间断性和持续性压应力下颞下颌关节髁突骨关节炎样病理改变的对比研究

来源 :南京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lovetheme1988
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[目的]对比研究不同时间点间断性和持续性压应力作用下大鼠颞下颌关节髁突骨关节炎样(TMJOA)改变。[方法]1.选择126只8周龄雄性SD大鼠,随机分为5组:对照组(Control Group,C),6×3只(7天,14天及28天各6只);一天间断加力组(1-day Intermittent Group,Ⅱ),9×3只(7天,14天及28天各9只,下同);三天间断加力组(3-day Intermittent Group,13),9×3 只;七天间断加力组(7-day Intermittent Group,17),9×3只;及持续加力组(Persistent Group,P),9×3只。加力组大鼠采用本课题组自主设计的颞下颌关节压应力加载动物模型装置的改进装置,对大鼠髁突软骨施加向后内上的压应力刺激(40g/每侧,加载于双侧髁突)。每天记录体重变化,分别在喂养7天,14天及28天后断颈处死取材,4%多聚甲醛溶液固定。2.石蜡包埋切片,分别行HE染色,番红O染色,阿辛蓝染色,Masson染色,观察测量髁突形态学表现、软骨各分层厚度、细胞外基质及软骨细胞数目的变化;免疫组化检测大鼠髁突软骨中促炎症因子TNF-α、IL-6及增殖因子PCNA的表达水平变化;TUNEL染色检测大鼠髁突软骨凋亡的变化。3.Micro-CT扫描髁突。测量软骨下骨中区50×50×50μm3大小方块的骨密度(BMD),骨体积分数(BV/TV),骨小梁间隙(Tb.Sp.),骨小梁数量(Tb.N.),以及骨小梁厚度(Tb.Th.)。进行三维图像的重建,测量髁突的近远中径长度(Length)、内外径宽度(Width)及软骨下骨至基骨高度(Height)。[结果]1.持续组大鼠体重在28天中持续下降20.5%,软骨厚度在7天,14天,28天别较对照组减少53.6%,51.2%,40.7%,细胞数目分别减少45.0%,35.7%,32.8%,细胞外基质占软骨层比值分别较对照组减少18.8%,42.2%,54.4%,骨小梁分数分别减少14.7%,19.7%,32.4%,软骨下骨高度分别减少37.5%,29.5%,43.1%;OARSI评分分别是对照组的25倍,30.5倍,18.9倍。TNF-α 阳性细胞率较对照组分别增加8.4%,5.9%,8.0%;IL-6阳性细胞率较对照组分别增加17.3%,26.7%,30.1%;PCNA阳性细胞率较对照组分别减少0.8%,2.0%,2.7%;软骨细胞凋亡数分别为对照组的20.1倍,11.8倍,8.4倍。2.一天间断组大鼠体重的降低与持续加力组类似;在不同时间点软骨厚度、细胞数目、细胞外基质、骨小梁分数,以及OARSI评分与持续加力组相比有同样趋势的减少或下降,但程度较轻。TNF-α、IL-6、PCNA、细胞凋亡数变化趋势类似。3.三天间断组大鼠体重出现轻微上升12.3%,在不同时间点软骨厚度、细胞数目、细胞外基质、骨小梁分数,以及OARSI评分与持续加力组相比改建更加活跃,也更趋向正常;同时三天加力组的改建与一天加力组相比也更好。TNF-α、IL-6、PCNA、细胞凋亡数变化更为活跃。4.七天间断组大鼠体重最终仅下降2.3%,但软骨厚度和细胞基质最终有所增加,OARSI评分最终趋于正常,但骨小梁分数变化和持续加力组类似,依然出现不同程度的降低。TNF-α、IL-6的阳性表达下降,PCNA表达增加,软骨细胞凋亡数与正常对照组类似。[结论]1.在大鼠颞下颌关节持续性与间断性压应力模型中,当处于加力情况下,发生了软骨变薄,软骨基质丧失,软骨下骨炎性反应表达等骨关节炎样改变,而去除加力后,则出现软骨厚度恢复,基质分泌增加,细胞增殖水平增高等修复反应,并且两者的平衡关系与加力时间周期有关。2.压应力下髁突形态发生改变,在三维方向上以垂直面高度降低为主要变化,软骨下骨变扁平,压应力持续作用下下骨小梁间隙减小,骨小梁数目增加,以14天和28天时七天加力组和持续组较为显著;间断加力周期中去除加力则骨小梁间隙增加,骨小梁数目减小,以7天时一天加力组和三天加力组显著。显示软骨下骨的炎性反应时间长于软骨层,恢复反应水平较低;3.对于颞下颌关节压应力动物模型的选择上,三天间断加力组即能够反映软骨变薄、炎症坏死及细胞凋亡等关节破坏性改变,也具有营养状况良好,适应性强的特点;而七天间断加力组在关节恢复期有明显的细胞增殖、基质分泌及软骨厚度增加的特点。
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