復合振動儀防治骨質疏松的實驗研究.pdf

1、研究背景： 骨質疏松癥是中老年人群的常見病，以骨量減少，骨微結構破壞，骨強度下降，骨脆性增加，骨折風險增大為特點。據(jù)估計目前全球骨質疏松癥患者總人數(shù)超過2億人，僅我國罹患人口就高達8400萬以上。骨質疏松癥最主要的風險來自骨質疏松性骨折，其中以髖部骨折危害最大，不僅髖部活動功能損傷明顯，而且死亡率高。隨著人口老齡化和人均壽命的延長，骨質疏松性骨折發(fā)生率全球每年平均以大于1％的速度遞增，因此更多有效、簡便的非藥物的輔助手段以滿足不

2、同人群對骨質疏松預防和治療的需要是目前研究的重點內容之一。 降低骨質疏松性骨折發(fā)生率是骨質疏松癥預防和治療的核心任務。骨質疏松性骨折發(fā)生率取決于骨質量和非暴力跌倒幾率。振動作為一種特殊的力學刺激近年來在骨質疏松防治領域內被廣泛研究。眾多研究已經(jīng)證實，高頻(≥30Hz)、低強度(<1g，1g=9.8m/s2)和短時(<30分鐘)的振動可以調節(jié)骨代謝，抑制骨吸收和促進骨形成。同時一定的振動刺激還可以增加肌量，預防或改善肌萎縮，增強肌

3、力，改善機體平衡能力。但目前研究大多仍處于實驗階段，而且許多研究所使用的頻率及強度并不適合人體長期使用。存在的主要問題是振動強度大多相對較大，人體的不適感較強，一定程度上影響了振動的臨床應用。 復合振動儀防治骨質疏松相關研究由廣東省自然科學基金資助，課題組擁有復合振動和復合振動儀知識產(chǎn)權。復合振動是在全身垂直振動的基礎上復合一定平衡干擾振動而成，希翼在保留垂直振動成骨作用的同時，強化肌肉功能和平衡控制能力，通過對骨質量和平衡能力

4、的改善以達到預防和治療骨質疏松的作用。 目的： 1.評估高頻低強度復合振動預防卵巢切除大鼠骨質疏松的作用； 2.評估高頻低強度復合振動治療不同年齡卵巢切除骨質疏松大鼠的作用； 3.綜合評價復合振動儀對骨質疏松預防和治療的作用，為后期研究提供一定的基礎。 方法： 1.骨質疏松預防實驗： 48只4月齡雌性未育大鼠隨機分為正常對照組(NC)、預防對照組(PC)以及4振動干預組(VP1、V

5、P2、VP3、VP4)。NC組為假手術組，其余組均切除雙側卵巢。切口愈合后開始振動干預，兩對照組不振動。4個振動組分別接受相應4種不同振動(振動Ⅰ：頻率35Hz-45Hz，加速度0.05g-0.1g；振動Ⅱ：頻率35Hz-45Hz，加速度0.12g-0.21g；振動Ⅲ：頻率45Hz-55Hz，加速度0.05g-0.1g；振動Ⅳ：頻率45Hz-55Hz，加速度0.12g-0.21g)，干預時間13周。比較骨密度(bonemineralde

6、nsity，BMD)、血清骨轉換標志物、骨生物力學性能、骨微結構、強制游泳時間以及腓腸肌相對重量、各型肌纖維比例、肌纖維橫截面積、運動終板光密度(opticaldensity，OD)及積分光密度(integratedopticaldensity，IOD)等。 2.骨質疏松治療實驗： 24只4.5月齡雌性未育大鼠隨機分為青年對照組(YC)和兩振動組(YT1、YT2)；16只13月齡經(jīng)產(chǎn)大鼠隨機分成老年對照組(OC)和老年振

7、動組(OT)，所有組大鼠均切除雙側卵巢骨質疏松造模。術后3月骨密度檢測證實骨質疏松造模成功后開始振動干預。YT1、YT2兩組選用預防實驗中效果較好的兩組振動，OT組選用預防實驗中效果最好的一組振動，干預方法和測試比較內容同前。 結果： 1.骨質疏松預防實驗 大鼠切除卵巢后體重增加顯著(P=0.000)，腰椎BMD顯著下降(P=0.000)，骨微結構破壞，腰椎骨強度極限顯著下降(P=0.008).腓腸肌肌重比(肌重

8、/體重)顯著下降(P=0.000)，Ⅰ型肌纖維比例顯著下降(P=0.000)且橫截面積顯著減小(P=0.001)，Ⅱa型(P=0.033)和Ⅱb型(P=0.000)肌纖維比例顯著上升以及Ⅱb型纖維橫截面積顯著減小(P=0.001)，游泳時間顯著縮短(P=0.047)，運動終板OD值(P=0.001)及IOD值(P=0.014)顯著下降。 經(jīng)不同復合振動干預后與PC組對比，VP4組體重顯著增加(P=0.017)，骨結構有一定程度改

9、善；VP3、VP4兩組腰椎BMD顯著增加(P=0.012，0.002)，腰椎垂直壓縮強度極限顯著增加(P=0.032，0.008)；VP2、VP3、VP4組腓腸肌肌重比顯著增加(P=0.0024，0.014，0.000)，VP3、VP4組Ⅰ型肌纖維比例顯著改善(P=0.022，0.002)；所有振動組I型纖維橫截面積顯著增加(P=0.025，0.002，0.000，0.000)，VP2、VP3、VP4組Ⅱb型纖維橫截面積顯著增加(P=0

10、.030，0.004，0.000)且這3組強制游泳時間(P=0.042，0.000，0.007)和運動終板OD值(P=0.037，0.014，0.000)也顯著增加。 2.骨質疏松治療實驗 青年組振動分別選用振動Ⅲ和振動Ⅳ，老年組選用振動Ⅳ。青年組大鼠腰椎骨質疏松造模成功，老年組大鼠腰椎、股骨造模均成功。振動干預3月后與對照組比較，青年組中兩振動組腰椎BMD顯著增加(P=0.022，0.001)；YT2組股骨BMD增加顯

11、著(P=0.007)，骨結構一定程度改善，腰椎、股骨強度極限顯著增強(P=0.020，0.023)。兩振動組均可顯著增加Ⅰ型纖維比例(P=0.015，0.000)和Ⅱa型肌纖維橫截面積(P=0.030，0.001)，運動終板染色OD值(P=0.014，0.003)及IOD值(P=0.003，0.001)均有顯著增加；但僅YT2組腓腸肌肌重比顯著上升(P=0.021)，Ⅱa(P=0.013)和Ⅱb(P=0.048)型肌纖維比例顯著下降，顯

12、著增大了Ⅰ型纖維橫截面積(P=0.003)，顯著延長了強制游泳時間(P=0.025)；OT組體重也有顯著增加(P=0.039)，腰椎、股骨BMD顯著增加(P=0.000，0.004)，相應腰椎、股骨強度極限也顯著增加(P=0.038，0.014)，骨結構略有改善；肌重比顯著增加(P=0.036)，Ⅰ、Ⅱa型肌纖維比例顯著改善(P=0.001，0.012)及橫截面積顯著增加(P=0.047，0.033)，強制游泳時間顯著增加(P=0.00

13、0)，運動終板染色OD值顯著增加(P=0.012)。 預防試驗中腰椎、股骨BMD與腓腸肌肌纖維比例存在緊密相關，腰椎BMD還和Ⅱa型纖維橫截面積緊密相關。治療試驗中腰椎BMD以及腰椎、股骨強度極限與腓腸肌肌重比、Ⅱb型纖維橫截面積、運動終板OD值存在緊密相關，股骨強度極限還與肌纖維比例存在緊密相關。 結論： 一定的復合振動可以在更低強度下增加不同階段卵巢切除大鼠BMD、改善骨微結構、提高骨強度。在改善骨質量的同時