目的:结合Micro-CT扫描数据了解椎体松质骨的声学特性，以此作为脊柱融合手术中超声导航后路椎弓根螺钉固定的理论依据。方法:以2块牛脊椎松质骨块和2块人同种异体脊椎松质骨块模拟椎弓根螺钉通道内松质骨的情况，用Micro-CT扫描获得各骨标本的CT参数，用中心频率分别为2.2、2.5、3、12 MHz的无聚焦宽频换能器，分别对其进行超声透射实验，通过水听器检测穿过骨块样品的超声波振幅、声衰减和声速数据，计算骨块样品对不同频率超声波的衰减及声速影响。结果:高密度人同种异体骨的骨体积分数和骨小梁数高于低密度人同种异体骨（均 P<0.05），骨小梁分离度和结构模型指数低于低密度人同种异体骨（均 P<0.05）。4块骨样本在4个不同频率下，超声波振幅随骨块厚度的增加而减小（均 P<0.05），声衰减随骨块厚度的增加而增大（均 P<0.05）。随着频率的增加，低频超声（2.2、2.5、3 MHz）下2 mm薄牛松质骨的声衰减逐渐减小[（ r（牛骨1）=0.95， r（牛骨2）=0.89，均 P<0.05]，4块骨样本声速均逐渐增大[ r（牛骨1）=0.71， r（牛骨2）=0.81， r（高密度人同种异体骨）=0.35， r（低密度人同种异体骨）=0.61，均 P<0.05]。牛松质骨中，在相同的低频超声（2.2、2.5、3 MHz）下，声速随骨厚度的增加而增加（均 P<0.05）。 结论:松质骨骨块的CT参数特征和多种频率超声透射下的声学特性具有相关性，为超声导航系统的研发奠定了理论基础。

为研究绿色牛骨蛋白提取工艺,利用超高压技术在温和环境中破坏骨结构,加速牛骨蛋白释放.以脱钙牛骨粉为实验对象,通过单因素和响应面优化实验,研究保压时间、作用压力和环境pH在牛骨蛋白超高压提取工艺中对蛋白提取率的影响,得出超高压提取牛骨蛋白的最佳条件.响应面实验回归模型显著,误差较小,模型适用于本实验理论解释.结果表明,在保压时间54 min、作用压力189 MPa和环境pH 6.7时蛋白提取率最高,可达35.62％,与理论模型预测值吻合度达98.8％.将提取次数增加到3次,提取率可达54.2％,结合酶提取率可达59.3％.建立超高压提取牛骨蛋白工艺,实现牛骨蛋白的绿色提取.

目的 比较复合羟固醇无机小牛骨块(羟固醇骨块)和无机小牛骨粉在比格犬下颌骨临界骨缺损动物模型早期愈合阶段的成骨效应.方法 选取健康雄性比格犬4只,拔除双侧下颌第3和第4前磨牙以及第1磨牙(P3-M1)后,双侧下颌骨各复制2个5mm×10mm×10mm标准化箱型临界骨缺损.4周愈合期后,按半口对照设计,随机将羟固醇骨块和无机小牛骨粉植入骨缺损.术后4周处死,切取标本制作石蜡和硬组织切片,行组织学观察及组织形态学测量.结果 实验动物愈合良好,羟固醇骨块组及无机小牛骨粉组均见临界骨缺损边缘及骨材料-宿主骨交界处明显的成骨细胞及新骨形成.HE染色组织形态学测量结果显示羟固醇骨块组和无机小牛骨粉组新生骨面积比分别为(37.22±2.16)％和(34.70±2.66)％,两者比较差异无统计学意义(P＞0.05);羟固醇骨块组成骨细胞数[(31.13±2.85)]与无机小牛骨粉组[(24.88±2.95)]比较,差异有统计学意义(P＜0.05).硬组织切片亚甲基蓝-酸性品红染色组织形态学测量结果显示羟固醇骨块及无机小牛骨粉骨材料新生骨面积相对百分比分别为(20.13±1.32)％和(19.28±0.82)％,骨材料相对存留率分别为(30.80±1.16)％和(29.69±1.12)％,两者比较差异无统计学意义(P＞0.05).结论 羟固醇骨块在犬下颌骨临界骨缺损早期骨愈合阶段具有类似于小牛骨粉的成骨效果.由于羟固醇骨块具有良好的空间维持能力,更适合于临床大面积骨缺损的修复.

目的:研究不同比例的松质骨、皮质骨及脱钙骨基质(demineralized bone matrix,DBM)混合的兔同种异体骨在拔牙位点保存中的效果.方法:24只新西兰大白兔随机分A、B、C、D4组,随机拔除一侧下颌切牙.A组为对照组,拔牙后自然愈合,B、C、D组分别用兔同种异体骨1(松质骨:皮质骨:DBM质量比为0:9:1)、兔同种异体骨2(松质骨:皮质骨:DBM质量比为3:6:1)以及去蛋白牛骨矿物质(deproteinized bovine bone mineral,DBBM)骨粉进行拔牙位点保存.术后1、3个月检测拔牙窝高度与宽度的变化、Micro-CT扫描评价拔牙窝成骨情况.比较不同骨材料对牙槽嵴形态保存效果以及新骨形成情况.结果:拔牙后1、3个月,牙槽嵴顶高度降低的量为D组＜B组＜C组＜A组(P＜0.05),D组骨体积分数均值最小,C组最大,B组仅次于C组(P＜0.05),B、C组的成骨效果优于D组.结论:一定配比的同种异体骨粉不仅能维持牙槽嵴形态还对新骨生成有良好的诱导作用.

目的 探索编码钙调蛋白依赖性激酶(CaMK)Ⅱδ的基因沉默对破骨细胞分化功能的影响以及c-fos、c-jun、CREB基因在CaMKⅡδ调控破骨细胞分化中的作用,以揭示破骨细胞分化调控的分子机制.方法 构建CaMKⅡδRNA干扰载体,转染至小鼠RAW264.7细胞,确定干扰效率.病毒转染细胞后,用50 ng·mL-1核因子-κB受体活化因子配体(RANKL)诱导,5 d后收获,通过耐酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)检测、牛骨吸收陷窝检测沉默CaMKⅡδ基因对破骨细胞分化、骨吸收功能的影响;48 h后收获,利用实时聚合酶链式反应(PCR)、Western-blot等方法检测c-fos、c-jun、CREB的表达情况.结果 CaMKⅡδRNA干扰在mRNA和蛋白质水平的干扰效率分别为70.6％和72.2％.CaMKⅡδRNA干扰可显著降低c-fos、c-jun和CREB的mRNA水平,下调幅度分别为74％、49％和24％,CaMKⅡδRNA干扰可显著降低c-Fos、c-Jun和CREB的水平,下调幅度分别为74.3％、61.3％和59.2％.结论 CaMKⅡδRNA干扰可在mRNA和蛋白质水平显著抑制c-fos、c-jun、CREB的表达,其共同参与CaMKⅡδ对破骨细胞分化的调控.

目的 观察桔皮素对破骨细胞形成和骨吸收功能的影响.方法 分离纯化C57BL/6小鼠骨髓来源的巨噬细胞(BMMs),加入不同浓度的桔皮素共培养,细胞计数试剂盒(CCK-8)法检测桔皮素细胞毒性.采用巨噬细胞集落细胞刺激因子(M-CSF)和核因子-κB受体活化因子配体(RANKL)诱导原代骨髓单核-巨噬细胞向破骨细胞分化.对照组不加桔皮素,实验组加入不同浓度(3.125、6.250 μmol/L)的桔皮素共培养,破骨细胞抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色检测破骨细胞数目,牛骨片培养并用扫描电镜扫描分析骨凹陷面积以评估其骨吸收功能.将20只8周龄的C57/BL6小鼠随机分成平均4组(每组5只):假手术组、对照组、低浓度药物组(每天10 mg/kg)、高浓度药物组(每天20 mg/kg).除假手术组,其他3种均采用钛颗粒建立颅骨的骨溶解模型,药物组腹腔注射不同浓度的桔皮素.14d后Micro-CT扫描颅骨标本,评估桔皮素对小鼠颅骨的骨溶解作用.应用SPSS 19.0统计软件分析,数据以均值±标准差(Mean±SD)表示,组间比较采用t检验.结果 桔皮素对BMMs的毒性呈浓度依赖,6.250、12.500、25.000 μmol/L桔皮素浓度下的细胞活力与对照组差异均无统计学意义(P＞0.05).桔皮素浓度不超过25.000 μmol/L时对细胞没有毒性.桔皮素3.125 μmol/L组(t=7.181,P＜0.01)和6.250 μmol/L组(t=16.058,P＜0.01)的破骨细胞数较对照组均显著减少.桔皮素3.125 μmol/L组(t=9.497,P＜0.01)和6.250 μmol/L组(t=15.781,P＜0.01)的骨凹陷面积较对照组均显著减少.体内实验结果显示,与假手术组比较,对照组出现了显著的颅骨骨溶解(t =10.911,P＜0.01).与对照组比较,低浓度桔皮素组(t=9.487,P＜0.01)和高浓度桔皮素组(t=10.333,P＜0.01)的骨溶解程度均得到显著抑制,且高浓度桔皮素组的骨溶解程度显著低于低浓度组(t=4.032,P＜0.01).结论 桔皮素可以抑制破骨细胞形成及其骨吸收功能.

目的 观察纤维蛋白胶(FG)复合脱蛋白小牛骨(DBBM)在兔颅骨极限骨缺损模型中的成骨效果.方法 构建两种DBBM/FG复合材料,分别为Bio-oss/FG与HA/FG.将24只新西兰兔按随机数字表法分为Bio-oss组、Bio-oss/FG组、HA组、HA/FG组、FG组和空白组,每组4只.构建兔颅骨极限骨缺损模型行骨修复手术,按照分组植入相应材料.术后4、8周分批处死新西兰兔,取出骨缺损区及其组织,各组骨片标本行微计算机断层扫描(Micro-CT)及硬组织切片Mc-Neal染色观察成骨效果.结果 术后4周时,Bio-oss/FG组的成骨效果优于Bio-oss组,HA/FG组的成骨效果优于HA组,且以上4组的成骨效果均优于FG组和空白组,差异均有统计学意义(均P<0.05).而术后8周时,Bio-oss/FG组与Bio-oss组、HA/FG组与HA组的成骨效果比较差异均无统计学意义(均P>0.05).FG在4周时明显促进了DBBM组的成骨作用,但8周时与单纯应用DBBM组无统计学差异,单纯应用FG不能促进成骨.结论 FG复合DBBM修复骨缺损,可较好的填补DBBM塑形困难的缺陷,在术后早期有促进成骨作用.

目的 通过改良小牛骨松质加工技术解决小尺度小牛冻干骨松质数控圆雕碎裂不成形问题,并在仿体水平结合生物力学有限元分析探讨其作为股骨头替代支架的可能性.方法 基于Micro CT数据,比较小牛冻干骨松质和天然SD大鼠股骨头的骨密度(bone mineral density,BMD)、骨小梁厚度(trabecular thickness,TTH)、骨小梁分离度(trabecular separation,TrSt)、骨体积比(bone surface/bone volume,BS/BV)及骨体积分数(bone volume fraction,BV/TV).通过单轴压缩实验测试新鲜小牛骨松质与小牛冻干骨松质试样屈服应力(yield stress,YS)和弹性模量(Young's module,YD).分割重建大鼠股骨头Micro CT并设计股骨头支架模型及雕刻刀路.数控机床对小牛骨松质进行圆雕加工后去细胞和冻干.仿体手术植入后使用有限元分析评价股骨头骨支架匹配程度及股骨头骨支架与SD大鼠股骨头负重区的最大应力与位移.结果 小牛冻干骨松质股骨头骨支架BMD、TTH、TrSt、BS/BV及BV/TV均高于SD大鼠股骨头(P＜0.05);小牛冻干骨松质屈服应力及其弹性模量均低于小牛骨松质(P=0.046,P=0.043);股骨头骨支架加工误差精度小于100μm(P=0.000);SD大鼠股骨头与股骨头骨支架的Von mises最大应力无统计学差异(P=0.120);股骨头骨支架的最大应变大于SD大鼠股骨头(P=0.000).结论 改良小牛冻干骨松质的加工技术使得小尺度股骨头骨支架加工成为可能,且股骨头骨支架在原位植入SD大鼠后可能需要限制负重.

目的 研究小鼠胚胎成骨细胞MC3T3-E1在低温氩氧等离子体处理的无机牛骨上的黏附、增殖及分化特征.方法 使用低温氩氧等离子体对无机牛骨进行表面活化(实验组)后,使用扫描电子显微镜(SEM)观察无机牛骨表面形貌的变化,X射线光电子能谱分析(XPS)检测表面元素的组成.将MC3T3-E1细胞接种于低温氩氧等离子体处理的无机牛骨表面,使用SEM观察细胞的黏附形态,CCK-8法检测细胞1、3、5d的增殖变化,碱性磷酸酶(ALP)法检测细胞7、14d的分化状态.以不作处理的无机牛骨作为对照.结果 对照组与实验组的表面形貌无明显改变;在表面材料的元素组成上,实验组表面碳元素减少,氧、钙、磷元素均增高.实验组MC3T3-E1细胞的黏附更充分,细胞伸出伪足;培养1、3、5d时,实验组细胞增殖数量明显高于对照组;培养14 d时,实验组ALP活性明显高于对照组(P＜0.05).结论 低温氩氧等离子体处理对无机牛骨表面小鼠胚胎成骨细胞的黏附、增殖及分化具有一定的促进作用.