论文部分内容阅读
目的:随着社会的发展,超重和肥胖的发生率逐年上升,已经成为了世界性热点研究问题。其中肥胖对骨健康影响的研究受到了越来越多的关注。但目前为止,其研究结果并不一致,且肥胖对骨折和（或）骨缺损后骨再生影响的相关研究较少。因此,本研究目的:1)探讨肥胖患者骨缺损的愈合过程和肥胖对骨再生产生的影响;2)通过高脂喂食建立相似于临床特点的肥胖动物模型,并联合建立股骨牵张成骨模型;3)观察研究股骨牵张区骨再生的变化过程;4)探讨高脂饮食诱导的肥胖对股骨牵张区骨再生的影响和作用机制。方法:第一部分:回顾性分析了自2015年10月至2020年12月在我院接受治疗的股骨创伤性骨缺损或感染性骨不愈合患者共19例。根据患者入院记录的BMI将其分为肥胖组（观察组,n=9例,BMI≥30）和非肥胖组（对照组,n=10例,BMI＜30）。所有患者均接受牵张成骨手术治疗骨缺损,术后管理方式相同。通过收集临床记录和随访资料进行统计分析,评价两组患者在手术时间、骨缺损闭合时间、外固定架携带时间、外固定指数、术后并发症和ASAMI评分上的差异,得出结果。第二部分:1)选取5周龄雄性SD大鼠40只,平均体重209.33±9.74g。将40只大鼠随机分为LFD组（对照组,n=20）和HFD组（观察组,n=20）。LFD组使用普通维持饲料喂养,HFD组使用60%高脂饲料喂养,自由进食,定期观察大鼠体重和BMI变化。2)所有大鼠在喂养至第8周时进行牵张成骨模型建立,取右侧股骨外侧做长约1.5cm切口,于股骨中段横行截骨并安装自制微型外固定延长架,潜伏期（5d）结束后开始规律调节外固定架延长股骨（0.25mm/12h）,共延长5.0mm（10d）,延长结束后牵张区新生骨组织进入矿化期。3)于牵张区骨矿化4周（喂养14周）和6周（喂养16周）安乐死大鼠,抽取心脏血液进行血脂检查,观察并对比两组TC、TG、LDL和HDL的变化。4)通过数字X线片监测骨形成过程,并通过微计算机断层扫描（micro-CT）、生物力学测试、组织学分析（H＆E、Safranin O、Goldner、Masson和Von Kossa）和免疫组织化学分析（Runx 2、Osterix、OCN和OPN）评估骨再生情况。结果:第一部分:1)两组患者年龄、性别、受伤机制、损伤部位和骨缺损范围等均无明显差异。2)两组骨缺损闭合时间和外固定架携带时间无明显差异,但手术时间结果提示,对照组（142.01±13.98 min）明显少于观察组（162.22±24.12 min）（P＜0.05）,且对照组外固定指数（35.22±2.05）也明显优于观察组（39.36±5.09）（P＜0.05）。3)观察组较对照组更容易受到各种并发症的影响（P＜0.01）。4)外固定架拆除后,两组ASAMI评分无明显差异。第二部分:1)HFD组大鼠的体重和BMI在喂养8周、14周和16周时均明显高于LFD组,且两组大鼠在喂养14周和16周时的血脂结果也表现出了明显的差异（TC、TG、LDL和HDL）。2)X线和一般形态:LFD组展现出了更优的骨生长和矿化速度,且在6周的矿化期治疗结束时,与HFD组相比,LFD组在骨痂体积和连续性方面的骨质更好。此外,在LFD组中肉眼可观察到骨愈合伴髓腔原发性再通,且在micro-CT检查中显示了相似的结果。3)Micro-CT:骨矿化6周后,micro-CT的代表性图像显示LFD组骨髓腔的连续性几乎完全重塑,但在HFD组中观察到牵张区仍表现为间隙狭窄。此外,统计分析结果显示两组之间的BMD（LFD组404.51±10.54 mg/cm~3vs.HFD组361.33±16.71 mg/cm~3）（P＜0.05）和BV/TV（LFD组43.67±2.52%vs.HFD组30.67±3.06%）（P＜0.01）均有明显差异。4)生物力学:骨矿化6周时,LFD组的弹性模量（49.35±4.84%）和断裂能量（54.37±2.32%）均优于HFD组（37.49±4.57%和45.41±3.65%）（P＜0.05）,但两组之间的极限载荷和刚度未观察到显著差异。5)病理切片染色:Von Kossa、Masson、Goldner和Safranin O染色显示骨矿化4周后,HFD组牵张区仍有明显间隙,而LFD组可见较好的新生骨痂。在矿化6周时,LFD组实现了骨完全重塑和髓腔再通,而HFD则并未实现。此外,H＆E染色提示HFD组骨髓腔内大量脂肪组织形成（128.8±6.5 N/mm~3）,且明显多于LFD组（45.8±3.9N/mm~3）（P＜0.01）。6)免疫组织化学:与LFD组相比,HFD组骨矿化4周时Runx2、Osterix、OCN和OPN的表达降低（P＜0.05或P＜0.01）。然而,在矿化6周时,LFD组中上述指标的表达低于HFD组（P＜0.01）。结论:临床上肥胖患者表现出了更为缓慢的骨愈合速度,且并发症发生率高,但远期结果无明显差异。动物实验结果提示,高脂喂食诱导的肥胖对股骨牵张区骨的再生具有负面影响作用,延迟了新生骨组织生长和矿化速度,造成了骨量减少,其作用结果可能与骨髓微环境的变化和血脂异常有关。