超负荷应力诱导的髁突软骨退行性变病程及自我修复研究

来源 :重庆医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:brettymate
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超负荷应力是造成颞下颌关节疾病的重要因素,过大的机械应力导致关节区负荷超载,引起关节软骨和软骨下骨渐进性破坏,促使骨关节炎的发生。超负荷应力诱导的髁突软骨退行性变是颞下颌关节骨关节炎的主要病理改变,因此对髁突软骨退变的研究有利于认识颞下颌关节病变。然而,以往的研究都是在特定的阶段中对颞下颌关节病进行探索,目前尚未发现在同一模型中对髁突软骨的连续性病变进行病理分期的系统研究。对TMJ-OA的动物研究表明,去除机械应力后,颞下颌关节相关的组织病理学特征得到了一定程度的改善。但这些研究都是在没有明确病变分期的情况下进行的,目前尚不清楚卸载应力后是否能使处于不同病变阶段的髁突软骨实现修复,以及修复的程度。本文使用强制张口小鼠模型,通过不同的应力加载时间来探索髁突软骨退变的进展。然后,通过在不同阶段去除应力刺激来观察髁突软骨的变化,以检验应力诱导退行性变后髁突软骨的潜在自我修复能力。本实验采用三维激光共聚焦扫描、组织形态学染色和Micro-ct扫描等实验方法来观察应力刺激阶段和卸载应力后不同病变阶段的颞下颌关节变化。第一部分:超负荷应力诱导髁突软骨退行性变病程的实验研究目的:探索超负荷应力作用下髁突软骨的退行性变的病程及相关表现,明确髁突软骨退变的病理分期。方法:40只8周龄C57 BL/6小鼠随机分为五组:对照con组、应力加载3d组,应力加载5d组,应力加载10d组和应力加载20d组,每组8只老鼠。采用0.5N强制张口力压迫颞下颌关节,1小时/天。处死前24小时注射Ed U试剂标记增殖细胞,加力结束后处死老鼠取样。右侧颞下颌关节Ed U染色后拟行激光共聚焦扫描和Micro-ct扫描;左侧标本脱钙、脱水、包埋、切片后进行苏木精伊红染色和番红固绿染色检测颞下颌关节的组织形态学表现,免疫组化染色检测软骨细胞基质表达,细胞增殖和凋亡表达。结果:苏木精伊红染色和番红固绿染色结果显示应力加载后5d组中段和3d组后段软骨细胞数目最多,5d组后段和20d组中段软骨细胞数目最少。另外,除3d组和20d组外,中段软骨细胞数目均多余后段。且随着应力加载时间的增加,髁突软骨中后段Mankin评分逐渐增加,软骨病变逐渐加重。软骨细胞基质表达物除ColⅠ外,髁突软骨中后段ColⅡ,Acan和ColⅩ均在5d和20d组表达增加,3d和10d组表达降低。软骨细胞增殖标记物Ed U和PCNA在3d组表达最高,从加力5d组到10d组再到20d组,表达逐渐增加,且中后段趋势一致。凋亡相关标记物Caspase3和MMP13在10d组表达最低,中段和后段趋势略有差异。软骨下骨结果显示随着应力加载时间增加,软骨下骨空腔体积变大,骨质致密度降低,BV/TV,Tb.Th总体呈降低的趋势,Tb.Sp逐渐增加,Tb.N无明显趋势。结论:应力刺激下,髁突软骨后段病变比中段严重,且随着应力诱导时间的增加,髁突软骨和软骨下骨的病变逐渐加重。根据髁突软骨退变的表现,将病变分为四个阶段:适应性增殖阶段(3d)、初始阶段(5d)、过渡阶段(10d)和病变确立阶段(20d)。第二部分:卸载应力后髁突软骨自身修复的实验研究目的:探索在不同病变阶段卸载应力后髁突软骨的自身修复情况及有效性。方法:40只8周龄C57 BL/6小鼠随机分为五组:con-x组、3d-x组,5d-x组,10d-x组和20d-x组,每组8只老鼠。采用0.5N强制张口力压迫颞下颌关节,1小时/天,实验组在加力结束后休息一月再处死取样,处死前24小时注射Ed U试剂标记增殖细胞。右侧颞下颌关节Ed U染色后拟行激光共聚焦扫描、Micro-ct扫描和电镜检测;左侧标本脱钙、脱水、包埋、切片后进行苏木精伊红染色和番红固绿染色检测颞下颌关节的组织形态学表现。结果:苏木精伊红染色和番红固绿染色的结果显示去除应力一月后,3d-x和5d-x中段和后段软骨细胞数目同con-x组相近,10d-x和20d-x组的软骨细胞数目较con-x组少,3d-x和5d-x组的Mankin评分同con-x组无明显差异,20d-x组Mankin评分高于10d-x组。扫描电镜结果显示10d-x和20d-x组软骨表面仍然存在凹坑状陷窝。Ed U结果显示con-x组、3d-x组和5d-x组后部软骨细胞恢复,10d-x和20d-x组后部仍有软骨细胞缺失区域,10d-x组增殖细胞阳性率最高。软骨下骨的实验结果显示即使卸载应力一月后,软骨下骨无明显恢复,BV/TV,Tb.Th呈逐渐降低的趋势,Tb.Sp逐渐增加,Tb.N无明显趋势。结论:卸载应力后,处于早期病变阶段(3d-x和5d-x组)的髁突软骨能够实现自身修复,而处于晚期病变阶段(10d-x和20d-x组)的髁突软骨不能完全实现恢复。
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