骨显微硬度与骨密度及骨代谢。骨密度又称为骨矿密度,指的是单位面积或体积骨内矿物质含量。骨密度被认为是诊断骨质疏松症和预测骨质脆性的“金标准”,也被广泛认为是评估骨质疏松性骨折风险的重要手段。骨质疏松症是以骨量减少、骨组织显微结构退化为特征的全身性骨骼系统退行性疾病。骨量的减少和骨组织微观结退化使骨折的易感性明显增高。研究表明骨密度所能反映的骨强度变化是有限的。
目前骨密度仍然是评估骨质疏松症的主要手段,但不全面,结合骨组织组成、微观结构以及生物力学性能,全面地评估骨质量对骨折的预防及治疗有重要的临床价值。在本研究中,我们应用QCT法测量全身骨骼骨密度,并初步研究骨硬度与骨密度相关关系。我们认为骨硬度较骨密度更能真实反映骨骼的生物力学性能。
骨显微硬度、骨强度与骨质量。骨强度指的是骨骼某一局部在不发生骨折的条件下所能承受的最大外力。当外力超过骨强度时骨折发生,从机械角度来看,骨强度不仅依赖于骨量多少,更多地依赖于骨组织各成分之间的空间构筑,即骨的内部结构。目前尚无精确的方法测量骨强度,骨密度作为一种非侵袭性检查结果,常被用来替代骨强度,并作为骨折风险的预测工具。研究表明松质骨的骨密度可以解释60%~80%力学强度。但骨密度只是部分解释了骨强度,在骨折风险的预测和治疗效果的评估上有一定的局限性。
有研究认为骨强度与骨组织结构密切相关,纵向排列的胶原纤维可明显增加皮质骨的拉伸强度,而含有大量混合胶原纤维排列方向的骨单位具有较高的压缩强度。骨强度能全面评价骨质疏松患者的骨质和骨量。骨质包括骨组织显微空间构筑、骨的生物力学2个方面,是对骨性质的评价措施。骨质量是一综合概念,包括骨骼的显微构筑、胶原成分、骨基质矿化程度、骨代谢转换和骨骼积累性破坏(显微骨折)及修复等总称。相信随着对骨骼显微硬度研究的深入,将迸一步阐明骨强度与骨骼显微硬度之间的相关关系。我们期待人体骨骼显微硬度能够成为评价骨强度的参考指标,能更好地预测和评估骨质量。
骨显微硬度、骨弹性模量及螺钉把持力研究表明骨骼显微硬度与骨弹性模量相关,前者与骨组织的矿化矿化程度相关,后者与骨组织的有机成分胶原纤维相关,健康的骨组织是两者之间形成的动态平衡。本研究全面而系统地利用中国人的骨骼测量骨骼显微硬度值分布及弹性模量,初步探讨并建立骨显微硬度与弹性模量之间的关系,并在此基础上进一步研究螺钉把持力大小与上述两者间的相关关系。
目前研究认为骨密度可作为螺钉把持力大小的预测因素,螺钉的把持力与螺钉骨界面组织类型及微观结构密切相关。在此基础上,我们提出假设——人体骨骼的显微硬度值大小与螺钉把持力呈正相关关系,但尚需要用试验数据去证实。