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Nuclear Techniques Investigation on the Role of Trace Elements in Bone

作　者: 易桑
导　师: 周筑颖
学　校: 复旦大学
专　业: 粒子物理与原子核物理
关键词: 骨质疏松症 元素含量 骨中钙 含量变化 鼠骨 实验结果 治疗前后 射线吸收 同步辐射 荧光分析
分类号: R58
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
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内容摘要


本论文应用质子X荧光分析（PIXE）和同步辐射扩展的X射线吸收精细结构（XAFS）等核技术方法,研究鼠骨中的元素含量变化与骨质疏松的关系。用XAFS方法初步测得骨中钙近邻结构谱,它与磷酸氢钙和羟磷灰石结构相似。 老年人常患骨质疏松,据报道,六十岁以上老人中有50—70%的人患有骨质疏松。为此应用不同月龄的鼠骨研究骨中元素含量与年龄的关系。 实验是用易引起骨折的股骨和腰椎骨进行的。研究的Sprague-Dawley（S.D.）大鼠月龄范围从1月龄到25月龄（相当于80岁左右的老人）。实验结果是钙、磷、锶含量随着年龄增加开始（从小到成年）增加,后从中年进入老年由于激素水平下降,钙、磷、锶开始流失,尤其锶的流失非常明显,而锌的含量随年龄的增加而增加。 骨质疏松症患者骨中钙、磷流失已有大量的研究和报道,但关于锌、锶的含量变化很少看到,特别是锶系列测试结果是首次得到。这些第一手试验数据为骨质疏松机制研究提供更宽的思路。 甲状旁腺激素（PTH）具有调节Ca+2浓度的作用,PTH的合成和分泌与骨质疏松有关,所以近年来应用PTH（1-34）作为治疗骨质疏松的新药。本研究又用PTH（1-34）对（S.D）大鼠进行治疗,并测量其治疗前后鼠骨中元素含量的变化。实验结果是:治疗前后除了骨密度、骨质量以及骨生物力学性能有很大的提高外,元素含量都有所提高（锌除外）。这也从元素水平上证实PTH可以有效治疗骨质疏松。由于研究骨样品已建立一套PIXE测量骨样品中元素含量的可靠方法,所以同时还应用该方法对鲸鱼牙齿的年轮进行测试。从测试所得每一年轮元素种类及含量变化可以研究鲸鱼洄游海域污染状况及洄游路线,结果已显示在论文中,并加以讨论

全文目录


Abstract (in Chinese)  5-6
Abstract (in English)  6-8
CHAPTER 1: INTRODUCTION  8-18
  1．1． Overview  8-10
  1．2． Bone Disease  10-13
    1．2．1． Osteoporosis  11-12
    1．2．2． The Role of Trace Elements in Bone disease  12-13
  1．3． Nuclear Techniques Studies on Bone Trace Elements  13-17
    1．3．1． PIXE Studies  13-16
    1．3．2． XAFS Studies  16-17
  1．4． Purpose of the Study  17-18
CHAPTER 2: MATERIALS AND SAMPLE PREPARATION  18-24
  2．1． Animals Preparation  18-21
  2．2． The Proposed Procedure for Bone Samples Preparation  21-22
  2．3． Preparation of Chemical Composition of Bone  22
  2．4． Preparation of Sperm whale Tooth  22-24
CHAPTER 3: EXPERIMENTAL METHODS  24-43
  3．1．The PIXE technique  24-40
    3．1．1． Basic Principles of PIXE  24-25
    3．1．2． PIXE Experimental Setup and Preparations  25-32
      3．1．2．1． External Beam PIXE  25-32
    3．1．3． Quantitative PIXE Analysis  32-34
    3．1．4． PIXE Spectrum Analysis  34-37
    3．1．5． Specific Difficulties met in External Beam Set-up and Solutions  37-40
  3．2． XAFS Technique  40-43
    3．2．1． The Basic Principles of XAFS Technique  40-43
CHAPTER 4: RESULTS AND DISCUSSION  43-71
  4．1． PIXE Investigation on the effects of Age on Bone Mineral Contents  43-51
  4．2． PIXE Investigation on the effects of PTH on Trace Element in Rats  51-60
    4．2．1． The Model of different doses of PTH on Male Rat Bone  51-54
    4．2．2． The Model of different doses of PTH on Female Rat Bone  54-58
    4．2．3． The Model of PTH with extremely high dose on Rat Bone  58-60
  4．3． Preliminary work of XAFS Investigation on the Chemical Composition of Bone  60-64
  4．4． PIXE investigation on the chemical elements of Whale Tooth  64-71
CHAPTER 5 CONCLUSION  71-73
Acknowledgements  73-75
REFERENCES  75-80
List of Figures  80-82
List of Tables  82-83
Publications based on this project  83-84
论文独创性声明‘  84

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中图分类: > 医药、卫生 > 内科学 > 内分泌腺疾病及代谢病
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