發(fā)布時間：2020-04-12 05:02

【摘要】：探究骨流失的機理并研發(fā)相應的防治措施對于疾病性骨質疏松仍然具有重要意義。本課題從體外骨流失的模擬出發(fā),開展了骨質流失模擬方法及動態(tài)機械作用力對骨流失影響的研究。我們以離體骨為實驗對象,依據特定溶液與骨礦物之間的相互作用造成骨內礦物分解的原理模擬骨質流失效果;通過步進電機帶動旋轉軸承周期性壓迫與骨樣品直接接觸的金屬活塞實現(xiàn)了在模擬骨質流失的同時為骨樣品施加動態(tài)機械作用力;通過鈣離子含量的實時測量實現(xiàn)了對樣品骨質流失效果的在線監(jiān)測。利用顯微鏡觀察、骨鈣含量實時監(jiān)測與掃描電鏡能譜分析三種手段檢測模擬骨流失實驗樣品,均驗證了該方法可實現(xiàn)骨質流失效果的模擬。通過考察動態(tài)機械作用力對骨質流失的影響,結果表明相同的溶液作用時間內,機械力作用組樣品的鈣流失量較少,且離體骨骨鈣流失存在規(guī)律的四個時期,即快速期、慢速期、恢復期、穩(wěn)定期。應用X射線晶體衍射技術比較機械力作用對骨樣品羥基磷灰石晶體微觀結構的影響,結果顯示機械力作用使骨礦物晶體的晶粒大小(L)略微增大,晶格微應變(ε)明顯增大。實驗結果證明了機械力作用可以增強離體骨骼的穩(wěn)定性,進而可認為機械力作用可以在一定程度上防治骨質流失。本論文首次將骨磷灰石晶體的晶粒大小(L)與晶格微應變(ε)作為考察動態(tài)機械作用力對骨質流失影響的參數(shù)。論文成果將為骨質流失的模擬研究開拓新的思路,為骨質流失的防治提供新的探索方向。
【圖文】：

1.1 大鼠微重力模擬裝置的設計圖與實物圖（Xu 等，2014）ure1.1 Design and manufacture photos of rat Hind limb suspension de開展的微重力模擬實驗主要使用細胞三維旋轉培養(yǎng)（圖 1類型，一種是三維回轉器，利用電機帶動包含細胞培養(yǎng)皿隨機的旋轉運動，使細胞所受的重力矢量方向不斷變化，作用時就變換重力作用方向，進而消除重力對細胞的生物NASA（美國國家宇航局）研制的“旋轉壁式生物反應器（旋轉細胞培養(yǎng)系統(tǒng)（RCCS）”。該裝置包括內外兩層圓柱時將含有細胞的培養(yǎng)基加入到兩層之間，通過電機基座使迅速轉動，通過控制旋轉速度使培養(yǎng)物保持在連續(xù)的懸浮胞上的重力下降至 10-2g（孔德勝和胡龍虎，2009；Liu 等2017），模擬空間微重力的效果。已有研究從理論上論證了擬微重力生物學效應上的可行性（Mitteregger 等，1999；

圖 1.2 細胞微重力模擬培養(yǎng)裝置（Shi 等，2017）Figure1.2 Device for cell culture under simulated microgravity1.4 骨質流失與機械作用力關系的研究現(xiàn)狀1.4.1 骨組織結構骨的結構大體上可從兩個層次上劃分，即初級結構（圖 1.3）與精細結構（圖1.4）。骨的初級結構可分為骨膜、骨質和骨髓。骨膜由纖維結締組織構成，含有豐富的神經和血管，對骨的營養(yǎng)、再生和感覺有重要作用。骨膜可分為內外兩層，外層致密有許多膠原纖維束穿入骨質，使之固著于骨面。內層疏松有成骨細胞和破骨細胞，分別具有產生新骨質和破壞骨質的功能。幼年期骨膜功能非�；钴S，直接參與骨的生成；成年時轉為靜止狀態(tài)，但是，骨一旦發(fā)生損傷，如骨折，骨膜又重新恢復功能，參與骨折端的修復愈合。骨質由骨組織構成，分密質和松質。骨密質，質地致密，耐壓性較大，配布于骨的表面。骨松質，呈海綿狀，由相互
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院近代物理研究所)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R580

【參考文獻】

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本文編號：2624310