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中华医学会骨质疏松和骨矿盐疾病分会第一百四十二期enews

来源:csobmr 发布日期:2023-07-26 13:32:35浏览:5510次

Computational modeling for osteogenic potential assessment of physical exercises based on loading-induced mechanobiological environments in cortical bone remodeling

基于负荷诱导的皮质骨改建力学生物学环境的运动成骨潜能评估的计算模型
(Biomechanics and modeling in mechanobiology. 2022 Oct 28. doi: 10.1007/s10237-022-01647-5)    

骨质疏松症和长期废用会导致骨丢失,从而降低长骨的承重强度。体育锻炼或机械负荷可以通过成骨促进骨形成,即新骨形成来防止骨丢失。一些研究已经观察到体育锻炼对骨重塑的明显反应;然而,这种反应背后的潜在机制还没有很好地建立起来。载荷诱导的孔隙压力和流体运动对骨细胞起机械生物刺激作用,进而启动骨活动。加载波形的形状也会影响骨的孔隙力学环境。因此,本研究假设,与生理运动相关的负荷波形可能会使骨骼暴露于不同的机械生物学刺激下,从而导致不同的骨重建。建立了一个孔隙力学有限元模型,计算健康和骨质疏松的股骨皮质骨组织在行走、跑步和跳跃三种生理运动加载波形下的孔隙压力和间质流体速度。该模型还计算了机械生物刺激作为流体速度的函数。结果表明,骨质疏松性骨组织的孔隙压力和间质流体速度较健康骨组织明显降低。跳跃和跑步都能改善健康和骨质疏松组织的孔隙压力和间质流体速度,而跑步显著增强了这两个组织的机械生物学刺激,这可能是不同体育运动导致不同的骨重塑的原因之一。目前的工作还表明,跑步可能被推荐为一种潜在的生物力学治疗方法,以防止骨丢失。总体而言,本工作有助于骨科研究领域设计开发有效的预防性练习,以改善骨骼健康。

编译:刘子文 苗军 
天津市天津医院脊柱外科

The effect of denosumab and alendronate on trabecular plate and rod microstructure at the distal tibia and radius: A post-hoc HR-pQCT study
地诺单抗与阿仑膦酸盐对胫骨及桡骨远端骨小梁微结构的影响——一项回顾性HR-pQCT 研究
(Bone. 2022 Jan;154:116187. doi: 10.1016/j.bone.2021.116187. Epub 2021 Sep 14. PMID: 34530172.)

背景:不平衡的快速骨重建会导致与年龄相关的骨小梁微结构退化,表现为板状骨小梁加速转变为棒状骨小梁。与阿仑膦酸盐相比,地诺单抗能更大程度地抑制骨重建并降低皮质骨孔隙率,因此,我们推测地诺单抗较阿仑膦酸盐能更有效地保存板状骨小梁微结构以及相应的骨硬度和骨强度。

方法:在二期研究事后分析中,绝经后妇女随机分为安慰剂组(P,n=74)、地诺单抗组(D,n=72)或阿仑膦酸盐组(A,n=68)。采用HR-pQCT方法对比三组基线及12个月的胫、桡骨远端骨小梁微结构,并以阈值图像建立有限元模型评价骨硬度和骨强度的差别。

结果:安慰剂组胫骨远端板状骨小梁表面积(pTb.S,-1.3%)减少,而棒状骨小梁体积比 (rBV/TV,+4.5%) 和数量 (rTb.N,+2.1%) 均增加。地诺单抗组可有效减缓胫骨远端骨小梁微结构的变化,但阿仑膦酸盐组的变化规律与安慰剂组类似(pTb.S:-1.7%;rBV/TV:+6.9%;rTb.N:+3.0%)。两种治疗均改善胫骨远端骨硬度(D:+3.1%;A:+1.8%)和破坏荷载(D:+3.0%;A:+2.2%);其中,地诺单抗的改善效果较安慰剂组有明显统计学差异(骨硬度:p=0.004;破坏荷载:p=0.003)。在桡骨远端,地诺单抗增加了骨小梁总体积分数(BV/TV,+3.4%)及破坏荷载(+4.0%),相比于安慰剂(BV/TV:p=0.044;破坏荷载:p=0.046),有明显统计学差异。两组治疗药物对桡骨远端板状骨小梁和棒状骨小梁的微观结构影响无显著差距。

结论:虽然地诺单抗与阿仑膦酸盐组的骨强度之间没有差异,但地诺单抗可以保留骨小梁的板状微结构。

编译:赵真
首都医科大学附属北京友谊医院老年医学科

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