨折局部机械应力刺激对骨不连愈合疗效,首先建立大鼠骨不连动物模型,建模成功后,对骨折断端局部加压,通过X线影像学评分,钙钴法碱性磷酸酶染色及测定加压前后局部成骨相关因子BMP、VEGF的变化三种手段,综合评价机械应力作用对促进骨不连愈合的疗效,其在基因水平上探讨机械应力刺激对促进骨折愈合的作用更是具有重要的理论意义。实验方法1骨不连模型的建立1.1建立大鼠骨不连模型采用自制可调式外固定支架构建大鼠股骨骨不连模型：大鼠麻醉后右后肢剃毛、消毒、铺无菌单,以股骨中段为中心,作纵行切口,钝性分离至股骨表面,尽量保留骨膜,依次钻孔拧入四枚螺纹钉,套入外固定架,截骨后调整断端间距为6mm,固定外固定架,生理盐水冲洗断端髓腔,逐层缝合伤口。术后肌注庆大霉素(1mL／只),共5d,预防感染。术后大鼠可负载外固定支架自由活动,健康状态良好,其中2只出现外固定支架松动,5只针道感染,3只身体状况欠佳,均剔除。1.2骨不连模型检测术后12周分别由3名放射科医生独立观察X线片,将符合断端髓腔骨性封闭,断端间无骨桥连接,外固定支架稳定,断端仍处于同一平面将符合表现的纳入骨不连模型。2机械应力条件下促进骨不连愈合实验2.1实验方法实验组：加压第1个月,调节螺旋杆,通过缩短两个滑块2、3之间的间距2mm,然后将活动的螺帽1移向2,固定2、3间距离。每天通过食物刺激的方法诱使大鼠活动,10min/次,间歇30min,10次/d。加压第2、3个月,均在原来基础上缩短2mm。对照组：调节螺帽1,固定滑块2,维持2、3之间的距离(d=6mm)在3个加压时间点(4、8、12周)内保持不变,其他方法同上所述。2.2断端加压促进骨不连愈合效果检测2.2.1各组不同时间X线检查对照组在4、8、12周观察骨不连断端间隙清晰,无连续性骨痂生成,断端呈杵棒样改变；实验组加压4周后,随着断端间隙缩短,断端间隙呈模糊状改变,骨膜有新骨形成；加压8周后骨折断端间隙呈絮状模糊影,在单侧皮质间有新骨形成；加压12周后断端间隙缩短,出现一侧骨性连接,或单侧皮质间明显的成骨反应,其影像学评分较同组4、8周及对照组有显著性差异(P<0.05)。2.2.2钙钴法碱性磷酸酶染色对照组在4、8、12周骨不连断端有少量的成骨细胞表达；实验组与对照组相比,加压4周后局部成骨细胞数量明显增多,差异有统计学意义(P<0.05)。第8周断端间出现一定数量的阳性表达细胞,细胞数量呈上升趋势,与同组第4、12周差异有统计学意义(P<0.05)；第12周成骨细胞阳性细胞数量降低。2.2.3 RT-PCR法检测BMP、VEGF基因扩增机械性应力作用下,BMP、VEGF在不同时期的的基因扩增明显高于对照组(P<0.05)；BMP基因扩增在加压8周后出现峰值,较4、12周差异有统计学意义(P<0.051,见图5；VEGF基因扩增在加压4周后出现峰值,较8周、12周差异有统计学意义(P<0.05)。结论1机械应力作用可促进骨不连断端成骨细胞数量的增加；2机械应力作用可增加骨不连断端局部成骨因子的扩增；3机械应力作用可促进骨不连断端愈合。