骨质量和骨质疏松PPT课件.ppt

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1、关于骨质量与骨质疏松08.04.202308.04.20231 1第一张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20232 2管状骨的骨质疏松特点管状骨的骨质疏松特点rR第二张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20233 3管状骨骨质疏松特点管状骨骨质疏松特点uu 内径（内径（r)与外径与外径(R）比值）比值（）增大增大 =r/Ruu 骨量骨量 只与只与 有关，与外径（有关，与外径（R）和内）和内径径（r）的绝对尺寸无关的绝对尺寸无关 uu 30岁左右正常年轻人下肢骨骨干中部岁左右正常年轻人下肢骨骨干中部 值值接接近近0.3

2、5 第三张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20234 4松质骨的生物力学强度松质骨的生物力学强度uu松质骨由许多单个骨小梁互相连接而成网状结松质骨由许多单个骨小梁互相连接而成网状结构，材料硬度是指单个骨小梁硬度，结构硬度构，材料硬度是指单个骨小梁硬度，结构硬度是指网状结构硬度是指网状结构硬度第四张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20235 5管状骨与松质骨骨质疏松特点管状骨与松质骨骨质疏松特点uu管状骨与松质骨不仅结构不同，其骨质管状骨与松质骨不仅结构不同，其骨质疏松特点也存在差异疏松特点也存在差异uu管状骨骨质疏

3、松表现为管壁变薄，骨骼管状骨骨质疏松表现为管壁变薄，骨骼横截面上内径增大，而松质骨则表现为横截面上内径增大，而松质骨则表现为平均骨密度减少平均骨密度减少第五张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20236 6人体脊柱松质骨随年龄变化人体脊柱松质骨随年龄变化uu皮质孔隙增加，微构筑减弱皮质孔隙增加，微构筑减弱uu纵、横行骨小梁的强度均降低纵、横行骨小梁的强度均降低第六张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20237 7骨质量的概念骨质量的概念骨质量为骨骼能够对抗外力而不发生骨折的能力，主要包括：uu骨微结构（Bone Mic

4、roarchitecture）uu矿化成分（Mineral Composition）uu有机基质（Organic Matrix）uu骨转换 （Bone Turnover）uu骨微损伤骨微损伤（Bone Microdamage）第七张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20238 8骨矿盐骨矿盐uu胶原原纤维内存在骨矿盐结晶，原纤维的结构胶原原纤维内存在骨矿盐结晶，原纤维的结构及机化能限制结晶的大小并控制方向及机化能限制结晶的大小并控制方向第八张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20239 9骨矿盐骨矿盐uu矿盐提供刚度及

5、强度矿盐提供刚度及强度uu结晶大小结晶大小uu结晶分部的范围结晶分部的范围uu结晶的同质性及异质性结晶的同质性及异质性uu在年老骨，骨矿含量在年老骨，骨矿含量，结晶大小平均，结晶大小平均，分布变窄，复合材料减弱分布变窄，复合材料减弱第九张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20231010骨矿盐骨矿盐uu骨越矿化，弹性模量越高；硬度增加骨越矿化，弹性模量越高；硬度增加uu高矿化及高结晶高矿化及高结晶 降低塑性变形，在降低塑性变形，在极限衰竭前启动微裂隙的发生极限衰竭前启动微裂隙的发生uu骨重建被抑制后，可使骨更老化、更高骨重建被抑制后，可使骨更老化、更高矿化

6、，矿化，对骨打击的吸收能量对骨打击的吸收能量第十张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20231111骨矿化程度骨矿化程度uu骨强度决定于骨基质体积、骨微结构及骨矿化骨强度决定于骨基质体积、骨微结构及骨矿化程度程度uu骨的蛋白质含量越多，矿化程度越低骨的蛋白质含量越多，矿化程度越低uu象牙质象牙质 矿化程度矿化程度 齿质齿质 钙化软骨钙化软骨 交织骨交织骨 板状骨板状骨uu板层骨含胶原纤维最多，矿化组织化最少板层骨含胶原纤维最多，矿化组织化最少第十一张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20231212骨质量的概念骨质量的

7、概念骨质量为骨骼能够对抗外力而不发生骨折的能力，主要包括：uu骨微结构（Bone Microarchitecture）uu矿化成分（Mineral Composition）uu有机基质（Organic Matrix）uu骨转换 （Bone Turnover）uu骨微损伤骨微损伤（Bone Microdamage）第十二张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20231313骨胶原骨胶原uu胶原提供延性及韧性，作为生物复合体的软胶原提供延性及韧性，作为生物复合体的软蛋白，能减轻矿盐结晶及蛋白蛋白，能减轻矿盐结晶及蛋白/矿盐界面的打矿盐界面的打击损害击损害uu胶原

8、性能的变化能改变矿盐含量及其沉积胶原性能的变化能改变矿盐含量及其沉积uu随年龄增加，胶原含量减少，矿盐随年龄增加，胶原含量减少，矿盐/胶原比胶原比例例uu胶原损害将降低骨韧度及强度而非刚度胶原损害将降低骨韧度及强度而非刚度第十三张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20231414基质细胞外蛋白基质细胞外蛋白(Matrix Extracellular Protein,MEPE)uu蛋白多糖蛋白多糖 大的硫酸软骨素蛋白多糖大的硫酸软骨素蛋白多糖 小的富亮氨酸蛋白多糖小的富亮氨酸蛋白多糖：二聚糖等：二聚糖等uu糖氨聚糖：透明质酸糖氨聚糖：透明质酸uu糖蛋白：骨连

9、接素，骨桥蛋白，涎蛋白，小的糖蛋白：骨连接素，骨桥蛋白，涎蛋白，小的整合素连接整合素连接N-链接糖基化（链接糖基化（SIBLINGS），），生长因子生长因子uu维生素维生素K依赖蛋白：骨钙素，依赖蛋白：骨钙素，Gla蛋白蛋白第十四张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20231515骨基质蛋白骨基质蛋白uu骨基质蛋白及蛋白多糖可能与成核及矿骨基质蛋白及蛋白多糖可能与成核及矿盐沉积有关；直接或间接参与骨重建，盐沉积有关；直接或间接参与骨重建，募集细胞附着于骨募集细胞附着于骨uu骨基质蛋白与细胞因子、生长因子、细骨基质蛋白与细胞因子、生长因子、细胞表面受体及其他

10、基质蛋白间有重要相胞表面受体及其他基质蛋白间有重要相互作用互作用第十五张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20231616骨质量的概念骨质量的概念骨质量为骨骼能够对抗外力而不发生骨折的能力，主要包括：uu骨微结构（Bone Microarchitecture）uu矿化成分（Mineral Composition）uu有机基质（Organic Matrix）uu骨转换 （Bone Turnover）uu骨微损伤骨微损伤（Bone Microdamage）第十六张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20231717骨转换和骨

11、转换率uu对成年人来说，一般骨转换即指骨的重建过程，确定对成年人来说，一般骨转换即指骨的重建过程，确定骨转换状况的金标准是骨的组织形态学计量分析。骨转换状况的金标准是骨的组织形态学计量分析。uu骨转换率可简单地理解为骨的代谢率，可用骨重建骨转换率可简单地理解为骨的代谢率，可用骨重建率来衡量。后者又主要由三个因素决定，即骨重建率来衡量。后者又主要由三个因素决定，即骨重建单位的重建速度、一定时间内参与的骨重建单位数单位的重建速度、一定时间内参与的骨重建单位数量及骨重建单位形成后的体积（容量）。量及骨重建单位形成后的体积（容量）。uu如果骨重建速率加快，参与骨重建单位的数目增多如果骨重建速率加快，参

12、与骨重建单位的数目增多和形成的骨重建单位体积变小即可导致骨量丢失，和形成的骨重建单位体积变小即可导致骨量丢失，相反则可增加骨量或延缓骨量丢失。相反则可增加骨量或延缓骨量丢失。第十七张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20231818骨重建骨重建 具两种不同但相关功能：具两种不同但相关功能：一、一、形成骨结构形成骨结构：在骨的大小、形：在骨的大小、形状、骨量及强度上以最优状态适应当状、骨量及强度上以最优状态适应当前力学负荷前力学负荷 二、二、维持钙体内平衡维持钙体内平衡：由细胞控制进：由细胞控制进出骨的矿盐流动出骨的矿盐流动第十八张，PPT共三十五页，创作于

13、2022年6月08.04.202308.04.20231919骨重建骨重建uu结构性骨重建可视为骨骼更新，包括结构性骨重建可视为骨骼更新，包括 BMU 及器官水平，也包括疲劳性损害的及器官水平，也包括疲劳性损害的修复修复uu移除及代替已接近生命终期骨的微结构，移除及代替已接近生命终期骨的微结构，使骨处于更适合生理情况的微环境使骨处于更适合生理情况的微环境uu是应用抗骨吸收药物减少骨折风险的主要是应用抗骨吸收药物减少骨折风险的主要基础基础第十九张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20232020骨重建影响骨质量的机制（骨重建影响骨质量的机制（1 1）骨重建加

14、快骨重建加快骨陷窝数量骨陷窝数量骨陷窝深度骨陷窝深度骨小梁变细或断裂骨小梁变细或断裂骨质量骨质量骨强度骨强度第二十张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20232121骨重建影响骨重建影响骨质量的机制（骨质量的机制（2 2）骨重建加快骨重建加快骨形成期缩短骨形成期缩短 骨基质矿化及胶原代谢异常骨基质矿化及胶原代谢异常骨质量骨质量骨骨 量量骨强度骨强度第二十一张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20232222骨重建影响骨质量的机制（骨重建影响骨质量的机制（3 3）微小损伤微小损伤正正 反反 馈馈骨重建骨重建骨质量骨质量正

15、正 反反 馈馈第二十二张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20232323骨质量的概念骨质量的概念骨质量为骨骼能够对抗外力而不发生骨折的能力，主要包括：uu骨微结构（Bone Microarchitecture）uu矿化成分（Mineral Composition）uu有机基质（Organic Matrix）uu骨转换 （Bone Turnover）uu骨微损伤骨微损伤（Bone Microdamage）第二十三张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20232424微损害微损害 骨在负荷时逐渐积累微裂隙，当负荷骨在负荷时

16、逐渐积累微裂隙，当负荷量、循环次数、微裂隙的数目及大小和时量、循环次数、微裂隙的数目及大小和时间不断增加，微裂隙逐渐融合为一个大的间不断增加，微裂隙逐渐融合为一个大的裂隙，后者逐渐发展，终致断裂裂隙，后者逐渐发展，终致断裂第二十四张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20232525微裂隙微裂隙uu一个裂隙易于启动但生长困难，较一个很难启一个裂隙易于启动但生长困难，较一个很难启动但一旦开始即能达到临界大小，对疲劳衰竭动但一旦开始即能达到临界大小，对疲劳衰竭有更大抵抗有更大抵抗uu能抵抗疲劳衰竭的材料多能抵抗裂隙的生长能抵抗疲劳衰竭的材料多能抵抗裂隙的生长而非

17、裂隙的启动而非裂隙的启动uu骨转换被抑制后，裂隙不仅聚集，而且长期存在，骨转换被抑制后，裂隙不仅聚集，而且长期存在，多能生长至临界大小多能生长至临界大小uu裂隙长度是决定能否抵抗骨折的重要变数裂隙长度是决定能否抵抗骨折的重要变数第二十五张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20232626微裂隙微裂隙uu生理情况下，骨产生的微裂隙较小且孤立，骨生理情况下，骨产生的微裂隙较小且孤立，骨本身的生物过程有时间消除，但有时微裂隙会本身的生物过程有时间消除，但有时微裂隙会早熟形成及扩展早熟形成及扩展uu骨的微损害决定于微结构限制微裂隙大小和数骨的微损害决定于微结构限制

18、微裂隙大小和数目生长的能力目生长的能力uu骨的粘合线及板层界面是停止或消除微裂隙的骨的粘合线及板层界面是停止或消除微裂隙的重要微结构重要微结构uu典型的微裂隙沿板层间界面到达粘合线，停止典型的微裂隙沿板层间界面到达粘合线，停止或沿粘合线分叉或沿粘合线分叉第二十六张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20232727Reproduced with permission from Seeman E.Advances in Osteoporotic Fracture Management 2:2-8,2002 and Fyhrie DP.Bone 15:105-1

19、09,1994 人体松质骨和皮质骨微损伤人体松质骨和皮质骨微损伤第二十七张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20232828Reproduced with permission from Mashiba T et al.J Bone Miner Res 15:613-620;2000*P.05 vs placebo*P.01 vs placeboMicrocrack Surface Density(m/mm2)Mean SEMPlaceboRisedronate20151050*Alendronate*应用大剂量二磷酸盐对狗微裂隙应用大剂量二磷酸盐对狗微裂

20、隙表面密度的影响表面密度的影响第二十八张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20232929Reproduced with permission from Mashiba T et al.Bone 28:524-531,2001微裂隙微裂隙 RisedronateAlendronate第二十九张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20233030Reproduced with permission from Komatsubara S.J Bone Miner Res 18:512-520,2003第三十张，PPT共三十五

21、页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20233131疲劳与微损伤疲劳与微损伤uu在小于屈服点的外力重复作用下，骨组在小于屈服点的外力重复作用下，骨组织的力学强度或杨氏模量随时间延长而织的力学强度或杨氏模量随时间延长而降低，称为疲劳（降低，称为疲劳（fatigue），骨结构），骨结构中微裂隙由疲劳积累形成中微裂隙由疲劳积累形成uu微裂隙在外力重复作用下可逐渐延伸、微裂隙在外力重复作用下可逐渐延伸、增长和相互连接，使已经增长和相互连接，使已经“疲劳疲劳”的骨的骨组织产生骨折所需外力比正常要小得多组织产生骨折所需外力比正常要小得多 第三十一张，PPT共三十五页，创作于2022年6

22、月08.04.202308.04.20233232骨的疲劳及微损害骨的疲劳及微损害uu骨作为复合结构，是一种多层次非同质骨作为复合结构，是一种多层次非同质材料，有广泛界面，并有潜势在不同水材料，有广泛界面，并有潜势在不同水平产生骨基质损害平产生骨基质损害uu骨的完整性包括骨微损害及其修复骨的完整性包括骨微损害及其修复uu骨的微裂隙或微损害是骨微结构疲劳的骨的微裂隙或微损害是骨微结构疲劳的结果结果uu骨单位重建能移除及代替（修复）微裂骨单位重建能移除及代替（修复）微裂隙隙第三十二张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.20233333疲劳损害对力学完整性的影响疲

23、劳损害对力学完整性的影响 骨疲劳损害聚集时，抗骨折能力：骨疲劳损害聚集时，抗骨折能力：低水平疲劳：低水平疲劳：相当于相当于 15%刚度丢失，力学刚度丢失，力学行为与微损害的骨相似，有一定比例的刚度、强度行为与微损害的骨相似，有一定比例的刚度、强度与抗骨折力（骨折做功及屈服后变形）与抗骨折力（骨折做功及屈服后变形）较高疲劳水平：较高疲劳水平：刚度及强度成比例丢失，骨折刚度及强度成比例丢失，骨折做功与屈服后变形远较刚度变化要大，有的不显做功与屈服后变形远较刚度变化要大，有的不显屈服后变形而立即断裂屈服后变形而立即断裂第三十三张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.

24、20233434如何调节微损害的骨重建如何调节微损害的骨重建uu骨细胞的小管突起伸展到骨基质内，有发展良骨细胞的小管突起伸展到骨基质内，有发展良好的骨架，通过粘连分子附于周围骨基质，并好的骨架，通过粘连分子附于周围骨基质，并通过间隙连于邻近细胞，可觉察到周围基质破通过间隙连于邻近细胞，可觉察到周围基质破坏的影响坏的影响uu骨细胞由于丧失觉察周围基质损伤的能力而死骨细胞由于丧失觉察周围基质损伤的能力而死亡，致疲劳微损害聚集亡，致疲劳微损害聚集uu紧邻微损害的骨细胞将发生凋亡，位于以后遭受紧邻微损害的骨细胞将发生凋亡，位于以后遭受破骨细胞的吸收部位破骨细胞的吸收部位第三十四张，PPT共三十五页，创作于2022年6月08.04.202308.04.2023感谢大家观看第三十五张，PPT共三十五页，创作于2022年6月