骨生長

骨生長的力學行為與骨細胞中的成骨細胞緊密相關。成骨細胞屬於一種特殊的成纖維細胞，由間充質前體發展而來，具有分泌和強化骨基質的作用。在骨生長的過程中，活躍的成骨細胞將會遷移至應力水平較高的部位，分泌和礦化骨基質從而形成新骨，使得該區域的骨量發生增長。骨生長和骨吸收同時存在，形成動態的平衡。當應力水平較高時，成骨細胞較破骨細胞活躍因而使得骨的總量發生增長，應力水平較低時則相反。

骨組織的生長和吸收特性與力學因素有著密切的聯繫，對這一現象的發現可以追述到19世紀中期。德國的解剖學家Georg Hermann von Meyer與結構力學家Carl Culmann對人體骨骼內小梁結構的分佈規律進行了探討，Meyer進而在他的著作《The Architecture of Spongiosa》中指出骨小梁的分佈與該骨骼上主應力的軌跡有關。但此時的學者並未指出該現象的機理與力學環境對骨小梁生長與吸收的調控有關。

1870年，德國的外科醫生Julius Wolff繼承並發展了Meyer的研究，系統的提出較高的載荷會促進骨的生長，而較低的載荷會促進骨的吸收，即著名的Wolff定律。該現象的發現使得人們逐漸認識到生命活動與力學環境之間複雜的耦合關係，為現代生物力學和力生物學的發展奠定了基礎[2]。

骨生長規律普遍存在與日常生活中。例如，適度的運動可以促進骨密度的增長，減少骨折的風險，但運動過度反而會導致骨的微損傷，造成應力性骨折。此外，目前的研究表明，關節附近異常的骨生長可能會影響到關節軟骨的生物和力學環境，從而成為骨性關節炎的誘因。

骨生長的規律也被充分應用與臨床治療中。在口腔正畸中，採用適度的載荷誘導骨組織定向的發生骨生長和吸收，從而起到矯正牙齒位置的作用。在骨折固定術中，避免過度固定，給與局部骨組織以一定的載荷則有利於術后骨折部位的康復。

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.