伊班膦酸鈉對(duì)鈦顆粒誘導(dǎo)的骨溶解作用

1、伊班膦酸鈉對(duì)鈦顆粒誘導(dǎo)的骨溶解作用         10-05-03 10:37:00     作者：張學(xué)軍 王宸 張磊     編輯：studa20【摘要】  目的通過建立鈦顆粒誘導(dǎo)的小鼠顱骨骨溶解動(dòng)物模型，研究伊班膦酸鈉對(duì)骨溶解的影響，并探討其作用機(jī)制。方法24只昆明系小鼠隨機(jī)分成4組，每組6只，建立鈦顆粒誘導(dǎo)的小鼠顱骨骨溶解模型?？瞻讓?duì)照組進(jìn)行假手術(shù)；鈦顆粒組在小鼠顱頂植入30 mg鈦顆粒；1單位伊班膦酸鈉組和10單位伊

2、班膦酸鈉組分別于植入鈦顆粒第2 d腹腔注射伊班膦酸鈉10 mg、100 mg。手術(shù)后第10 d，取出顱骨進(jìn)行病理學(xué)分析。結(jié)果空白對(duì)照組骨溶解面積為(0.070±0.009)mm2，沒有發(fā)生明顯骨溶解。鈦顆粒組骨溶解面積為(0.369±0.050)mm2，和空白對(duì)照組相比發(fā)生了更大面積的骨溶解（P<0.05）。1單位伊班膦酸鈉組和10單位伊班膦酸鈉組骨溶解面積分別為(0.164±0.018)mm2、(0.018±0.075)mm2，均小于鈦顆粒組骨溶解面積（P<0.05）。而且10單位伊班膦酸鈉組比1單位伊班膦酸鈉組骨溶解面積更小（P<0

3、.05）。骨溶解區(qū)域破骨細(xì)胞數(shù)量各組比較結(jié)果和骨溶解面積結(jié)果類似。結(jié)論伊班膦酸鈉能夠有效抑制鈦顆粒誘導(dǎo)的小鼠顱骨骨溶解。 【關(guān)鍵詞】  人工關(guān)節(jié)； 無菌性松動(dòng)； 骨溶解； 鈦顆粒； 伊班膦酸鈉    Abstract：ObjectiveTitanium  particle induced mouse calvarial osteolysis model was used to investigate the effects and mechanisms of sodium ibandronate on osteolysis.MethodsTwe

4、ntyfour Kunming species mice were randomly divided into 4 groups, 6 in each group. Control group received sham operation. Titanium particle group received 30 mg titanium particle implantation onto the calvariae. One unit sodium ibandronate group and 10 units sodium ibandronate group received 10 mg a

5、nd 100mg sodium ibandronate ip injection separately on the next day of titanium particles implantationTen  days later，mice calvariae were harvested for pathology analysis.ResultsIn control group osteolysis area was  (0.070±0.009)mm2 and osteolysis was not apparent. In titanium particl

6、e group osteolysis area(0.369±0.050) mm2 was bigger than that of control group(P<0.05). Osteolysis areas in 1 unit sodium ibandronate group(0.164±0.018) mm2 and 10 units sodium ibandronate group(0.018±0.075)mm2 were both smaller than that of titanium particle group（P<0.05）. And

7、osteolysis areas in 10 units sodium ibandronate group was smaller than that of 1 unit sodium ibandronate group（P<0.05）. Osteoclast number in osteolysis area compared between groups had a similar result with osteolysis areas.ConclusionSodium ibandronate can effectively inhibit titanium particle in

8、duced  mouse calvarial osteolysis.    Key words：joint prosthesis；  aseptic loosening；  osteolysis；  titanium  particle；  sodium ibandronate   人工關(guān)節(jié)置換術(shù)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，目前已經(jīng)是一項(xiàng)很成熟的骨科手術(shù)方式。然而，由于假體無菌性松動(dòng)等原因，常導(dǎo)致人工關(guān)節(jié)置換術(shù)的失敗。大約10%的患者在初次人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后15年內(nèi)需要進(jìn)行人工關(guān)節(jié)翻修術(shù)1。到目前

9、為止，尚無公認(rèn)有效的藥物能夠預(yù)防或抑制假體周圍骨溶解，而假體無菌性松動(dòng)也只能通過關(guān)節(jié)翻修術(shù)進(jìn)行治療。二磷酸鹽類作為抑制骨吸收的藥物，臨床已廣泛應(yīng)用于治療骨質(zhì)疏松癥。近年來有不少關(guān)于二磷酸鹽用于治療假體周圍骨溶解的研究，尚未見二磷酸鹽用于臨床治療假體周圍骨溶解的報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)通過建立鈦顆粒誘導(dǎo)的小鼠顱骨骨溶解動(dòng)物模型，使用第3代二磷酸鹽伊班膦酸鈉進(jìn)行干預(yù)，研究伊班膦酸鈉對(duì)骨溶解的影響，并探討其作用機(jī)制。    1  材料與方法    1.1  主要材料和試劑    伊班膦酸鈉注射液（艾本）

10、，河北醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程中心提供；鈦顆粒，平均直徑25 m，美國(guó)Zimmer公司提供；顯色基質(zhì)鱟試劑盒，廈門市鱟試劑實(shí)驗(yàn)廠有限公司提供；抗酒石酸酸性磷酸酶染色試劑盒(Acid Phosphatase, Leukocyte，Procedure No.387)，美國(guó)Sigma公司提供。    1.2  實(shí)驗(yàn)方法    鈦顆粒準(zhǔn)備：鈦顆粒先用無水乙醇浸泡48 h，高壓蒸汽消毒30 min，37溫箱烘干以去除內(nèi)毒素。經(jīng)顯色基質(zhì)鱟試劑盒檢測(cè)，顆粒內(nèi)毒素<0.25 Euml。將顆粒每30 mg分裝備用。  &

11、#160; 小鼠顱骨骨溶解動(dòng)物實(shí)驗(yàn)2：24只清潔級(jí)昆明系小鼠，全部為雄性，6周齡，平均體重24 g，隨機(jī)分成4組，每組6只。分別為空白對(duì)照組,鈦顆粒組，1單位伊班膦酸鈉組和10單位伊班膦酸鈉組。小鼠用戊巴比妥以45 mg/kg劑量進(jìn)行腹腔注射麻醉。脫毛劑去除小鼠顱頂部毛，用0.5%的碘伏消毒小鼠顱頂部皮膚。作正中矢狀位約1 cm切口，將預(yù)先準(zhǔn)備的30 mg顆粒涂于暴露顱骨的中縫骨膜上，皮膚行間斷縫合?？瞻讓?duì)照組僅進(jìn)行假手術(shù)而不植入鈦顆粒。將小鼠置于12 h開關(guān)燈的清潔動(dòng)物房?jī)?nèi)，自由攝食飲水。植入鈦顆粒后第2 d，1單位伊班膦酸鈉組，每只小鼠一次性腹腔注射伊班膦酸鈉10 mg（按照小鼠與人體表面

12、積折算等效劑量）；10單位伊班膦酸鈉組，每只小鼠一次性腹腔注射伊班膦酸鈉100 mg。    標(biāo)本處理和病理切片制作：手術(shù)后第10 d，過量麻醉處死小鼠。無菌條件下取出小鼠顱骨，取顱頂部約1 cm2方形骨片，去除表面軟組織。10%中性甲醛中固定12 h, 然后用12.5%EDTA脫鈣2周，石蠟包埋。每個(gè)組織蠟塊作連續(xù)切片后，分別進(jìn)行常規(guī)蘇木精-伊紅染色和抗酒石酸酸性磷酸酶染色?？咕剖崴嵝粤姿崦溉旧鶕?jù)使用試劑盒說明書進(jìn)行，用試劑盒中的各種試劑配制染色液并水浴加熱至37，石蠟切片在二甲苯中脫蠟，梯度乙醇脫水干燥后，將切片加入玻片染色缸內(nèi)保持37避光孵育1 h。用去

13、離子水充分洗滌切片，在蘇木素中復(fù)染2 min，脫水，透明，中性樹膠封固。    觀察指標(biāo)數(shù)據(jù)獲?。核星衅肗ikon ECLIPSE E600顯微鏡系統(tǒng)觀察，×100倍條件下攝片。蘇木精-伊紅染色切片用Image-Pro Plus 6.0軟件計(jì)算骨溶解面積?？咕剖崴嵝粤姿崦溉旧衅M(jìn)行骨溶解區(qū)域內(nèi)紅染陽(yáng)性破骨細(xì)胞計(jì)數(shù)。    1.3  統(tǒng)計(jì)學(xué)處理    數(shù)據(jù)用SPSS 11.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行處理。所得數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示（±s）。骨溶解面積和破骨細(xì)胞數(shù)量的各組數(shù)

14、據(jù)分別進(jìn)行ANOVA分析后，再進(jìn)行SNK檢驗(yàn)。檢驗(yàn)水準(zhǔn)：=0.05。    2  結(jié)  果    2.1  骨溶解面積    蘇木精-伊紅染色見圖1?？瞻讓?duì)照組骨溶解面積為(0.070±0.009)mm2，沒有發(fā)生明顯骨溶解。鈦顆粒組骨溶解面積為(0.369±0.050)mm2，和空白對(duì)照組相比發(fā)生了更大面積的骨溶解（P<0.05）。1單位伊班膦酸鈉組和10單位伊班膦酸鈉組骨溶解面積分別為(0.164±0.018)mm2和(0.018 &#

15、177;0.075) mm2，均小于鈦顆粒組骨溶解面積（P<0.05）。而且10單位伊班膦酸鈉組比1單位伊班膦酸鈉組骨溶解面積更?。≒<0.05）(圖3)。    2.2  破骨細(xì)胞數(shù)量    抗酒石酸酸性磷酸酶染色見圖2。在骨溶解區(qū)域，紅染的陽(yáng)性細(xì)胞即為破骨細(xì)胞?？瞻讓?duì)照組破骨細(xì)胞數(shù)量為(3.3±1.6)個(gè)。鈦顆粒組在骨溶解區(qū)域有大量破骨細(xì)胞，數(shù)量為(19.0±3.4)個(gè)，多于空白對(duì)照組（P<0.05）。1單位伊班膦酸鈉組和10單位伊班膦酸鈉組破骨細(xì)胞數(shù)量分別為(10.8±2

16、.5)個(gè)和(3.8±2.1)個(gè)，均少于鈦顆粒組（P<0.05）。而且10單位伊班膦酸鈉組比1單位伊班膦酸鈉組骨溶解區(qū)域破骨細(xì)胞更少（P<0.05）(圖4)。    3  討  論    骨溶解作為人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后嚴(yán)重并發(fā)癥，其病因仍不明確，一般認(rèn)為跟磨損顆粒、假體微動(dòng)和應(yīng)力等因素有關(guān)。    在骨溶解的實(shí)驗(yàn)研究中，有學(xué)者對(duì)各種磨損顆粒進(jìn)行了研究。Wooley等3通過建立小鼠皮下氣囊模型（murine air pouch），利用超高分子量聚乙烯（ultra high molecular weight polyethyl