文摘

我们进行了本研究调查心得安的疗效(PRO),单独开出抗再吸收剂ZOL的结合,在绝经后骨质疏松症大鼠模型。女性Wistar鼠OVX或sham-operated 3个月的年龄。12周后手术,老鼠被随机分为六组:(1)虚假+车辆,(2)OVX +车辆,(3)OVX + ZOL (100μ克/公斤,输液单剂量),(4)OVX + ZOL (50μ克/公斤,输液单剂量),(5)OVX +专业(0.1毫克/公斤,南卡罗来纳州。每周5天),和(6)OVX + ZOL (50μ克/公斤,输液单剂量)+专业(0.1毫克/公斤,南卡罗来纳州。每周5天)为12周。最后的治疗研究中,各种骨参数进行评估。对机械强度的改善腰椎和股骨mid-shaft ZOL和PRO的联合治疗是比每个药物管理作为单一疗法更有效。此外,联合治疗使用ZOL和PRO保存小梁微体系结构比单一药物疗法使用ZOL或PRO OVX大鼠。这些数据表明,联合治疗与ZOL +专业代表一个潜在的有用的骨质疏松症患者的治疗选择。

1。介绍

骨质疏松症是一种退行性疾病,其特征是低骨量和microarchitectural骨组织的恶化,导致增强骨质疏松和骨折风险增加。骨质疏松症被认为是一个重要的公共卫生问题迅速增加的老年人口(1,2]。骨质疏松症引起的骨折临床和公共健康的影响,因为它们常常与发病率的增加,死亡率,和巨大的医疗开支1]。对于那些已经受到骨质疏松症的影响,及时的诊断骨质疏松,骨折风险,评估和选择的适当阶段疾病的最佳治疗骨质疏松症的有效管理是非常重要的。

Zoledronic酸(ZOL)是第三代氮含量二磷酸盐这被证明能显著降低骨折风险的患者接受一年一度的给药方案治疗绝经后骨质疏松症(3]。ZOL干扰监测活动通过抑制破骨细胞形成和破骨细胞骨吸收活动,诱导破骨细胞凋亡细胞死亡。刺激破骨细胞的骨吸收,二磷酸盐释放和内化的破骨细胞,干扰破骨细胞的形成,功能,和生存4- - - - - -6]。此外,结果从几个组织学和microcomputed断层扫描研究表明ZOL可以非常有效的预防骨质流失的切除卵巢的老鼠(OVX) (7- - - - - -10]。使用ZOL治疗与不良事件有关,如颚骨坏死,肾脏功能障碍,血钙过少,心房纤颤(1,7- - - - - -11]。

β阻滞剂现在被认为是治疗药物的潜在候选人接受调查专为骨质疏松骨折愈合和治疗(8- - - - - -10]。许多基因和药理研究表明,激活β肾上腺素能受体在成骨细胞和基质细胞导致抑制骨形成和骨吸收增强[12- - - - - -15]。在动物研究中,低剂量的心得安(PRO),非选择性β拦截器,被证明能增加骨密度在不同实验模型的骨骼疾病8- - - - - -10,16- - - - - -18]。一些以前的流行病学研究结果证实的假设β阻滞剂使用与降低骨折风险(19- - - - - -21]。

结合药物治疗似乎是有前途的,因为在某些情况下,它可以提高治疗的有效性,现在大规模调查的主题22,23]。罗德里格斯等人表明,低剂量的PRO抑制骨吸收通过抑制受体激活核因子kappa-B配体(RANKL)介导osteoclastogenesis以及炎症标记物在不影响血流动力学参数(24]。这个结果支持了之前的发现,这表明,普萘洛尔刺激osteoprotegerin(功能)的成骨细胞的细胞(25]。PRO,可以直接防止骨质流失和生物力学改变通过增加骨形成和骨吸收减少,可能成为下一个成骨的代理治疗骨质疏松症(8,16,24]。

我们所知,没有研究评估是否ZOL和专业提高骨属性在实验性骨质疏松大鼠模型。由于ZOL行动的不同机制和专业,我们的假设是ZOL和PRO会促进更大的改善骨属性比单独干预。

2。材料和方法

2.1。药物,化学物质,和其他材料

ZOL从Naprod获得生命科学,印度马哈拉施特拉邦。PRO,氯胺酮、甲苯噻嗪和二甲苯取自Aurobindo制药(海得拉巴,印度),葛兰素史克制药公司(印度孟买),霓虹灯制药(印度孟买),印度免疫(海得拉巴,印度),美国南达科他州和精细化学品(印度孟买),分别。Ethicon sutures-3/0铬及Ethicon mersilk sutures-3/0强生有限公司获得Baddi、喜马偕尔邦,印度。

2.2。实验动物

内部实验室培育健康女性Wistar鼠的研究包括3个月的年龄。动物是维持温度控制在25°C±2°C与12 h光/暗周期随意提供食物和水。实验根据CPCSEA(委员会控制和监督的目的动物实验)指导方针后获得伦理制度动物伦理委员会的批准。

2.3。临床前研究设计

在三个月的年龄、卵巢切除术进行氯胺酮和甲苯噻嗪麻醉(80毫克/公斤,10毫克/公斤;i.p)。根据Khajuria描述的方法et al。26]。SHAM-operation老鼠受到虚假的没有摘除卵巢手术暴露。在3个月后卵巢切除术(年龄:6个月),动物被分成6组,每组6个动物。虚假的组和一个OVX组担任正面和负面的控制,分别。一群OVX大鼠不及时治疗(OVX)未经治疗。未经处理的OVX和虚假的OVX组被用作控制。两个OVX组在接受单剂量静脉ZOL 50μ克/公斤(ZOL 50组)和100年μ克/公斤(ZOL 100组),尾静脉接种缓慢静脉注射在30年代在光吸入麻醉。一个OVX组治疗职业剂量为0.1毫克/公斤,每周5天,皮下注射12周。治疗在其余OVX组发起了50μ克/公斤ZOL和0.1毫克/公斤PRO combination-treated (ZOL 50 +专业)。皮下注射每周5天的OVX组接受PRO和ZOL 50 +职业需要一些动物处理和创建一些压力的动物。因此,除了积极的和消极的对照组,OVX组接受ZOL (100μ克/公斤和50μ克/公斤,静脉注射单剂量)也被皮下注射管理车辆(生理盐水,每周5天),12周。在这个实验中使用的药物剂量选择从先前的研究在大鼠骨质疏松症模型。在我们之前的研究中,我们使用100年μ克/公斤单静脉注射ZOL OVX大鼠和显示这一剂量的ZOL恢复骨的微观结构和生物力学特征。由于这个原因,100年μ克/公斤单静脉注射ZOL被用在这个实验中(8,9]。同样地,我们发现皮下0.1毫克/公斤PRO管理局给每周5天10周阻止OVX诱导骨质疏松增加骨形成和骨吸收减少,因此0.1毫克/公斤每周5天的职业选择在本研究8,9]。体重(克)表达是监控的实验。所有组被过量的麻醉实施安乐死。在所有的老鼠、股骨和腰椎(LV4)切除和清除脂肪和结缔组织。股骨和LV4骨头被浸泡在生理盐水纱布和冻结在−20°C microarchitectural和生物力学测试(图1)。杀害动物的过程是按照CPCSEA(委员会控制和监督的目的动物实验)的指导方针。

2.4。Microcomputed断层扫描(ct机)骨骼的分析

右股骨远端地区用于三维ct机的分析。用于实验的ct机和软件来自Scano医疗(Bassersdorf micro-CT40 Scanco医疗AG),瑞士)。类似于微ct测量,远端股干骨后端扫描,即在这种情况下各向同性体素更高分辨率大小16μm。总共120高分辨率片(= 2毫米长度,长度相同的选择ct机)和一个2048×2048像素矩阵测量使用70 keV的有效能量和114毫安的电流强度。预处理后的图像具有相同的高斯滤波器(∑= 0.7,支持= 1),选择一个阈值在28%的最大灰度值,对应于骨组织的峰值在图像中灰度值分布的柱状图。骨体积(BV /电视,部分骨体积),小梁数目(Tb.N),小梁厚度(Tb.Th)和小梁分离(Tb.Sp)进行评估。除了度量参数的计算,非度量参数计算的值来描述三维骨小梁样本的性质。结构模型指数(SMI)量化的plate-rod特点3 d小梁结构。

2.5。骨生物力学强度测试

左股骨和LV4的结构特性是由三点弯曲或压缩,分别使用万能试验机(bis Makron,班加罗尔,印度)。

2.5.1。三点弯曲试验

股骨强度由三点弯曲如前所述评估(8]。短暂,股骨远离−20°C冰箱和水化盐溶液在室温下4 h。水化骨头的重量决定使用一个四位数字。骨的长度是用卡尺测量。标本放置在两个相隔一定距离的支持12毫米,弯曲,直到骨折通过降低十字头位于mid-shaft以恒定的速度0.033毫米/秒。从荷载位移曲线、峰值负载(N),最终的刚度(N /毫米),和韧性(乔丹)。极限应力(强度)和杨氏模量来自使用获得的载荷变形曲线方程所描述的Khajuria et al。8]。

2.5.2。压缩试验

评估个体腰椎的生物力学特性,简单地说,LV4身体与骺分离结束,后椎弓根,使用低速金刚石带锯棘突。通过移除颅和尾标本,均获得平面平行表面压缩测试。电子卡尺用于确定LV4身体的尺寸。从椎体中央圆柱与平面平行结束,大约6毫米的高度。垂直压缩力是应用于标本身高方向使用钢压缩板的应变率0.033毫米/秒。最终的压缩负荷(N),刚度(N /毫米),韧性(mJ)计算从梁进行力学性能。材料的弹性模量是其应力-应变图的斜率在弹性范围内。载荷挠度曲线转化为应力-应变曲线力除以初始区域的椎体和偏转由原长度相同的标本(9]。

2.6。统计分析

所有数据都表示为平均值±标准偏差(SD)。对于所有的数据,对比不同的治疗方法进行了分析单向方差分析其次是图基的多重比较测试。在所有情况下,一个概率误差小于0.05被选为统计学意义的标准。图是用图形垫棱镜Windows(版本5.0)。

3所示。结果

3.1。对体重的影响

最后身体重量大大增强了动物OVX治疗和治疗组与虚假的动物。没有在统计上有显著差异的重量之间观察到的任何积极治疗组和未经处理的OVX组(表1)。

3.2。使用ct机小梁结构参数

三维重建的骨小梁结构远端股骨ct机如图干骨后端2。恶化的小梁结构由于远端股骨骨小梁的破坏是很容易观察到OVX组(图2 (b)虚假的组)与众多成熟的骨小梁(图2(一个))。ZOL 100(图2 (c)),ZOL 50(图2 (d)),(图2 (e)),ZOL 50 +专业(图2 (f))组织防止骨质流失OVX诱导骨量减少。远端股骨骨小梁的量化变化干骨后端图所示3。虚假的组相比,OVX组显示显著减少BV /电视,结核病。Th, Tb.N。相应地,显著提高结核病。Sp和重度观察OVX组大鼠的虚假的老鼠相比,表明卵巢切除术导致骨小梁变薄,变稀疏,扰乱了骨骼结构。然而,显著改善,观察在BV /电视,结核病。Sp,结核病。Th,结核病。N,重度值在所有单一疗法与OVX组。ZOL 50 +职业组,有显著改善与OVX组相比,这些微观结构指数。此外,BV /电视,结核病。Th和结核病。N ZOL 50 +职业组明显高于100年ZOL ZOL 50,和专业团体。相应地,显著提高结核病。Sp was observed for all single treatment groups compared to that of ZOL 50 + PRO group. Therefore, with respect to improvement of the microstructural parameters of trabecular bone, ZOL and PRO were considered to be independent and additive.

3.3。股Mid-Shaft对力学性能的影响

数据4(一)- - - - - -4 (e)显示峰值负载,最终硬度、韧性、强度极限,在股midshaft杨氏模量,分别。右股骨三点弯曲测试表明,卵巢切除术显著减少峰值负载引起的,最终的硬度,韧性,极限强度,杨氏模量相比,那些虚假的组。在100年ZOL ZOL 50岁,职业,和ZOL +职业团体、股骨的峰值负载明显高于OVX组。同样,在100年ZOL ZOL 50岁,职业,和ZOL +职业团体、股骨的终极刚度显著高于OVX组。相比之下,最终的刚度在所有单一治疗明显低于ZOL 50 +的职业群体。100年ZOL股骨的韧性,ZOL 50, PRO, ZOL +职业组显著高于OVX组。在所有单一疗法,韧性明显低于ZOL 50 +的职业群体。此外,在100年ZOL ZOL 50岁,职业,和ZOL +职业团体、股骨的极限强度明显高于OVX组。在所有单一疗法,极限强度明显低于ZOL 50 +职业组()。此外,杨氏模量100年ZOL ZOL 50岁,职业,ZOL +专业团体与OVX组相比显著增加。单一疗法,杨氏模量显著降低,而ZOL 50 +职业群体。

3.4。在第四腰椎对力学性能的影响

数据5(一个)- - - - - -5 (e)显示峰值负载,最终硬度、韧性、强度极限,分别和LV4杨氏模量。LV4的机械压缩测试表明,卵巢切除术显著减少峰值负载引起的,最终的硬度,韧性,极限强度,杨氏模量相比,那些虚假的组。在100年ZOL ZOL 50岁,职业,和ZOL +职业团体、椎体的峰值负载显著高于OVX组。同样,在所有的治疗干预措施,最终的椎体的刚度明显高于OVX组。相比之下,最终在100年ZOL刚度,ZOL 50,和职业组明显低于ZOL 50 +的职业群体。此外,椎体的韧性和强度极限在100年ZOL ZOL 50岁,职业,ZOL +职业组明显高于OVX组。在所有单一治疗组,韧性和极限强度明显低于ZOL 50 +专业集团。此外,杨氏模量100年ZOL ZOL 50岁,职业,ZOL +专业团体与OVX组相比显著增加。在所有单一治疗组,杨氏模量明显低于ZOL 50 +的职业群体。

4所示。讨论

antiosteoporotic药物的不同的行动和互补模式允许相当大范围的联合疗法治疗骨质疏松症。在目前的临床研究中,我们分析了骨架非选择性的影响β杀杀杀,PRO, OVX大鼠开出抗再吸收ZOL疗法的结合。我们问单剂量静脉ZOL是否会(1)抑制骨质流失和microarchitectural变化与雌激素缺乏成年老鼠和(2)增强职业合成代谢的影响。首先,我们清楚地表明联合治疗使用ZOL和PRO保留了小梁微体系结构比单一药物疗法使用ZOL或PRO OVX大鼠。其次,最有趣的是,ZOL联合治疗和职业管理的力学性能改善腰椎和股骨midshaft OVX大鼠骨质疏松症模型比单一药物疗法使用ZOL或职业。这些发现表明,ZOL和职业治疗的联合治疗优于ZOL或专业单一疗法治疗骨质疏松症。

OVX组的体重大于虚假的组。这表明体重的增加是由于卵巢提取。以前的研究显示从我们的实验室和其他类似OVX后体重增加,主要是因为缺乏雌激素的增加(8]。

当前研究的结果还表明,低剂量的ZOL (50μ克/公斤,增长值)显示类似的承诺和有益的作用在治疗骨质疏松症的治疗剂量相比ZOL (100μ克/公斤,增长值)由程等。27]。相比ZOL 100组,ZOL 50组比较有益保护BV /电视,结核病。Th,结核病。N,结核病。Sp,证实了使用ct机在这项研究中测量。此外,弯曲和压缩试验的结果在ZOL 50组显示类似的终极高峰负荷,刚度、能源、弯曲应力和杨氏模量相比ZOL 100治疗大鼠。基于我们共同的结构和生物力学分析,我们发现ZOL 50可能有类似的力量在雌激素缺乏大鼠治疗骨质疏松症。

生物力学测试提供了一种直接的方法来研究机械骨骼特征在不同实验动物有不同的检测方案(28]。骨强度取决于骨量和骨材料的内在属性(8- - - - - -10]。ZOL + PRO在统计学上优于其他疗法在刚度增加,韧性,极限强度,杨氏模量股midshaft以及腰椎。这意味着大鼠的股骨和腰椎接收ZOL和PRO可以抵抗变形力,比单一药物疗法使用ZOL或职业。

在远端股骨骨小梁的分析架构使用ct机,发现联合治疗与ZOL + PRO在统计学上优于ZOL或专业单一疗法抑制减少BV /电视和Tb.Sp的增加;变化都是由于卵巢切除术。此外,联合治疗ZOL + PRO在统计学上优于ZOL或者专业单一疗法在提高结核病。和抑制减少结核病。N,这两个指数的小梁网。这些参数表明联合治疗与ZOL +职业促进骨生成,骨小梁,变稠,加强小梁的连通性。

目前,药物用于治疗骨质疏松症的开出抗再吸收剂的主要是,因此,职业,强烈诱导骨形成16,17,24),预计将是一个有用的和有效的药物对骨质疏松症患者19- - - - - -21]。研究表明低剂量的PRO抑制骨吸收通过抑制RANKL介导osteoclastogenesis以及炎症标记物在不影响血流动力学参数(24]。这个结果支持了之前的发现,表明PRO刺激成骨细胞细胞功能的(25]。Antiosteoporotic活动相关的职业(0.1毫克/公斤)在大鼠心脏功能无不良影响(16]。这个职业对骨骼组织的选择性作用可能是有用的在降低风险方面与ZOL意料之外的效果观察。的一个重要因素,可能会增加肾毒性ZOL高剂量(7,8,11,29日]。严重的心房纤维性颤动更频繁地报道ZOL-treated患者(1,8,30.]。值得注意的是,职业是最安全有效的抗心律失常的药物目前房颤转换成正常窦性心律(31日,32]。一个吸引人的假设是开出抗再吸收药物的职业当加上一个ZOL可能导致上级对骨骼的影响和预防或减少房颤的风险。这些调查表明联合治疗的策略应该是一个合乎逻辑的和骨质疏松症的有效治疗方法。紧密耦合的绝经后骨质疏松,骨形成和骨吸收可能受到雌激素的缺乏可能导致导致骨质流失。因此,促进这种耦合的综合治疗,针对刺激骨形成和抑制骨吸收,可能有更多的有益的效果改善骨质疏松性骨的骨特性。

这些结果说明联合ZOL和职业治疗可以改善脊椎和股骨的力学性能和保留了小梁微体系结构在骨质疏松症的动物模型,表明联合治疗ZOL和职业治疗优势每个单一疗法治疗骨质疏松症。因此,这种联合疗法可能感兴趣的临床研究进一步评价。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者感谢b K Jain先生,Naprod生命科学、马哈拉施特拉邦,印度为提供礼物,每年样本次唑来膦酸。作者也欣然承认的贡献Vijay Kumar先生和Manish Kumar Priydarshi从航空航天工程系,印度科学研究所进行的x射线成像和三点弯曲测试。有用的讨论ct机分析诉Kalliyana Krishnan博士Sree Chitra Tirunal医学科学和技术研究所特里凡得琅,喀拉拉邦,也感激地承认。