Biophysical regulation of osteotomy healing: An animal study.
Biophysical regulation of osteotomy healing: An animal study.
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截骨愈合的生物物理调节——动物研究
DOI：
10.1111/cid.12499
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发表时间：
2017-08
影响因子：
3.6
通讯作者：
Helms J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang L;Aghvami M;Brunski J;Helms J
截骨术已经进行了几个世纪，但仍然存在一个显着缺乏共识的最佳方法切割骨。然而，人们普遍认为，保持细胞活力至关重要。确定截骨部位准备后影响骨形成的机械生物学参数。使用小鼠上颌骨截骨术模型来评估愈合。计算建模表征了截骨术中的应力和应变分布，以及钻孔产生的热量的大小和分布。使用分子和细胞分析评估骨细胞死亡和骨组成的影响。小鼠截骨愈合的阶段与大型动物的结果密切相关;此外，分子分析扩展了我们对骨祖细胞增殖，分化和矿化的理解。计算分析提供了对钻孔引起的温度变化和愈合截骨术中的机械生物学状态的见解，而伴随的细胞测定将钻孔速度与骨细胞凋亡和骨吸收相关联。即使在控制钻孔的情况下，松质骨（III型）的愈合速度也比致密板层骨（I型）快，因为前者有丰富的Wnt反应性骨祖细胞。这些数据为评价旨在改善截骨部位准备的工具和技术提供了一个机械生物学框架。
Osteotomies have been performed for centuries yet there remains a remarkable lack of consensus on optimal methods for cutting bone. There is universal agreement, however, that preserving cell viability is critical. To identify mechanobiological parameters influencing bone formation after osteotomy site preparation. A murine maxillary osteotomy model was used to evaluate healing. Computational modeling characterized stress and strain distributions in the osteotomy, as well as the magnitude and distribution of heat generated by drilling. The impact of osteocyte death and bone composition were assessed using molecular and cellular assays. The phases of osteotomy healing in mice align closely with results in large animals; in addition, molecular analyses extended our understanding of osteoprogenitor cell proliferation, differentiation and mineralization. Computational analyses provided insights into temperature changes caused by drilling and the mechanobiological state in the healing osteotomies, while concomitant cellular assays correlate drill speed with osteocyte apoptosis and bone resorption. Even when drilling was controlled, trabeculated, spongy (Type III) bone healed faster than densely lamellar (Type I) bone because of the abundance of Wnt responsive osteoprogenitor cells in the former. These data provide a mechanobiological framework for evaluating tools and technologies designed to improve osteotomy site preparation.
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