微泡强化声动效应遏制磨损微粒诱导骨溶解的基础研究

磨损微粒介导骨溶解诱发无菌性松动是导致人工关节置换远期失败、制约假体寿命的主要原因，目前尚无行之有效的预防手段。我们研究发现，微泡可强化声动效应，提高生物膜的渗透性，逆转细菌耐药；结合近来"声动效应调节细胞膜的通透性及炎症因子的分泌继而抑制破骨、促进成骨"的观点，我们推测：微泡强化声动效应可影响磨损微粒诱导的炎症反应，恢复局部破骨-成骨动态平衡，遏制骨溶解。本项目拟利用细胞共育体系、假体周围骨溶解的动物模型及声谱散射分析平台，采用分子生物学、免疫学、组织计量学、生物力学、声学等手段，拟从微泡强化声动效应的以下方面验证假设：(1) 其对微粒诱导炎症细胞级联反应和成骨-破骨平衡的影响与规律；(2) 其体内参数的优化及生物相容性；(3) 其遏制骨溶解的分子生物学与声学机制。本项目有望为抑制无菌性松动提供高效、无创、易普及的新颖理念和实验依据。

该项目对假体周围骨溶解进行文献调研、综述并进行荟萃分析。完成了磨屑颗粒与骨细胞体外混合培养体系构建，建立相应动物模型，组建了超声分析测试平台。完成相关实验内容，最终结果显示假体周围远端骨密度微泡超声组较骨溶解组提高14.81%，骨-假体界面抗剪强度微泡超声组较单纯超声组提高41.39%，较骨溶解组提高106.26%，达到了预期目标，并完成超声与生物声学效应抑制磨屑病的相关性分析。该项目已发表相关SCI论文3篇，并在2013年SCIOT国际矫形与创伤学会全球年会上做学术交流、中华医学会第十五届骨科学术会议暨第八届国际COA学术大会做壁报交流以及第六届中华骨科杂志论坛竞赛发言；受理超声仪器相关专利1项，授权1项（专利号：201310444175.7；201320597195.3）；期间培养博士生2人、硕士生2人。研制声动治疗仪样机1台。该成果具有一定学术意义和潜在应用前景。根据相关成果于2014年成功申请国家自然科学基金项目，研究获得一定延续。