持續(xù)與間歇低載荷振動(dòng)對(duì)成骨細(xì)胞增殖及分化能力影響的實(shí)驗(yàn)研究

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1、持續(xù)與間歇低載荷振動(dòng)對(duì)成骨細(xì)胞增殖及分化能力影響的實(shí)驗(yàn)研究ExperimentalStudyofContinuousorIntermittentLow-magnitudeMechanicalLoadinginProliferationandDifferentiationPotencyofOsteoblast作者姓名：汪建領(lǐng)域（方向）：外科學(xué)指導(dǎo)教師：朱東副教授類別：臨床醫(yī)學(xué)碩士答辯日期：2015年05月28日前言前言機(jī)械振動(dòng)是一種普遍的物理現(xiàn)象，機(jī)械振動(dòng)療法歷史悠久，目前已廣泛應(yīng)用于臨床疾病的治療中。在骨科、康復(fù)醫(yī)學(xué)

2、和運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域主要應(yīng)用于緩解慢性關(guān)節(jié)炎疼痛，改善關(guān)節(jié)功能、預(yù)防治療老年骨質(zhì)疏松癥、促進(jìn)骨折愈合、各種慢性疾病的康復(fù)、促進(jìn)運(yùn)動(dòng)員的疲勞恢復(fù)，改善運(yùn)動(dòng)能力等。近年來對(duì)于振動(dòng)促進(jìn)骨折愈合，防治骨質(zhì)疏松方面的研究不斷深入，從人體實(shí)驗(yàn)到動(dòng)物實(shí)驗(yàn)再到細(xì)胞實(shí)驗(yàn)等，充分證實(shí)了低載荷振動(dòng)能夠促進(jìn)骨形成、抑制骨吸收，具有明顯成骨作用。現(xiàn)今，國內(nèi)外對(duì)適宜振動(dòng)頻率的研究得出的結(jié)論有所不同，總的頻率范圍為1～100Hz。最年來，人們研究發(fā)現(xiàn)，間歇振動(dòng)刺激的成骨效果明顯優(yōu)于持續(xù)振動(dòng)。這源于骨細(xì)胞具有記憶功能，長期的振動(dòng)會(huì)引起骨細(xì)胞產(chǎn)生適應(yīng)性疲勞

3、，而將持續(xù)振動(dòng)插入間歇期，使骨細(xì)胞充分恢復(fù)自身對(duì)力學(xué)刺激的敏感性，便可達(dá)到更好成骨效果。前期人體及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)已經(jīng)得出結(jié)論：間歇低載荷振動(dòng)較持續(xù)低載荷振具有更好的成骨效應(yīng)。但是，間歇低載荷振動(dòng)與持續(xù)低載荷振動(dòng)對(duì)骨細(xì)胞生物學(xué)特性有怎樣的影響目前尚不明確。成骨細(xì)胞是骨組織進(jìn)行力學(xué)響應(yīng)的關(guān)鍵細(xì)胞，本實(shí)驗(yàn)首先對(duì)比研究了持續(xù)與間歇低載荷振動(dòng)對(duì)成骨細(xì)胞增殖、分化的影響，進(jìn)而明確機(jī)械振動(dòng)應(yīng)力促進(jìn)成骨細(xì)胞增殖及分化的最佳間歇時(shí)間，為進(jìn)一步深入研究提供參考依據(jù)。I中文摘要中文摘要持續(xù)與間歇低載荷振動(dòng)對(duì)成骨細(xì)胞增殖及分化能力影響的實(shí)驗(yàn)研究目

4、的：研究持續(xù)與間歇低載荷振動(dòng)對(duì)成骨細(xì)胞增殖及分化能力的影響。方法：應(yīng)用低載荷振動(dòng)裝置，選擇固定不變的振動(dòng)頻率及強(qiáng)度（振動(dòng)強(qiáng)度：0.25g，振動(dòng)形式：正弦振動(dòng)，振動(dòng)頻率：35Hz）。對(duì)成骨細(xì)胞系MC3T3-E1予以持續(xù)振動(dòng)及不同時(shí)間間隔的間歇振動(dòng)。振動(dòng)加載結(jié)束后通過MTT法進(jìn)行細(xì)胞增殖能力檢測(cè)、ALP活性檢測(cè)。結(jié)果：振動(dòng)應(yīng)變加載促進(jìn)成骨細(xì)胞增殖，增強(qiáng)ALP活性（p<0.05）。間歇振動(dòng)較持續(xù)振動(dòng)對(duì)成骨細(xì)胞增殖及ALP活性影響更明顯（p<0.05）。其中間歇3h機(jī)械振動(dòng)與間歇30min、1h、6h相比效果最為顯著（p<0

5、.05）。結(jié)論：低載荷機(jī)械振動(dòng)可促進(jìn)成骨細(xì)胞增殖分化，間歇振動(dòng)較持續(xù)振動(dòng)更為優(yōu)越，促進(jìn)成骨增殖分化最佳振動(dòng)間歇時(shí)間為3h。關(guān)鍵詞：成骨細(xì)胞，低載荷機(jī)械振動(dòng)，持續(xù)與間歇低載荷振動(dòng)II英文摘要AbstractExperimentalStudyofContinuousorIntermittentLow-magnitudeMechanicalLoadinginProliferationandDifferentiationPotencyofOsteoblastObjective：Toinvestigatetheeffectso

6、fintermittentlow-magnitudemechanicalloadingonproliferationandalkalinephosphatase(ALP)activityinosteoblastinvitro.Methods：Theosteoblastsweresubjectedtocontinuousandintermittentsinusoidalvibrationwith0.25gand35Hz.Methylthiazolyltetrazoliumcolorimetric(MTT)methodw

7、asusedtoassesstheproliferation,whileALPactivitywasdetectedbyALPassaykit.Results：MechanicalloadingincreasedcellproliferationandenhancedALPactivity(p<0.05).Intermittentvibrationhadmoreapparenteffectcomparedwithconstantvibration(p<0.05).Mostobviousresultwasobserve

8、dwhenthecellswereexposedtovibrationstraincharacterizedby3hinterval(p<0.05).Conclusions：Low-magnitudemechanicalloadingcanincreasecellproliferationandenhanceALPactivity.Themec