成都华西华科研究所研发生产定量CT QCT骨密度体模软件分析系统电镜下骨超微结构与QCT骨密度体模软件检测骨密度方法

骨质疏松症动物模甩的建立，不论是去卵巢、寒丸等 去势造模，还娃醋酸泼尼松、维甲酸等药物的造模，已曰 趋成熟。由于骨质疎松是一种全身性不仅是骨董、更审 要的是舒结构改变，特别骨微细结构的病变，而使骨脆性 增加以及骨折容易发生。

超微结构的研究，主要运用电镜的观察，分扫描电镜 观察、透射电镜观察及电子探针研究。

(一）扫描电镜

1.      骨松质（substantiae spongy)骨小梁是松质骨主 要结构，它厚薄不一，间距不等，按照生理上压力和张力 曲线方向相互交错排列而成。因此骨小梁结构变化直接 反映了毋所承受的压力和张力，是力学特性研究的最基 础部分。标本主要是股骨、腰推。正常松质#骨小梁低 倍镜下厚度较均匀，形态大小对称，彼此呈拱桥状连接。 小梁间宮含骨髄，骨小梁间距小，钟吸收孔较小多为圓形 和卵岡形，纵横走向的骨小梁形成了立体网状结构；高倍 镜下：骨吸收面较小，骨胶原排列整齐，走向淸晰，胶原的 表面可见史为细小的网状细丝覆盖骨质疏松症模型松 质骨小梁低倍镜下：骨小梁数目显著减少，特别是横向骨 小梁数目明显减少，小梁变形、变细、变薄、结构破坏，拱 桥连接结构丧失，见到游离的骨小梁断销，有破裂现象， 小梁间隙增宽，骨吸收孔明显增大，形态各异，以椭圆形 居多，骨陷窝内纤维松散，内容空荡。高佶镜下：骨小梁 表面可观察到大面积的骨吸收面，表现为丹小梁表面出 现较多大小形态不定的颗粒状区域，且有顆粒聚集形成 块，在更高的倍数下观察可见顆粒为被破坏的骨胶原，骨 胶原已经失去正常的结构，变得松散，断裂；严市的形成 骨吸收陷窝，有的骨吸收陷窝较深.其至发生了针板穿 孔;胶原纤维排列不整齐，表面无网状的状物质，出现微 骨折

有运用三维形态计贵方法定进，骨小梁结构作结构 参数，主要对#小梁容积、小梁厚度进行测算，探讨这些 参数与骨组织压缩性弹力行为之间的关系，对骨质疏松 模塱骨小梁有定*的研究方法^[36]。

2.      #基质（bone matrix):骨基质中有机成分绝大多 数是#胶原纤维，因此在扫描电镜下，主要观察骨胶原纤 维，骨基质中可见到许多胶原纤维，其直径变异较大，但 都有640人周期的典型横纹。如果制备电镜标本时未经 脱钙处理，则沉积于胶原纤维上的大里无机盐结晶会使 周期性横纹肴不见，经过脱钙处理后，間期性横纹便淸楚 易见。正常骨组织骨胶厣纤维，在脱钙情况下，典甩横纹 淸晰可见，直径变异较大，排列整齐，走向淸晰，呈板层状 排列，每层厚薄不一。动物骨质疏松模型中，在脱钙情况 下，胶原纤维典型横纹模糊。原纤维排列不整齐，走向混 乱，板层排列不淸晰，而R有为脂肪组织进行替代

3.骨密质（substantiae compacta ):#皮质是骨表M (列层）均致密而坚硬，由多层骨板构成。主要观察#皮 质的厚度及哈弗氏系统成骨单位，此部分主要是光镜研 究的内容，不再累述。扫描电镜观察主要建立在三维结 构h观察，骨密质微裂隙的微小损份，此种观察有助于骨 质疏松症的骨质t丧失的研究，并认为在#脆性和应力 骨折中起着重要作用。

(二）透射电镜

骨的细胞（bone cells〉：骨组织中含有3种固有的细 胞成分，称为骨细胞系。仑是骨细胞、成骨细胞（乂称骨 母细胞）和破骨细胞。透射电镜观察骨细胞系主要是类 型及时相。电镜下骨超微结构与QCT骨密度体模软件检测骨密度方法

1.骨细胞(osteocyte)背细胞可分为幼稚、成熟和老 化三个阶段。其在超微形态特征主要如下：

(1)    I甩骨细胞（成骨相）骨细胞较幼稚，核/浆比 例小，细胞充满整个骨陷窝，细胞周围骨陷窝间隙较小或 不明显，细胞表面有大M细小的突起，核内常染色质较 多，胞质内细胞器较多，可见粗面内质网、线粒体、溶酶体 等，细胞周较窄，间隙中间充满絮状物质，嗜锇板层不明 M。陷窝边缘及临近的基质内常叫见其有周期性横纹的 胶原纤维丝。

(2)    n型骨细胞（早期吸收相骨细胞）骨细胞形体 变化小，核浆比例增大，细胞表面的突起减少变粗，常伸 入陷窝周围骨小管中.核内以异染色质为主，胞质中细胞 器较少，细胞周围陷窝间隙增宽，常充满絮状物质，陷窝 周围可见明显嗜锇板层。

(3)    m型骨细胞（后期吸收相骨细胞）此类骨细胞 的特征是细胞呈固缩衰老征象，体积缩小，骨间窝间隙增 大常呈空区，细胞表面突起变粗，数R稀少，核固缩，以异 染色质为主，胞质很少，呈窄条状，很少见细胞器，仅见少 量空泡结构，陷窝周围嗜锇板明显或增厚，有时还可见陷 窝周边基质出现大小不一的空泡，陷窝中散在胶原原纤 维丝的现象。

(4)    IV型骨细胞（退变相#细胞）骨细胞呈现明M 的退变现象，固缩，凝集，内容不可辨认，陷窝粗大，陷窝 周边有粗而完整的嗜锇板层，其形状不断扩大且M空荡， 其内有絮状物质^:M)。

骨细胞在骨吸收和骨形成过程中有一定作用，正常 情况下，骨细胞处于成骨相和吸收相两个阶段，说明正常 的骨转换处于一个平衡状态，维持平衡的作用，通过产生 新的基质代谢被溶解的部分。骨质疏松状态下，成骨相 细胞明显减少，主要是吸收相和退变相骨细胞，骨细胞固 缩、衰老、裂解，陷窝变窄，骨小管变大，汇合的空陷窝及 扩大的空陷窝与空骨小管使背小梁犹如蚁蚀一般，加之 破骨细胞引起的骨吸收，可使骨小梁变薄、变细，甚至 断裂^1w]。

2 •成骨细胞（osteohlasi) 细胞呈立方形成矮柱状， 表而有短小突，胞核卵阀偏位，核膜曲折凹陷，有明M核 仁，成骨细胞体积大，胞质丰富，以内含大里枏面内质网 为特征，粗面内质网常扩张成池，内充以均匀低电子密度

的絮状蛋白件物质.高尔基复合体发达；此处尚可见线拉 体，其嵴呈管状，胞质中尚冇大M糖原颗粒，聚集呈玫瑰 花样；在质腴下有成束微丝。且延伸至突起中作为细胞 骨架。电镜下骨超微结构与QCT骨密度体模软件检测骨密度方法

目前超微结构方面，单纯从成#细胞研究较小，但从 三维结构定M检测成骨细胞体密度、数密度、面数密度、 表面积等，可以反映成骨细胞活跃程度，r解骨质和骨强 度的变化。

3.破骨细胞（osteoclast)破背细胞的胞体巨大，含 有许多胞核，核位于细胞远离骨的-端，形态不规则，核 膜有明显凹陷，染色体以异染色质为主。胞膜曲折形成 皱楛缘，在临近骨的一面M为明显，在周摺缘下可见胞饮 泡.在皱褚缘之间常冇糖a -蛋白结晶，是种基质的有机 成分，在皱褚缘与钟之间有ATP醵和酸性磷酸稱活性， 由此可见，破骨细胞的皱褶缘是其进行骨吸收的活动部 位。在邻近皱褶缘处有一薄层胞浆，其中细胞器极小，只 有一些微隙（良径5~10nm)或小泡，称为透明带。皱栴 缘和透明带是破骨细胞的形成特征。二者共同构成成骨 吸收的装罝。破骨细胞浆内主要细胞器是小而致密的线 拉体，有时线拉体可有肿胀、畸变或嵴紊乱等变化，胞浆 内粗面内质网较稀少，高尔基复合体发达，且见滑面内质 网。此处，胞浆内常见由膜包绕的致密小体，大小及形态 不一，内含酸性磷酸酶是为溶解体。超微结构破骨细胞 研究较多。多从破骨细胞数M测算，了解松质骨的吸收 作用、骨的活性、骨质疏松发生发展及其逆转情况^[40]。

动物模型骨质疏松发生发展过程中#组织超微结构 变化，在骨小梁表面，可见细胞体变大，核浆比缩小，细胞 器较丰富的活跃的成骨细胞，而多数骨细胞表现为吸收 相，也有一些骨细胞呈退变相，破骨细胞少见。而形成骨 质疏松症模型超微结构特点。

(三）电子微探针

在超微结构研究中.电子微探针主要用来观察钟矿 成分组成从对组成成分进行分析。了解骨质疏松病理变 化。如通过对磷灰石结晶结构的超微特点，分析其化学 成分，分布宽度，以达到了解该结晶对骨质和机械抵抗力 的程度成都华西华科研究所研发生产QCT定量CT骨密度体模软件分析系统  
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