|
影响骨折愈合的因素———应力和微动
|
|
【周易与中医学论文】随着生物力学、材料学、分子生物学等边缘学科与骨科医学界的互相渗透,骨折治疗的概念和方法发生了一次革命。现已知,骨折愈合不仅需要骨折端良好的接触,骨折周围基本的血运,而且力学和微动在骨折愈合的过程中作用也是举足轻重的。
骨折愈合期间,力学影响骨折修复的重要性已经受到重视。骨折愈合的生物力学因素基于Wolff定律,即通过骨组织的增加或减少以适应施加在骨组织上的应力,也就是说,在一定范围内,需增加承载时可有骨形成,不需要或减少承载时有骨吸收。骨组织对应力刺激具有良好的适应性,骨折愈合的好坏与其力学环境密切相关,骨的功能适应性使得骨组织在应力的影响或直接作用下能作一定方向的生长,同时影响愈合的还有作用时机,应力的大小,应力的来源和方向。
1 应力的作用机制
1. 1 不同组织耐受应力的能力不同 不同组织耐受应力时所产生的应变能力不同,应力直接影响骨痂中不同组织的分化方向。Claes[1-3]等在骨折愈合生物力学实验中发现,膜内骨仅发生于低应变和低流体静压处,这种力学环境能促进成骨细胞活化、增殖,大于0. 2 Mpa的流体静压对成骨细胞不利,但对软骨细胞无害。在骨髓生长区域,软骨骨化在0. 25-1. 0Mpa下发生。膜内骨化发生于应变小于5%、流体静压<0. 15Mpa的区域,软骨内骨化发生于应变小于15%、流体静压力负值大于负0. 15Mpa的区域,其他力学条件则形成纤维或纤维软骨,所以低强度的压力、剪力促进膜内化骨的形成,高强度的剪力导致纤维软骨与纤维组织形成。
1. 2 应力影响骨折愈合过程中的细胞信号转导通路 在骨折愈合的过程中,成骨细胞(Osteoblasts,OB)占有主导地位,目前研究主要是力学刺激对OB生物学效应的信号通路,可以通过位于细胞膜表达或跨膜存在的钙离子通道、整合素、各生长因子等,将细胞外基质信号传递入细胞内。
首先, Jorgensen等[4]认为,应力作用下,OB的机械信号偶联、细胞增殖与细胞内和细胞间Ca2+水平的升降有关,作用机制有两方面。第一,刺激信号可引发OB膜
|
|
|
广告服务