低强度超声波信号对ORNM的防治作用及机理研究

Osteoradionecrosis of mandible (ORNM) is a common severe complication of radiotherapy on malignant head and neck carcinoma that undermines patient's life quality. Its morbidity mounts with the increase of radiotherapy dosage. ORNM has become a challenge of tumor therapeutics in recent years as the combined treatment of radiotherapy and chemotherapy catches on. Effective prolonged management of ORNM is in demand. It is observed lately that low intensity ultrasound accelerates the recovery of fractures with healing difficulty. Based on this finding, our team launched a pre-examination on small sample of animal and found that low intensity ultrasound assisted the healing of ORNM,but result was not statistically significant due to small sample size. Therefore, this research is aimed at identifying the protective effect of low intensity ultrasound on ORNM and its mechanism in a quantitative manner based on the pre-examination result, namely to systematically observe ultramicro pathological changes in mandible tissue after radiotherapy and changes of metabolism, apoptosis, proliferation and gene expression after ultrasonic therapy. Research methods involved physiology, pathology, molecular biology and imaging. The results are conducive to the establishment of biological theory of ultrasound's effect on mandible after radiotherapy, simple and inexpensive management of the disease and the improved availability and effect of radiotherapy.

颌骨放射性骨坏死（ORNM）是头颈部恶性肿瘤放疗后的严重并发症,严重影响患者的生活质量。随着近年来放疗以及放-化疗联合治疗的广泛开展，ORNM已成为头颈部恶性肿瘤治疗中亟需解决的严重问题，目前尚无有效手段进行防治。本课题组前期研究发现，低强度超声波能有效促进ORNM的创面愈合，骨损伤区域的成骨细胞、骨小梁数量等明显增加，同时对血管损伤也具有一定的修复作用。然而，何种超声波信号能达到最佳的ORNM损伤修复效果？其具体的作用机制和调控机理如何尚不清楚。因此，本项目拟在前期研究的基础上，通过综合应用Micro-CT、分子生物学等技术，筛选出防治ORNM的最佳超声波信号作用方式；明确超声波信号对放射线损伤的骨和血管等组织修复作用，揭示其可能的作用机制。通过本研究可望阐明超声波信号防治放射性骨坏死的新机制，为超声治疗学开辟新的应用领域，具有重要的理论意义和潜在应用价值。

颌骨放射性骨坏死（ORNM）是头颈部恶性肿瘤放疗后的严重并发症,严重影响患者的生活质量。随着近年来放疗以及放-化疗联合治疗的广泛开展，ORNM 已成为头颈部恶性肿瘤治疗中亟需解决的严重问题，目前尚无有效手段进行防治。本项目主要完成从以下科研工作：1.通过采用交叉试验和正交试验设计原则建立并优化了动物模型。分别采用不同强度的脉冲波和连续波进行治疗，通过Micro-CT、超声波多普勒分析和免疫荧光等方法观察下颌骨骨损伤和血管损伤的修复效果，比较不同作用方式超声波的治疗效果差异，筛选出最佳的超声波治疗方法。.2.ORNM中超声波治疗对骨损伤修复的促进作用和机制研究.采用上述研究得到的超声波治疗方法分别在 ORNM 动物模型建立前后进行干预治疗，观察颌骨强度、桡度等生物力学指标的变化，采用HE、扫描电镜和Micro-CT 等方法进行骨组织形态学观察，采用免疫组织化学等方法观察骨代谢相关基质蛋白、成骨/破骨细胞增殖凋亡和生长因子的表达变化，对NF-kb、MAPK 等通路中相关因子进行检测，探讨超声波治疗促进骨损伤修复的可能机制。.3.ORNM中超声波治疗对血管损伤修复的促进作用和机制研究.在 ORNM 动物模型建立前后进行超声波干预治疗，采用扫描电镜、透射电镜等方法进行微血管形态学和血管内皮细胞的结构观察，采用HE、免疫组织化学和激光共聚焦等方法检测血管结构、新生血管的形成情况。.4. 低强度超声对软骨损伤的作用机制.运用生物信息学技术对低强度超声作用于髁突软骨损伤的相关信号通路和靶基因进行了筛选。首次证实了低强度超声对软骨损伤的作用主要在损伤的早期。确认了低强度超声在锌离子转运中发挥了重要作用。本研究为超声治疗学开辟新的应用领域，具有重要的理论意义和潜在应用价值。