目的 预测大鼠股骨皮质骨微观能量释放率,探究微观能量释放率随大鼠月龄的变化关系.方法 依托前期实验数据,结合皮质骨断裂模拟数值方法,对比仿真与实验测得载荷-位移曲线及断裂模式,反演预测不同月龄大鼠股骨皮质骨的微观能量释放率.结果 经预测得到 1、3、5、7、9、11、15 月龄大鼠股骨皮质骨微观能量释放率分别处于 0.08～0.12、0.12～0.14、0.15～0.19、0.25～0.28、0.23～0.25、0.19～0.22、0.13～0.16 N/mm.结论 微观能量释放率随月龄增长而下降导致失效载荷降低,说明微观能量释放率是决定骨折发生的主要因素之一,但断裂时刻却未观察到明显下降,说明微观能量释放率与结构断裂时刻未呈线性正比关系.研究结果 能够从临床层面协助解释皮质骨的骨折发生机制.

目的 构建新型梯度复合羟基磷灰石-二氧化锆(HA/ZrO2)组织工程骨支架,并评估其在猕猴颈椎椎间融合中的效果.方法 通过离子交联法制备壳聚糖水凝胶作为骨形态发生蛋白2(BMP-2)的缓释载体,扫描电镜下观察其微观形态,检测其载药量、包封率及缓释速率;然后分离、培养猕猴源性骨髓间充质干细胞(BMSCs),并进行碱性磷酸酶、冯库萨染色等对其进行鉴定;最后将前期制备好的BMP-2明胶/壳聚糖凝水胶缓释系统和第3代猕猴BMSCs加载于HA/ZrO2泡沫陶瓷,以构建新型组织工程骨,并观察其形态特征.将24只雄性猕猴按照随机数字表法分成4组,其中组织工程骨组(n=8)为植入梯度复合HA/ZrO2泡沫陶瓷负载BMP-2明胶/壳聚糖水凝胶缓释系统和第3代猕猴BMSCs,泡沫陶瓷组(n=8)为植入梯度复合HA/ZrO2泡沫陶瓷,自体髂骨组(n=4)为植入自体髂骨,假手术组(n=4)为只对相应部位的软组织进行切开、缝合,未破坏其椎间盘;观察术后颈椎X线(术后即刻、8周、16周)、组织形态学表现(术后8周、16周)及测试相应节段的生物力学(术后16周).结果 扫描电镜下BMP-2明胶/壳聚糖水凝胶呈3D网状结构,内见均匀分布的壳聚糖微球,其负载BMP-2后的包封率和载药率随时间逐渐降低:第1天分别为87.4%±0.9%和58.2%±0.5%、第15天分别为45.2%±0.6%和30.1%±0.4%,累积释放率第1天为12.6%±0.11%、第15天为55%±0.16%.显微镜下观察见BMSCs的形态呈多样性,以梭形及短棒形等较常见;第3代猕猴BMSCs成骨诱导后的碱性磷酸酶、冯库萨染色以及表面特异性抗原的检测结果显示,符合BMSCs的生物学特性.不同时点的X线及组织形态学观察显示材料内部新生骨量组织工程骨组较泡沫陶瓷组明显增多;生物力学测试结果显示,在最大载荷、抗压强度和能量吸收方面假手术组均低于其他3组(P值均<0.05),在抗压强度上组织工程骨组与自体髂骨组差异无统计学意义(P>0.05).结论 BMP-2明胶/壳聚糖水凝胶缓释系统复合猕猴第3代BMSCs种植于HA/ZrO2泡沫陶瓷构建的新型组织工程骨支架,能有效促进猕猴颈椎椎间融合,在影像学及组织学表现和生物力学测试方面,可达到与自体骨相似的骨代替作用.

糖尿病大血管病变是以大血管床内持续动脉粥样硬化(AS)为特点的糖尿病主要并发症之一.糖脂代谢紊乱诱发的大血管区域内皮损伤是糖尿病继发AS的始动因素,其与糖尿病和AS已知的共同病理基础——免疫炎症之间的相互作用是糖尿病大血管病变进程中的关键环节.人类饮食模式的转变,导致与能量稳态相关的糖尿病及其并发症发病率急剧增加.最近的研究表明,肠道微生物群的组成和功能及相关衍生分子的改变伴随着糖尿病继发AS,而"肠道-宿主免疫"失衡可能是诱发大血管并发症的重要途径.中医药对糖尿病及其并发症的研究已形成独特的理论和临床体系,其中"阳明"在分布及功能上与肠道微生态类似.糖尿病起于阳明炽盛,糖尿病大血管病变继发于糖尿病,始动之因亦在阳明,即肠道微生态系统.阳明失约,燥气亢盛,可能促使宿主免疫细胞增殖,释放大量炎症介质弥漫脉道,阻碍血流运行,化生瘀血与脉中留滞的糖脂浊邪交织,最终形成斑块附着脉壁.因此,以《黄帝内经》"阳明有余,病脉痹"理论为切入点,从宏观及微观角度剖析肠道微生态与免疫炎症交互作用对糖脂代谢的影响,将有助于揭示中医药通过调控"肠道-宿主免疫"治疗糖尿病大血管病变的科学内涵并指导临床组方思路.