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目的:本课题旨在建立一个符合临床病理特征的动物模型,阐述脂质代谢紊乱、血管内凝血、骨代谢失衡、骨质疏松在激素性股骨头坏死病理过程中所起的作用,并着重研究益气化瘀补肾中药方股密葆对激素性股骨头坏死大鼠模型股骨头骨组织形态结构、超微结构、脂质代谢、血管生成、骨吸收、骨形成的影响,从而探讨其作用机理与药效环节,为中医药治疗本病提供科学理论依据。方法:2月龄清洁级SD大鼠200只,雌雄各半。随机选取30只为空白对照组。参照S. Okazaki等人的造模方法:大鼠尾静脉连续两天注射LPS2mg/kg,每天一次,最后一次注射LPS后,连续三天注射甲基强的松龙20mg/kg,每天一次。最后一次注射甲强龙2周后从空白对照组、造模组各取材6只,病理学观察,证实造模成功。按体重根据随机数字表法,分为空白对照组(A组)、模型组(B组)、西药组(福善美组C组)、中药股密葆高剂量组(D组)、中药股密葆中剂量组(E组)、中药股密葆低剂量组(F组),每组8只,雌雄各半;中药股密葆高、中、低剂量组按大鼠与人体表面积换算分别灌服中药股密葆混悬液,西药组按大鼠与人体表面积换算灌服等剂量的福善美混悬液,模型组和空白对照组均灌服等量的生理盐水。分别于干预治疗后4、8、12周取材。分别通过苏木精和伊红染色观察形态学变化,甲苯胺蓝染色观察股骨头软骨及成骨细胞的形态学变化,TRACP染色观察破骨细胞数量的变化,透射电镜超微结构观察,VEGF染色观察血管生成状态,Micro-CT扫描,生物力学检测,TC、TG、HDL、LDL检测脂质代谢水平,PICP、CTX-I、1,25-(OH)-D检测骨代谢水平。结果:造模组动物于注射LPS后因过敏性休克死亡17只,中药股密葆组灌胃过程中死亡3只,西药组灌胃过程中死亡2只,模型组自发死亡2只。HE染色示,模型组骨小梁排列稀疏,形态变细,连续性逐渐中断,骨髓组织发生脂肪变性,骨细胞核固缩、边聚、深染,骨髓水肿,可见脂肪栓子,大量骨陷窝空泡。空白对照组股骨头形态正常。西药组骨小梁结构基本正常,断裂较少,少见骨陷窝,骨细胞固缩,核边聚。中药股密葆组:高剂量组骨小梁形态细长,排列尚整齐,断裂较多,骨陷窝数量较多,骨细胞核固缩,边聚;中、低剂量组骨小梁结构基本正常,骨细胞核发生固缩,边聚较少,骨陷窝数较少,软骨下有丰富血管。甲苯胺蓝染色示,模型组软骨细胞排列不整齐、紊乱,表层软骨严重失染,骺线处基质染色不均匀,着色变浅,成骨细胞排列不整齐,细胞核固缩,部分核染色浅蓝,胞质染色淡,骺板内空泡形成,骨小梁周围骨细胞数量减少。西药组软骨表面着色较深,软骨细胞排列整齐,沉次清楚,细胞核染色明显。中药股密葆组股骨头表层软骨染色均匀、清晰,软骨表面着色深,软骨细胞排列整齐,沉次清楚,细胞核染色明显,骨细胞空骨陷窝存在,细胞核边聚、固缩,骨小梁排列整齐,骨小梁部分断裂。VEGF表达定位于胞浆和胞膜,阳性为棕黄色。模型组造模后2周股骨头内VEGF表达减弱,4周、8周、12周股骨头内VEGF的阳性表达虽有升高,但仍未恢复至正常水平。空白对照组VEGF阳性表达无明显变化。中药股密葆组和西药组在药物干预4周后取材发现股骨头内VEGF表达较弱,8周、12周股骨头内VEGF的阳性表达增强,逐渐恢复至正常水平。透射电镜超微结构观察:空白对照组骨细胞、软骨细胞形态正常。模型组胞浆中出现脂滴,并逐渐增大,充满胞浆;骨细胞胞核固缩,边聚;骨细胞钙化;核膜和胞浆出现水肿透亮带;骨小梁皱襞,与新形成的骨间有明显的钙化粘着线;血管内红细胞相互叠连呈“缗线状”,排列紧密,血栓形成。西药组及中药股密葆组而骨细胞结构基本完整,细胞器正常,空骨陷窝较少,初期可见到栓塞坏死的细胞病灶,中后期少见。TRACP染色示,模型组TRAP阳性多核细胞明显增多。西药组潮线下及骨小梁周围散在少量成熟或未成熟的形状不规则的多核破骨细胞。中药股密葆各组潮线下及骨小梁周围散在较多的成熟或未成熟的多核不规则的破骨细胞。Micro-CT骨形态3D分析示,模型组BMD、BMC、TMC、TMD、BV/TV降低,Tb.SP、 SMI、BS/BV增大,同中药股密葆高、中剂量组比较有统计学差异(P<0.05),与中药股密葆低剂量组及西药组比较差异呈显著性差异(P<0.01),中药股密葆中、低剂量组同西药组比较无明显差异(P>0.05)。Micro-CT平扫示,空白对照组股骨头发育正常。模型组股骨头表面粗糙,逐渐出现橘皮样变,早期骺软骨区出现囊性变,中晚期出现软骨下骨塌陷。西药组骨小梁稀疏,厚薄大小不一,排列尚整齐,与力线方向基本一致。中药股密葆各组股骨头表面较粗糙,中药股密葆低剂量组股骨头软骨下骨见少量塌陷,骺板连续性较好,骨小梁稀疏,排列尚整齐,与力线方向基本一致。血清TC、TG、HDL、LDL示,模型组TC、TG、HDL明显增高,HDL降低,同其他各组比较有统计学意义(P<0.05)。中药股密葆各组与西药组比较未见明显统计学差异(P>0.05)。模型组血清PICP含量与西药组、中药股密葆高、低剂量组比较有显著性差异(P<0.001),中药股密葆高剂量组血清PICP含量同西药组比较无统计学意义(P>0.05);模型组CTX-Ⅰ含量最高,与空白对照组、中药股密葆高、中剂量组及西药组比较均有统计学意义(P<0.05),中药股密葆低剂量组CTX-Ⅰ含量较西药组低(P<0.05);模型组1,25-(OH)-D含量最低,与空白对照组有统计学差异(P<0.05),与西药组差异呈显著性(P<0.001),与中药股密葆高剂量组有显著性差异(P<0.01)。生物力学检测结果显示,中药股密葆各组股骨头软骨下骨的最大载荷、应力强度、轴向刚度、弹性模量均明显优于模型组(P<0.001),中药股密葆组股骨头软骨下骨的位移值低于模型组,二者比较有显著性差异(P<0.001)。股骨干的三点弯曲试验中药股密葆各项生物力学指标均优于模型组(P<0.01)。结论:脂质代谢紊乱、血管生成数量减少、骨代谢失衡、骨质疏松可能是激素性股骨头坏死的发病机制。而中药股密葆可以调节脂质代谢,促进新生血管生成,加速骨修复,抑制骨吸收,并由此改善生物力学性能,延缓或减轻股骨头塌陷。