基于HRMRI表观骨小梁空间结构探讨活血祛瘀法预防股骨头坏死塌陷的作用机制

Osteonecrosis of femoral head (ONFH) is one of the predilection orthopedic refractory disease in young and middle-aged crowd, of which not only seriously affected patient's work and life, and caused heavy social and economic burden. Advantages in the holistic concept and syndrome differentiation and treatment in Chinese medicine, a major feature of our country, is also the most commonly and easily accepted therapy by ONFH. The recently emerging Micro-CT and HRMRI provide a shortcut for quantitative detection of the spatial structure of the trabecular bone. This study through the analysis the changes of spatial structure parameters of the trabecular bone and the way of bone remodeling and the regulation of osteoblast - osteoclast by Chinese medicine, to explore the impact of activating blood removing stasis method to necrosis repair mode and the mechanism of the prevention of ONFH collapse. This study is to clarify the mechanism of activating blood removing stasis method to prevent ONFH collapse from the morphological and molecular biology perspective. It will enrich the mechanism of action of the Traditional Chinese Medicine, and contribute to the standardized treatment of ONFH, but also conducive to scientific and objective evaluation of the efficacy of Chinese medicine treatment for ONFH.

股骨头坏死是好发于中青年人群的骨科难治疾病，不仅严重影响患者工作生活，而且造成沉重的社会和经济负担。以整体观念和辨证论治为特点的中医药疗法，理念上具有优势，是我国的一大特色，也是股骨头坏死患者最常、最容易接受的治疗方式。 新近出现的Micro-CT和HRMRI为定量检测骨小梁空间结构参数提供了捷径，本研究拟通过分析股骨头坏死骨小梁空间结构参数、骨小梁改建方式的变化及中药对成骨-破骨偶联的调控，来探讨活血化瘀法对坏死修复方式的影响及预防股骨头坏死塌陷的作用机制。 研究从形态学和分子生物学角度阐明活血祛瘀法预防股骨头坏死塌陷的作用机制，丰富了中医药的作用机理，有助于股骨头坏死的规范化治疗，也有利于科学客观地评价中医药治疗股骨头坏死的疗效。

背景：活血祛瘀法预防SIONFH塌陷的作用机制在形态学和分子生物学中尚未明确。研究内容：将新西兰兔随机分为3组：正常、模型和中药组，采用LPS联合MPS的方法制备SIONFH模型。实验第8周分别进行股骨头高分辨率MRI检查，对股骨头HE病理检测及Micro-CT检测，采用 WB 检测兔股骨头 ABCB1、RUNX2、OPN、RANK、RANKL、PPAR、OPG、VEGF的蛋白表达；收集 36例非创伤性股骨头坏死的患者资料，了解及比较MRI在诊断股骨头坏死的骨微环境特征，运用临床Harris评分评价临床症状与MRI的关联度。结果和数据： 1）MRI中模型组股骨头内可见低信号带；中药组股骨头外形趋于正常，股骨头内近骨骺处有小块低密度区。模型组和正常组相比，结构参数前者ROE值增加，ROE/NR比例增加，中药组与模型组相比，ROE值减少，ROE/NR比例减少。2）HE染色，模型组可见部分骨小梁断裂，骨细胞核固缩，骨小梁空骨陷窝，骨髓细胞坏死，中药组可见成骨活动仍较为活跃，骨小梁形态较好。 3）Micro-CT检测，模型组与正常组相比，前者BV/TV、 Conn.D.、SMI、Tb.N、Tb.Th值降低，BS/BV、Tb.Sp增高。中药组中，BS/BV、Tb.Sp显著低于模型组，Conn.D.、SMI、Tb.N增高；4）WB检测，模型组与正常组相比 RUNX2、RANK、RANKL 的蛋白表达升高，ABCB1、OPG、VEGF蛋白表达下降；中药组与模型组相比，除 RANK、RANKL 表达下降外，其余均升高。5）人ONFH骨微环境参数中，重建病变股骨头模型并实现三维测量坏死病灶，坏死区体积为1457.39±41.23mm3、硬化区体积为767.09±10.35mm3，坏死病灶总表面积为951.38±15.93mm2，坏死体积比为28.25±3.71%；分析承重冠状面中坏死区面积比27.11±6.65％、硬化区7.4±1.13%。其中，股骨头坏死体积、坏死病灶总表面积、坏死体积比、承重坏死区面积与Harris评分呈正相关，硬化区体积、承重硬化区面积与之呈负相关。科学意义：桃红四物汤能促进兔SIONFH模型的微观骨性结构修复和生物力学环境改善，MRI成像具有多平面多角度展示股骨头坏死区和硬化区的改变，并能更早地明确骨微环境的损伤情况，为临床提供准确和详尽的诊断信息。