中药自然铜低频超声透入给药促进骨折愈合的实验研究

研究背景: 自然铜是我国中医骨伤科接骨要药,为我国历版药典所收载。中药自然铜具有散瘀止痛,接骨续筋的功效,临床用于治疗跌打损伤,筋断骨折,血瘀疼痛等。自然铜是接骨续骨最常用的药物,其在骨科方剂中的地位不可替代。 临床上自然铜的使用绝大多数是与其他诸位中药配伍使用,并且多以口服方剂为主,有少部分使用浸泡疗法和膏剂案例。骨折发生大多为局部病灶,面对自然铜这样一个对于骨折疗效显著的药物,如果单独使用应选择一种直接在病灶处发挥作用的方式,因此自然铜的局部给药可能是一种理想方式。局部给药使局部组织的药物浓度高,药物主要在局部发挥作用,进入全身血循环的药物较少,对全身的影响较小。皮下注射是其中方法之一,但是局部注射有疼痛、需要多点、多部位注射和注射层次掌握有一定难度,药物分布不均匀,药物在缺血组织中渗透差等不足。低频超声介导下的经皮给药是近年来兴起的局部给药方法之一,是继注射和口服给药后又一种新的给药方式。在一定能量的低频超声介导下,蛋白质等大分子药物可以经局部皮肤被吸收,达到经皮给药的目的,而且这种给药方式不受局部血循环的影响,对缺血组织也同样能够实现局部经皮给药,药物分布均匀。这样局部小剂量的经皮给药,药物就可以在局部形成一个相对的高浓度,发挥其重要的效应。同时由于经皮给药后,药物具有缓释作用,药物进入全身血循环的剂量很小,用药安全,能减少全身的副作用。 研究目的: 通过应用低频超声透入中药自然铜,观察给药后有效成分组织浓度,自然铜对骨折愈合中BMP-2基因表达的影响以及低频超声透入自然铜对兔肢体骨折愈合的影响。 研究方法: 1.按随机分组的原则将75只新西兰大耳家兔分成五组,每组15只。治疗方法:治疗1组:浓度为0.5g/ml自然铜煎出液,治疗2组:浓度为1.0g/ml自然铜煎出液,治疗3组:浓度为2.0g/ml自然铜煎出液。治疗1-3组均采用低频超声透入给药,频率为20KHz,强度为100mW/cm2,1次/日,每次20min。对照组:单纯采用超声照射,频率为20KHz,强度为100mW/cm2,1次/日,每次20min。模型组:生理盐水20ml灌胃,1次/日。 2.自然铜制备生品自然铜,严格挑选出杂质,将矿石捣碎,用火锻醋淬法:将净自然铜锻至暗红,醋淬至表面呈黑褐色,光泽消失并酥松（如不酥,可反复锻淬至酥）,每100kg自然铜用醋30kg(国家药典委员会.中华人民共和国药典2005年版（一部）:95)。 3.X光透视 4.骨痂干燥 5.骨痂中Fe、Cu、Mn、Zn的测定 6.杂交 7.洗片 8.血清Ca2+、P离子浓度、ALP活性检测 9.结果统计 研究结果: 自然铜能够明显提高家兔骨痂中微量元素Fe、Cu的含量（P＜0.05）,从而增加骨痂的生长,表现在X光透视时,试验组家兔骨痂量显著多于对照组。从本次试验所测定的4种微量元素来看,自然铜治疗3组中铁高达1186μg/ml,家兔骨痂铁的含量达（172.68±14.32μg/g）之多,骨痂铜亦明显高于对照组。 在BMP-2表达方面,自然铜各治疗组均为棕色,BMP-2表达阳性。对照组及模型组片所有组织均未显色。模型组及对照组所有标本的外骨膜均增厚,治疗组1,2组绝大多数标本骨折断端成纤维细胞和纤维组织及类骨质增多,纤维排列较规则;所有标本外骨膜成骨细胞显著增生,增生细胞融合成一片,骨基质沉着,形成骨样组织、软骨及骨小梁,并向骨折间隙延伸,出现不完全的软骨与骨小梁骨痂相连,在成纤维细胞、成软骨细胞、软骨细胞、成骨细胞、骨细胞等表达阳性。治疗3组编织骨形成,骨髓腔内的骨小梁变细,骨髓腔再通。实验表明自然铜低频超声透入给药能促进血Ca、P、ALP含量增加兔肢体骨折愈合能力,能明显提高家兔骨痂中微量元素的含量（p＜0.05）,增加骨痂生长量,从而促进骨修复过程。 结论: 1.低频（20KHz）超声药物导入是一种安全、有效的经皮局部给药的方式。 2.在低频超声介导下,煅自然铜可以经皮给药,在组织局部发挥其生物效应。 3.在低频超声介导下,随给药浓度提高,可以增加局部组织的药物浓度,且单纯的低频超声具有一定的促进愈合功效。 4.自然铜在超声介导下可以经皮给药能够诱导BMP-2合成加速骨折愈合;提高血Ca、P、ALP含量增加兔肢体骨折愈合能力;自然铜能明显提高家兔骨痂中微量元素的含量（p＜0.05）,增加骨痂生长量,从而促进骨修复过程。