骨内微管中流动电位的实验研究
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３ ２ 卷 ６ 期
２ ０ １ ３年 １ ２月
中 国 生 物 医 学
工
程
学
报
Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｂ ｉ ｏ ｍ ｅ ｄ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
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Ｖ０ １ ．３ ２ Ｎｏ ．６ Ｄｅ ｃ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ２ ０１ ３
（ ０ ． ６ １ － ４ ０ ． ０ ９ ） 、 （ ０ ． ５ ７ － ４ ０ ． ０ ７ ） 、 （ ０ ． ５ １ － ４ ０ ． ０ ５ ） 、 （ ０ ． ４ ６ －０ ４ ． ０ ５ ） ｍ Ｖ。未 密 封 时 流 动 电 位 明 显 高 于 密 封 时 的 流 动 电位 （ Ｐ值 均 小 于 ０ ． ０ ５ ） ， 而且 两者 的 电 位 差 反 映 了缓 冲 液 流 经 骨 小 管 时 所 产 生 的 流 动 电位 要 明 显 高 于 流 经 哈 佛 氏 管 的
骨 内微 管 中流 动 电位 的 实验 研 究
王轶涵 徐莲云 富东慧 侯振德
３ ０ ０ ０ ７ ２ ） （ 天津大学机械工程学院力学系 ， 天津
摘 要 ： 力 学 载 荷是 骨 量 和 结 构 的 重 要 调 节 因素 ， 骨 重 建 与 骨 的形 成 和 代 谢 密 切 相 关 。研 究 认 为 骨 的力 电 性 质 是 骨 重 建 与 力 学 载 荷 之 间 的纽 带 ， 而 骨 的力 电性 质 中一 个 重 要 的研 究 方 向 就 是 流 动 电位 。此 研 究 的 目 的在 于 通 过 实 验 确 定 缓 冲 液 流 经 哈 佛 氏管 与骨 小 管 时所 产生 的 流 动 电 位 的 差 别 。选 取 ８个 样 本 ， 使 用 自行 设 计 的 测 试 系 统 ， 测 量 ５种 不 同 加 载 速 率 下 骨 试 样 的 流 动 电位 。将 骨 试 样 的侧 表 面 由 硅橡 胶 密 封 ， 模 拟 缓 冲 液 主要 通 过 哈佛 氏 管 流 动 的情形 ； 而 未 密 封 的情 况 ， 则 模 拟 缓 冲液 同 时流 经 哈 佛 氏管 以 及 试 样 表 面 上 被 剖 开 的骨 单 元 中 骨 小 管 的 情 形 。结 果 显示 ， 对 应 于加 载速 率 ２ ６ 、 ３ ６ 、 ６ ０ 、 １ ８ ０ 、 ３ ６ ０ ｋ Ｐ ａ ／ ｓ ， 侧表面 密封时 ， 流 动 电位 稳 定 值 分 别 为 （ ０ ． ２ ９±０ ． ０ ９ ） 、 （ ０ ． ２ ４± ０ ． ０ ６ ） 、 （ ０ ． ２ １± ０ ． ０ ５ ） 、 （ ０ ． １ ９ ４ － ０ ． ０ ５ ） 、 （ ０ ． １ ６± ０ ． ０ ４ ） ｍ Ｖ； 侧表 面未密封 时 ， 流动 电位稳定值 分别 为 （ ０ ． ６ ９ －０ ４ ． ０ ８ ） 、
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｏ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ ｉ ｓ ａ ｎ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｒ ｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｆ ｏ ｒ ｂ ｏ ｎ ｅ ｍａ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ． Ｂｏ ｎ ｅ ｒ ｅ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｒ ｅ ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ ｌ ｙ ａ ｓ ｓ ｏ ｃ ｉ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｍｅ ｔ ａ ｂｏ ｌ ｉ ｓ ｍ． Ｉ ｔ ｉ ｓ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅ ｒ ｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｙ ｏ ｆ ｂ ｏ ｎ ｅ ｉ ｓ ａ ｌ ｉ ｎ ｋ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｂ ｏ ｎ ｅ ｒ ｅ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｏ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ， ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅ， ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ａ ｍｉ ｎ ｇ ｐ ｏ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ｉ ｓ ｏ ｎ ｅ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ
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（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，死口 ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ ０ ０ ７ ２， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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Ａｎ Ｅｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｓ ｔ ｕ ｄｙ ｏ ｎ ｔ ｈｅ Ｂｅ ｈａ ｖ ｉ ｏ ｒ ｏ ｆ Ｓｔ ｒ ｅ ａ ｍｉ ｎ ｇ Ｐｏ ｔ ｅ ｎｔ ｉ ａ ｌ ｓ ｉ ｎ Ｂｏ ｎｅ Ｍｉ ｃ ｒ Ｏ ｃ ｈａ ｎｎ ｅ ｌ ｓ
时候。基于骨的微观结构 ， 并考 虑到骨细胞主要分布在骨 小管 附近 ， 实 验 结 果 为 研 究 流 动 电 位 与 骨 的 重 建 问 题 提
供 了依 据 。
关键词 ： 骨； 流动电位 ； 加载速率 ； 哈 佛 氏管 ； 骨 小 管 中 图分 类 号 Ｒ ３ １ ８ 文 献 标 志 码 Ａ 文章 编 号 ０ ２ ５ ８ ． ８ ０ ２ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ － ０ ６ ４ ９ ． ０ ６
２ ０ １ ３年 １ ２月
中 国 生 物 医 学
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Ｖ０ １ ．３ ２ Ｎｏ ．６ Ｄｅ ｃ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ２ ０１ ３
（ ０ ． ６ １ － ４ ０ ． ０ ９ ） 、 （ ０ ． ５ ７ － ４ ０ ． ０ ７ ） 、 （ ０ ． ５ １ － ４ ０ ． ０ ５ ） 、 （ ０ ． ４ ６ －０ ４ ． ０ ５ ） ｍ Ｖ。未 密 封 时 流 动 电 位 明 显 高 于 密 封 时 的 流 动 电位 （ Ｐ值 均 小 于 ０ ． ０ ５ ） ， 而且 两者 的 电 位 差 反 映 了缓 冲 液 流 经 骨 小 管 时 所 产 生 的 流 动 电位 要 明 显 高 于 流 经 哈 佛 氏 管 的
骨 内微 管 中流 动 电位 的 实验 研 究
王轶涵 徐莲云 富东慧 侯振德
３ ０ ０ ０ ７ ２ ） （ 天津大学机械工程学院力学系 ， 天津
摘 要 ： 力 学 载 荷是 骨 量 和 结 构 的 重 要 调 节 因素 ， 骨 重 建 与 骨 的形 成 和 代 谢 密 切 相 关 。研 究 认 为 骨 的力 电 性 质 是 骨 重 建 与 力 学 载 荷 之 间 的纽 带 ， 而 骨 的力 电性 质 中一 个 重 要 的研 究 方 向 就 是 流 动 电位 。此 研 究 的 目 的在 于 通 过 实 验 确 定 缓 冲 液 流 经 哈 佛 氏管 与骨 小 管 时所 产生 的 流 动 电 位 的 差 别 。选 取 ８个 样 本 ， 使 用 自行 设 计 的 测 试 系 统 ， 测 量 ５种 不 同 加 载 速 率 下 骨 试 样 的 流 动 电位 。将 骨 试 样 的侧 表 面 由 硅橡 胶 密 封 ， 模 拟 缓 冲 液 主要 通 过 哈佛 氏 管 流 动 的情形 ； 而 未 密 封 的情 况 ， 则 模 拟 缓 冲液 同 时流 经 哈 佛 氏管 以 及 试 样 表 面 上 被 剖 开 的骨 单 元 中 骨 小 管 的 情 形 。结 果 显示 ， 对 应 于加 载速 率 ２ ６ 、 ３ ６ 、 ６ ０ 、 １ ８ ０ 、 ３ ６ ０ ｋ Ｐ ａ ／ ｓ ， 侧表面 密封时 ， 流 动 电位 稳 定 值 分 别 为 （ ０ ． ２ ９±０ ． ０ ９ ） 、 （ ０ ． ２ ４± ０ ． ０ ６ ） 、 （ ０ ． ２ １± ０ ． ０ ５ ） 、 （ ０ ． １ ９ ４ － ０ ． ０ ５ ） 、 （ ０ ． １ ６± ０ ． ０ ４ ） ｍ Ｖ； 侧表 面未密封 时 ， 流动 电位稳定值 分别 为 （ ０ ． ６ ９ －０ ４ ． ０ ８ ） 、
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｏ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ ｉ ｓ ａ ｎ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｒ ｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｆ ｏ ｒ ｂ ｏ ｎ ｅ ｍａ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ． Ｂｏ ｎ ｅ ｒ ｅ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｒ ｅ ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ ｌ ｙ ａ ｓ ｓ ｏ ｃ ｉ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｍｅ ｔ ａ ｂｏ ｌ ｉ ｓ ｍ． Ｉ ｔ ｉ ｓ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅ ｒ ｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｙ ｏ ｆ ｂ ｏ ｎ ｅ ｉ ｓ ａ ｌ ｉ ｎ ｋ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｂ ｏ ｎ ｅ ｒ ｅ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｏ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ， ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅ， ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ａ ｍｉ ｎ ｇ ｐ ｏ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ｉ ｓ ｏ ｎ ｅ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ
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（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，死口 ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ ０ ０ ７ ２， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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供 了依 据 。
关键词 ： 骨； 流动电位 ； 加载速率 ； 哈 佛 氏管 ； 骨 小 管 中 图分 类 号 Ｒ ３ １ ８ 文 献 标 志 码 Ａ 文章 编 号 ０ ２ ５ ８ ． ８ ０ ２ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ － ０ ６ ４ ９ ． ０ ６