本文是一篇硕士论文，硕士论文是硕士研究生所撰写的学术论文，具有一定的理论深度和更高的学术水平，更加强调作者思想观点的独创性，以及研究成果应具备更强的实用价值和更高的科学价值。共分为12大类。（以上内容来自百度百科）今天为大家推荐一篇硕士论文，供大家参考。
前 言
应力性骨折（Stress fracture，SF）是一种常发生于正常骨质的疲劳性骨折，由于肌肉过度使用疲劳后无法及时吸收反复碰撞所产生的震动，而使应力直接传导至骨骼造成微损伤，如果这种微损伤不断积累，超过骨自身修复的能力，就会诱发应力性骨折。应力性骨折常见于军事训练以及运动员和舞蹈演员的训练中，不但是军事医学的研究重点和难点，同时也是运动医学重点关注的研究课题之一。为了降低军事训练和运动训练致应力性骨折的发生率，提高部队战斗力，延长运动员的运动寿命，探寻一种能有效应对应力性骨折发生的方法是刻不容缓的。然而，目前国内外应对应力性骨折的方法多是骨折发生后采取的措施，主要有石膏固定、手术治疗、长时间卧床休息以及制定合理训练计划和应力性骨折相关知识的普及和宣讲等。应对应力性骨折，预防的意义远大于治疗，探索有效的应力性骨折预防措施具有十分重要的经济效益和社会效益。但是，目前国内外尚未见能够有效降低应力性骨折发生率的医学干预措施的相关报道。研究应力性骨折的关键就是构建一种科学可靠、成模率高且接近真实应力性骨折发生情况的应力性骨折动物模型。目前，国内常见的应力性骨折建模方法为电刺激跳跑法和跑台训练法，是将动物置于跑道或笼内，用声光电等手段刺激动物跑动或者跳跃，但都存在建模周期长、阳性率低的问题。而且，当训练次数增加时，动物容易出现耐受性，影响训练精度及效果，实验动物的死亡率较高。三点弯曲法和四点弯曲加载法也常被用于造成骨骼微损伤，这两种方法能够保证施加载荷的精确性和一致性，还可以明确定位形变所产生的张力的着力点，造成比较明显的微损伤，但由于是采用横向加载的方式，因此无法模拟真实的运动状态。此外，目前最常见的应力性骨折建模方法为轴向循环应力加载法，分为拉伸加载和压缩加载法。轴向拉伸加载法虽然能精确控制载荷大小，实时监测应变变化，但仍旧难以模拟现实生活中应力性骨折的发生和发展。而轴向压缩加载法不仅能够保证施加载荷的精确性和一致性，且与其他方法相比，更加接近真实的运动状态，能够模拟真实应力性骨折发生的情况。
因此，本研究基于轴向周期性压缩加载的方法，设计了一种载荷定量、精确、可控的应力性骨折动物模型构建新装置。该装置能够保证施加强度可控、时间可控、模式一致的周期性闭环反馈载荷，精确、实时地检测骨骼承受的压力和骨位移，且最大限度地接近真实应力性骨折发生的情况，为保证应力性骨折成模率奠定基础，为研究应力性骨折的发病机制、探索有价值的预防和预警措施提供了重要的动物模型平台支持，具有十分重要的社会效益和经济效益。
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文献回顾
1 应力性骨折概述
1.1 应力性骨折的定义
应力性骨折（Stress fracture，SF）是一种常发生于正常骨质的疲劳性骨折，是由于反复过度的机械加载持续作用于肌肉骨骼系统，疲劳的肌肉无法及时吸收这种机械应力，所以导致骨表面微损伤的累积超过机体骨自身修复的能力，最终造成应力性骨折。所以国外又将应力性骨折称为微损伤或疲劳性骨折。1855 年，Breihaupt 首次正式报道了应力性骨折的病例，发现长途行军之后士兵足部会发生疼痛和肿胀，因此应力性骨折又称“行军骨折”。随后在 1897 年，Stechow 首次发表了长途行军之后的 36 名士兵的足部 X 线图像，证明了跖骨应力性骨折的发生。1956 年，Devas 对运动员腓骨应力性骨折做了第一个全面系统的研究[1]。随后，科学家们也相继报道了军事训练、运动和舞蹈训练中人体不同部位的应力性骨折。
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1.2 应力性骨折的发生部位及发生率
应力性骨折是由于过度疲劳加载所致的微损伤累积超过了机体骨自身修复的能力导致，常见于部队官兵、运动员和舞蹈演员等群体。在军事训练中，下肢（尤其是胫骨和股骨）和足部为最常见的发生部位。以我国某部 1 861 名士兵为研究对象，结果表明由军事训练所导致的下肢应力性骨折的全年发病率为 6.2%, 以胫腓骨和跖骨应力性骨折为主，长时间急行军和 5 千米是主要的致伤科目[2]。新兵基础训练期间，某武警全训支队的应力性骨折发生率高达25.22%，也是以胫骨应力性骨折最为常见[3]。某研究对驻扎在高海拔地区（2370 米、2800 米和 3100 米）的士兵军事训练伤进行了调查研究，研究对象一共为 2060 名士兵，结果发现三个地区下肢应力性骨折总的发生率为 29.7%，海拔为 3100 米的地区应力性骨折发生率最高，为 33.8%，显著高于另外两个地区（P<0.05），且应力性骨折发生时间较另两个地区早，主要在训练开始后第 2~6 周，第 3 周为应力性骨折发生高峰，但高海拔地区士兵发生应力性骨折后恢复较慢[4]。1985 年，Milgrom 及其团队对以色列某部队 295 名男性士兵进行了前瞻性研究，发现在为期 14 周的军事训练之后，应力性骨折发生率高达 31%，最高发部位为胫骨（51.2%），其次为股骨（29.8%）和足部（8.7%）。由于这个实验是前瞻性研究，在整个训练中都细心跟进每个士兵的训练和身体情况，而且采用了骨闪烁扫描法检测应力性骨折，所以检测到的应力性骨折发生率较高[5]。Niva 及其团队[6]对 185 名患者服兵役期间的股骨疲劳损伤进行了研究，从疼痛起始到磁共振成像（Magnetic resonance imaging，MRI）结果呈阳性一般需要 30 天，研究结果发现 50%发生于股骨颈，24%发生于髁部，18%发生于近端骨干，3%发生于髁上部，2%发生于骨干中部 1/3 段，仅 0.5%发生于远端骨干，而且女性比男性更易在股骨颈发生损伤（60.9% > 50.3%）。某研究对 10 名女军训生在为期 3 个月的训练期间发生的骨疲劳损伤进行了研究，在训练开始、中间和结束时分别对她们的大腿、盆骨和下肢进行临床检查和 MRI 检查，发现 2/3 的应力性骨折患者都无明显症状，可能是由于损伤的程度较低，但常见的发生部位仍是股骨干和胫骨干[7]。此外，近端腓骨应力性骨折在新兵基础训练期间也并不罕见，某研究发现在为期 6 周的军事训练期间，有 635 名士兵表现出下肢疼痛，其中 12 名诊断为腓骨应力性骨折，11 例位于腓骨近端和中间 1/3 连接处，压痛是最可靠的临床表现，应力性骨折的主要发生原因是不停的行走或蹲姿跳跃[8]。新兵基础训练期间，应力性骨折发生的部位主要在下肢承重骨，上肢由于缺少承重活动，因而少有应力性骨折的发生。但有一个病例显示，一名 21 岁的新兵因为练习举重而表现出右前臂的持续、逐渐加重的疼痛，经触诊发现右尺骨中段有明显压痛，X 线照片无法确诊，由骨闪烁扫描确诊为右尺骨中段四级应力性骨折（重度），并且发现无症状左尺骨也发生了一级应力性骨折（轻度）[9]。所以，根据症状发作时间的不同，应力性骨折可分为突发性和潜伏性，后者在应力性骨折的发生和发展过程中较为常见，而且由于症状发生缓慢，所以通常难以发现，对人体的危害更大[1]。
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第二部分 在体疲劳加载下大鼠尺骨微损伤累积的时空分布特性的研究............50
1 材料.......50
1.1 实验动物.............50
1.2 实验试剂.............50
2 方法.......50
2.1 大鼠尺骨疲劳加载实验.............50
2.2 大鼠尺骨三维有限元分析.........51
2.3 样本处理及微损伤的观察量化.............52
2.4 统计分析.............54
3 结果.......54
3.1 三维有限元分析的结果.............54
3.2 组织形态测定结果.........55
3.3 硫酸钡增强 Micro-CT 扫描结果...........57
3.4 三维和二维微损伤量化结果的比较.....59
4 讨论.......59
小 结.....63
4 讨论
基于本研究设计的应力性骨折动物模型构建新装置，疲劳加载的实验结果发现实验加载端尺骨的微损伤显著多于对照组中骨本身存在的微损伤，证明成功建立了大鼠尺骨应力性骨折动物模型。由于我国部队官兵中男性的数量远远超过女性，所以本研究采用骨成熟的成年雄性大鼠进行压缩加载疲劳实验，加载曲线证明峰值压力和最小压力基线均较平稳，且能够实现周期性准确、稳定地压缩加载。在选用的加载参数中，预加载 1N 和峰值压力 0.055N/g 与其他文献中所采用的参数相类似[87,92, 105]。由文献检索可知，实验中我们采用的位移变化量为 30%的骨折位移（骨折位移变化量为 2.0±0.2mm）[87]，通过基于 Micro-CT 的大鼠尺骨三维有限元分析模型可知，该位移变化量能够在尺骨干中部表面产生的应变大小为－5400~+2180μ ，这与其他文献中所采用的应变大小相类似[68, 87, 109, 110]，足以在尺骨中部产生微损伤。由离体实验可知，大鼠尺骨在轴向过度压缩加载下会于骨干中部发生断裂，这与实际训练中人发生尺骨应力性骨折的部位相一致[9, 88]，所以在疲劳加载完成后，我们将大鼠两侧尺骨的骨骺端均去除，留下骨干中部 2cm 长的一段，便于微损伤的观察分析，而且能够使后续的碱性品红染色和硫酸钡沉淀染色的渗透效果更佳[48]。为了区分由疲劳加载造成的微损伤和样本包埋切片过程中人为造成的微损伤，我们采用碱性品红染色的方法对大鼠尺骨进行块染，以标记疲劳加载造成的微损伤，该方法由 Burr 通过实验进行了证明，并且改进了 Frost 的碱性品红染色步骤[48,83]，如今已被广泛用于微损伤的研究中。在本研究中，我们成功在光镜下观察到了实验组尺骨皮质内的线性微损伤，它呈现边缘尖锐、碱性品红深染的特点，且多位于骨单位内部，线性微损伤的扩展延伸受到骨单位边缘的粘合线的限制，与文献中所述的线性微损伤的特点一致[32, 48, 111]。但是，由于现在普遍认为骨重建的激励因素是线性微损伤而非弥散性损伤[57]，且弥散性损伤较难观察和分析，所以本实验中并未对弥散性损伤进行研究。碱性品红块染之后的实验结果显示，线性微损伤在加载完成后第 5 天左右达到最高水平，且损伤程度主要体现在微损伤密度（或数量）的区别，微损伤的平均长度则无显著区别。由此，我们猜想疲劳加载完成后第 5~7 天可能有新骨的形成。所以，载荷加载后一周内线性微损伤累积具有显著的时间分布特性，即线性微裂纹数量呈现先增加后减少的变化趋势，这个结果与 Silva 及其团队[92]采用 PET 扫描评估疲劳加载完成后骨骼反应的时间进程得到的结果相一致，他们观察到疲劳加载完成后一周左右形成了厚层编织骨，且放射性同位素的吸收量最大，表明疲劳加载后一周内有骨形成的增加，放射性同位素的异常浓聚很大程度上来源于骨形成反应。#p#分页标题#e#
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小 结
应力性骨折是一种重要且常见的军事训练伤和运动训练伤，它常发生于无外伤的正常骨质。由于肌肉过度使用疲劳后无法及时吸收反复碰撞所产生的震动，使应力直接传导至骨骼造成微损伤，如果这种微损伤不断积累，超过机体骨自身修复的能力，就会诱发应力性骨折。应力性骨折常见于部队官兵、运动员、舞蹈演员等群体，不但是军事医学研究的重点和难点，同时也是运动医学重点关注的研究课题之一。为了降低军事训练和运动训练致应力性骨折的发生率，提高部队战斗力，延长运动员的运动寿命，探寻一种能有效应对应力性骨折发生的方法是刻不容缓的。然而，目前国内外应对应力性骨折的方法多是骨折发生后采取的措施，主要有石膏固定、手术治疗、长时间卧床休息以及制定合理训练计划和应力性骨折相关知识的普及和宣讲等。应对应力性骨折，预防的意义远大于治疗，探索有效的应力性骨折预防措施具有十分重要的经济效益和社会效益。但是，目前国内外尚未见能够有效降低应力性骨折发生率的医学干预措施的相关报道。研究应力性骨折的关键就是构建一种科学可靠、成模率高且接近真实应力性骨折发生情况的应力性骨折动物模型。为此，本研究基于轴向周期性压缩加载的方法，设计了一种载荷定量、精确、可控的应力性骨折动物模型构建新装置。该装置能够实现：（1）保证施加强度可控、时间可控、模式一致的周期性闭环反馈载荷；（2）精确、实时地检测骨骼承受的压力和骨位移；（3）能够实施压缩、拉伸、压缩协同拉伸三种加载模式；（4）适用于实验动物麻醉和无麻醉两种状态；（5）能够建立大鼠尺骨和胫骨两种应力性骨折动物模型。所以，本研究设计的应力性骨折动物模型构建新装置具有精确、科学和可靠的特点，且最大限度地接近真实应力性骨折发生的情况，为保证应力性骨折成模率奠定基础，为应力性骨折预防和预警措施的研究提供了坚实的动物模型平台保障。
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参考文献（略）
