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随着全球人口老龄化,骨折发生率上升,现有物理疗法存在不足。研究人员探究矢量势(VP)变压器非接触电刺激对钻孔损伤模型骨愈合的影响。结果显示 VP 刺激可促进骨愈合,为骨折治疗提供新策略。
在人口老龄化加剧的当下,骨折问题愈发严峻。骨折不仅给患者带来痛苦,还造成沉重的经济负担。多数骨折虽能自然愈合,但仍有 5 - 10% 的患者会出现延迟愈合或不愈合的情况,像髋部和脊柱骨折,严重影响患者生活质量,甚至缩短寿命。目前,促进骨折愈合的物理疗法众多,比如电刺激、低强度脉冲超声、体外冲击波疗法等,但这些方法大多需要与皮肤直接接触,给患者带来不便;脉冲电磁场(PEMF)疗法虽无需接触皮肤,却存在使用时间长、易让患者疲劳且费用较高的问题。因此,寻找一种更有效、便捷的骨折治疗方法迫在眉睫。
在此背景下,东洋大学(Toyo University)等机构的研究人员开展了一项关于矢量势(VP)变压器非接触电刺激对钻孔损伤模型骨愈合影响的研究。该研究成果发表在《Journal of Bone and Mineral Metabolism》上,为骨折治疗领域带来了新的希望。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先构建了标准化的钻孔损伤大鼠模型;然后利用微计算机断层扫描(μCT)分析新骨的骨体积(BV)和骨矿物质密度(BMD);通过组织处理制作不同类型的切片进行组织学染色分析,如甲苯胺蓝染色、苏木精 - 伊红(H&E)染色、抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色等;采用免疫组织化学分析检测相关蛋白表达;运用基因表达分析来研究相关基因的变化情况 。
研究结果如下:
- VP 刺激促进新骨形成和钙化:宏观观察和纵向切片分析发现,VP 组新骨形成更早、更广泛,结构更致密。μCT 分析表明,VP 组在缺陷区域的 BV 和 BMD 均显著高于骨损伤(BI)组,而在髓内区域,VP 组的 BV 下降更快。
- VP 刺激减少新骨基质中的双糖链蛋白聚糖(biglycan):免疫组织化学分析显示,VP 组 biglycan 染色强度明显低于 BI 组,接近对照组(CO)。
- VP 刺激增强新骨代谢:H&E 染色显示 VP 组成骨细胞胞质更丰富,呈立方形。荧光免疫染色和基因表达分析表明,VP 组骨钙素(osteocalcin)表达更高,Bglap 基因上调更显著。同时,VP 组 TRAP 阳性破骨细胞数量更多,Ctsk 基因表达上调更明显。
研究结论和讨论部分指出,该研究首次证实 VP 刺激能促进骨愈合,且在早期阶段就表现出明显效果。VP 刺激不仅增加了骨量,还提高了骨质量,促进了骨折部位的早期结构强化。不过,该研究也存在一定局限性,如使用的钻孔损伤模型不能完全模拟真实骨折,VP 刺激的作用机制和潜在副作用尚不明确等。但总体而言,这项研究为骨折治疗提供了一种新的、非侵入性的治疗策略,若能在后续研究中进一步完善,有望为骨折患者带来更好的治疗效果。