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  • 骨质疏松状态下牙种植体骨髓整合改变的实验研究

    2014年02月15日 作者:会员投稿 点击: 【字体:

    作者:李亚男 刘洪臣 倪紫砚 王东胜 邱华

    单位:李亚男 刘洪臣 倪紫砚 王东胜(解放军总医院口腔科 北京100853);邱华(中央电视台门诊部 北京100859)

    关键词:牙种植体;骨整合;骨质疏松;大鼠

      【摘要】 目的:探索骨质疏松状态下牙种植体骨整合的变化机制,为提高骨质疏松状态下牙种植体成功率奠定基础。材料与方法:6月龄未交配SD雌性大鼠41只随机分为2组,即A:假去势手术组,20只,B:去势手术组,21只。将B组行卵巢切除术,术后1.5月对所有大鼠右股骨远中行牙种植手术,种植纯钛螺钉。分别于种植术后1.5月及3月,随机处死各组大鼠的一半。去势术前、种植术前及处死前分别测量大鼠腰椎3-5、左右股骨远中1/2骨密度。处死后,取右股骨对种植部位进行X线拍片,然后将右股骨沿种植体长轴剖成两半,做扫描电镜观察种植体与骨结合状况,进行骨接触率的测定。结果:1.骨密度:两组大鼠腰椎、左右股骨远中骨密度去势术前大致相同,无显著差异。种植手术前,A组基本保持不变,B组显著降低。1.5月及3月处死时,A组仍基本保持不变,B则持续显著降低。2.骨融合指数(OI):1.5月及3月处死时,A组大于B组,统计分析,差异显著。各组大鼠不同时期处死时,骨融合指数大致相同,统计分析无显著差异。结论:1.不同骨密度下骨整合状况不同,骨密度高,骨整合状况好。2.种植体-骨界面新骨形成后,在没有外界因素作用情况下,延长时间骨整合状况改善不明显。3.骨质疏松改变可使大鼠种植体-骨界面骨融合指数降低。

      中图号:R783  文献标识码:A  文章编号:1009-3761(2000)01-0029-03

    Experimental Studies on osseointegration of dental implants in osteoporosis

    LI Ya-nan LIU Hong-chen NI Zi-yan

      (Department of Stomotology, PLA General Hospital, Beijing China 100853)

      【Abstract】 Objective:Observe the osseointegration of dental implants in osteoporosis. Materials and methods:41 6-month-year old SD female rats were ovariectomized(OVX) or sham operated and divided into 2 groups A:SHAM, 20, B:OVX, 21. 1.5 month after OVX, all rats were implanted with pure titanium screw in the distal part of rats' right femur. 1.5 and 3 months after implantation, half of the rats of each group were randomly sacrificed. Lumbar spine 3-5 and distal 1/2 part of the right and left femur bone mineral density(BMD) were measured before OVX, implantation and sacrifice. After sacrifice, right femur were removed, and observed radiologically, and then were cut into two equal parts along the long axial of titanium screw and were processed for scan electron microscopy (SEM) and measurement of the osseointegration index(OI). Results:1 BMD:the lumbar spine and distal part of the left and right femur BMD of the two groups were equal before OVX. Before implantation, the lumbar spine and distal part of the left and right femur BMD of group A remained, the BMD of group B decreased significantly. 1.5 months and 3 months after implantation, the lumbar spine and distal part of the left femur BMD of group A remained, the BMD of group B continuously decreased significantly. 2 OI:1.5 and 3 months after implantation, the OI of group A was higher than that of group B. But the OI of each group almost remained in different time. Conclusions:1 The osseointegration is different in different BMD. The higher BMD has the better osseointegration. 2 The osseointegration will not become well as time goes by without outside factors. 3 Osteoporostic change can decrease OI of implant-bone interface in rats.

      Key words:dental implants; osseointegration; osteoporosis; rats

      材料与方法

      1 实验动物及分组 6月龄未交配SD雌性大鼠41只。饲养时的光照/黑暗时间为12/12小时。大鼠可随时得到饮水及食物,其食物含钙元素1.52%,磷元素0.93%,维生素D1585IU/kg。将大鼠随机分为2组即:A假去势手术组,n=20只。B去势手术非药组,n=21只。

      2 实验用品及仪器

      2.1 商品用纯钛螺钉 由TA3纯钛制成。其成分包括Ti 98.98%,Fe 0.40%,O 0.30%,Si 0.15%,C 0.10%,N 0.05%,H 0.02%。螺钉的直径为2毫米。

      2.2 日立S-520扫描电镜

      2.3 DPX-L型双能X线骨密度仪 由Lunar公司生产。

      3 测量骨密度 在卵巢切除术前、种植手术前及处死前分别测量各组大鼠腰椎3-5及左右股骨远中1/2骨密度。

      4 卵巢切除手术 将大鼠麻醉后剪毛、消毒,经双侧背部入路进入腹腔,B组分离暴露卵巢并切除,A组只切除少量脂肪组织,然后关腹。切口无须特殊处理。

      5 种植手术 去势手术后1.5月行种植手术。将大鼠麻醉后剪毛、消毒、切开右腿皮肤及皮下组织、分离肌肉、暴露股骨远中干骺端,用手摇钻缓慢钻出一直径为2毫米的孔后,旋入纯钛螺纹钉。关闭缝合伤口,伤口无须任何处理。

      6 标本的获取与处理 分别于种植手术后1.5月与3月随机处死各组的一半动物。动物处死后,迅速将其右侧股骨取出,拍X线片,然后用切片机沿种植体长轴剖成对称的两块,固定、脱水、临界点干燥、喷金,做扫描电镜标本,观察骨整合状况。

      7 骨融合指数(OI)的测定 在300倍扫描电镜下,每个标本在种植体-骨界面处随机选取10个视野,进行照相。再将冲洗过的相片用扫描仪输入计算机内,通过自行设计的软件,分别计算出种植体-骨实际接触的长度和种植体-骨界面的总长度,根据下列公式:骨融合指数 = 种植体-骨实际接触长度/种植体-骨界面总长度×100%,来计算骨融合指数。

      8 统计分析 采用SAS4.0统计软件,对相关数值进行T检验及方差分析。

      实验结果

      1 大鼠的一般状况  验期间,因肺炎死亡的大鼠共15只,各组所剩大鼠如下:A组 n=12只,B组 n=14只,余未见明显异常。

      2 大鼠的骨密度变化(见表1)

    表1 两组大鼠骨密度变化(单位:g/cm2

      腰椎 左股骨 右股骨
    A B P值 A B P值 A B P值
    OVX前 0.233 0.233 0.54 0.288 0.292 0.75 0.292 0.300 0.32
    种植 0.249 0.214 0.00 0.315 0.275 0.00 0.300 0.273 0.00
    1.5月 0.232 0.195 0.01 0.307 0.256 0.00      
    3月 0.230 0.181 0.01 0.325 0.276 0.00      
    P值 0.379 0.000   0.260 0.043   0.240 0.001  

      3 大鼠的X线片变化情况 1.5及3月处死时,各组大鼠种植体与骨均愈合良好,未见明显骨吸收。

      4 骨融合指数或骨接触率(见表2)

    表2 两组大鼠在1.5月屯3月处死时种植体的骨接触率(%)

      A B P值
    1.5月 61.50 53.64* 0.0150
    3月 62.45 52.42* 0.0236
    P值 0.8984 0.8976  

      讨论

      1 大鼠模型的选择 大鼠作为骨质疏松动物模型具有其他动物不可比拟的优点:1)体积小,易操作,易饲养。2)来源充足,生物背景清晰,容易控制变异。3)价格低廉。4)性成熟期为2月,为全年多动情期动物,性周期为4天,在周期的的不同阶段,包括骨组织在内的雌激素靶器官发生变化,因此对去势造成的雌激素缺乏状态比较敏感。5)骨改建周期短,约40天,骨转换率的变化可较快的表现出来。6)寿命相对较短,可研究衰老对骨的影响。7)骨的解剖及组织结构与人类有很多相似之处,去势引起的骨小梁的变化与人类绝经后的改变基本相同[1,2]。本研究选用6月龄未交配大鼠进行观察,原因在于:1)对大鼠骨量的动态观察表明,大鼠骨骼成熟较晚,6月龄以后,大鼠骨量增长较前缓慢。2)不同月龄大鼠对去势后雌激素缺乏状态的反应不同,成年大鼠较衰老大鼠更敏感。3)选用未交配大鼠,以排除妊娠次数及哺乳时间对骨代谢的影响。4)大鼠骨代谢周期约为40天,本实验在去势后1.5月进行骨密度观察,与大鼠的骨骼发育成熟期及骨代谢周期相一致,所建模型效果满意。

      2 骨质疏松模型建立的时间及观察部位的选择 有研究结果表明,大鼠全身骨密度的重复精度高,但全身骨密度对去势变化不敏感,不适于作为观察部位。大量研究表明,不同的骨骼部位对去势的反应不同。大鼠去势后,松质骨骨量变化比人类更迅速,可能与大鼠骨小梁的结构比人类更致密有关[3]。腰椎及股骨远中富含骨松质,对去势反应敏感,且重复性也好,可作为观察部位之一[4]。本研究通过对对去势反应敏感部位(腰椎骨)及后期种植手术兴趣部位(股骨远中)作为骨密度观察部位进行了骨密度测量,可见去势手术可导致这些部位骨质疏松。

      3 骨整合(Osseointegration) 是一种理想的种植体-骨组织界面结合形式[5]。种植体与骨整合状况受下列因素影响:1)种植体的本体和表面性质。2)种植体的形态。3)植入部位。4)外科植入技术。5)种植体在骨内的早期适应性。6)早期稳定性。7)早期非功能状态下的愈合[6]

      4 种植部位骨的愈合过程与机制和骨折或拔牙创相同 骨折愈合过程可以分为六个期,即冲击期、诱导期、炎症期、软骨痂期、硬骨痂期、塑形改建期。骨质疏松症主要影响愈合的后两个期。骨的形成和矿化依赖于饮食和体内骨矿盐的储备,而骨质疏松患者往往呈现低矿化水平,故骨的钙化在较低的水平上进行,塑形改建期较正常明显延长。也就是说骨质疏松可使种植体愈合时间即第一、二次手术间隔时间延长[7,8]。本实验在骨质疏松状态下对种植体骨整合进行了观察,结果显示:在一定的骨质疏松状态下种植体能和骨组织形成骨整合,但骨整合指数显著降低,说明骨密度是影响牙种植体骨整合的主要因素之一,骨质疏松改变可使种植体的骨整合受到影响。由于时间、资金所限,不能对实验进行长时间的观察,还不能定量的确定骨质疏松到何种程度不能进行种植体的种植。但无论如何,为提高临床上骨融合牙种植体的成功率,在种植手术前对植入部位进行骨密度考察十分必要。

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