基于Micro-CT骨重建评价骨质疏松兔股骨干皮质骨微结构及骨密度对骨强度影响因素的研究

In addition to bone quantity, bone quality affects bone strength. Bone quality depends on the degree of mineralization of bone tissue (DMB) and microarchitecture. The relationship of the DMB distribution and the microstructure between the risk of osteoporotic hip fractures remains incompletely investigated.Here, our aim is to use micro-CT imaging of bone reconstruction to research the bone strength in osteoporosis. The technique micro-CT in bone reconstruction has been widely used at home and abroad, but the research on Haversian canal system of cortical bone (3D network) is rare, the mechanism of its reconstruction is unclear. The characteristics of spatial Haversian canal system is various in different dynamic period, and it may reflect the degree of calcification and bone remodeling in the level of bone metabolism. These findings may be used to monitor the treatment of osteoporosis. The purpose of this study is to evaluate the influence factors of bone strength (including Bone Mineral Density and bone microarchitecture) using micro-CT reconstructions technique on the femoral cortical bone rabbits model with osteoporosis; and this study focus on the extraction of the model skeleton for system of Haversian canal; and analyze the changes of the characteristics in different growth stages and the influence factors on the decline of osteoporotic bone strength , which could to provide the theoretical basis for the clinical treatment of osteoporosis drugs.

利用micro-CT骨重建来观察骨强度(包括骨密度和骨微结构）的方法目前已被国内外广泛应用在松质骨的研究中，应用于皮质骨的研究并不多见，从组织学水平上看，随着年龄的增加，皮质骨内的微结构（主要是哈佛氏管系统）及骨密度的变化都能影响骨折的发生率。通过不同时期的哈佛氏管系统的空间特性及其变化及骨密度的测量，可以反映出在骨代谢过程中的不同时期骨的钙化程度及骨改建的活跃程度，这些发现可以在骨质疏松的诊疗中起到一定的监测及指导作用。本项目拟利用micro-CT骨三维重建，来观察骨质疏松兔模型股骨干皮质骨骨强度的影响因素：观察去势兔模型与假手术对照组以及在不同年龄组兔模型的股骨干皮质骨骨微结构（哈佛氏管系统）的变化规律，并观察其与骨密度的相关性，来了解骨微结构及骨密度对骨强度的影响因素，为临床治疗骨质疏松的药物研发提供一定的理论基础。

本项目利用micro-CT皮质骨三维重建图像，观察去势兔模型与假手术对照组以及在不同年龄组兔模型的股骨干皮质骨骨微结构（哈佛氏管系统和沃克曼管系统）的分布趋势，并观察其与骨密度的相关性；并利用定量CT（QCT）测量了兔腰椎骨密度的变化，其BMD变化趋势比股骨干皮质骨BMD变化更为明显；从组织学水平上看，随着年龄的增加，皮质骨内的微结构（主要是哈佛氏管系统）及骨密度的变化都能影响骨折的发生率。通过不同时期的哈佛氏管系统的空间特性及其变化及骨密度的测量，可以反映出在骨代谢过程中的不同时期骨的钙化程度及骨改建的活跃程度，来了解骨微结构及骨密度对骨强度的影响因素，为临床治疗骨质疏松的药物研发提供一定的理论基础。