单次低剂量脂多糖联合甲基强的松龙诱导股骨头坏死的实验研究

目的探讨单一低剂量脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)及后续3次高剂量甲基强的松龙(methylprednisolone,MPS)注射引起激素性股骨头坏死(osteonecrosis of femoral head,ONFH)的发生情况及其发生机制。方法健康成年雄性26～30周龄新西兰大白兔25只,体重(3.0±0.3)kg。随机取19只为处理组,经耳缘静脉注射10μg/kgLPS,24h后于右侧臀肌注射20mg/kgMPS琥珀酸钠,共3次,每次间隔24h;余6只为对照组,于相同时间点注射等量生理盐水。于注射LPS前、3次注射MPS前及最后1次注射MPS后24h行血液学检查。于最后1次注射MPS后6周行双髋部MRI扫描,于股骨头区抽吸骨髓检测局部干细胞活性,并取双侧股骨头行组织病理学检查。结果LPS注射后48h,1只动物死亡,余动物均存活至实验完成。经组织病理学观察,处理组中16只动物为ONFH+(病理),ONFH发生率为88.9%(16/18),坏死区域主要位于干骺端,微血管内有纤维血栓形成,髓内脂肪细胞体积明显增大并堆积;对照组股骨头均正常。MRI诊断准确率为93.8%(15/16)。处理组中16只ONFH+(病理)动物,与正常值(注射LPS前)比较组织纤溶酶原激活剂/纤溶酶原激活剂抑制因子1(tisssue plasminogen activator/plasminogen activator inhibitor 1,t-PA/PAI-1)和活化部分凝血激酶时间(activated partial thromboplastin time,APTT)明显下降(P<0.05),低密度脂蛋白/高密度脂蛋白明显增高(P<0.05);对照组以上指标与正常值比较差异均无统计学意义(P>0.05)。各时间点处理组ONFH(+病理)动物t-PA/PAI-1和APTT与对照组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。处理组ONFH(+病理)兔股骨头区骨髓产生的成纤维细胞集落形成单位总数为8.50±9.63,与对照组的70.17±7.78比较,差异有统计学意义(P<0.05)。结论单次低剂量LPS联合MPS是制备激素性ONFH模型的成功方法,血液的高凝和/或高纤溶状态、脂质代谢的紊乱、多能干细胞数量活性的降低等多因素作用可能是诱导激素性ONFH的关键。