论文摘要
20世纪70年代以来,脉冲电磁场（pulsed electromagnetic fields,PEMFs）作为一种非侵入性治疗方法被用于骨折延迟愈合、骨不连、骨质疏松症等骨科疾病[1]。电磁场能促进成骨细胞增殖及分化,刺激骨局部因子的产生,并能改善股骨的骨密度和生物力学特性。成骨细胞（osteoblast,OB）又名骨母细胞,是骨发生和骨形成的重要细胞,具有合成、分泌组成骨基质的胶原和糖蛋白的作用,并通过钙化基质形成骨组织。另外,OB在维持机体内环境的稳定、生理机制调节和骨代谢性疾病中亦发挥重要作用。离子通道是细胞膜上的一种蛋白结构,是神经、骨骼肌、心肌细胞等生物电产生的基础。较多的实验事实证明电磁场对骨组织作用的机制与钙离子（Ca2+）有关,电磁场诱导的骨细胞的增殖可能由Ca2+所介导,各种电刺激可以增加胞液中游离Ca2+浓度。随着电磁场耦合力的增加,Ca2+的活性提高,可以较大程度的改变Ca2+通道的通透程度和生物活性。本课题主要研究低强度PEMFs治疗骨质疏松症的机理,通过建立SD大鼠骨质疏松模型,检测其受辐照后的生化指标,并应用MTT、钙结节染色等手段测定OB增殖情况,应用膜片钳方法测定OB Ca2+通道活性。初步讨论了OB增殖分化与Ca2+通道活性之间的关系,为临床应用PEMFs治疗骨质疏松症提供了新的思路与方法。1、PEMFs对骨质疏松大鼠生化指标及骨生物力学等的影响目的:观察低强度PEMFs对去卵巢诱导骨质疏松症的大鼠生化指标和骨应力的影响。方法:雌性SD大鼠30只,随机等分为3组（n=10）,分别为假手术组（Sham）、骨质疏松模型组（Model）、脉冲电磁场照射组（PEMFs）。Model组和PEMFs组摘除双侧卵巢,PEMFs组使用PEMFs刺激治疗（频率15Hz,场强2Gs）,日照8h。8wk后,对血清、尿液中ALP和Ca2+以及骨最大拉伸应力进行检测。结果: （1）ALP、Ca2+检测结果:与Model组相比,PEMFs组ALP值、Ca2+值差异均有统计学意义（P<0.05）。（2）骨最大拉伸应力检测结果:Model组为（923.60±34.15 kPa）,PEMFs组为（1152.85±118.20 kPa）,组间差异有统计学意义（P<0.05）。结论:研究发现,PEMFs对于促进骨重建、提高Ca2+吸收和骨最大拉伸应力恢复具有积极作用。2、OB的原代培养与分离目的:探讨OB简单有效的体外原代培养方法。方法:用组织块法获取OB,差速粘附法进行纯化,绘制OB的生长曲线,进行碱性磷酸酶（ALP）染色。结果:细胞形态良好,具有OB外观,生长曲线呈典型的S型,染色结果呈阳性,提示为OB。结论:实验采用的方法可以获得一定量的OB,方法简单可行,为进一步实验提供了物质基础。3、PEMFs对大鼠OB Ca2+通道活性的影响目的:探讨PEMFs对OB Ca2+通道活性的影响。方法:获取培养的OB,此次实验将培养的大鼠OB分为3组,分别为对照组（control）、临时照射组（temp）、常规照射组（regular）。其中常规照射组于接种第2d开始用频率为15Hz、场强2Gs的PEMFs进行辐照,作用时间为30 min/d,连续作用3d,对照组和临时照射组常规培养于温箱内。在进行膜片钳测量之前,将临时照射组置于PEMFs场内辐照30min,对照组和常规照射组不进行照射,之后立即进行膜片钳测量。结果:在ICa/V测定时,ICa在-30mV时激活,随着刺激电压的逐渐增大,细胞膜电位呈现去极化效果,3个实验组ICa先是随着电压的增大而增大,在0mV时达到最大,其中对照组（control）有一定的电流延迟现象,ICa取负值说明是内向钙离子电流,即由胞外流向胞内。此次实验中3个组间差异有统计学意义（P<0.05）。结论:PEMFs刺激OB使得钙离子通道活性具有短时的一过性增强效果,长期积累照射可比无照射时OB钙离子通道活性有所增强。