放射性骨质疏松的特征范文

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篇1

骨质疏松症（osteoporosis，OP）是一种以低骨量和骨组织微细结构破坏为特征，导致骨脆性增大而易于发生骨折的全身性骨骼疾病。目前我国已正式步入老龄化社会，老年人口又是骨质疏松发病的高发人群，骨质疏松的诊断治疗需求随之大幅度增加。由于骨质疏松症可以预防，并可以推迟其发生、发展，故其早期诊断和预测就显得尤为重要。诊断骨质疏松症的方法多种多样，可通过病人的体征、骨生化指标及骨密度测量等方法来评估骨强度的改变。近年来人们认识到骨密度只能从骨矿含量的角度，部分反映骨强度。骨强度还取决于骨的质量和骨的更新代谢。而骨质量的好坏主要取决于骨组织结构，骨组织结构主要包括皮质骨厚度及其内孔隙的密度，松质骨的形状、厚度、连接性及各向异性程度即骨微结构。其中以骨微结构最为重要，它似乎是骨脆性的决定因素，独立于骨密度而起作用〔1〕。因此在诊断骨质疏松时，不仅要衡量骨密度有无降低，也要观察骨组织结构，同时兼顾对骨更新代谢的评估，才能全面评价骨折的危险性〔2〕。

1 骨矿含量（BMC）或骨密度（BMD）测定方法

1.1 X线片测量

常用摄片部位是脊椎侧位和手正位片。肉眼X线片评估骨质疏松症时，多选用脊椎侧位X线片。在评估骨矿含量时，也对骨结构进行了初步的判定。虽在骨质疏松症时可见椎体的透过度增加、椎体内水平横向的骨小梁消失、垂直纵向的骨小梁代偿增粗及椎体的骨皮质变薄等征象，但这些征象常受X线投照条件的不同和观察者判定的主观因素影响，以致评估的差异较大。另外，出现上述阳性骨质疏松的X线征象时，其骨矿含量的丢失已达30％以上，因此不适于早期骨质疏松症的评估，且不宜用于随访骨质疏松治疗过程中骨矿含量的变化。

手部X线片测量主要是用圆规或计算机辅助测量掌骨的皮质厚度，所测骨丢失情况均与年龄增长呈负相关。最简易方法是测第2掌骨双侧皮质厚度。Meema等认为掌骨的X线片测量在诊断绝经后妇女的脊椎骨折能力方面优于腰椎双光子吸收测量。

1.2 X线片光吸收法（RA）

RA通过扫描放一铝梯的手X线平片，电脑软件计算BMD。此法可反映老龄性骨质丢失情况。RA只能测量前臂、手掌指骨，且主要是反映骨皮质和骨小梁的共同变化。目前一种类似RA的技术不需要铝梯，测量结果是尺桡骨远端和2~4掌骨的平均密度。由于这种测量方法是以正常人骨皮质厚度等数据作为参照信息，所以正常人骨皮质厚度等数据库的建立和确认对该方法的测量结果至关重要。苏楠等〔3〕总结国内外对RA研究成果认为：RA对第3指骨BMD的测定与DXA检查结果一样准确，对骨折风险的预测也类似，其相关性高达87％，而费用为DXA费用的1／5。

1.3 单光子（SPA）和单能X线吸收（SXA）测量法

SPA通过放射性同位素125I放出的光子对前臂骨主要是桡骨远端1／3进行扫描，该方法是皮质和骨小梁BMD的总和，故不能反映代谢较快的小梁骨的变化，因此对骨代谢改变早期的监测尚有局限性；也不能测量软组织不恒定的骨骼部位，如躯干及髋部SXA主要以X线为放射源取代SPA的同位素光子放射源，使测量结果的精确性明显改善。SPA和SXA为消除软组织影响，检查时都要求被测量部位放在水中。随着DPA和DXA的出现，SPA和SXA已经很少应用。

1.4 双能光子（DPA）和双能X线吸收（DXA）测量法

DPA基本原理与SPA相同，通过高、低2种不同能量的放射性核素同时扫描被测部位以校正软组织因素的影响。所测结果是皮质骨和小梁骨的BMD总和。但DPA结果受放射性同位素衰变等因素的影响，且扫描时间长，故目前已被DXA所取代。DXA是通过2种X线源来模拟产生双光子能量，该方法速度快，精度、准确度比DPA、QCT高，接受剂量低于DPA、QCT。理论上全身DXA可作全身任何部位的扫描，但目前应用最广的是前后位腰椎（PADXA）、髋部精确度可优于1％。也可扫描其他部位如手、尺桡骨等。不论测量哪个部位，如何确定感兴趣区（region of interest，ROI）和病人的是至关重要的，这是除机器本身以外的精密度误差的两个重要因素。

1.5 定量CT（QCT）

上面几种方法测量的结果几乎均为松质骨和皮质骨的总和，且不是真正的体积密度。CT技术能提供被扫描层面内密度分布的客观的定量信息，并具有良好的密度分辨率，因此可广泛地应用于骨密度的测量。QCT的测量方法可分为两种：即专用体模测量法和无专用体模测量法。专用体模测量法使用常规CT加上体模；无专用体模的方法需采用特定的扫描和扫描参数。现在QCT的软件可自动选择感兴趣区测量，还可以测量皮质骨和综合BMD。也有学者用常规腹部CT扫描和增强扫描方法同时作QCT的测量，而无需作专门的QCT扫描测量〔4〕。目前QCT是唯一可以分别测量松质骨和皮质骨密度值的方法。松质骨的表面积和体积比值高，故其代谢转化率比皮质骨高8倍。因而选择性地测量松质骨的BMD可较早地反应体内骨矿含量变化。在早期的骨质疏松的发现及监测治疗疗效时，有其独特的贡献。

BMD反映的是骨矿含量的整体数值，因而不能体现出骨的几何学、骨结构上的差异以及骨密度测量结果的不均一性对于骨强度的影响。虽然骨密度减低意味着骨强度的减弱，骨折风险性的增高。但骨组织数量方面变化的研究在骨质疏松症的诊疗中只是一个方面，尚须探讨骨质量的相关特征，包括骨组织微结构、骨基质的矿化、骨组织的力学特性以及微骨折的发生和修复能力等方面。一些研究显示，由DXA检查得出的BMD数值推测骨强度变化的准确度只有60％~70％。BMD不能单独作为评价骨强度的替代物，因而对骨折的预测能力是有限度的，所以要结合骨矿含量与骨结构两方面进行分析观察。

2 骨密度（BMD）与骨结构（bone structure）的测定

2.1 容积定量CT（VQCT）

VQCT是在三维空间分布上衡量骨强度的方法，对扫描后的兴趣区进行表面体积相关方程的数据分析，并自动定位重建图像，可了解该区域的骨强度及骨几何学排列状况。近年来，随着CT技术的改进提高了QCT测量的精确度并降低了放射剂量，在螺旋CT基础上的三维影像处理技术，如多平面重组（multiplanar reconstruction，MPR）等更是获得了长足的发展，VQCT技术已推广应用于具复杂结构的椎体和股骨近端部位的骨强度评判。它能进行区域性小梁骨和皮质骨的测量，特别是它对骨微结构和骨形态学的评估能力，了解股骨近端各部位的骨强度具有重要作用，并可提供骨几何学排列状况方面的信息〔5~7〕。

2.2 外周骨QCT（PQCT）

PQCT是特殊设计的衡量末梢骨状况的仪器，具有高分辨率图像的三维重建功能。常测部位为近桡骨远端处（相当于桡骨全长的4％），新型的PQCT仪改变了以往的单层面扫描，可对较大容积的骨作多层面数据采集。研究表明，PQCT测量周围骨的桡骨皮质成分有较高敏感性，它不受周围软组织重叠影响的容积密度值，且可分开对皮质骨及小梁骨进行精确的体密度定位。且适用于末梢骨和对小动物的骨骼进行测量，对于观察小动物骨骼对药物治疗的反应较DXA更敏感，有利于了解各种类型的药物干预后不同类型骨骼成分的反应〔8〕。有研究认为PQCT能同时提供骨量和骨强度的有用信息。Rico等研究表明，桡骨皮质骨的BMD与总BMD（即皮质骨和松质骨）的相关性明显高于小梁骨和总BMD的相关性。也有研究表明，PQCT所示的年龄性骨量丢失以桡骨皮质的丢失最为显著，这可能提示该部位的骨皮质BMD比小梁骨BMD更具有代表意义。在PQCT提供的断面影像上还可计算桡骨横截面积以及皮质骨惯性力矩等几何学参数值。桡骨皮质面积是区分非创伤性脊椎骨折者与正常绝经后妇女骨结构特征的敏感指标。桡骨骨密度值和其他几何学参数值相结合可预测股骨颈骨折及腰椎骨折发生的危险度，这些优势使这一技术可能成为SPA／SXA或骨组织形态计量学的替代测量法。但也有人认为PQCT测量的周围骨，对该部骨的变化能否准确反映骨质疏松这一周身性代谢疾病仍待探讨。

3 骨结构（bone structure）的测定

3.1 显微CT技术（mCT）

mCT可直接计算骨体积和总体积之比（BV／TV）和其他一些参数如骨小梁厚度、间隔和数目。能辅以按CT密度调色的特殊显微CT染色技术，显微CT的图像将会和常规病理切片的显色趋于一致〔9〕。这对于观测松质骨三维的空间构建，早期发现骨小梁及骨结构的病变，对骨质疏松症做出早期、明确的病理诊断有了突破性的促进作用。有研究〔10〕显示，mCT上测得的骨微结构参数结果与骨组织计量学上的数值具有较高的相关性，甚至在制动诱导的骨质疏松模型中，由三维mCT测出的骨丢失程度和骨微结构指标（如骨容积、骨小梁数目）上的变化早于骨组织计量学上的相应指标。因而，mCT检测小梁骨结构变化在评价骨质疏松时具有很大潜力。因为显微CT能在病理诊断中发挥作用，也有学者用此来观察人工材料替代损伤的骨组织时的骨生物力学效应〔11〕。

3.2 定量MR（QMR）

QMR是研究骨小梁与骨髓交界面的磁场梯度以评价骨小梁空间排列的新方法。其梯度回波图像上测得的骨髓T2值可反映小梁骨网状结构的密度及其空间几何形态的特点。活体研究显示，在富含小梁骨区域，T2值与PQCT所测的BMD值高度相关；T2值也是反映小梁骨结构随年龄变化的最敏感参数，在骨质疏松患者，T2驰豫时间明显增加。Selby用小梁骨模型发现T2变化与小梁骨自身的弹性模数结构等因素有关〔12〕。目前用T2值来诊断骨质疏松或者确定T2值的有效域值，尚无标准。

3.3 显微磁共振（μMR）

主要用于小梁骨微细结构的观察，Wehrli等的活体研究表明，高分辨率MR能区分桡骨DXA测量值较高的骨质疏松患者，并可预测骨质疏松性脊椎变形的发生。MR从视觉的角度清晰地描绘了正常和异常组病人在小梁骨结构上的差异，有学者采用了20种形态学结构参数，如表观骨容量／总容量（apparent bone volume／total volume，App.BV／TV），表观小梁间隔（apparent trabecular separation，App.Tb.Sp）、欧拉数E（连通性的小梁骨的数目n于封闭的骨髓腔数目m的差值）、骨髓间隙的星形容积等。也有学者采用纹理参数如粗糙度、对比度、复杂度等参数。在形态结构方面进行进一步的探讨，发现这些参数对骨质疏松骨折有显著的预测作用。但是，各种参数指标的可重复性尚需反复研究论证。MRI在评价骨微结构的优势在于无放射性，但因操作时间长、成本高等因素的制约，目前尚不能对大批量的人群进行研究〔13~18〕。

3.4 定量超声（QUS）

QUS利用声波反射和穿透衰减评价骨的力学特性，主要参数为超声传播声速（SOS）和振幅衰减（BUA）值，前者主要受骨密度及骨弹性的影响，后者主要由骨密度及骨微结构决定。其测量结果不仅与BMD有不同程度的相关，更主要的是提供了可反映骨应力方面的信息。研究显示，用QUS鉴别骨质疏松性骨折与非骨折人群能力是肯定的。骨质疏松中骨皮质也受累，且疏松的骨骼最终是否骨折由皮质骨决定，而QUS能对皮质骨的多孔和空隙程度进行准确判断。QUS价廉、便携、无辐射、仪器价格较低而且可获得除BMD外影响骨折危险因素的其他信息，颇具研究潜力，但目前QUS重要误差较大，精确性略低，且采用QUS诊断骨质疏松性骨折标准有可能与DXA不同，这一点还有待于更充分的数据证明，还不能取代已有的BMD测量方法。

4 骨代谢（bone metabolism）的评估

PETCT是将PET提供的组织细胞代谢显像及在大分子、蛋白质、核酸基础上进行的分子影像和CT提供的反映组织解剖结构、血流灌注的显像有机地结合在一起的最先进的影像设备。由于新型正电子放射性药物（分子探针）不断被推向临床应用，目前PETCT已经从传统的代谢显像进入到分子显像的全新时代，对疾病的研究已经从简单的解剖、血流灌注和代谢研究发展到特征性变化的研究阶段。李钦宗等〔19〕利用PETCT设备和18FNaF骨骼中的摄取程度与骨骼的骨血流和成骨细胞的活性成比例的特性，对骨质疏松动物模型骨质中钙、磷等物质代谢的变化对骨质疏松症进行诊断，以此为骨质疏松症的诊断提供新的思路。

5 有限元分析方法的应用

有限元分析（finite element analysis，FEA）是借鉴工程学上评价物体结构强度的公式，包括其形态结构、物体性质及所受负荷等方面的因素而衍生的模拟测量骨生物力学参数的应用数学方法。FEA可以在力学上综合几何学和骨矿含量特性上的所有数据，可能会提高对椎体强度的预测能力。在对椎体的研究中，可将这种技术用以评价椎体成形术、椎间盘退变以及椎体骨强度对骨折危险度的影响。这种可称为体素法的FEA模型（即可将QCT中的体素直接转换为有限元）目前在相关领域中的应用是最引人注目的。因而可通过FEA方法了解骨质疏松病人脊椎骨可能对骨强度产生重要影响的皮质壳及某些区域海绵骨骨密度和骨形态结构的变化情况。有学者应用MSCT设备及容积性QCT技术上建立的骨质疏松老年妇女椎体的三维PE模型，分析了在生理性载荷（2倍于正常站立位时腰椎的承载）条件下骨质疏松性腰椎椎体的应力分布情况，骨质疏松性椎体骨折老年妇女FEA分析中椎体内具骨折危险性小梁骨体积占骨小梁总体积的比率高于无椎体骨折老年妇女。有限元分析法可成为评价骨质疏松的骨“数量”和“质量”变化的有效手段，将随着生物力学和工程学的发展而可能在对骨质疏松患者骨强度变化的临床检测中发挥重要作用〔20〕。

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篇2

腰肌劳损：夜间睡觉痛，晨起痛。这类疼痛多见于中老年人，往往是长期姿势不正确，或曾经有外伤留下的肌肉劳损。肌肉劳损形成的疤痕卡住腰部肌肉内的小血管或小神经导致的疼痛。疼痛部位集中在劳损的肌肉，特点是睡觉久了会痛，早上起床前后会痛，走路或按摩后疼痛会缓解，这种腰痛往往伴有局部怕冷、怕风等特点。

腰椎间盘突出：走久了腰痛，常合并腿痛。因为腰椎间盘突出压迫刺激其周围的神经就出现了疼痛。如果腰痛合并有腿痛或腿麻一般可确诊为腰椎间盘突出症。因为腰部在躯干的下部，又是躯干活动最频繁的地方，久坐、久站后会出现腰痛加剧。因此，腰椎间盘突出的人往往晚上睡觉或白天躺在床上休息的时候可使得突出的腰椎间盘稍稍复位，疼痛会减轻，早上甚至完全不痛。

骨质疏松症：腰背痛、转身痛、起床痛。骨质疏松症最常见的表现是腰背部痛，还常常伴有全身疼痛。严重的除转身痛、起床痛之外，弯腰、咳嗽或用力时疼痛也会加剧。此外，骨质疏松痛还有个特征，就是在椎骨上轻轻敲击的话，疼痛会加剧。这时要警惕是疏松的椎骨发生了裂缝，导致压缩变扁了。骨质疏松症多见于中老年人，尤其是抽烟、大量常年使用激素的病人，如哮喘病人等等。此外，通过X线查腰椎或同位素检测骨密度，可及时发现和诊断骨质疏松症。

骨癌：半夜痛。如果三更半夜、夜深人静之际，突然从梦中痛酲，那么这样的腰痛提示可能患有癌症。癌症可能是原发性的，也，可能是转移性的。骨癌的疼痛是所有癌痛当中最剧烈的，它的特点是活动痛，类似骨质疏松的椎骨压缩骨折痛。这种病与腰肌劳损经过按摩敲击后会舒服些的症状正好相反。因此，疼痛没有明确诊断时，不要盲目做按摩和理疗。疼痛如果影响休息，比如睡觉时也，痛，一定要到医院诊疗。因为慢性疼痛可引发抑郁症、高血压、高血糖和心脑供血等问题。对于这些腰痛患者，要注意锻炼肌肉的力量，骨质疏松症的人锻炼肌肉能帮助血液流到骨头，起到更好的治疗效果。

泌尿疾病腰痛：胀痛或钝痛。泌尿外科最常见引起腰痛的疾病主要有四大类。泌尿系结石（包括肾结石、输尿管结石）、泌尿系肿瘤、肾积水、肾脏或尿路的炎症感染。其中，泌尿系结石所发生的疼痛最多见。结石疼痛在腰部的两侧，而腰椎或腰肌的疼痛则主要在腰椎处；疼痛的感觉也不同，前者典型的多是绞痛，疼痛多与结石在体内的活动有关，也可因结石造成梗阻积水仅有隐隐的钝痛或胀痛，而腰椎痛则多是钝痛或隐隐作痛。因此，腰痛患者到泌尿外科就诊一般会先检查尿常规和B超。如白细胞高往往表示有泌尿系感染炎症表现，如红细胞高，提示可能有泌尿系结石或肿瘤，再通过进一步的B超来筛查和初步诊断。如果这些检查都正常，医生一般会建议其转到骨科就诊。

妇科痛：伴有下腹部坠痛、阴道分泌物异常、腰骶部疼痛。引起腰痛的妇科疾病常见的是宫颈炎和盆腔炎，尤其是当炎症累及到宫骶韧带时，腰痛会比较明显。专家也指出，在这类炎症患者中有10%～20%会出现腰痛症状，但最常见的症状并非是腰痛，而是下腹部的坠痛。此外，还伴有阴道分泌物增多，当炎症波及到邻近的尿道，还会出现尿频、尿急、尿痛、小便不畅等感觉。盆腔炎往往是急性期（有腹痛、伴发热、恶心、呕吐等易误诊为阑尾炎、胆囊炎等而未引起足够重视）不注意治疗，而渐变为慢性炎症。慢性炎症时会有腰骶部痛、腹部坠痛、阴道分泌物增多、月经不正常甚至不孕、宫外孕等。如果腰痛还伴有下腹部的坠痛、阴道分泌物增多，要警惕妇科炎症。另外，还要注意是否合并妇科肿瘤，由于肿瘤压迫神经或浸润盆腔结缔组织也会出现腰痛。

强直性脊柱炎：早上痛，劳累痛。年轻人忽然感觉到下腰部疼痛，常常容易发生肌肉受伤的历史。当连续3个月以上晨问明显痛和久坐钝痛，要注意是否患上了强直性脊柱炎。该病在年轻男性中比较常见，20～40岁是病情高峰期。这些患者往往有比较典型的晨僵症状，就是早晨起床脊柱有僵硬感，这种晨僵有时可以持续数小时之久。长期不活动的人更明显，往往起床都困难，甚至只能侧翻身滚下床沿。有些病人还会伴有髋、膝关节疼痛、颈背部沉困症状，有些人还可合并有椎间盘的问题。

篇3

【摘要】 借助Micro-CT评价单纯牛骨形态发生蛋白( bovine bone morphogenetic protein， bBMP)异位诱导成骨的长期三维影像学及骨质变化。(20±2) g昆明小鼠21只，麻醉后于双侧股部肌肉中植入bBMP各2 mg，分别于1、2、4、6、8、10、12周各处死3只，切取诱导分化组织，5%戊二醛固定，行Micro-CT扫描和三维重建，运用ABA专用骨骼分析软件测定组织矿含量 (tissue mineral content， TMC)，组织骨密度 (tissue mineral density， TMD)，骨体积分数(bone volume fraction， BVF)，结构模型指数(structure model index， SMI)，骨小梁厚度(trabecular thickness， Tb.Th)，骨小梁数量(trabecular number， Tb.N)及皮质骨骨密度(bone mineral density， BMD)等参数，运用SPSS10.0统计软件进行统计学分析。bBMP从植入2周开始逐渐形成一椭圆形骨组织块，2～4周，异位生成骨呈疏松的新生骨，4周时组织矿含量达第一个峰值，骨小梁数量最多;随着观察时间的延长(6～12周)，异位诱导生成的椭圆形骨组织内部骨小梁逐渐吸收，数量减少，12周时骨小梁数量最少;而外层骨组织逐渐塑形成为皮质骨，12周时骨矿含量值、骨小梁厚度、组织骨密度和皮质骨骨密度均达最大值。说明bBMP具有强大的异位骨诱导能力，血供不足时，骨质降解吸收;血供充足时，骨质逐渐成熟改建。

【关键词】 骨形态发生蛋白;异位成骨;骨诱导;骨小梁;MicroCT

Abstract：To assess the 3-D image and changes in quality of osseous tissue produced through ectopic osteoinduction by bovine bone morphegenetic protein over an extended period by means of Micro-CT.Twenty-one Kunming rats(20±2)g were used， 2 mg bBMP were implanted into thigh muscles of both sides of the rat under anesthesia. Three animals of each were sacrificed at 1， 2， 4， 6， 8， 10 and 12 weeks after the implantation. After being harvested， the newly formed bone tissue was fixed with 5% glutaraldehyde， then successively subjected to Micro-CT scan and 3-D reconstruction， measurement of tissue mineral consent(TMC) using ABA software and tissue mineral density(TMD)， determination of bone volume fraction(BVF)， structure model index(SMI)， trabecular thickness(Tb.Th)， trabecular number(Tb.N)， cortical bone mineral density(BMD) and other parameters， 3-D images were created and saved as TIFF files; statistical analyses were carried out by ANOVA (analysis of variance) using Statistics Package for Social Science (SPSS) software.At 2 weeks postimplantation， an oval mass of osseous tissue began to take shape; between 2 to 4 weeks， the ectopic-induced new bone presented as loose cancellous bone tissue， and the mineral content reached the first peak by the 4th week， showing numerous trabeculae; the innermost trabecular of the ectopic-induced lump of osseous tissue were resorbed with their number decreased with time(between 6th and 12th week)， approaching the minimum by the 12th week; the outer part remodeled into cortical bone with TMC， Tb.Th， TMD and BMD of the lump as whole reaching the maximum by the 12th week.Bovine BMP possesses strong ectopic osteoinductivity， but the newly formed bone tissue is resorbed when the blood supply is inadequate， whereas the osseous tissue remodels with progression toward a mature tissue when provided with ample blood supply.

Key words：Bovine bone morphogenetic protein; Ectopic bone formation; Osteoinduction; Trabecular bone; Microcomputed tomography

1 引 言

自1965年Urist[1]首次报道骨形态发生蛋白异位成骨能力到1995年中国食品药品监督管理局对重组合异种骨[2](主要成分为bBMP)及美国FDA相继对rhBMP临床应用的批准，BMP的研究已从实验室走向临床。但是，关于BMP仍有许多未解决的问题，例如BMP活性定量，BMP异位成骨的转归等。目前，研究主要集中在基因重组的BMP，如rhBMP-2、rhBMP-4及rhBMP-7等，反而忽视对最早通过生物化学方法提取并纯化的天然BMP的研究。既然BMP具有强大的异位骨诱导成骨能力，这种异位生成骨是否具有应用价值?其转归如何?本实验就小牛骨中生物提取BMP异位成骨过程中组织学的变化进行长期观察，借助MicroCT了解成骨骨质变化情况，探讨这种异位生成骨进一步应用的可能性，并为BMP相关骨修复研究提供参考。

2 材料与方法

2.1 原材料与设备

bBMP (本研究所综合骨库制备)，昆明小鼠(第四军医大学实验动物中心提供)，速眠新(长春军事兽医研究所)，eXplore Locus SP型Micro-CT(美国GE公司)， Micview V2.1.2 三维重建处理软件，ABA专用骨骼分析软件。

2.2 植入实验

(20±2) g昆明小鼠21只，麻醉后于双侧股部肌肉中植入bBMP各2 mg，分别于1、2、4、6、8、10、12周各处死3只，切取诱导分化组织，5%戊二醛固定。

2.3 标本扫描

扫描协仪： 44mltube21um150minss

扫描参数：扫描分辨率21μm，旋转角度360°，旋转角度增量0.4°，电压80 kV，电流80 μA，曝光时间3 000 ms，帧平均数为4，像素组合为1×1。

2.4 三维重建

扫描完成后，运用Micview V2.1.2软件进行三维重建处理。

2.5 分析测试

ABA专用骨骼分析软件分析测试以下参数：TMC，TMD，BVF，SMI，Tb.Th，Tb.N及皮质骨BMD。

2.6 统计学分析

测试数据表示为均数±标准差，用SPSS 10.0 统计软件处理，所有数据先行分布正态性分析和方差齐性检验，对多组均数的比较采用单因素方差分析，两组间比较采用t检验，P

3 结果

3.1 MicroCT影像学

如图1(截取任一平面MicroCT扫描图)所示，除bBMP植入1周时尚无放射性显影外，从2周开始均有较强的放射线显影，诱导分化的组织呈椭圆状，从4周开始，椭圆形组织块内部显影的骨小梁数量逐渐减少。表面重建影像学结果见图2，2周和4周时，组织块表面呈疏松的蜂窝状， 6周开始至12周

3.2 分析测试结果

组织矿含量(TMC)测定结果显示，在2周到4周及10周到12周两个时间段，组织矿含量有一个加速增加的过程， 4周到8周趋于平稳而略有下降，8周到10周则缓慢上升(见图4A)，除10周与6周外，其他任何两组间比较均有显著统计学意义;组织骨密度(TMD)测定结果显示， 从2周到8周，TMD呈缓慢上升趋势，从8周开始到10周加速上升(见图4B)，除10周与12周外，其余各组间比较均有统计学意义;骨体积分数(BVF)总体呈现下降趋势(见图4C)，但变化不明显，两组间仅2周和12周比较具有统计学意义;结构模型指数(SMI)测定结果显示，2周到4周时间段，SMI下降，4周到6周，SMI上升，而从6周开始至12周，SMI持续下降(见图4D)，除2周与6周，4周与10和12周外，其余组间比较均有统计学意义;骨小梁厚度(Tb.Th)测定结果显示，2周到4周和10周到12周时间段，骨小梁厚度变化平稳，组间比较无统计学意义，从4周到10周呈加速变宽，组间比较均有显著统计学意义(见图4E);骨小梁数量(Tb.N)在4周时最大，且从此加速下降，至8周趋于平稳(见图4F)，除2周外，4周与其他各组比较均具有显著统计学意义，而6、8、10及12周两两比较均无统计学意义;皮质骨骨密度(BMD)测定结果显示，2周到8周，各组间比较无统计学意义，皮质骨骨密度无明显变化，从8周开始到10周时间段快速增加(见图4G)，2、4、6及8周与10和12周比较均有统计学意义。不同时间点各参数值见表1。

4 讨论

寻找理想的骨移植替代物始终是骨移植与骨修复研究领域的热门课题。即使临床已经应用的替代物如自体骨、异体骨及各种人工骨和一些初步临床应用的个体化设计的组织工程骨均不同程度存在诸如取骨量有限、存在潜在病毒感染、免疫排斥反应、新骨形成和材料降解不匹配等诸多问题。因此，有学者开始考虑能否利用BMP异位骨诱导作用将异位生成骨用于骨移植[3-5]。Kusumoto等[6]以I型胶原为rhBMP-2载体在Wistar大鼠肌肉中异位预制了血管化的骨组织，Inoda等[7]以胶原海绵为rhBMP-2载体于Wistar大鼠肌肉中异位构建骨组织，3周时用于修复骨缺损，并与自体骨，异体骨进行了比较，实验结果令人满意。然而Cooley等[8]对rhBMP-2异位成骨进行的长期观察研究表明，这种皮下或肌肉内注射rhBMP-2所诱导生成的异位骨与在骨性组织中长期存在的新生骨不同，异位成骨是短期成骨，异位新生骨会发生吸收，在4周时完全丧失钙化特征，在其设计的9组实验中，除4组皮瓣组外，其它5组新生骨在4～5周时均全部消失。

本实验直接将从小牛皮质骨中提取的天然BMP(二次纯化离心所得的块状沉淀2mg)未加任何载体，单独植入小鼠股部肌肉中， MicroCT三维重建发现，除bBMP植入1周时尚无放射性显影外，从2周开始均有较强的放射线显影，诱导分化的组织呈椭圆状，2周到4周时，组织块表面呈疏松的蜂窝状， 6周开始至12周则逐渐光滑致密，皮质骨骨密度自2周逐渐增加至12周时最高，很好地印证了影像学所见，与Cooley等所观察到的rhBMP异位生成骨在4～5周时全部消失不同，bBMP所诱导的异位生成骨4周后仍存活并在改建中。表1 不同时间点各参数值

三维重建图像显示， 2、4、6周时异位新生骨以疏松的骨小梁形成椭圆形组织块，后期则内部骨小梁数量逐渐减少，外部钙化加强，骨质改建，与检测得到的组织矿含量(TMC)和组织骨密度(TMD)总体均呈上升趋势及骨小梁数量(Tb.N)逐渐下降的结果相吻合;骨体积分数(BVF)即骨体积占总体积的比例在本组实验中也呈下降趋势，从另一个侧面证明了骨小梁数量的减少;结构模型指数(SMI)是通过计算骨骼表面的曲率来描述骨小梁板状和杆状的程度的指数，理想的板状骨小梁和杆状骨小梁的SMI数值分别为0和3，发生骨质疏松时，骨小梁从板状向杆状转变，SMI数值增加[9]。本组实验中，SMI值在6周时为最高约2.07，在12周时为最低约0.81，即6周时骨小梁接近杆状，而12周时接近板状，骨质明显改建;本组实验中骨小梁平均厚度(Tb.Th)持续增加则更加充分地说明了骨小梁的进一步改建。

Seiya等[10]以βTCP作为rhBMP-2载体在体内肌肉中异位构建血管化的自体骨，结果表明，血管化在异位骨的形成和维持中起着至关重要的作用。本实验直接异位植入块状bBMP，诱导形成的椭圆形组织块外周被肌肉所包绕，有着丰富的血供，骨质未见明显吸收，而组织块内部，由于没有载体支架，血管长入困难，血供差，部分骨小梁逐渐吸收降解，提示血供在异位骨的形成和维持中可能起着重要作用，后续实验应将进一步探讨血管化和血供在bBMP异位成骨中的作用。

bBMP无需任何载体即可在肌肉中异位成骨，本实验椭圆形异位骨组织块内骨小梁在4周以后开始吸收减少，但内部残存骨小梁和外层骨质不仅持续存活，而且，骨质进一步塑形改建，提示bBMP异位生成骨存在潜在的应用价值。

参考文献

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[2]胡蕴玉，陆裕朴，刘玮. 重组合异种骨的实验研究与临床应用[J]. 中华外科杂志，1993;31：709-712.

[3]於丽明，王佐林. BMP2诱导骨骼肌成骨的研究进展[J].口腔颌面外科杂志， 2008， 18(4): 300-303.

[4]Kazuya Yoshida，Kazuhisa Bessho，Kazuma Fujimura，et al.Osteoinduction capability of recombinant human bone morphogenetic protein-2 in intramuscular and subcutaneous sites: an experimental study[J]. Journal of Cranio- Maxillofacial Surgery， 1998， 26:112-115.

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[6]Kusumoto K，Bessho K，Fujimura K， et al. Prefabricated muscle flap including bone induced by recombinant human bone morphogenetic protein-2: an experimental study of ectopic osteoinduction in a rat latissimus dorsi muscle flap[J].British Journal of Plastic Surgery ， 1998 ， 51: 275-280.

[7]Inoda H，Yanmmoto G，Hattori T.rhBMP2 induced ectopic bone for grafting critical size defects： a preliminary histological evaluation in rat calvariae[J].Int J Oral Maxillofac Surg， 2007， 36(1):39-44.

[8]Cooley BC， Daley RA，Toth JM.Long-term BMP-2 induced bone formation in rat island and free flaps[J]. Microsurgery， 2005， 25(2): 167-173.

篇4

每天八杯，你喝的水安全吗？

我们喝的水安全吗？听到这个问题，或许很多人都无法自信地做出肯定回答，因为我们并不知道日常所喝的水中到底有什么不安全不健康的因素。我国每年的废水排放量约为1000亿立方米，其中80%左右的废水是未经处理就直接排入水体的，造成了水源，特别是地表水的严重污染。全国七大江河和内陆河的110个重点河段统计表明，符合《地面水环境质量标准》一、二类的仅占32%，三类的占29%，四、五类的占39%。长江和珠江水质为四、五类的河段已超过20%；黄河、松花江、辽河属四、五类的河段已超过60%；淮河大部分支流的水质常年在五类以上。由此可见，我国的淡水资源已是伤痕累累，面目全非，我们又何来信心，敢说我们喝的水是安全的呢？据世界卫生组织公布的数据，人类所发生的疾病70%～80%直接与水有关。例如风湿性关节炎、消化不良、高血压、高胆固醇、糖尿病、哮喘、过敏、甲状腺肿大等症状都和饮水卫生状况密切相关。那么，我们通常的饮用水又有哪些问题呢？以下将对三类常见饮用水逐一进行分析：

一、自来水

自来水的不安全因素主要有六个方面：水源污染（特别是人口稠密、工业发达的地区）；治水工艺百年未变，已无法适应水源污染愈演愈烈的现状；输配管道存在二次污染；大量使用氯制剂消毒（俗称漂白粉）；重金属污染（汞、铅、铬等）；细菌病毒（乙肝病毒等）。自来水经烧开后饮用，是我们现在最常见的饮水方式。可是，饮用开水并不利于我们的健康，原因是水中的含氧量急剧下降，水分子的六边形环状结构也被破坏，而这种六边形环状结构的水分子与人体的细胞最具亲和力；水中的细菌和病毒并没有被完全杀死，已被杀死的细菌和病毒的“尸体”仍在水中，并成为“热源”（一种过敏性物质）导致无名热；水烧开后，水中重金属、氰化物、砷化物、亚硝酸盐等有害物质并无法滤除；自来水中的漂白粉也成为余氯，而氯气是有毒气体，经过加热至90℃～100℃生成三氯甲烷，而三氯甲烷是A级致癌物质。

二、桶装水

市面上大部分桶装水为酸性水，人如果长期饮用会导致酸性体质，而酸性体质乃万病之源。其次，桶装水也存在二次污染问题。当一桶新水启封后，空气里的细菌和饮水机都会对饮用水造成二次污染。每当从水龙头中放出一定体积的水，就会同时从周围环境中补充等量体积的空气进入桶装水中。在清洁的环境下，每立方米空气中有4000个左右的细菌，随着桶里的水越来越少，空气越来越多，进入水体的细菌数量也日益增多，并随着时间的推移不断繁殖增生，造成了饮用水、饮水机的二次污染。除了空气中的细菌进入水桶之外，在饮水机的自储水胆中，一直有近1000毫升的水，这是被人们忽略但容易滋生细菌的地方。当一桶水用完，换下空桶时，往往忽视了饮水机内胆中的水，久而久之，自然变成了细菌滋生的温床。

三、瓶装水

目前市面上的瓶装水主要分为纯净水、矿物质水、矿泉水这三大类。

纯净水是将自然水采用反渗透、电渗析、蒸馏和离子交换等不同处理方式制作而成的。饮用水的制作过程中，在除去水中的细菌、病毒和污染杂质的同时也除去了几乎所有对人体有益的矿物质和微量元素。然而饮水是提供人体必需的矿物质和微量元素的重要途径之一。人体一旦缺乏这些元素，就会造成营养失衡，尤其是对生长发育过程中的未成年人的健康造成影响，严重者可出现虚脱、昏厥、肌肉震颤等疾病。孕产妇、婴幼儿和老年人常饮用纯净水更能造成多种不良后果。

矿物质水并不是矿泉水，它实际上是纯净水的变种，是一种人工合成的水，就是在纯净水中添加适量的硫酸镁和氯化钾两种物质，所含矿物质呈离子状态，不易被人体吸收，其水质也呈酸性。然而目前国家尚未制定矿物质水的标准，只有企业自订的标准作为质量控制标准。

矿泉水中只有天然矿泉水对人体健康是有利的，但是好品质的天然矿泉水对于水源地的要求也是最高的。好水源的天然矿泉水比较少，一般都在远离交通和经济发达的地区。所以，只有标注着“天然矿泉水”字样的国标代号，标注着产品水源地和所含矿物质具体种类及含量的矿泉水，才有可能是安全健康的饮用水。

对于大部分人来说，只饮用天然矿泉水并不现实。等待国家建立一套完善的饮用水保障体系，或者根治水源污染，必然是一个长期而艰巨的过程。但是，人民对于优质饮用水的需求却迫在眉睫，唯有依靠——家用终端水质处理器——也就是净水机，来达到净化水质，维护自身安全和健康的目的。为此，国内外的净水技术研究者做了大量研究工作，取得了丰硕的成果并运用到家用水质处理器的生产开发中。目前，市面上各种概念和形式的家用水质处理器种类繁多，层出不穷，归根结底，一台真正的好品质的水质处理器必须能够同时解决目前水质污染中存在的三方面污染问题：1、物理污染：即水中含有的细微泥沙、铁锈等杂质，以及肉眼看不到的重金属微粒和放射性元素。2、化学污染：它的主要来源是工厂排放的废气、废水和废渣，农业上使用的农药、化肥、除草剂和杀虫剂，以及我们生活中的洗衣粉水和肥皂水。这些有害的有机物成了我们今天肿瘤发病的最主要因素。3、生物污染：即水中含有大量的细菌和病毒，它是危害人体健康的一大杀手，也是瘟疫传播的一种最常见的途径。而能够真正同时解决上述三个问题并非易事，在鱼龙混杂的净水机市场，应用高频生物电磁这一顶尖技术的BONGO班古X60水机的问世绝对让人们眼前一亮！

十年一剑，打造钻石品质

任何成功绝非一蹴而就，2002年BONGO班古X60电磁水机立项，开始致力于高频电磁技术的研究；2003年成功开发高频电磁模型，成功开发电磁磁力线可以作用于水；2004年成功开发磁力线网作用于水，实验室状态下的小分子水实验完成；2005年成功开发BONGO班古X60产品所需的电磁特殊材料，完成特殊电磁线圈配置的契合；2006年小分子水稳定的实验成功；2007年和2008年第一、二代标准化BONGO班古X60样机先后研制成功；2009年进行了BONGO班古X60电磁水机的安全性实验；2010年进行了班古X60电磁水机功效性实验，BONGO班古X60电磁水机中国研发中心和生产基地建立；2011年建成标准十万台量的生产车间，实现数字级的管理标准，BONGO班古X60水机成功问世；2012年BONGO班古X60水机进入实验阶段；2013年BONGO班古X60水机正式通过核磁共振，达到技术指标标准，BONGO班古X60水机正式定性生产，中国市场。十年的成长和求索，其科研历程可谓艰辛，但其科研硕果却令人欣慰。

班古制造从2002年开始，立志为全人类寻找复归好水品质的方法，终于十年磨一剑，打造出BONGO班古X60水机这一款家用水质处理器设备。班古实验室研究人员将独特的X60高磁技术、分子诱导技术、磁性材料合成技术应用到水处理领域，实现了生活用水的小分子化，为人类的健康长寿和生命质量的提升提供了有力支持，使百姓能够走进水的钻石时代。

BONGO班古X60水机是物理科学和生命科学相结合的产物，它的工作原理是让普通水以一定流速，首先通过水机的前置装置对水进行初过滤，再沿着磁力线网垂直的方向，通过X60定义高强度的磁场，将普通水切割成小分子团水。小分子团水能够顺利通过人体活细胞膜，增加营养物质进入细胞内的速度和数量，促进细胞内的代谢产物排泄出活体细胞外，增加人体细胞的生命代谢能力，所以班古制造把世界各地长寿地区的水所具备的这一重要特征复原。水机的宽频、高磁的电磁波和磁感线的工作步骤依次为——磁感线切割大分子水团为小分子团，水的能量恢复；电磁波和磁感线改变有害物质的分子结构；电磁波和磁感线的杀菌、消毒；微量元素和矿物质的离子化。经过强磁场处理后，自来水中原本以游离氯形式存在的氯和水被激活生成盐酸和次氯酸，次氯酸又分解为盐酸和新生态氧。新生态氧具有极强的氧化作用，可以杀菌、消毒、灭藻，而盐酸电离后生成了氯离子和氢离子，氯离子与水中的钾、钠、钙、镁等金属离子结合成钾盐、钠盐、钙盐、镁盐，这样，水中原有的各种微量元素和矿物质得以保留。这就是水经过磁场处理的神奇功效，有害的余氯变成了无害的，自来水在保留原有优点的基础上克服了不足，从而提升了质量，使饮用水达到“洁净”、“健康”的品质。

功效非凡，喝出来的健康

经过实验验证，BONGO班古X60水机具有以下功效：1、使用BONGO班古X60水机处理后的水一年后，体检发现，凡是安装该水机的家庭成员的成年人，动脉内壁都很光滑，通透，没有任何附着物及硬化现象，更没有狭窄、堵塞的现象。血液内所有生理指标都正常。2、体外实验，头皮屑、脚气、下肢皮肤瘙痒、慢性过敏性鼻炎、青春痘、褥疮、痤疮、烧伤、烫伤、擦伤，在1-3个月的时间内症状均有明显改善。3、饮用BONGO班古X60水机的水，尿道结石造成的血尿、尿痛，3-5天即可缓解。4、对癌症患者的影响，根据研究，对肝癌晚期患者可促进食欲，降低疼痛，改善症状。5、解聚红细胞实验。喝小分子水之前：红细胞呈钱串状，活性较差，血液中有较大的胆固醇结晶，血液粘稠度较高，携氧力低下，易形成动脉粥样硬化，喝小分子水40分钟后：用显微镜观察，红细胞的分布明显改善，形态饱满均匀，流动性好，视野中未见大块胆固醇结晶，说明血粘度降低，细胞携氧能力提高，活力增强，说明小分子水有很强的解聚红细胞、改善微循环的功效，血液得到净化。

不仅如此，BONGO班古X60水机对人体健康益处颇多：1、帮助营养吸收、改善肠胃功能、促进体内新陈代谢、提高人体免疫，具有消炎、杀菌、增加细胞活力和生物活力等功效。2、使水能够迅速渗透细胞膜，可明显降低血液粘稠度和血清中总胆固醇、甘油三酯的含量，有降低血压和减缓心率过速的作用，对动脉硬化有显著的抑制作用。能有效预防心血管疾病的发生，减少脑溢血或冠状动脉硬化的发生率。长期饮用可改善高血压、动脉硬化、血栓症、肥胖、尿道炎、胃炎及便秘等症状。3、BONGO班古X60水机的磁化生物效应，具有保护、清理血管的作用，有利于人体内结石排出和预防结石形成。4、改善全身血液循环，起到防止骨质疏松的作用。5、使人体内分泌状况得到改善，促进新陈代谢，维持生理平衡和细胞应有的机能和活性、进而起到美容护发和防治皮肤病的作用。6、降解自来水中余氯的有害性，处理为无害的安全水。7、用磁化水漱口，能有效去除牙结石，防治牙龈炎，使牙齿洁白强健。8、磁化水沐浴，避免粉刺生成，减缓过敏性皮肤症状，使皮肤柔嫩光滑且深层保湿，强健发根、防止落发、减少头皮屑。

上下求索，只因责任使然

作为一个在生命科学领域探索、开发民用产品的企业，班古实验室的工作人员一直苦心钻研能够突破生物电磁技术应用于饮用水领域的壁垒，不断求索。负责技术研发的工程师介绍说：“我们一直在寻找一个契合点，就是把祖国医学中古老的疗病方法与现代生物医药领域的尖端技术相结合的最佳方法。因为药物虽然可以有效地治疗病痛，但是它为什么具有治疗效果，目前还没有十分明确的定论，而药物给人体带来的副作用是肯定的。如何用一种和谐的力量，规避这样的弊端是我们一直以来的思考和钻研方向。”使水经过磁场处理应用于人体保健是我国古已有之的养生方法，但其精华部分几近失传，如令这一古老而又尖端的生命科学重新造福高速运转下的现代社会，突破人类亚健康现状，就需要一种整合思想。现代科学的迅猛发展也确实促使电磁学、生物电磁学、电机、细胞学的整合研究成为可能。这是一项艰苦同时也值得的研究。因此，班古在国内建立了高效的研发体系和机制，向全球吸纳一流的专业和技术人才。

班古工程师还介绍说：“举例来说，当日本科学家发现水本身有‘记忆力’，一旦被污染，任凭你如何消毒，它曾被毒害的记忆都无法清除时，那么如何使用无害的物理方法清除它的毒害记忆，还原水的原生品质和功能就是我们不得不去介入研究的领域了。”正是基于这种精益求精，负责到底的态度，才使得BONGO班古X60水机能够拥有完善的技术和超高的品质。