背景:骨折是一种常见多发病。随着现代工业与交通发展所致的高能量损伤、人口老龄化等一系列因素的影响,骨折不愈合或延迟愈合的发生率日益增高。因此,寻求一种有效的治疗方法一直是骨科界的重要研究课题之一。体外冲击波是近二十多年来发展起来的一门新技术,它具有非侵袭性、并发症少等优点,目前已经广泛应用于医学生物领域。体外冲击波最先应用于治疗泌尿系统结石,后来研究发现冲击波可激活成骨细胞活性,具有潜在成骨作用,进而促进骨折的愈合,因而更加广泛地用于骨与软组织系统疾病的治疗。文献报道体外冲击波治疗骨折不愈合或延迟愈合的成功率为62%~83%,其取得了良好临床疗效,是治疗骨折不愈合或延迟愈合的一种有效方法。然而冲击波促进骨折愈合的具体机制目前尚不清楚,虽然很多学者对此进行了深入研究,但关于冲击波对成骨细胞粘附及迁移影响的研究尚未见报道,本实验即对上述问题进行探讨。目的:通过应用冲击波作用于体外培养的大鼠成骨细胞,确定冲击波作用的适宜能量值,观察冲击波对成骨细胞的增殖、分化、粘附及迁移等的影响,通过检测介导细胞粘附的重要分子——整合素的表达,分析与其相关的细胞信号转导通路,揭示冲击波未被发现的作用机制。方法:将原代培养的成骨细胞随机分成冲击波组(SW组)和对照组,应用不同能量的冲击波进行处理后接种于96孔培养板,根据细胞存活率和细胞增殖情况确定适宜的冲击波能量值。采用CCK-8法细胞增殖测定、细胞分泌碱性磷酸酶测定、茜素红染色、细胞粘附率测定、伤痕愈合试验、流式细胞术检测整合素β1的表达及RT-PCR检测整合素β1 mRNA的表达等方法,对SW组和对照组的细胞增殖、分化、粘附及迁移进行测定。结果:冲击波处理体外原代培养成骨细胞的适宜能量为10kV(500),CCK-8法检测显示SW组细胞增殖速度快于对照组(P<0.001);SW组细胞分泌碱性磷酸酶高于对照组(P<0.001),茜素红染色分析显示SW组矿化结节面积明显大于对照组(P<0.001),说明SW组细胞的分化程度明显高于对照组细胞;细胞粘附率测定显示SW组细胞明显高于对照组(P<0.01),整合素β1及其mRNA的表达均高于对照组(P<0.001),说明细胞的粘附能力明显强于对照组;SW组细胞迁移的平均距离大于对照组(P<0.05),说明SW组细胞的迁移能力明显强于对照组。结论:采用植块法培养的成骨细胞,经过反复贴壁法进行纯化,可以得到纯度较高的成骨细胞,并且较好地保持了细胞膜的生物特性,适用于细胞学方面的实验研究。适宜能量冲击波可促进成骨细胞的增殖、分化、粘附及迁移,整合素β1在细胞粘附及迁移过程中可能扮演了重要的角色。冲击波作用于大鼠成骨细胞后,可能通过上调整合素β1的表达,激活相关细胞内信号通路(包括FAK、MAPK等),从而调控成骨细胞的各种生理功能,是冲击波促进骨折愈合的一种作用机制。