骨重建持续终身，可完善组织构造，清除衰老损伤和坏死的组织以及维持体内钙磷的稳定，故对于骨稳定非常重要。骨重建的效应细胞是破骨细胞和成骨细胞，破骨细胞的骨吸收和成骨细胞的骨形成两者之间保持动态平衡是骨活动保持正常状态的基础。破骨细胞来源于造血干细胞单核巨噬细胞系，是惟一具有骨吸收功能的细胞，在人体病理性骨破坏和生理性骨重建过程中均发挥重要作用
[18]。当破骨细胞的活性或其数量的改变时都会导致骨重建过程失衡，引起很多骨骼系统疾病的发生，如：骨质疏松症，转移性骨肿瘤，类风湿性关节炎等。所以目前对破骨细胞活性和数量影响因素的研究成为热点。
力学与骨组织之间有着复杂的互动关系，全身骨组织必须负荷生理范围内的适当应力，才能维持骨改建平衡，保持骨量。根据Wolff定律[19-20]，提示骨重建是一种骨组织对机械应力的适应过程，骨组织在应力减少的地方出现骨吸收，比如当太空失重或骨失用，即丧失了适当机械负载时，会发生骨量丢失和骨质疏松；在应力集中的地方形成骨的生长，即骨组织受到适度增加的机械负荷时，骨组织会有骨的形成，骨量骨密度增加。但其中的细胞机制尚不清楚。
骨细胞是骨组织织中含量最丰富的细胞，与骨基质一起构成骨组织的主体。包埋在骨基质当中的骨细胞通过其四通八达的细胞突触和骨组织内部、表面甚至骨髓内的细，胞形成了广泛的缝隙连接，目前认为在体内条件下骨细胞向成骨细胞或者破骨细胞传递生物学信号是可能的。因此振动应力是调节骨生长和重塑的“指导性”因素，机械振动是力学刺激形式之一；振动是一种普遍的物理现象，决定振动作用的内在因素有振动频率、振动时间和振动幅度。根据频率，振动可分为：次声振动(<10 Hz)、声频振动(10 Hz-10 kHz)、超声振动(>10 kHz)。根据持续的时间，振动可分为持续振动、间歇振动。根据强度，振动可分为：强振动(振动强度接近人体耐受域)、适振动(振动强度使人产生舒适的感觉)、弱振动(使人稍有振动感)；不同振动频率、振动时间和振动幅度的组合可产生不同的治疗模式。
Robling等[21]研究表明间歇振动成骨作用优于持续振动。Srinivasan等[22]研究发现骨细胞对力学刺激很敏感的细胞，其对力学刺激的敏感程度决定了机械振动促进成骨和改善骨的微结构的效应，其研究发现连续对骨组织刺激会让骨细胞产生骨适应性反应饱和现象，从而会降低骨细胞的机械振动的敏感性，所以这次实验同样采用间歇的机械振动对体外破骨细胞分化和成熟的影响。还有学者研究证明动态应变的频率为15-30 Hz时，在很小的外力干预下即可发生较大的成骨效应[23]。复合振动的强度同样会影响其成骨效应，有研究表明振动过程中所产生的载荷以自身体质量的1/4-2/3为宜[24]；也有学者在骨折愈合与微动的相关研究中发现，作用力为200 N时较1 000 N更能促进骨组织的形成[25]。
寻找更加安全、有效、经济的预防和治疗骨质疏松的方法是当前骨质疏松防治领域研究的热点之一。既往认为振动对人体是一种有害刺激，暴露于振动的环境下可引起腰痛、前庭神经功能紊乱、内耳结构损害等，引起这些人体不适的原因是该些频段的振动能引起人的共振。但近年来许多研究表明，低强度、短时间、一定频率[26-34]，可降低骨组织的吸收，增加骨的数量与质量，所以复合振动是一种治疗骨质疏松症的新型治疗模式。
Xie等[12]研究发现复合振动强度为0.3 g、频率为 45 Hz时能够促使大鼠胫骨干骺端表层皮质骨的骨形成率较对照组增高约30%，胫骨干骺端骨小梁内破骨细胞的活性较对照组分别降低约33%和31%。Gilsanz等[15]实验发现强度为0.3 g、频率为30 Hz的复合振动同样能使患者中段股骨皮质骨及腰椎松质骨分别增加3.4%和2.1%。Rubin等[17]实验发现，低强度，高频(10-100 Hz)的力学刺激能够促使骨形成率加倍，抑制失用性骨质疏松。复合振动不仅可以改善骨质量，还可以在一定程度上预防肌肉萎缩，改善或增强肌肉组织的平衡能力[35]。复合振动在体外实验情况下，同样证实了低强度高频的振动能够促进体外成骨细胞的增殖和分化[36-37]。目前短时、低强度、高频率的复合振动已被广泛用于防治骨质疏松症。振动的成骨效应已经形成共识，但其成骨效应的确切信号传导通路也不清楚，目前较多的相关研究都认为与细胞膜离子通道激活、力学调控系统[38-40]、整合素-细胞骨架复合体、生化信号有关。国内外因实验方法及条件的不同，对振动频率研究报道相差较大，但其研究频率一般在1-100 Hz范围。很多研究表明复合振动在人体、动物和成骨细胞具有良好的成骨效应，但其对破骨细胞的影响研究尚未进行报道。相关的文献报道见表3。
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实验采用不同频率的复合振动直接作用于RAW264.7细胞，观察振动对RAW264.7细胞体外分化成熟的影响，从而进一步完善复合振动防治骨质疏松症的机制。
实验首次较详细观察在低强度下不同频段的复合振动对体外培养RAW264.7细胞增殖和分化的影响。实验结果提示：各个振动频段、低强度、间歇短时的复合振动抑制破骨细胞的细胞周期循环，下调G2/M期和S期细胞的比率，从而抑制破骨细胞的增殖和分化；另外实验结果显示随着复合振动频率的增大对破骨细胞增殖能力的抑制逐渐增强。
先前有研究表明促进体外成骨细胞增殖和分化的最佳振动频率范围为15-45 Hz[44]，提示该频段下低强度(0.3 g)的复合振动应变能够诱导成骨细胞细胞周期循环，上调G2/M和S期细胞的比率,促进成骨细胞数目增加和细胞活性的增强。结合本实验可见过高的振动频率(大于50 Hz)不仅可以抑制OB细胞的增殖和分化，而且也抑制OC细胞的增殖和分化，过低的振动频率(小于 10 Hz)对破骨细胞和成骨细胞活性影响较小。
实验表明低强度高频复合振动的成骨效应不仅仅就是成骨细胞效应的结果，还是存在破骨细胞效应的成分，从而进一步完善振动防治骨质疏松症
的机制。本课题通过体外实验间接指导临床上运用复合振动防治骨质疏松症的较佳振动频率范围在15-45 Hz。
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