[科普中国]-骨生长

骨生长（Bone formation）是指在特定的生物与力学环境下，骨的体积和密度发生增长的生理行为。骨生长是构成骨重建的重要功能，体现了骨组织对力学环境的适应能力。异常的骨生长现象可能会导致相关组织力学环境的改变，成为导致骨性关节炎的原因之一[1]

成骨细胞的调控作用骨生长的力学行为与骨细胞中的成骨细胞紧密相关。成骨细胞属于一种特殊的成纤维细胞，由间充质前体发展而来，具有分泌和强化骨基质的作用。在骨生长的过程中，活跃的成骨细胞将会迁移至应力水平较高的部位，分泌和矿化骨基质从而形成新骨，使得该区域的骨量发生增长。骨生长和骨吸收同时存在，形成动态的平衡。当应力水平较高时，成骨细胞较破骨细胞活跃因而使得骨的总量发生增长，应力水平较低时则相反。

骨生长规律的发现骨组织的生长和吸收特性与力学因素有着密切的联系，对这一现象的发现可以追述到19世纪中期。德国的解剖学家Georg Hermann von Meyer与结构力学家Carl Culmann对人体骨骼内小梁结构的分布规律进行了探讨，Meyer进而在他的著作《The Architecture of Spongiosa》中指出骨小梁的分布与该骨骼上主应力的轨迹有关。但此时的学者并未指出该现象的机理与力学环境对骨小梁生长与吸收的调控有关。

1870年，德国的外科医生Julius Wolff继承并发展了Meyer的研究，系统的提出较高的载荷会促进骨的生长，而较低的载荷会促进骨的吸收，即著名的Wolff定律。该现象的发现使得人们逐渐认识到生命活动与力学环境之间复杂的耦合关系，为现代生物力学和力生物学的发展奠定了基础[2]。

骨生长规律的应用骨生长规律普遍存在与日常生活中。例如，适度的运动可以促进骨密度的增长，减少骨折的风险，但运动过度反而会导致骨的微损伤，造成应力性骨折。此外，目前的研究表明，关节附近异常的骨生长可能会影响到关节软骨的生物和力学环境，从而成为骨性关节炎的诱因。

骨生长的规律也被充分应用与临床治疗中。在口腔正畸中，采用适度的载荷诱导骨组织定向的发生骨生长和吸收，从而起到矫正牙齿位置的作用。在骨折固定术中，避免过度固定，给与局部骨组织以一定的载荷则有利于术后骨折部位的康复。

参考文献1. Frost, H.M., A 2003 Update of Bone Physiology and Wolff's Law For Clinicians.The Angle Orthodontist, 2004. 74(1): p. 3-15.

2. Wolff, J., The Classic On the Inner Architecture of Bones and its Importance for Bone Growth (Reprinted from Virchows Arch Pathol Anat Physiol, vol 50, pg 389-450, 1870).Clinical Orthopaedics and Related Research, 2010. 468(4): p. 1056-1065.

本词条内容贡献者为:

姚杰 - 讲师 - 北京航空航天大学生物与医学工程学院樊瑜波 - 教授 - 北京航空航天大学生物与医学工程学院王丽珍 - 讲师 - 北京航空航天大学生物与医学工程学院