生物统计学论文范文参考 生物统计学毕业论文范文[精选]有关写作资料

目录

1. 第一篇生物统计学论文范文参考：生物数学的起源与形成
2. 第二篇生物统计学论文样文：脓毒症相关性脑病星形胶质细胞线粒体生物发生实验研究
3. 第三篇生物统计学论文范文模板：髓内及髓外内固定治疗股骨粗隆间骨折的临床及生物力学研究
4. 第四篇生物统计学论文范例：仿生控释BMP-2和BMP-7的PELA微球支架的研制及其修复大鼠骨缺损的实验研究
5. 第五篇生物统计学论文范文格式：基于微分方程的生态数学模型统计分析

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第一篇生物统计学论文范文参考：生物数学的起源与形成

生物数学是一门具有丰富数学理论基础的交叉学科,以往数学史界对这门新兴学科的历史发展关注不够,相关研究成果较少.本文在对国内外相关史料进行搜集、整理的基础上,系统探讨了生物数学的起源与形成过程：首先对生物数学的知识体系进行整体疏理→然后把握生物数学起源与形成过程中各个阶段的关节点→选择一类具有代表性的生物数学模型(种群动态数学模型),以该模型的产生和发展过程作为突破口→通过猜想,重新构造各个阶段的关节点产生原因→最后,以相关原始文献验证上述猜想.

在上述方法的指导下,本文获得了以下主要成果：

1.以一类在生物数学中运用最为广泛和深入,发展最为系统和成熟的模型——种群动态数学模型的产生和发展作为突破口,探析了生物数学起源与形成的历史轨迹,并详细介绍了这类生物数学模型在产生和发展过程中所经历的十五种形态：沈括的种群动态数学模型、斐波那契的家兔增长动态数学模型、徐光启的人口增长动态数学模型、格朗特的生命表模型、欧拉的人口几何增长动态数学模型、马尔萨斯模型、逻辑斯蒂克模型、洛特卡—沃尔泰拉模型、洛特卡—沃尔泰拉模型的扩展模型、单种群扩散动态数学模型、多种群扩散动态数学模型、复合种群动态数学模型、郝林种群动态模型、混沌种群动态模型；同时指出该类模型在生物数学起源与形成中的重要价值与不可忽略的实践意义.

2.详尽分析了生物数学四大分支：生物统计学、数量遗传学、数学生态学、生物信息学的起源与形成过程,并指出了这四大分支的特征.

3.通过文献研读与历史分析及比较研究,重点讨论了四位关键人物(孟德尔、沃尔泰拉、高尔顿、费希尔)对生物数学的巨大贡献——虽然他们所做的部分工作在当时被人们所忽视,但是随着时间的推移,他们所作工作对生物数学的起源与形成产生的重大影响被后人更深刻地加以认识.

4.探析了生物数学的社会化过程,主要从生物数学专门期刊的创办、生物数学专著的出版、生物数学社团的成立、生物数学奖励四个方面加以详细阐述.

5.探讨了生物数学的一些发展趋势,并展望了未来生物数学研究中的三个发展方向：生物数学将广泛渗透与应用于生物医学、多物种复合种群模型将趋于成熟、将创造出更适合于生物学的新数学.

6.最后介绍了生物数学在中国的发展情况,倡导发扬老一辈生物数学家的创业精神,为加快中国生物数学的发展而奋斗.

第二篇生物统计学论文样文：脓毒症相关性脑病星形胶质细胞线粒体生物发生实验研究

研究背景

脓毒症(sepsis)是指可能存在的或被证实的感染伴随全身性感染的表现,其本质是机体对病原体和免疫原性物质的免疫应答反应,是机体自身免疫性损伤的病理生理过程.脓毒症相关性脑病(sepsis associated encephalopathy, SAE)是一种弥散性脑功能障碍,由脓毒症所致的全身性炎症反应所引起,其特征是无中枢神经系统感染、脑解剖结构异常、脑出血或脑栓塞等临床或实验室依据,需排除肝性脑病、肾性脑病或肺性脑病等特异性脑部病变.SAE是脓毒症病程中最常见的脑功能障碍,发病率高达70%,可出现在脓毒症病程的任何时期,甚至先于脓毒症的临床症状而出现.SAE临床症状可表现为从轻度谵妄至重度昏迷等不同程度的脑功能紊乱.此外,由于脑功能的特殊性,SAE可通过影响自主神经系统和神经-内分泌系统的功能而影响其它重要器官的功能,加速多器官功能障碍综合征的发生和发展.目前SAE尚无公认的特效疗法或特效药物,治疗主要依赖于对脓毒症的早期、整体治疗以及对症和支持治疗.

虽然SAE发病机制复杂且尚未完全明确,但是有证据表明脑组织线粒体损伤是SAE的重要发病机制.线粒体是细胞进行生物氧化和能量转换的主要场所,通过氧化磷酸化以三磷酸腺苷(adenosine triphosphate, ATP)的形式为细胞生命活动提供90%以上的能量,同时线粒体还是丙酮酸和脂肪酸氧化、尿素循环(鸟苷酸循环)等物质代谢的重要场所.此外,线粒体与细胞信号转导、细胞凋亡、钙离子代谢以及生成氧自由基等重要的生物活性分子密切相关.正常的线粒体功能对维持细胞存活及正常的细胞功能是必不可少的,线粒体功能障碍与细胞死亡以及许多人类疾病的发生有着密切的关系.由于脑组织几乎完全依赖从动脉循环中摄取的葡萄糖和氧在线粒体中代谢提供能量,因而线粒体功能障碍对脑组织的影响尤为突出.有学者发现脓毒症小鼠脑组织线粒体氧化磷酸化解偶联、膜电位下降、细胞色素丢失以及细胞色素C氧化酶活性显著下降,脑组织线粒体功能严重受损.还有学者对脓毒症大鼠脑组织进行观察发现,在海马、脉络膜等血脑屏障通透性较高的区域,神经细胞线粒体细胞色素C释放进入胞质增多导致神经细胞凋亡增加.综上所述,线粒体功能障碍与脓毒症脑组织细胞能量供应受损以及神经细胞凋亡增加密切相关,可加剧脓毒症脑功能障碍,被认为是SAE的主要发病机制之一

线粒体生物发生受细胞核和线粒体生物发生相关调控因子的双重调控.线粒体生物发生是指已有线粒体的生长和分化,通过协调地表达、输入和装配细胞核和线粒体编码的线粒体蛋白以及调节线粒体的内容物和形态而实现.包括脑组织在内的线粒体生物发生均受细胞核和线粒体生物发生相关调控因子的双重调节,这些调控因子主要包括核呼吸因子-1和核呼吸因子-2(nuclear respiratory factor-1and nuclear respiratory factor-2, NRF-1and NRF-2)——调控核基因编码线粒体蛋白,线粒体转录因子A (mitochondrial transcription factor A, TFAM)——启动线粒体DNA转录和复制,以及过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅助激活因子-1α (peroxisomal proliferator-activated receptor gamma coactivator1alpha, PGC-la)——线粒体生物发生的主要调控因子,调控NRF-1、NRF-2和TFAM的表达.

线粒体生物发生在维持线粒体功能和数目以满足真核细胞生理需要方面具有重要作用.疾病状态下,若线粒体损伤后,线粒体生物发生增强则有助于维持线粒体功能和细胞能量状态,进而促进组织器官修复；反之,若线粒体生物发生受损与线粒体功能障碍同时出现,则可使线粒体功能进一步恶化,加重细胞、组织功能损伤.已有研究观察到线粒体生物发生受损和线粒体功能障碍同时存在于一些脑组织病变中：在阿尔茨默病、帕金森病等以线粒体功能障碍作为主要发病机制和显著特点的神经退行性病变中可同时观察到线粒体生物发生受损.然而,目前对脓毒症病程中脑组织线粒体生物发生受到怎样的影响尚无系统研究.

星形胶质细胞(astrocyte)并非仅仅是中枢神经系统中形态单一的营养支持细胞,而是一类具有丰富形态和复杂功能,并在中枢神经系统生理活动和病理过程中发挥十分复杂和重要作用的细胞.此外,本课题组在前期实验研究中发现脓毒症大鼠大脑皮质星形胶质细胞线粒体结构和功能损伤具有可逆性.据此,本研究选用大鼠大脑皮质星形胶质细胞作为研究对象,通过建立脓毒症星形胶质细胞模型,研究在体外模拟的脓毒症环境中,星形胶质细胞线粒体在结构和功能方面的变化以及这种变化与星形胶质细胞线粒体生物发生之间的联系,并且提出假设：即在体外模拟的脓毒症环境中,大鼠大脑皮质星形胶质细胞线粒体生物发生加强,有利于维持线粒体功能,促进线粒体损伤修复.

研究目的

通过建立脓毒症星形胶质细胞模型,研究体外模拟的脓毒症环境中,大鼠大脑皮质星形胶质细胞线粒体结构和功能的变化以及这种变化与星形胶质细胞线粒体生物发生之间的关系,同时观察星形胶质细胞线粒体融合和分裂活动的变化,为揭示SAE发病的分子机制提供实验参考.

研究方法

1.组织块培养法培养原代Sprague-Dawley (SD)大鼠大脑皮质星形胶质细胞.

2.通过免疫细胞化学方法鉴定培养细胞中星形胶质细胞纯度：即采用星形胶质细胞特异性抗体——胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein, GFAP)抗体和小胶质细胞特异性抗体——离子钙接头分子-1抗体(ionized calcium binding adapter molecule1, iba-1)对培养细胞纯度进行免疫细胞化学鉴定.

3.建立脓毒症星形胶质细胞模型：根据文献报道,采用大肠杆菌细胞壁脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)50ng/ml和干扰素-γ (interferon-y, IFN-y)200U/ml与大鼠大脑皮质星形胶质细胞共孵育的方法建立脓毒症星形胶质细胞模型,在体外环境下模拟脓毒症对大鼠大脑皮质星形胶质细胞的影响.

4.验证脓毒症星形胶质细胞模型：通过检测脓毒症星形胶质细胞模型建立后0小时、3小时、6小时、12小时和24小时五个时点星形胶质细胞培养基中肿瘤坏死因子-γ (tumor necrosis factor-α, TNF-α)、白介素-6(interleukin-6, IL-6)、一氧化氮(nitric oxide, NO)和星形胶质细胞内活性氧族(reactive oxygen species, ROS)浓度,验证脓毒症星形胶质细胞模型的建立.

5.实验分组：根据干预因素(50ng/ml LPS和200U/ml IFN-γ)对大鼠大脑皮质星形胶质细胞作用时间的不同,本研究共分为4个实验组,即0小时组[正常对照组,予等体积10%胎牛血清(fetal bovine serum, FBS)／低糖达尔伯克改良伊格尔培养基(dulbecco',s modified eagle',s medium, DMEM)替代50ng/ml LPS工作液和200U/ml IFN-γ工作液与大鼠大脑皮质星形胶质细胞共孵育]、6小时组(脓毒症组,50ng/ml LPS工作液和200U/ml IFN-γ工作液与大鼠大脑皮质星形胶质细胞共孵育6小时)、12小时组(脓毒症组,50ng/ml LPS工作液和200U/ml IFN-γ工作液与大鼠大脑皮质星形胶质细胞共孵育12小时)和24小时组(脓毒症组,50ng/ml LPS工作液和200U/ml IFN-γ工作液与大鼠大脑皮质星形胶质细胞共孵育24小时).

6.评估各实验组大鼠大脑皮质星形胶质细胞线粒体结构和功能变化情况

6.1制作各实验组大鼠大脑皮质星形胶质细胞超薄切片,通过透射电镜观察超薄切片中星形胶质细胞线粒体超微结构变化.

6.2各实验组大鼠大脑皮质星形胶质细胞线粒体超微结构评分方法：大鼠大脑皮质星形胶质细胞线粒体超微结构损伤共分为1至5五个等级,分别评分为0至4分：*(0分)：正常超微结构线粒体；2级(1分)：早期轻度水肿线粒体,表现为线粒体嵴分离和基质密度减低3级(2分)：线粒体水肿较2级更加明显,表现为线粒体嵴明显分离和基质密度明显减低；4级(3分)：线粒体广泛水肿并伴有结构破坏,但内外膜尚完整5级(4分)：线粒体广泛水肿,结构破坏并伴随内外膜破裂.

6.3检测各实验组大鼠大脑皮质星形胶质细胞内ATP浓度.

7.评估各实验组大鼠大脑皮质星形胶质细胞线粒体生物发生相关调控因子表达情况

7.1采用实时定量聚合酶链反应(real-time polymerase chain reaction, RT-PCR)评估转录水平各实验组大鼠大脑皮质星形胶质细胞线粒体生物发生相关调控因子(即PGC-1α、NRF-1、NRF-2α、NRF-2β和TFAM)表达情况.

7.2采用蛋白质印迹法评估翻译水平(总蛋白)各实验组大鼠大脑皮质星形胶质细胞线粒体生物发生相关调控因子(即PGC-1α、NRF-1、NRF-2α、NRF-2β和TFAM)表达情况.

7.3采用蛋白质印迹法评估翻译水平(核蛋白)各实验组大鼠大脑皮质星形胶质细胞PGC-1α表达情况.

8.通过凝胶迁移电泳(electrophoretic mobility shift assay, EMS A)实验检测各实验组大鼠大脑皮质星形胶质细胞TFAM与线粒体DNA的结合能力,并通过超迁移分析实验(super-shift analysis)判断EMSA实验中目的迁移条带的位置.

9.采用RT-PCR方法评估各实验组大鼠大脑皮质星形胶质细胞线粒体DNA相对含量.

10.通过“计点网格法”评估各实验组大鼠大脑皮质星形胶质细胞线粒体体积密度.

11.采用蛋白质印迹法评估各实验组大鼠大脑皮质星形胶质细胞线粒体DNA编码蛋白——线粒体细胞色素C氧化酶亚单位1(cytochrome C oxidase1, COX1)和线粒体细胞色素C氧化酶亚单位2(cytochrome C oxidase2,COX2)表达情况.

12.采用蛋白质印迹法评估各实验组大鼠大脑皮质星形胶质细胞线粒体融合与分裂活动调控蛋白——视神经萎缩1基因蛋白(optic atrophy1gene protein, OPAl)和动力相关蛋白1(dynamin-related protein1,DRP1)表达情况.

13.统计方法：应用SPSS13.0统计软件进行统计学分析.计量资料采用均数±,标准差(mean±,standard devition,x±,s)表示,多组资料间均数比较采用方差分析,首先进行方差齐性检验,方差不齐时采用Welch检验结果.多组均数间两两比较：方差齐者用最小显著差值法(Least-significant Difference,LSD),方差不齐者用Dunnett',T3法.P<,0.05为差异具有统计学意义.

结果

1.本研究采用组织块培养法培养的原代大鼠大脑皮质星形胶质细胞在所培养细胞中所占比例>,95%,小胶质细胞在所培养细胞中所占比例<,5%；即星形胶质细胞纯度>,95%,符合实验要求.

2.LPS和IFN-γ与大鼠大脑皮质星形胶质细胞共孵育3小时(186.79±,40.28pg/ml；54.55±,4.08pg/ml).6小时(872.93±,82.47pg/ml,49.55±,3.72pg/ml)、12小时(705.30±,124.95pg/ml,53.77±,3.87pg/ml)和24小时(810.93±,73.43pg/ml,48.51±,2.93pg/ml)后星形胶质细胞培养基中TNF-α和IL-6浓度较0小时组(17.59±,5.77pg/ml,35.80±,1.87pg/ml)显著增加,差异均具有统计学意义(P均<,0.05)；同时,LPS和IFN-γ与大鼠大脑皮质星形胶质细胞共孵育3小时(16.53±,3.02μM；3.31±,0.46μM)、6小时(27.31±,1.19μM；4.73±,0.34μM)、12小时(37.52±,1.88μM；9.70±,1.78μM)和24小时(39.40±,2.16μM；13.39±,0.92μM)后星形胶质细胞内ROS和细胞培养基中NO浓度较0小时组(11.44±,1.50μM：2.42±,0.28μM)显著增加,差异均具有统计学意义(P均<,0.05).

3.各实验组大鼠大脑皮质星形胶质细胞线粒体结构和功能变化情况

3.1通过透射电镜观察各实验组大鼠大脑皮质星形胶质细胞线粒体超微结构发现：在LPS和IFN-γ与大鼠大脑皮质星形胶质细胞共孵育建立的脓毒症星形胶质细胞模型中,6小时组(2.97±,0.92)超微结构轻度损伤线粒体(即线粒体超微结构评分为1分线粒体)较0小时组(1.08±,0.95)、12小时组(1.70±,1.01)和24小时组(1.59±,0.55)显著增多,差异具有统计学意义(P<,0.05)；12小时组和24小时组超微结构轻度损伤线粒体(即线粒体超微结构评分为1分线粒体)较0小时组差异无统计学意义；而正常超微结构线粒体(即线粒体超微结构评分为0分线粒体)和中度超微结构损伤线粒体(即线粒体超微结构评分为2分线粒体)在各实验组所占比例较0小时组差异无统计学意义；实验过程中未发现超微结构重度及极重度损伤线粒体(即线粒体超微结构评分分别为3分和4分线粒体).

3.2在LPS和IFN-γ与大鼠大脑皮质星形胶质细胞共孵育建立的脓毒症星形胶质细胞模型中,6小时组(1.480.05nmol/mg protein)、12小时组(1.80±,0.12nmol/mg protein)和24小时组(1.79±,0.14nmol/mg protein)大鼠大脑皮质星形胶质细胞ATP浓度较0小时组(0.93±,0.15nmol/mg protein)显著升高,差异具有统计学意义(P均<,0.05).

4.各实验组大鼠大脑皮质星形胶质细胞线粒体生物发生相关调控因子表达情况

4.1通过RT-PCR检测各实验组大鼠大脑皮质星形胶质细胞线粒体生物发生相关调控因子转录水平表达情况发现：在LPS和IFN-γ与大鼠大脑皮质星形胶质细胞共孵育建立的脓毒症星形胶质细胞模型中,6小时组和12小时组大鼠大脑皮质星形胶质细胞PGC-1α mRNA浓度(1.77±,0.06；1.91±,0.04)、NRF-1mRNA浓度(1.68±,0.21；2.77±,0.63)、NRF-2α mRNA浓度(2.33±,0.09；2.52±,0.25)、NRF-2βmRNA浓度(1.41±,0.18；1.72±,0.11)和TFAM mRNA浓度(1.54±,0.15；1.58±,0.10)较0小时组(0.86±,0.10；0.96±,0.09；0.93±,0.09；0.92±,0.09；0.91±,0.12)显著升高,差异均具有统计学意义(P均<,0.05)；24小时组大鼠大脑皮质星形胶质细胞PGC-la mRNA浓度(0.95±,0.14)、NRF-1mRNA浓度(1.08±,0.10)、NRF-2αmRNA浓度(1.03±,0.11)和NRF-2βmRNA浓度(1.05±,0.11)较0小时组差异无统计学意义,而TFAM mRNA浓度(1.20±,0.19)仍较0小时组显著升高,差异具有统计学意义(P<,0.05).

4.2通过蛋白质印迹法检测各实验组大鼠大脑皮质星形胶质细胞线粒体生物发生相关调控因子翻译水平(总蛋白)表达情况发现：在LPS和IFN-γ与大鼠大脑皮质星形胶质细胞共孵育建立的脓毒症星形胶质细胞模型中,6小时组和12小时组大鼠大脑皮质星形胶质细胞PGC-1α蛋白浓度(0.91±,0.10；0.92±,0.16)、NRF-1蛋白浓度(1.00±,0.23；0.99±,0.31)、NRF-2α蛋白浓度(1.34±,0.03；1.41±,0.20)、NRF-2β蛋白浓度(0.89±,0.04；1.00±,0.04)和TFAM蛋白浓度(1.84±,0.19；1.78±,0.08)较0小时组(0.52±,0.11；0.40±,0.13,1.06±,0.08；0.70±,0.14；0.76±,0.12)显著升高,差异均具有统计学意义(P均<,0.05)；24小时组大鼠大脑皮质星形胶质细胞PGC-1α蛋白浓度(0.66±,0.15)、NRF-1蛋白浓度(0.74±,0.26、NRF-2α(1.04±,0.23)和NRF-2p蛋白浓度(0.81±,0.09)较0小时组差异无统计学意义,而TFAM蛋白浓度(1.35±,0.23)仍较0小时组显著升高,差异具有统计学意义(P<,0.05).

4.3通过蛋白质印迹法检测各实验组大鼠大脑皮质星形胶质细胞PGC-1α翻译水平(核蛋白)表达情况发现：在LPS和IFN-γ与大鼠大脑皮质星形胶质细胞共孵育建立的脓毒症星形胶质细胞模型中,6小时组(0.63±,0.05)和12小时组(0.60±,0.03)大鼠大脑皮质星形胶质细胞PGC-1α核蛋白浓度较0小时组(0.42±,0.06)显著升高,差异具有统计学意义(P均<,0.05)；24小时组大鼠大脑皮质星形胶质细胞PGC-1α核蛋白浓度(0.40±,0.04)较0小时组差异无统计学意义.

5.通过EMSA实验检测发现,在LPS和IFN-γ与大鼠大脑皮质星形胶质细胞共孵育建立的脓毒症星形胶质细胞模型中,通过超迁移分析实验证实,两条迁移带均为EMSA实验的目的迁移条带；通过对各实验组迁移带灰度分析发现,各实验组大鼠大脑皮质星形胶质细胞TFAM与线粒体DNA结合能力无明显差别.

6.通过RT-PCR实验检测发现,在LPS和IFN-γ与大鼠大脑皮质星形胶质细胞共孵育建立的脓毒症星形胶质细胞模型中,12小时组(1.25±,0.17)和24小时组(1.33±,0.24)大鼠大脑皮质星形胶质细胞线粒体DNA相对含量较0小时组(0.90±,0.15)显著增加,差异具有统计学意义(P均<,0.05),而6小时组(1.06±,0.16)大鼠大脑皮质星形胶质细胞线粒体DNA相对含量较0小时组差异无统计学意义.

7.通过“计点网格法”分析发现,在LPS和IFN-γ与大鼠大脑皮质星形胶质细胞共孵育建立的脓毒症星形胶质细胞模型中,24小时组(0.09±,0.00)大鼠大脑皮质星形胶质细胞线粒体体积密度较0小时组(0.06±,0.01)显著增加,差异具有统计学意义(P<,0.05),而6小时组(0.06±,0.01)和12小时组(0.07±,0.01)大鼠大脑皮质星形胶质细胞线粒体体积密度较0小时组差异无统计学意义.

8.通过蛋白质印迹法检测发现,在LPS和IFN-γ与大鼠大脑皮质星形胶质细胞共孵育建立的脓毒症星形胶质细胞模型中,6小时组和12小时组大鼠大脑皮质星形胶质细胞COX1蛋白浓度(0.86±,0.06；1.09±,0.14)和COX2蛋白浓度(1.26±,0.17；1.41±,0.16)较0小时组(0.51±,0.04,0.73±,0.09)显著升高,差异均具有统计学意义(P均<,0.05)；24小时组大鼠大脑皮质星形胶质细胞COX1蛋白浓度(0.58±,0.06)和COX2蛋白浓度(0.83±,0.07)较0小时组差异无统计学意义.

9.通过蛋白质印迹法检测发现,在LPS和IFN-γ与大鼠大脑皮质星形胶质细胞共孵育建立的脓毒症星形胶质细胞模型中,6小时组和12小时组大鼠大脑皮质星形胶质细胞OPA1蛋白浓度(1.21±,0.17,1.34±,0.06)和DRP1蛋白浓度(1.04±,0.05；1.05±,0.05)较0小时组显著升高,差异均具有统计学意义(P均<,0.05)；24小时组大鼠大脑皮质星形胶质细胞OPA1蛋白浓度(0.73±,0.05)和DRP1蛋白浓度(0.65±,0.05)较0小时组差异无统计学意义.

结论

1.LPS和IFN-γ与大鼠大脑皮质星形胶质细胞共孵育可在体外环境下模拟脓毒症失控性炎症反应和氧化应激反应对星形胶质细胞的损伤.

2.实验脓毒症条件可造成大鼠大脑皮质星形胶质细胞线粒体超微结构轻度损伤,主要表现为星形胶质细胞线粒体轻度肿胀,线粒体嵴分离和基质密度减低.

3.在

第三篇生物统计学论文范文模板：髓内及髓外内固定治疗股骨粗隆间骨折的临床及生物力学研究

随着人口老龄化日趋严重,股骨粗隆间骨折的发病率也日益增多.目前对于股骨粗隆间骨折的治疗,尤其是不稳定的股骨粗隆间骨折的治疗尚存在较多争议.除了经典的髓外固定方法如动力髋、动力髁以及常用的各种锁定板系统以外,髓内固定如股骨近端防旋髓内钉、伽马钉等目前更为广泛的用于临床.

股骨粗隆间骨折属于AO/OTA分型中的31A1-3型骨折,约占股骨近端关节囊外骨折数量的8%.考虑到实验标本造模的复杂性,我们分别选择具有代表性的31-A1-3型骨折进行造模并采用电阻应变片的方法在防腐标本上进行生物力学测试.

钉板内固定系统一直是粗隆间骨折的重要治疗选择,被广泛用于股骨粗隆间骨折的治疗.动力髋螺钉由拉力螺钉和侧方钢板两部分组成,具有滑动加压的功能,是一种治疗股骨转子间骨折的经典术式.对于不稳定的股骨粗隆间骨折,已有多篇临床文献报道存在较多缺陷,其中最常见的是易导致髋内翻畸形、钢板断裂以及内固定失败等并发症.髓内固定材料是近年来治疗股骨粗隆间骨折的研究热点.由于其力学轴线更靠近人体中心,从理论上来讲其生物力学特性更优于髓外固定系统,但从生物力学角度上,并没有较完善的实验数据说明髓内与髓外内固定的差异,在本文中,我们将从垂直、扭转等多个角度比较髓内与髓外内固定在股骨近端位移、角度位移、扭转角、扭矩以及垂直、扭转刚度上的生物力学区别.

本文中,我们对亚洲型股骨近端防旋髓内钉(Asian Proximal femur intramedullary nail antirotation, PFNAII)、动力髁螺钉(Dynamic Condylar Screw, DCS)治疗股骨近端骨折的临床疗效、并发症和禁忌症做了详尽的阐述.对人工股骨头置换与PFNAⅡ治疗老年不稳定股骨粗隆间骨折的临床疗效进行了随机对照研究,获得一些较为重要的临床资料和参数.

本课题共分为以下五个部分：1.髓内及髓外内固定治疗股骨粗隆间骨折的生物力学研究.2.髓内及髓外内固定治疗股骨反转子间骨折的生物力学研究.3.亚洲型股骨近端防旋髓内钉(PFNAⅡ)治疗老年股骨粗隆间骨折的临床疗效分析4.动力髁螺钉治疗股骨近端不稳定骨折的临床疗效分析.5. PFNAⅡ与人工股骨头置换术治疗老年不稳定股骨粗隆间骨折的随机对照研究.

第一部分髓内及髓外内固定治疗股骨粗隆间骨折的生物力学研究

目的：比较股骨近端防旋髓内钉、动力髋螺钉固定股骨粗隆间骨折后的生物力学性能.

方法：先测量正常股骨标本的生物力学性能,然后随机制作12具成人股骨粗隆间稳定及不稳定骨折模型,分别以股骨近端防旋髓内钉(PFNA)、动力髋螺钉(DHS)随机进行固定.利用电阻应变片获得垂直或扭转状态下的应变值,利用电子万能材料实验机以及位移传感器获得垂直载荷下的应变及位移值,利用扭转试验机获得实验标本的扭矩、扭转角,制作不同内植物固定后在垂直和扭转应力作用下的统计表并进行统计学比较.测量两组标本的垂直及扭转刚度,对两组内固定物在粗隆间骨折治疗中的生物力学性能进行比较.

结果：1.股骨内侧系压应力分布区,股骨外侧及股骨颈上方系拉应力分布区.压应力普遍大于拉应力,股骨干中段承受应力最大.2.植入了内植物的标本应变值分析,DHS主要分担正常股骨拉应力,应力主要集中在第一颗螺钉处；PFNA主要分担压应力,应力主要集中在铰刀尾部以及远端锁钉钉尾部.3.对于31-A1型粗隆间骨折,在生理载荷下,PFNA-DHS在股骨近端位移、角度位移上不存在统计学差异；当扭转角度≤4°,时,PFNA-DHS之间的扭矩无明显统计学差异；当扭转角≥6°,时,两组数据存在统计学差异,扭动相同角度时,PFNA组需要的扭矩明显大于DHS组.4.对于31-A2型粗隆间骨折,祛除股骨内侧部分皮质的31-A2型标本承担应变较前者更小,更多载荷由内植物承担.PFNA-DHS之间在股骨近端位移、角度位移以及扭矩-扭转角的数据统计上均存在统计学差异.5.同种内植物在不同类型粗隆间骨折中的对比来看,生理载荷下,PFNA组在31-A1、31-A2型中的股骨近端位移、角度位移、扭矩、扭转角上无明显统计学差异；而在DHS组,伴有小转子缺损的31-A2型标本在股骨近端位移、角度位移、扭矩、扭转角上均与31-A1型骨折存在统计学差异,不论股骨近端位移为多少,均存在统计学差异,因此髓内固定对于伴有小转子缺损的粗隆间骨折标本更为稳定.角度位移的对比中,当垂直应力在1000N以内时,PFNA组角度位移无明显统计学差异；而DHS组31-A1与31-A2型对比,不论垂直应力为多少,伴有或不伴有小转子缺损的标本均存在统计学差异,因此对于伴有小转子缺损的粗隆间骨折标本,髓内固定抗剪切能力更强.

结论：1.对于不伴有小转子缺损的31-A1型股骨粗隆间骨折,在生理载荷下,PFNA、 DHS从生物力学角度上均适用；2.对于31-A2型病例,PFNA钉在抗垂直压缩、髋内翻、剪切以及扭转的能力均明显强于DHS, DHS不适用于伴有小转子骨折或缺损的病例；3.髓内固定承担的垂直负荷较髓外固定更多,受骨折不稳定的影响相对较小,但刚度增加的髓内固定存在应力遮挡的可能,从而导致骨折不愈合的可能性更大.

第二部分髓内及髓外内固定治疗股骨反转子间骨折的生物力学研究

目的：比较亚洲型股骨近端防旋髓内钉、动力髁螺钉、动力髋螺钉固定股骨反转子间骨折后的生物力学性能.

方法：测量正常股骨的生物力学性能后,制作18具成人股骨反转子间骨折模型,分别以股骨近端防旋髓内钉(PFNA)、动力髁螺钉(DCS)、动力髋螺钉(DHS)随机进行固定.利用电阻应变片和位移传感器测量实验数据,制作不同内植物固定后,垂直应力作用下应力-股骨近端位移以及应力-骨折近段角度位移统计表,同时在扭转应力作用下制作扭转角-扭矩统计表.测量三组标本的垂直及扭转刚度并进行统计学比较,对三种不同内固定物在反转子间骨折治疗中的生物力学性能进行比较.结果：垂直载荷作用下,股骨近端下沉位移<,1.0mm时(垂直应力小于500N以内),PFNA、DCS两组之间的轴向应力值无明显统计学差异,超过生理负荷后两实验组之间存在统计学差异,且PFNA抗垂直压缩能力强于DCS,但PFNA应力遮挡较DCS更为明显,DHS抗垂直负荷与PFNA存在统计学差异.扭转应力作用下,PFNA与DCS、 DHS两组之间的扭矩存在统计学差异；PFNAII组抗扭转强于DCS及DHS组,而DCS-DHS两组之间的扭矩始终无明显统计学差异.三组不同内植物的刚度比较中,PFNA的垂直及扭转刚度最强,而DCS与DHS的扭转刚度无明显统计学差异.

结论：PFNA抗垂直及扭转应力的作用强于DCS和DHS.在生理载荷下,PFNA及DCS均可用于股骨反转子间骨折的治疗,但PFNA应力遮挡率较高.DHS固定组易导致固定失败,不建议DHS治疗股骨反转子间骨折.

第三部分亚洲型股骨近端防旋髓内钉(PFNA-Ⅱ)治疗老年股骨粗隆间骨折的临床疗效分析

目的：探讨亚洲型股骨近端防旋髓内钉(PFNA-Ⅱ)治疗老年股骨粗隆间骨折的临床疗效.

方法：2011年3月至2012年12月,应用亚洲型股骨近端防旋髓内钉(PFNA-Ⅱ)治疗127例老年股骨粗隆间间骨折患者,男49例,女78例；平均年龄74.3±,15岁(60～95岁).采用改良Evans分型：Ⅰ型37例,Ⅱ型42例,Ⅲ型26例,Ⅳ型15例,V型7例.对术中出血量、手术时间、切口总长度、C壁透照次数进行统计,采用Harris评分对术后随访的疗效、并发症进行评价.

结果：术中统计手术时间平均为42.5min(35～90min),术中失血量平均为107.5mL(65～410mL),术中C壁*次数2.5±,1.4次(2～4次)；切口总长度6.5±,1.8cm (5.5～11.0cm).围手术期未并发严重并发症.所有患者术后获6～24个月(平均12.5个月)随访,复查X片示颈干角134±,13°,(120°,～150°,),骨折临床愈合时间14±,2.5周(11-19周),术后半年患髋Harris评分平均为86.5±,19.5分(65～100分),其中优29例(22.83%),良76例(59.84%),中20例(15.74%),差2例(1.57%),优良率达82.67%.无髋内翻、内置物切出及周围骨折等并发症发生,14例患者存在大腿外侧疼痛(11.02%),5例大腿内侧疼痛(3.94%),4例疼痛较重者给予对症治疗后好转.结论：亚洲型股骨近端防旋髓内钉(PFNA-II)治疗老年股骨粗隆间骨折具有手术操作简单,并发症少,临床疗效好等优点,但其长期疗效如何,是否存在其他并发症尚需大样本、多中心观察.

第四部分动力髁螺钉治疗股骨近端不稳定骨折的临床疗效分析

目的：探讨应用动力髁螺钉(Dynamic Condylar Screw, DCS)治疗股骨近端不稳定骨折的方法,评价其术中、术后情况及临床疗效.

方法：自2004年1月-2012年9月对45例股骨近端骨折(股骨逆粗隆间骨折18例,股骨粗隆下骨折27例；男性17例,女性28例)采用闭合复位动力髁螺钉内固定进行治疗.全部病例均得到1-3年随访,在患者平均年龄、体重指数、手术时间、术中失血量、X线投照次数、术中、术后输血量,术后伤口引流量,术后颈干角、骨折愈合时间(患者开始完全负重时间)等方面进行统计,并进行Harris评分.

结果：骨折全部愈合,无断钉、断板、骨不连等并发症.Harris评分为优16例,良18例,中7例,差4例.优良率75.56%,合格率91.11%.结论：动力髁螺钉能有效治疗股骨近端不稳定骨折.但对于高龄、肥胖患者是否应用应权衡利弊,如必须选用DCS则需适当延长术后开始负重以及完全负重时间.

第五部分PFNA II与人工股骨头置换治疗老年不稳定股骨粗隆间骨折

的随机对照研究

目的：本研究的目的是将股骨近端防旋髓内钉与骨水泥型人工股骨头置换治疗老年不稳定股骨粗隆间骨折的临床疗效进行对比.

方法：2010年1月至2012年10月,将52名平均年龄77.5岁(67-92岁),A0分型31-A2型的股骨粗隆间骨折患者纳入研究范围.随机将其中22例患者采用骨水泥型人工股骨假体置换,另30例患者采用亚洲型股骨近端防旋髓内钉(PFNAⅡ)治疗,对术中出血量、术后伤口引流量、手术时间、以及术后开始负重时间进行统计.分别于术后4、6周,3、6、12、24个月进行复诊,检查患肢功能并使用Harris评分对术后随访的疗效、并发症进行评价.

结果：所有患者均于术后获的12.5±,5.5个月(6-24个月)随访.人工股骨头置换组平均手术时间为82.4min (55～122min),术中失血量为310.5ml (170-820ml),术后伤口引流量为210ml (90-340ml),输血量225ml (0-800ml),术后开始部分负重时间5.5天(3-9天),末次随访Harris评分75.9分(62-86)分；优良率达77.27%.PFNAⅡ组分别为平均手术时间为42.5min(35～90min),术中失血量为102.5mL(65～350mL),术后伤口引流量为65ml (35-110ml),输血量85ml (0-400ml),术后开始部分负重时间29.3天(25-42天),末次随访Harris评为分81.9分(71-88)分,优良率达80.00%.两组在术中出血量、术后伤口引流量、输血量、手术时间、术后开始负重时间上存在统计学差异；PFNAⅡ组在术中出血量、伤口引流量、输血量上较人工股骨头置换组更少,手术时间更短,但人工股骨头置换组负重较早,在术后末次Harris评分上两组不存在统计学差异.结论：对于老年不稳定型股骨粗隆间骨折的治疗,PFNA-Ⅱ应作为首选治疗方式,对于严重骨质疏松或有特殊要求需早期下地负重的患者可考虑选择人工股骨头置换术.

第四篇生物统计学论文范例：仿生控释BMP-2和BMP-7的PELA微球支架的研制及其修复大鼠骨缺损的实验研究

临床上治疗粉碎骨折,肿瘤切除,或骨髓炎病灶清除后大段骨缺损仍然是骨科医生面临的一大挑战.自体骨移植一直作为骨缺损治疗的金标准,然而存在着诸如取骨区疼痛,出血,来源有限等不足.同种异体骨,作为自体骨替代品,近些年在临床上应用也较广泛,但其也存在成本较高,病毒传播潜在风险及不能完全避免的免疫排斥反应等问题,限制了其在临床大规模使用.作为自体骨及同种异体骨的替代品,组织工程骨的研究有望彻底解决这一难题.具备骨诱导活性的复合生物材料是组织工程骨的一个研究热点.一些有着较强的诱导成骨活性的生长因子,如重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)及重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-7),已结合不同的生物材料作为载体,被美国FDA批准用于临床上促进骨折愈合及脊柱融合.但BMP制剂广泛应用于临床后发现由于使用剂量远高于生理水平,活性因子的释放动力学不够科学等原因,出现了诸如局部软组织水肿,脊髓脊神经根炎,异位骨化,种植体周围骨吸收及引发癌症等一系列的并发症.理想的,可以广泛地应用于临床的有成骨诱导能力的人工骨填充材料仍需要进一步研究不断完善.

在骨折的自然愈合过程中,有多种细胞因子共同参与,如BMP家族,血管内皮生长因子(VEGF),胰岛素样生长因子(IGF)等,他们的成骨机制包括：诱导间充质干细胞(MSCs)成骨分化,促进局部新生血管的生成,作为细胞激活分化的调控因子等,促进骨组织愈合.BMP家族中BMP-2和BMP-7是被研究得最多,有较强的成骨诱导活性的两种因子.之前的研究表明,BMP-2是骨折初始阶段各种级联反应的启动因子,在骨折后的第一天即大量表达至峰值,而后持续低浓度表达.而BMP-7则在骨折2周后才出现.最近一些研究表明,BMP-2和BMP-7的复合使用比单因子更能促进骨组织再生和骨折愈合.所以,如果研发一种骨修复材料可以仿生控释BMP-2和BMP-7,则可以在安全浓度范围内,以较低的浓度,较少的制备成本最大限度地促进使骨缺损修复.

微型包囊技术系利用天然的或合成的高分子材料(囊材)作为囊膜壁壳,将固态药物或液态药物(囊心物)包裹而成药库型微型胶囊.药物在囊内通过扩散和渗透等形式在特定的位置以适当的速度和持续的时间释放出来,以达到更大限度的发挥药效的作用.到目前为止已有200多种药物采用了微囊化技术,尤其是近年来生物大分子作为药物在临床上广泛应用,包括蛋白质,多肽类,基因,生长因子,抗原等都能成功地被包封制成缓释微囊,从而最大限度地保护生物大分子的结构和活性,并能达到靶向给药,控释给药目的,使得药物释放更可控,更安全,更有效,从而带动了制药工业的飞速发展.近年来已有不少学者尝试将BMPs以不同的高分子聚合物包封成微囊制成缓释制剂,或与其他无机材料共同合成能缓释活性因子的人工骨支架,细胞实验及动物实验结果令人满意,如何让缓释系统释放出的BMPs最大限度地保留其诱导成骨活性,又不至于剂量过高引起副作用,是现在BMPs缓释载体研究的新的趋势.

一直以来,载药微囊作为控释载体大都作为支架或水凝胶组成成分之一.2007年Ana Jaklenec等试验了全新的支架合成方法,将包封小牛血清蛋白(BSA)的PLGA微囊通过二氯甲烷密闭熏蒸法直接融合成支架并获得成功.次年,这个研究团队继续用该方法制备了由包封胰岛素样生长因子-1及转化生长因子β1的微囊融合成的支架用于软骨组织工程的研究,这种支架能成功地缓释这两种生长因子并保留其生物活性.该方法制备过程简单,可通过控制微囊大小及熏蒸时间来控制支架的孔隙率,体外细胞培养可让纤维母细胞顺利附着为其扩增提供支持.这为组织工程骨及软骨支架的制备提供了一条崭新的思路.然而,其进一步的生物学实验成果并未见报道.将包封活性因子的高分子聚合物微囊直接熏蒸融合制成微球支架,它最大的优点在于制备过程简单,一步到位,避免了以往复合支架制备过程中反复添加不同有机溶剂,化学稳定剂及交联剂等,而且不需要旋蒸,冻干,高温,高压等步骤,这样最大限度地避免了制备过程中对功能蛋白质的结构和活性产生的负面影响.同时,合成的支架具有一定的粘弹性,可以根据骨缺损的不同形态予以塑性,并且电子显微镜证实其有一定的孔隙率,适合细胞贴附及营养液的渗入.

本研究首先利用复乳溶剂挥发法制备了包封rhBMP-2的微囊,聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸三嵌段共聚物(PELA)被用来作为微囊的囊材.我们期望通过响应面法优化实验参数以得到最高包封率的微囊.然后应用并改良Ana Jaklenec等的方法制备微囊支架用于促进骨愈合.制备的微囊其外粘附rhBMP-2,其内包封rhBMP-7.用这种微囊融合成的支架能序贯释放rhBMP-2及rhBMP-7,并进一步研究这种支架材料释放BMPs的控释曲线是否能模拟自然骨愈合过程中的BMPs的表达特点.最后通过大鼠的骨髓间充质干细胞体外实验及大鼠活体内骨缺损修复实验来进一步验证材料的成骨能力,降解能力及细胞毒性.

目的：

研发出制备过程简单,具有仿生控释BMP-2和BMP-7双因子的新型微球支架,其组成为BMP-2/PELA/BMP-7.研究这种生物活性支架的粘弹性,表征,生长因子的缓释曲线,缓释出因子的生物活性,生物相容性,诱导骨髓干细胞成骨转化能力.并进一步在活体骨缺损动物模型中评价其成骨能力,为今后骨缺损治疗的应用提供一种新方法和新思路.

方法：

1负载rhBMP-2的PELA微囊制备及包封率优化研究

将改良复乳溶剂挥发法制备包封rhBMP-2的PELA微囊,通过单因素实验研究对微囊包封率影响最大的几个实验参数,包括PELA中PEG嵌段的分子量,投入的PELA的质量及rhBMP-2的质量,内水相乳化剂浓度,外水相中聚乙烯醇(PVA)浓度以及微囊固化的搅拌时间.并在单因素实验结果的基础上选取三个对包封率影响最大的实验参数,应用响应面法(R*)设计三因素三水平的实验方案,优化实验参数,以得到最佳rhBMP-2包封率的PELA微囊.每个样本均设三个重复样以减少实验误差.采用DPS13.0软件行实验设计及其数据分析,包括回归分析及回归方程系数的确定.用STATISTICA7.0软件绘制的三维响应面图来描述自变量对于应变量的单个效应和交互效应.用方差分析检验该模型的统计学差异,P<,0.05被认为差异有统计学意义.最后用扫描电镜观察制备的微囊的形态,大小,并计算平均直径.

2BMPs/PELA微囊支架材料制备及体外缓释特点

通过改良Ana Jaklenec等的微囊支架制备方法,用PLA-PEG-PLA三嵌段共聚物(PELA)作为微囊的壁材,制备出其内包封rhBMP-7,其外粘附rhBMP-2的微胶囊,再通过二氯甲烷熏蒸将微囊聚合成支架材料(BMP-2/PELA/BMP-7,A组),并同时制备仅包封rhBMP-7的微囊支架(PELA/BMP-7,B组),仅表面粘附rhBMP-2的微囊支架(BMP-2/PELA,C组)以及单纯PELA微囊支架(D组)作为对照组.本部分首先研究这种支架材料的制备方法,将熏蒸不同时间的微囊支架在扫描电镜下观察其表面形态.再将微囊支架浸泡在37℃的PBS(pH7.4)缓冲液中,在固定的时间点称重,在46天内记录其干重及膨胀率的变化,以了解支架材料体外降解的性能.然后以同样的实验条件,在不同时间点检测缓释液中BMP-2及BMP-7的浓度,以获得微囊支架材料BMPs的释放曲线.每个样品均设六个重复样以减少误差.

3BMPs/PELA微囊支架材料诱导大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化实验研究

采用体外培养的大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)来检验BMPs/PELA微囊支架材料的成骨能力及细胞毒性.先用全骨髓分离法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,通过观察细胞形态及流式细胞仪检测细胞表面标志物进一步鉴定；将微囊支架与MSCs共培养,在第3,7,14天时通过MTT实验来检验支架材料是否会对MSCs的活性产生影响；将支架的体外缓释液加入细胞培养液中诱导MSCs成骨分化,在第7天及14天时通过细胞碱性磷酸酶(*P)活性测定来检验各组微囊支架缓释的BMP的生物活性及各种支架材料诱导MSCs成骨分化的能力.每组实验均设6个重复细胞样以减少误差,用SPSS19.0软件进行分析实验结果,组间数据比较用单因素方差分析法,两两比较用SNK法,P值小于0.05被认为差异有统计学意义.

4BMPs/PELA微囊支架材料修复大鼠骨缺损实验研究

建立大鼠股骨髁大块骨缺损的实验模型,于活体内检验各组微囊支架材料诱导成骨的能力.将24只大鼠随机分为4组,在全麻下于股骨髁部钻孔形成5×,5mm圆形单层皮质的骨洞,分别用A, B, C, D四组支架材料填入检验其体内成骨效果.于术后第4周及第8周取材,观察大鼠的一般状况及股骨缺损部位软组织及骨组织的大体情况；将取下的股骨通过微型CT (mCT)扫描进行影像学分析以及新生骨各参数的测量；再通过HE染色及Masson三色染色法进一步行组织学观察评估新生骨生成及支架材料体内降解吸收情况.实验结果以SPSS19.0软件进行分析,组间数据比较用单因素方差分析,两两比较用SNK检验,P值<,0.05被认为差异有统计学意义.

结果：

1负载rhBMP-2的PELA微囊制备及包封率优化研究

本研究成功地以复乳溶剂蒸发法制备了包封rhBMP-2的PELA微胶囊.并应用了响应面法设计优化了制备过程中的关键参数以得到最高包封率的微囊.制备过程中一些参数,包括聚合物中PEG嵌段的分子量,投入原料的量(PELA和rhBMP-2),复乳液的搅拌固化时间,乳化剂的浓度及外水相中PVA浓度等均可影响最终微囊的rhBMP-2包封率,其最优值分别为：PEG嵌段分子量4000Da, PELA330mg, BMP3ì,g,司盘-20浓度0.5%,聚乙烯醇浓度0.5%,在800rpm的转速下固化搅拌时间为30分钟.

在单因素实验结果的基础上,我们选取PELA的质量(X1),PVA的浓度(X2)和rhBMP-2质量(X3)这三个对包封率影响最大的三个因素作为自变量,考察它们对包封率(Y)的影响.通过Box-Behnken法设计三因素三水平的响应面实验方案,得到的二次多项式回归方程模型：

Y等于27.33602+0.29086X1+86.69629X2-30.05764X3-0.00055X12-48.92593X22+2.79563X32+0.02088X1X3-7.36111X2X3

方程回归的F值是47.8993,相应的P值为0.0001(<,0.01),回归方程有统计学意义,其R2(决定系数)为0.9846.三维响应面图显示出PVA的浓度与rhBMP-2质量,及PELA的质量与rhBMP-2质量均对最后的包封率产生交互效应.以此模型推导出最佳的实验参数为：PELA的量为282.3mg,rhBMP-2量为1.0μg,PVA浓度为0.8%.在此条件下推算出微囊的包封率理论最大值为76.5%,而以此参数制备的微囊实际的rhBMP-2包封率为75.0%,仅存在微量误差,这也进一步证实该模型能很好地代表各变量值与响应值(包封率)之间的关系.电子显微镜下可以观察到大部分微囊都呈现出完整的圆球形,其直径分布基本均匀一致,微囊平均直径为40μm.

2BMPs/PELA微囊支架材料制备及体外缓释特点

参考第一部分得到的优化的实验参数,用改良的复乳溶剂挥发法成功制备出内包封BMP-7,其外粘附BMP-2的微胶囊.然后采用二氯甲烷熏蒸法能将其成功融合成多孔的三维支架材料(BMP-2/PELA/BMP-7).并同时制备单因子材料组PELA/BMP-7和BMP-2/PELA,以及单纯PELA材料组微囊支架作为对照组.这种支架制备方法优点在于制备过程简单,一步到位,很大程度上避免了添加各种化学试剂及使用高温,紫外线照射交联等物理方法对功能蛋白质的结构和活性产生的负面影响,同时也节约了材料的制备成本.这种骨修复材料还具有一定的粘弹性,可以根据骨缺损的不同形态予以塑性.扫描电镜显示融合后的骨填充材料,其球状微囊的基本结构仍清晰可见.材料表面及剖面均可见一定的孔隙率,孔隙大小范围为50-200μm.体外降解实验表明：在磷酸盐缓冲液(PBS)中开始的两个星期,材料的膨胀率增加,于14日达到了峰值后开始快速.而材料干重在前两周无明显变化,2周后开始迅速下降,表明支架材料开始降解.缓释实验表明：BMP-2/PELA/BMP-7微囊支架材料能同时缓释BMP-2及BMP-7两大成骨活性因子,但释放曲线明显不同.rhBMP-2呈现出明显的初始突释现象,随后是一个较长时间的缓慢释放；而rhBMP-7初始突释也存在,但明显被抑制,而在缓慢释放2周后,其释放速度呈现出一个小幅加速.这两种活性因子的控释时间均长于42天.这些缓释特点能简单模拟自然骨折修复过程BMPs表达的特点.

3BMPs/PELA微囊支架材料诱导大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化实验研究

用MTT法检测与各组支架材料共培养的大鼠MSCs的活性,结果表明,在共培养的第3天(F等于2.08,P等于0.135),第7天(F等于O.12,P等于0.954)及第14天(F等于43.98,P等于0.732)时,BMP-2/PELA/BMP-7组,PELA/BMP-7组和BMP-2/PELA组支架材料与纯细胞对照组的OD值差异无统计学意义.这结果表明BMP/PELA支架材料在短期内对大鼠MSC细胞活力没有负面影响,短期内未发现明显细胞毒性.

再进一步通过检测细胞*P活性来评价MSCs成骨分化的程度.于MSCs的培养液中加入各组支架材料缓释液,在培养第7天及14天的时候检测各组细胞的*P活性,其结果表明：第7天时各组细胞*P表达量有统计学差异(F等于28.57,P等于0.000),与纯PELA组相比,BMP-2/PELA/BMP-7组,PELA/BMP-7组和BMP-2/PELA组均能增强细胞的*P活性,差异有统计学意义(P值均等于0.000)而这三组之间*P值差异无统计学意义.到第14天,各组细胞*P值的总体差异也具有统计学意义(F等于43.98,P等于0.000).BMP-2/PELA/BMP-7组中细胞的*P活性高于PELA/BMP-7组和BMP-2/PELA组,差异有统计学意义(P等于0.007及P等于0.014).PELA/BMP-7组和BMP-2/PELA组间差异无统计学意义.而纯PELA组的*P值低于PELA/BMP-7组(P等于0.000)和BMP-2/PELA组(P等于0.007),其差异有统计学意义.这一结果提示：微囊支架缓释的的BMP仍保留很强的诱导干细胞成骨分化的生物学活性,而BMP-2和BMP-7这两大成骨活性因子对诱导MSCs成骨分化存在着协同效应.

4BMPs/PELA微囊支架材料修复大鼠骨缺损实验研究

大鼠手术后均成活,均未出现病理性骨折,伤口流脓,窦道等情况.取股骨标本,见所有标本周围软组织均未见脓肿,纤维化,骨组织未见死骨,大部分骨缺损生物材料填充处均可见新生组织覆盖良好.股骨mCT扫描可见：术后第4周时BMP-2/PELA/BMP-7组股骨缺损部位的新生骨较其他组多；PELA/BMP-7组和BMP-2/PELA组形成的新生骨多于纯PELA组.术后第8周各组骨缺损部的新生骨均多于第4周；BMP-2/PELA/BMP-7组的新生骨组织完全覆盖骨缺损部,并且可见新生骨皮质；PELA/BMP-7组和BMP-2/PELA组可见更多的新生骨；纯PELA组8周可在缺损部位发现少部分的新生骨组织.

再通过mCT的几个重要参数来分析大鼠骨缺损部的新生骨,包括骨密度(BMD),新生骨骨体积分数(BV/TV),骨小梁数量(Tb.N)等,其结果表明：各组的骨密度值(BMD)术后第4周时各组差异有统计学意义(F等于58.86,P等于0.000),BMP-2/PELA/BMP-7组新生骨BMD均高于其他各组,差异有统计学意义(P值均等于0.000),PELA/BMP-7组和BMP-2/PELA组骨密度值差异无统计学意义(P等于0.54),但均高于PELA组(P等于0.004；P等于0.001).而至术后第8周时,各组的BMD值总体差异也有统计学意义(F等于22.57,P等于0.000),BMP-2/PELA/BMP-7组新生骨BMD值仍高于PELA/BMP-7组(P等于0.000),BMP-2/PELA组(P等于0.039)和PELA组(P等于0.000),差异有统计学意义.BMP-2/PELA组新生骨BMD均值要高于PELA/BMP-7组,差异则有统计学意义(P等于0.013).

各组的BV-TV值在术后第4周时总体差异有统计学意义(F等于171.34,P等于0.000).BMP-2/PELA/BMP-7组的BV/TV值高于其他各组,差异有统计学意义(P值均等于0.000).PELA/BMP-7组和BMP-2/PELA组的BV/TV值无统计学差异(P等于0.134),而均高于PELA组,差异有统计学意义(P等于0.044,P等于0.001).术后第8周时,各组总体差异有统计学意义(F等于67.95,P等于0.000),BMP-2/PELA/BMP-7的BV/TV值仍高于其他各组,差异有统计学意义(P值均等于0.000).BMP-2/PELA组BV/TV值高于PELA/BMP-7组,其差异有统计学意义(P等于0.002).而PELA组的BV/TV值在术后第8周仍低于BMP-2/PELA/BMP-7组(P等于0.000),PELA/BMP-7组(P等于0.035)和BMP-2/PELA(P等于0.000),差异有统计学意义.

各组新生骨的骨小梁数量(Tb.N)也体现出类似的趋势.术后第4周时方各组总体差异有统计学意义(F等于20.35,P等于0.000).BMP-2/PELA/BMP-7组新生骨Tb.N值高于其他各组,差异有统计学意义(P值均等于0.000).PELA/BMP-7组和BMP-2/PELA组Tb.N值差异无统计学意义,而均大于PELA组(P等于0.005及P等于0.010),差异有统计学意义.术后第8周时各组总体差异也有统计学意义(F等于12.01,P等于0.000),BMP-2/PELA/BMP-7组Tb.N值仍高于PELA/BMP-7组(P等于0.000)和PELA组(P等于0.000),差异有统计学意义,而与BMP-2/PELA组比较无统计学差异.BMP-2/PELA组Tb.N值高于PELA/BMP-7组,差异有统计学意义(P等于0.018).这些数据结果表明：与BMP-2或BMP-7单因子缓释材料相比,BMP-2/PELA/BMP-7支架材料有更强大的活体内成骨诱导能力；而BMP-2/PELA支架材料中远期的成骨诱导能力强于PELA/BMP-7材料；所有复合BMPs的PELA微囊支架材料均比单纯的PELA聚合物显示出更好的成骨效果.

大鼠股骨的组织学观察可见：BMP-2/PELA/BMP-7组在术后4周时可见新骨形成,其周围有残留的部分降解的材料和大量的血细胞,其切片上可见到共聚物材料降解并被新生骨替代的动态过程.到术后第8周,新生骨组织体积更大,而且成熟度更高,可以见到较多类似于成熟骨皮质的板层骨,在骨基质中可以发现带有血管的完整的骨单位.PELA/BMP-7组和BMP-2/PELA组在术后第4周时均能观察到部分新生的编织骨,骨基质中能发现支架材料的残留.到术后第8周,可以见到更多的新生骨组织,但没有发现成熟的板层骨及骨单位.而单纯的PELA组术后第4周无新骨形成,到术后第8周才能见少量新骨组织出现并开始取代支架材料.这些组织学结果与mCT图像结果相一致.

结论：

用改良的复乳溶剂挥发法成功制备出包封rhBMP-2的PELA微囊,并通过响应面法优化实验参数,微囊包封率达75%.然后用二氯甲烷熏蒸法将负载BMPs的微囊融合成多孔支架材料

第五篇生物统计学论文范文格式：基于微分方程的生态数学模型统计分析

本文在系统分析国内外生物统计与生态数学理论发展的基础上,总结了几类具有代表性的生态数学模型,评述了生物统计与生态数学各自的研究领域,以及它们的交叉与融合的缺失,并详细地论述了Logistic模型和GM(1,1)模型的统计建模方法与原理；论述了运用似乎不相关线性模型的基本原理与方法于具有相关关系的Logistic模型组及两种群Lotka-Volterra模型.对于Logistic模型、GM(1,1)模型、具有相关关系的Logistic模型组及两种群Lotka-Volterra模型利用双向差分广义加权最小二乘法对其参数进行了估计,并应用于具体的实际问题中.生物数学中的数学生态学包括生物统计及生态种群数学模型,而生态种群模型多为微分方程形式.生物统计与生态种群数学模型(微分方程)在各自的研究领域的发展历史久远,体系完整、内容丰富、理论完善,但如何把这两个方向的研究交叉、融合在一起,从而推进生物统计与生物种群数学模型向前发展,进而解决更实际的具体问题,这是本文的焦点.生态种群数学模型一般只对种群做定性描述与分析.本文利用生物统计方法与原理对生态种群数学模型(微分方程)的参数进行了估计,并在Logistic模型与GM(1,1)模型中多方位、多角度的对初始预测值及参数估计进行了优化,从而使得生态种群微分方程模型有了进一步的拓展和具体应用.以下是本文的一些主要观点和结论：

(1)以多元统计分析原理与方法为工具,对Logistic方程进行建模,提出了双向差分广义加权最小二乘估计方法,同时对初始预测值进行了加权修正,进一步完善了Logistic模型的拟合曲线,指出了对于初始预测值原来认识上的不足.而改进后的初始预测值会优化系统预测.

(2)灰色系统GM(1,1)模型为微分方程形式,其参数估计是GM(1,1)模型的主体,本文利用统计学原理与方法对参数估计进行了精细加工,优化了参数的估计.在双向差分中对系统预测模型调整其加权值及初始预测值,使其参数估计得到优化,从而达到减小预测误差的目的.

(3)对于多个具有相互关系的种群,且每个种群都适于Logistic方程曲线,如果单独考虑每个种群的Logistic方程的参数估计,不免失去了具有相互关系多个种群的系统性,从而失去了系统的功能.本文利用数理统计学中的似乎不相关线性模型的原理与方法,为多个具有相互关系的Logistic模型搭建了相互联系的建模平台.从而使其参数估计具有了统计估计的原理依据,进而达到了优化参数估计的目的.最后,利用双向差分广义加权最小二乘估计方法估计了Logistic方程组的参数,从具体应用的实例结果说明,考虑到Logistic方程组相关性、系统性的结果要优于各自独立建模的结果.

(4)关于两种群Lotka—Volterra模型,包括捕食与被捕食模型、相互竞争模型、互惠共存模型的定性描述与分析的研究历史久远、理论完善.而生物统计学的研究亦是如此.但是两种群Lotka—Volterra模型的参数估计等统计问题的研究缺失.本文应用比较成熟的生物统计学原理与方法对两种群Lotka—Volterra模型进行了统计分析,如参数估计、假设检验等.这为解决具体的应用问题提供了一个可供参考的方法.本文运用数理统计学中似乎不相关线性模型的方法与原理对两种群Lotka—Volterra模型中的参数进行了估计,并应用于生态学中的典型例子猞猁与雪兔两种群的关系中,从定量分析的角度说明了这两个种群的捕食与被捕食关系,得到了这两个种群的环境容纳量及稳定平衡点的估计值.

(5)在根据样本资料建立线性统计模型时,如何利用先后不同批次的样本资料来建立广义线性模型与似乎不相关线性模型,从而提出了广义线性模型与似乎不相关线性模型的广义最小二乘估计吐故纳新问题.给出了广义最小二乘估计纳新问题、吐故问题及吐故纳新问题的递推算法公式,从而简化了建立模型时求解广义最小二乘估计的计算方法,提高了运算速度与效率,节省了计算机的存储空间.从而有效地解决了广义线性模型与似乎不相关线性模型未知参数广义最小二乘估计的吐故纳新递推算法问题.

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