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由于发病率的上升和相关医疗费用的增加,骨质疏松性骨折已经成为严重的医疗和社会问题。如何促进骨质疏松性骨折愈合,是现代骨科医生的一个重要问题。而作为一种无创的生物物理学干预方法,脉冲电磁场(PEMF)被证实具有刺激骨生成、促进骨折愈合的作用。本研究在骨质疏松大鼠闭合性股骨骨折模型上探讨脉冲电磁场对骨质疏松性骨折愈合的影响,并分析在该过程中经典Wnt信号通路的作用。实验目的:本研究旨在证实以下科研假设:1)脉冲电磁场能够通过提供无创性的生物物理学刺激,促进骨质疏松性骨折愈合;2)脉冲电磁场可以促进骨质疏松性骨折愈合过程中的骨痂生成、骨痂矿化和骨痂改建等生物学过程;3)脉冲电磁场可通过调控经典Wnt信号通路促进骨折愈合。实验方法:取6月龄雌性SD大鼠在实施卵巢切除术后3个月(9月龄)时制造闭合性股骨骨折模型。骨折后的大鼠被随机分为脉冲电磁场治疗组(EG组)和假治疗对照组(CG组)。治疗开始后每周摄大鼠股骨前后位及侧位X线片,记录外骨痂宽度(External callus width,CW)和骨痂面积(CallusArea,CA)。在治疗开始后第2、4、7周取股骨标本采用苏木素伊红(HE)染色以观察标本的骨折愈合情况,并通过番红O-快绿(Saf-O)染色方法测量骨折部位3mm区域内的骨痂总面积(Cl.Ar)和软骨组织面积(Cg.Ar)进行定量分析。应用上述方法探究PEMF对骨质疏松性骨折愈合的影响。在治疗开始后第2、4、7周时,提取股骨标本骨折端骨痂总RNA,并逆转录为cDNA,随后行RT-PCR检测Wnt5a,β-catenin等基因的表达。应用上述方法探究在PEMF影响骨质疏松性骨折愈合过程中,经典Wnt信号通路相关因子的表达情况。实验结果:PEMF治疗后3周时,X线影像学分析显示,PEMF治疗组的矿化骨痂生成更为显著(P=0.016),同时伴随着明显的软骨形成过程(P = 0.011)。随后,PEMF治疗组出现了更快的软骨内骨化和骨痂矿化过程。在治疗后7周时,PEMF组的骨折愈合率较对照组高33.3%。qPCR结果显示,PEMF治疗组Wnt5a和β-catenin的mRNA表达相较于对照组在相应时间点均有所上调(P<0.05)。实验结论:骨折愈合过程中重要的生物学过程,包括软骨形成、软骨内骨化和骨改建等,均在PEMF治疗后收到了显著的促进效果,从而表现出更快的骨痂生成、骨痂矿化和骨痂改建,并最终获得更快的骨折愈合速度。此外,脉冲电磁场可通过调控经典Wnt信号通路促进骨质疏松性骨折的愈合。本研究为脉冲电磁场的进一步临床实验和未来在骨质疏松性骨折处理中的应用提供了可靠依据。