骨的七级结构pbl.docx

七级结构骨形态、功能六级结构松质骨与密质骨密质骨松质骨骨骼结构有两种不同形态，即密质骨和松质骨。主要分布于长骨骨干,扁骨和不规则骨的表层。密质骨看上去似很紧密,但其中含有许多相互连通的小管道,内有血管及神经,血管可供应骨组织营养和排出代谢产物。松质骨：结构：长骨两端的骨骺主要由松质骨构成，仅表面覆盖薄层密质骨。松质骨的骨小梁粗细不一，相互连接成拱桥样结构，骨小梁的排列配布完全符合机械力学规律。骨小梁也由骨板构成，但层次较薄，一般没有骨单位，在较厚的骨小梁中，也能看到小而不完整的骨单位。分型：（按形态分）p 型-曲杆状骨小梁组成 p 型-杆状和板状骨小梁组成 p 型-板状骨小梁组成 特点与功能：1、符合最佳构筑原则：骨松质由相互交织的骨小梁按力的一定方向排列，质地疏松但却体现出既轻便又坚固的性能，符合以最少的原料发挥最大功效的构筑原则。2、空间作用：容纳红骨髓，参与造血微环境的形成3、这种结构抗压抗拉能力相对骨干较差，这就是多数骨折都是发生在松质骨的缘由。密质骨：结构：骨干主要由密质骨构成，内侧有少量松质骨形成骨小梁。密质骨在骨干的内外层形成环骨板，在中层形成哈弗斯系统和间骨板。骨干中有与骨干长轴几乎垂直的穿通管，里面有血管神经，疏松结缔组织，结缔组织中有较多骨祖细胞；穿通管在骨外表面开口为滋养孔。特点与功能：抗压抗纽曲性很强：骨密质质地致密，抗压抗纽曲性很强。密质骨与松质骨的共同功能：承重能力 ，维持骨骼形态 ，抵抗形变 应用？五级结构骨单位与骨小梁骨小梁少数几层“松质骨构成”的骨板环形围绕而成，表面覆盖成骨细胞与破骨细胞，中间有骨细胞。作用：支持造血组织：作为造血细胞的支架，参与造血有道微环境的形成（1）环骨板：指环绕骨干内外表面排列的骨板，分别成为外环骨板和内环骨板。1、外环骨板：结构：外环骨板厚，居骨干的浅部，由数层到十多层骨板组成，比较整齐的环绕骨干平行排列，表面覆盖骨外膜。2、内环骨板：内环骨板居于骨髓腔表面，仅由少数几层骨板组成，不如外环骨板平整，。内环骨板表面有骨内膜，后者与被覆于松质骨表面的骨内膜相连。（2）间骨板：位于骨单位之间或者骨单位和环骨板之间，是形状不规则的平行骨板，是骨生长和改建过程中未被吸收的残留部分（3）哈弗斯骨板：位于内外环骨板之间，是骨干密质骨的主要部分，它们以中央管为中心成同心圆排列，并与中央管共同组成哈弗斯系统。中央管内有血管神经核少量疏松结缔组织。功能：1、环境适应：就力学性能而言，尽管轴向的力学性能，仍然高于径向的力学性能，但哈佛氏系统力学各向异性的程度已经大大减弱，这对于骨组织适应多种类型的力学环境是必要的2、参与重塑：哈佛氏系统与骨组织的重塑活动密切相关 传递信息 组织液交换 传递营养物质 骨内的流体力学 ；分子传输的基础 构成骨的基本结构 对骨起支持作用 四级结构：胶原纤维束排列放射状阵列无序编织排布层板状结构平行阵列（1）平行阵列在平行纤维骨中最为常见，其结构上的各向异性使得其在增强特定方向上的力学性能时最为有效（2）无序编织排布常出现在胚胎骨或骨折愈合的早期，这种结构的骨组织生成速度较快但不具有承重的功能（3）层板状结构是板层骨的典型特征，具有由一系列骨板构成的层状结构，每个骨板中的胶原纤维相互平行排列，相邻骨板中的胶原纤维取向互成一定角度（4）放射状阵列是牙本质（与骨组织的组成较为接近）中的特征性结构骨板中的胶原纤维围绕中央管螺旋状走行，相邻骨板的纤维互成直角。哈弗斯骨板4-20层不等，所以骨单位粗细不一。功能：（1）机械设计（2）矿物钝化（3）矿物形核（4）空间轮廓和组织 三级结构胶原纤维束（矿化的胶原纤维）1、多股胶原原纤维通过粘合质的作用矿化形成坚固的而富有弹性的胶原纤维2、矿化过程：矿化开始后，两个骨钙蛋白与一个骨桥蛋白形成OC-OPN-OC蛋白复合物，骨钙蛋白能直接吸引钙盐沉积形成矿物板，决定了骨密度的高低。而相距较远的骨桥蛋白通过富含天氡氨酸的序列以离子键形式结合于骨的羟基磷灰石基质，刺激骨的矿化。最终形成了矿化的胶原纤维，具有很好地抗拉与抗压能力，过大的负载首先引起该蛋白复合体的分解，决定后续的纤维断裂部位。功能：具有良好的生物力学性能二级结构胶原原纤维1/4重叠理论：1型胶原蛋白两端1/4部分相互重叠，延伸形成胶原原纤维，因此重叠段呈黑带，非重叠段呈白带。周期长度为67nm。功能：1/4重叠：增强骨基质的强度 一级结构水、羟基磷灰石、胶原蛋白及其他基质成分羟基磷灰石结晶细胞分泌羟基磷灰石结晶细针状，10-20纳米长，（沿胶原原纤维长轴排列并且紧密结合）胶原蛋白三股a肽链通过三螺旋方式形成1型前胶原蛋白，再通过酶切作用切除N端与C端，形成1型胶原蛋白链 临床应用：（1）纳米磷灰石晶体复合有机基质的人工骨有机基质的高张力强度与抗压的纳米无机磷灰石晶体巧妙结合,可激发和诱导细胞黏附、增殖和分化行为的生物活性。应用于：替代短缺的自体骨，解决排斥反应概念：自体骨移植虽是最理想的植骨材料,但由于自体骨来源有限,且会造成供骨区的各种并发症（容易诱发感染和抗原反应）,故限制了其在临床的广泛应用.异体骨虽然来源相对充足,但易产生免疫排斥反应,因而影响了移植的成功率.随着材料学的不断发展,应用纳米技术制备的生物材料-纳米人工骨,为解决这一问题开辟了一条崭新的途径. 但人工材料存在与受体组织亲和性较低的问题。（2）羟基磷灰石壳聚糖复合材料1、羟基磷灰石（HA）作为骨修复材料的优越性：生物相容性、生物可传导性、生物可降解性2、壳聚糖(CS)作为骨修复材料的优越性：抗菌性、生物相容性、生物可降解性3、HA是自然骨中主要的无机成分，降解后的钙离子和磷酸根离子能促进骨组织修复，具有良好的骨传导性。CS在体内能降解成为氨基葡萄糖，可被人体完全吸收，并能促进骨细胞和成纤细胞的黏附、分化和增殖。CS和HA都具有良好的生物相容性，适合用来制备骨修复材料。但CS存在强度低和在湿态环境下强度损失过快的问题；HA存在脆性大、难塑型的问题。因此将CS和HA进行复合得到的材料既具有CS的柔性和韧性，又具有HA的强度和硬度，还能把二者的生