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核素药物99Tc-MDP对成骨作用的动物模型研究

来源:中华医学实践杂志
摘要:核素药物99Tc-MDP对成骨作用的动物模型研究(pdf)【摘要】目的采用核素药物99Tc-MDP治疗骨质疏松动物模型,分析对骨转换或促进成骨作用的价值。方法采用盐酸地塞米松(DX)2mg/kg剂量对制作骨质疏松动物模型的实验兔进行肌肉注射,2次/周,注射8周时,取正常对照组和骨质疏松动物模型组各一组处死,观察动物模型所达程......

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      核素药物99Tc-MDP对成骨作用的动物模型研究(pdf)

  【摘要】  目的  采用核素药物99Tc-MDP治疗骨质疏松动物模型,分析对骨转换或促进成骨作用的价值。方法  采用盐酸地塞米松(DX)2mg/kg剂量对制作骨质疏松动物模型的实验兔进行肌肉注射,2次/周,注射8周时,取正常对照组和骨质疏松动物模型组各一组处死,观察动物模型所达程度。同时对骨质疏松动物模型组继续维持(DX)肌肉注射,但剂量改为1次/周。99Tc-MDP治疗组采用与成人相同治疗用量2mg/(5ml·kg)在实验兔骨质疏松模型的基础上治疗16周。治疗16周后,对正常对照组、骨质疏松动物模型组和99Tc-MDP治疗组进行腰椎和右侧股骨头行病理细胞学、骨形态计量分析、骨密度、生物力学、X线摄片、CT摄片、核素骨骼扫描以及治疗后血清ALP指标实验室数据分析。结果  8周后正常对照组和骨质疏松动物模型组进行比较,骨质疏松动物模型组的腰椎和右侧股骨头行病理细胞学表现为明显骨质排列疏松,骨形态计量分析、骨密度、生物力学均下降,血清ALP指标明显升高,骨质疏松动物模型成立。治疗16周后实验室结果显示,99Tc-MDP治疗组与骨质疏松动物模型组比较:股骨头和腰椎的骨密度提高20.17%和26.18%;骨形态计量提高108.65%;骨组织ALP降低223.08%;同时实验兔的骨组织生物力学提高了44.24%和87.10%;核素骨骼扫描也显示示踪剂摄取增加43.65%。病理组织学也提示经治疗成骨细胞有所活跃。但X线摄片、CT摄片仅肉眼观察,骨质疏松对照组与99Tc-MDP治疗组之间的变化不明显。结论  99Tc-MDP治疗对成骨功能或成骨细胞的转换有一定的关系,与加速骨形成或促进成骨功能相符,笔者将进一步进行该方面的探讨。

  【关键词】  99Tc-MDP;骨质疏松动物模型;成骨作用;治疗

     Research the value of the 99Tc-MDP for animal model osteogenesis

    GAO Ke-jia,YE Zhi-wei,LI Wei,et al.Department of Nuclear Medicine,Huangpu District Central Hospital,Shanghai 200002,China

    【Abstract】  Objective  In order to reseach the value about the 99Tc-MDP treated osteoporosis for animal model.Methods  Use the cony to made the animal model,the cony were divided intonormal、osteoporosis and therapy group.The osteoporosis and therapy group with intramuscular injected dexamethasone 2mg/kg twice a week.At the 8thweeks,compare normal group and osteoporosis group with the bone density,then osteoporosis group was continue intramuscular injected once a week until the test end.The 99Tc-MDPtherapy group was used99Tc-MDP2mg/(5ml·kg) 16 weeks as theadult dosage.At the16thweek,compared thethree groups with lumbarvertebraand the right femoral caput in pathocytology、bone density、osteo vitodynamics、bone morphometry、x-ray、CT、nuclear bone scan and ALP.Results  Theosteoporosis group’s lumbarvertebra and the right femoral caput is obviousbone rarefaction and drawdown in bone morphometry、bone density、vitodynamics,and the ALP is obviously rise.The osteoporosis is established.The therapy group lumbarvertebra and caput femoral’s bone density is sublimate 20.71 % and 26.18%; the bone morphometry is 108.65%,ALP is low 233.08%; the bone tissue vitodynamics is sublimate 44.24% and 87.1%; the nuclear bone scan indicatethat the bone’s tracer uptake is raise 43.65%,pathologicaltest prompt that the osteoblast is more active than the osteoporosis group.But x-ray and CT is not manifest different.Conclusion    99Tc-MDPcan accelerate bone formation or enhancement bone formation.

    【Key words】99Tc-MDP;animal model of osteoporosis;osteogenesis;treatment

    骨质疏松症在中、老年人群中较为普遍,已经在治疗方面引起人们的重视。如何更好地治疗骨质疏松症是临床探讨的一个方向[1],本实验采用核素药物锝-99-亚甲基二磷酸钠(简称99Tc-MDP)治疗骨质疏松动物模型实验结果,分析99Tc-MDP对成骨功能的作用。

    1  材料与方法

    1.1  材料

    1.1.1  实验动物  新西兰兔,由上海生旺实验动物养殖限公司提供;核素药物99Tc-MDP由成都云克药业责任有限公司提供:其中A瓶为99Tc液5.5μg/5ml,B瓶为MDP 5mg;盐酸地塞米松针剂(简称DX)5mg/1ml/支,由上海信谊药厂购置;动物实验场所为上海市交通大学第六人民医院动物实验室进行。

    1.1.2  分组  购健康新西兰实验兔40只,平均体重3.0±0.16kg。将实验兔分为5组:A、B组为正常对照组;C、D组为骨质疏松对照组;E组为99Tc-MDP治疗组。A、C组实验兔在证实骨质疏松模型成立时处死。

    1.2  方法

    1.2.1  动物模型制作方法  健康新西兰实验兔先适应性饲养2周,然后进行制作骨质疏松动物模型。除A、B两组正常对照组不注射DX外,采用生理盐水2ml肌肉注射,C、D、E组均进行DX 2mg/kg肌肉注射,2次/周[2,3]。C组DX注射8周时,与A组一起处死,观察动物模型所达程度。D、E两组继续维持DX肌肉注射,但剂量改为1次/周。

    1.2.2  99Tc-MDP治疗方法  将A瓶中99Tc液5ml注入B瓶内,摇匀1min后,对E组进行治疗,根据与成人相同治疗用量2mg/(5ml·kg)治疗量用生理盐水稀释后行耳静脉推注,每周1次。治疗组实验兔治疗时间定为16周。

    1.3  检测与分析

    1.3.1  检测项目  第三腰椎(L3)和右侧股骨头行病理细胞学分析以及骨形态计量分析,第四腰椎(L4)和左侧股骨头行骨密度和生物力学试验和X线、CT摄片、核素骨骼扫描(取感兴趣区ROI膝关节与胫骨中段的比较)以及治疗后血清ALP指标(血清经56℃的水浴中处理20min后进行检测)分析。

    1.3.2  检测步骤  适应性饲养2周后进行DX注射8周,对A、C组进行X线、CT摄片和核素骨骼扫描后处死,对腰椎和股骨头病理切片细胞学以及骨形态计量分析、骨密度检测、生物力学试验和血清ALP测定分析。

    1.3.3  检测目标  DX注射8周时分析A、C组实验兔腰椎和股骨头病理切片细胞学以及骨形态计量、骨密度检测和生物力学试验、X线、CT摄片和核素骨骼扫描、血清ALP测定是否存在现明显的数据差异,以证实骨质疏松模型成立。99Tc-MDP治疗16周后,除了分析B、D、E组试验之间的差别外,同时间接提示是否存在成骨趋势改变。

    1.4  统计学处理  采用t检验方法统计。

    2  结果

 购进的所有实验兔进行2周的适应性饲养后参考有关制作兔骨质疏松动物模型的资料,给予C、D、E组实验兔进行DX肌肉注射。8周后对A组和C组行X线、CT摄片、核素ECT骨骼显像和血清检查ALP,同时取双侧股骨头和L3、4进行骨密度检测和生物力学试验和病理切片、骨形态计量测定,结果发现存在一定的差异。见表1,表2。表1  A、C组实验兔实验室结果注:A组与B组比较,P<0.01。

    病理细胞学显示A组实验兔骨小梁排列规则,呈正常骨组织形态。C组实验兔骨小梁排列稀疏,存在较明显的骨小梁断裂、破坏现象,骨母细胞不宜在镜视野中发现,稀疏和断裂的骨小梁间存在脂肪组织填充。X线和CT摄片肉眼见C组的骨小梁较A组略有稀疏表现,核素ECT骨骼显像显示B组实验兔的各大关节的放射性与A组相比较有所增强,但骨骼显像较模糊,以椎体显像更明显。从以上实验室检测结果显示:经采用激素DX注射实验兔,兔骨质疏松动物模型成立。第9周开始对E组进行99Tc-MDP治疗连续16周。以B组和D组为正常对照组和骨质疏松对照组。在饲养过程中,分别在B组有1只实验兔于13周时死亡;D组2只分别在11、14周死亡。死亡的实验兔均为在购入时就比较瘦小,因拉稀死亡,虽然D组实验兔的活动较B组、E组略迟钝,但是实验兔的一般情况尚较正常。治疗16周后进行X线摄片、CT摄片、SPECT骨显像。正常对照组和骨质疏松对照组的X线摄片、CT摄片结果与8周时基本相同。SPECT骨显像见D组的骨组织放射性分布为减弱现象,以椎体最为明显,各大关节处放射性范围增大。E组骨骼显像情况与C组的放射性分布基本相似表2  B、D、E组实验室检测结果

    细胞学分析B组与D组存在较明显的差异,病理切片显示D组的骨小梁明显稀疏,有断裂和缺损区或凹陷,B组骨小梁排列均匀,骨母细胞排列规则,E组的结构基本与C组相似。

    3  讨论

 骨组织损伤在临床上是一种较常见的病变,涉及的面也非常大,包括:骨质疏松症、骨性关节病、骨折后不愈、骨发育不良、骨坏死、骨肿瘤等。目前常规的治疗即抑制破骨细胞的功能,帮助钙的吸收以及调节骨代谢等,在国外有报道采用氟制剂的药物或甲状旁腺素进行治疗[4、5],可以促进成骨功能,帮助某些疾病达到尽早愈合,国内能促进成骨细胞功能的药物疗效报道不多。笔者应用99Tc-MDP治疗动物骨质疏松模型中发现,经治疗的骨质疏松动物模型的骨密度和骨细胞学改善较明显[6],因此,采用相对能证实成骨功能变化的实验室检测方法,了解99Tc-MDP对激素诱导的骨质疏松动物模型的成骨作用进行探讨。99Tc-MDP是采用经过衰变的放射性锝-99(99Tc)标记双磷酸盐(MDP)结构上的化合物,双磷酸盐具有在短期内非常强的吸附在骨组织表面[7],在骨质代谢中能够明显抑制破骨细胞的活性[8],所以用化学结构相同而物理性质不同的骨骼显像剂99Tcm-MDP(核素99Tcm具有放射性示踪作用,而99Tc没有m,则没有示踪作用)在1~2h内约有75%与骨组织的蛋白质结合[9],就能非常清晰地显示动物的骨组织,同样99Tc-MDP也有很好的亲骨性。另外,有学者报道99Tc在人体内具有调节机体的免疫功能的作用[10],因此也有医院采用99Tc-MDP进行治疗免疫系统的疾病:甲状腺机能亢进的凸眼、类风湿性关节炎、强直性脊椎炎以及银屑病性关节病等的治疗,取得了较好的疗效。可见99Tc-MDP将不是单一具有双磷酸盐的作用,可能存在尚未知的复合型功效作用。采用DX肌肉注射实验兔8周的实验室检测,C组与A组比较,C组的骨密度、骨形态计量、血清ALP和骨生物力学均明显发生改变,尤其是股骨头和腰椎骨密度降低23.85%和28.39%;骨形态计量降低80.98%;骨组织ALP升高200.50%;证实实验兔骨质疏松模型成立。通过对99Tc-MDP骨质疏松动物模型治疗16周试验显示:在骨结构形态上E组和D组比较:股骨头和腰椎的骨密度提高20.17%和26.18%;骨形态计量提高108.65%;病理组织学也提示经治疗成骨细胞有所活跃。骨ALP降低223.08%;同时实验兔的骨组织生物力学提高了44.24%和87.10%;核素骨骼扫描也显示示踪剂摄取增加43.65%。但X线摄片、CT摄片仅肉眼观察,骨质疏松对照组与99Tc-MDP治疗组之间的变化不明显。根据上述现象,99Tc-MDP治疗对成骨功能或成骨细胞的转换有一定的关系,与加速骨形成或促进成骨功能相符,笔者将进一步进行该方面的探讨。

    【参考文献】

    1  潘宏良,何德.老年性骨质疏松症患者骨代谢生化指标变化对其特征的评估应用.中国临床康复,2004,8:3596-3597.

    2  刘万林.激素性股骨头缺血坏死发病机制及其研究进展.中国矫形外科杂志,2000,7:169-172.

    3  高克加,李明起,毛诚忠,等.99Tc-亚甲基二磷酸盐治疗股骨头坏死动物研究及初步临床应用.中华风湿病学杂志,2004,2:80-84.

    4  Marie PJ,DE Vernjoul MC,Lomri A.Stimulation of bone formation in osteoporosis patients treated with fluoride associated with inseased DNA synthesis by osteeoblastic cells in vitro.J Bone Miner Res,1992,7:103-113.

    5  Cosman F,Nieves J,Woelfert L,et al.Parathyroid responsivity in postmenopausal women with osteoporosis during treatment with parathyroid hormone.J Clin Endocrinol Metab,1998,3:768-790.

    6  高克加,叶智卫,王建华.锝-99-亚甲基二磷酸钠与二磷酸盐类药物帕米磷酸二钠治疗骨质疏松动物试验价值的比较.中华现代医学与临床,2005,(12):1-3.

    7  程志强,尹潍,马通军,等.阿仑磷酸钠对兔破骨细胞功能的影响.基础医学与临床,2002,22(5):417-421.

    8  郭世绂,罗先正,邱贵兴.骨质疏松基础与临床.天津:天津科学技术出版社,2001,503-512.

    9  孙达.放射性核素骨显像.杭州:浙江大学出版社,2000,271-274.

    10  马寄晓,刘秀杰.实用临床核医学.北京:原子能出版社,2002,516-521.

     作者单位:200002 上海,上海市黄浦区中心医院核医学科

 (编辑:余  强)

作者: 高克加,叶智卫,李 伟,梅小刚,王建华
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