低强度脉冲超声（LIPUS）对兔髁突软骨生长改建影响的初步研究

论文摘要

目的：本研究借助影像学测量，采用组织学观察、免疫组化染色观察测量的方法结合图像分析软件，初步半定量评价低强度脉冲超声（LIPUS）对兔髁突软骨生长改建的影响。通过系统深入地分析LIPUS辐照后兔下颌升支高度的变化，下颌髁突表面软骨各细胞层厚度的变化、各层细胞数量的变化、各层细胞形态体积的变化以及软骨中转化生长因子-1（TGF-β1）数量的变化，探讨LIPUS作为一种功能性矫形治疗辅助手段促进髁突软骨生长改建的可行性。材料与方法：选择10只10周龄的新西兰雄性大白兔，左侧髁突周围备皮，低强度脉冲超声局部辐照，超声设置参数引用低强度脉冲超声治疗的经典参数，每日辐照20min，辐照4周，右侧作为实验对照侧。处死后解剖，完整取出兔下颌骨，拍摄下颌骨数字化标准X线片，并由同一医师使用5H铅笔在硫酸纸上描图测量。随后固定，脱钙，包埋，制作石蜡切片，HE染色，并采用JD801形态学图像分析系统，获得髁突软骨各层层厚以及总层厚、单位面积细胞数目以及单个细胞面积的半定量测量结果，观察组织学变化；免疫组织化学染色结合图像分析检测TGF-β1在髁突软骨中的表达及分布。所有测量数据采用SPSS11.0统计学软件进行分析，t检验，a为0.05。结果：1．通过大体标本观察和头影测量数据统计学分析显示：经低强度脉冲超声辐照后，实验侧下颌体总长度，下颌升支高度与对照侧相比均有明显增加，测量结果具有统计学意义。同时，可以看到实验侧与对照侧下颌及髁突在形态上的变化：实验侧髁突明显大于对照侧，下颌咬合平面也发生了倾斜。2．组织学上，国内学者一般将髁突软骨由浅至深分为4层：纤维层、增殖层、肥大层、钙化软骨层。然而，从细胞学形态及其功能上增殖层的深浅部分细胞有很大的不同，本实验中根据饶跃等研究中所采用的方法对髁突软骨进行功能性分层分群，共分为——纤维层（关节功能细胞群）；生发层、过渡层（增生细胞群）；成熟层、移行层（分化细胞群）五层。3．HE染色，观察髁突软骨厚度变化显示：经低强度脉冲超声辐照后，实验侧髁突软骨的总层厚为467.31um，与对照侧总层厚368.38um相比，二者具有显著性差异。其中，厚度变化主要集中在生发层、过渡层以及成熟层，尤其以成熟层厚度变化最为明显。纤维层和移行层无明显改变。4．HE染色，观察髁突软骨单位面积细胞数目变化显示：经低强度脉冲超声辐照后，与对照侧相比，实验侧生发层、过渡层以及成熟层中单位面积细胞数目均有显著的增加，尤其以生发层和过渡层最为明显。5．HE染色，观察髁突软骨各层细胞面积变化显示：经低强度脉冲超声辐照后，与对照侧相比，实验侧过渡层、成熟层以及移行层中单个细胞面积均有显著性增加，其中以成熟层的变化最为明显，对照侧单个细胞面积为66.71um2，实验侧为79.86um2，两者的差异具有明显的统计学意义。6．免疫组织化学染色结合图像分析检测TGF-β1在髁突软骨中的表达及分布显示：实验侧和对照侧TGF-β1的阳性表达主要位于生发层、过渡层、成熟层、移行层这四层软骨细胞中，胞浆和胞核均着色。对照侧阳性表达最强的是成熟层和移行层。经低强度脉冲超声辐照后，各层细胞阳性表达均增强（P＜0.05），而其中成熟层和移行层阳性细胞数目增加和染色增强最明显，差异具有明显统计学意义。结论：1．通过兔下颌髁突的形态学观察分析说明低强度脉冲超声辐照能够刺激兔下颌髁突的生长发育，使下颌升支高度增加，进而增加兔下颌体总长度，促进整个下颌骨的生长。2．纤维层细胞由于其功能活动的特点主要是通过分泌滑液，成纤维细胞合成胶原纤维缓冲压力，与参与颞下颌关节的功能有关，因此经低强度脉冲超声辐照后，无论是从组织形态、细胞增殖和分化上均没有明显变化，表现出较为稳定的特点。3．生发层是由前成软骨细胞构成，过渡层主要是成软骨细胞，二者均属于增殖细胞群。本实验采用单位面积细胞数目反映细胞增殖情况，经低强度脉冲超声辐照后，生发层、过渡层中单位面积细胞数目的增加最为明显，说明生发层和过渡层细胞在LIPUS的刺激下主要表现为细胞增殖活跃。4．成熟层和移行层主要是由成熟和肥大的软骨细胞组成，这两层细胞的作用是合成和分泌细胞外基质，分化程度较高。本实验采用单个细胞面积来反映细胞的生长以及分化、成熟的情况，经低强度脉冲超声辐照后，这两层细胞面积的变化最为明显，说明LIPUS能够促进成熟层和移行层细胞合成和分泌细胞外基质，加速软骨细胞的分化、成熟。5．虽然在低强度脉冲超声（LIPUS）作用下髁突软骨各层细胞对刺激的反应有所不同，但从髁突软骨各层厚度的变化来看，成熟层的变化最为明显，说明LIPUS刺激细胞分化成熟的作用相对要强于对细胞增殖功能的刺激作用。6．根据免疫组化阳性染色相对面积和积分灰度的比较可以发现，实验侧生发层、过渡层、成熟层、移行层中TGF-β1的阳性表达均较对照侧增强，提示LIPUS的刺激可以诱导TGF-β1的表达增强，进而说明LIPUS能够参与调节髁突的生长，促进软骨细胞增生、分化成熟。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 前言
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 结论
• 附表
• 附图
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文
• 学位论文评阅及答辩情况表