鎂合金膜引導(dǎo)骨再生修復(fù)重度萎縮下頜牙槽骨的實驗研究.pdf

1、種植義齒作為現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的口腔修復(fù)治療方法,因為具有良好的美觀效果、咀嚼效能和舒適度,無基牙損傷,及對牙槽骨的保存作用,已逐漸成為醫(yī)生和患者的首選治療方案。但由于種植義齒嚴(yán)格的適應(yīng)癥,要求患者有足夠的骨質(zhì)及骨量,使相當(dāng)一部分缺牙患者無法選擇綜合評價最好的修復(fù)方法。例如糖尿病、骨質(zhì)疏松、牙槽骨嚴(yán)重吸收的患者。為了解決這部分患者的需求,口腔工作者們致力于擴(kuò)展種植義齒的適應(yīng)癥,從而提高修復(fù)治療效果并進(jìn)一步提高患者生活水平。
　　牙槽骨嚴(yán)

2、重吸收的患者,由于長時間缺牙未修復(fù),局部牙槽骨失去生理刺激,在寬度和高度上會出現(xiàn)進(jìn)行性的吸收,導(dǎo)致嚴(yán)重骨缺損,使種植修復(fù)難以實施。針對這種情況,骨增量是切實可行的解決辦法。目前可實現(xiàn)牙槽骨垂直增量的方法主要有骨移植、自體牙材料移植、骨牽引。自體骨移植因為骨供區(qū)的損傷,術(shù)后并發(fā)癥多等問題應(yīng)用受到限制;自體牙移植的材料來源為自體可拔除的健康牙體組織,不僅可選擇的病例少,材料數(shù)量也很有限,臨床難以推廣;骨牽引技術(shù)要求高,治療時間長且期間患者有

3、明顯不適感,同時也易發(fā)感染等并發(fā)癥;人工骨移植材料來源豐富,且具有良好生物相容性和骨傳導(dǎo)性,無上述并發(fā)癥,配合引導(dǎo)骨再生膜應(yīng)用可得到良好的修復(fù)效果。應(yīng)用人工骨進(jìn)行骨增量在上頜牙槽骨和下頜牙槽骨實現(xiàn)的難度有顯著不同,由于上頜骨體部內(nèi)有上頜竇,可以上頜竇底部骨板為依托,通過上頜竇提升術(shù)達(dá)到垂直骨增量的目的,但在下頜骨,牙槽骨的垂直骨增量則存在如下難點(diǎn):(1)修復(fù)材料的塑形;(2)骨再生空間的建立和維持;(3)血液供應(yīng)。所以本研究以引導(dǎo)骨再生

4、膜為切入點(diǎn),配合組織工程骨進(jìn)行設(shè)計創(chuàng)新,以期解決上述難點(diǎn)。
　　在理想的引導(dǎo)骨再生膜的探索中,可總結(jié)出其應(yīng)符合如下條件:具備良好的生物安全性和生物可降解性,且具有適應(yīng)的降解速度,良好的機(jī)械性能可建立并維持骨再生空間。鎂合金是一種可降解的金屬,具有金屬的力學(xué)性能,同時具備生物可吸收性,這就使它有望成為最適宜的引導(dǎo)骨再生膜材料。故本研究將鎂合金引入引導(dǎo)骨再生膜的行列,并聯(lián)合組織工程骨、PRP凝膠作為修復(fù)材料,以鎂合金引導(dǎo)骨再生膜為內(nèi)部

5、修復(fù)材料解決塑形問題,并建立和維持骨再生空間,以PRP凝膠的促血管生成作用結(jié)合周圍接觸骨面血來源,從內(nèi)外共同解決血液供應(yīng)問題,探討此修復(fù)方法對嚴(yán)重吸收下頜牙槽骨的垂直增量效果。
　　鎂合金作為可降解的金屬,又因為其物理性質(zhì)接近骨皮質(zhì),成為骨相關(guān)研究方向的熱點(diǎn)。同時,鎂合金在體內(nèi)降解后,產(chǎn)物主要為MgCO3,Mg(OH)2,CaCO3,呈堿性,與細(xì)菌形成口腔主要致病源--菌斑的常規(guī)環(huán)境相反,是否可達(dá)到抑菌作用,成為新研究方向的思考。

6、細(xì)菌在口腔內(nèi)通過局部附著、聚集、增殖,引起局部炎癥或者產(chǎn)酸破壞口腔軟硬組織。其中,與修復(fù)及種植植入體密切相關(guān)的為引起種植體周圍炎的主要致病菌。鎂合金在口腔內(nèi)持續(xù)降解的過程中,產(chǎn)生的堿性產(chǎn)物,會對種植體周圍炎致病菌有何影響,局部生物相容性如何,以及對全身的影響,都是鎂合金在口腔內(nèi)應(yīng)用的關(guān)鍵問題。實驗第二部分通過對這些問題的探討,為鎂合金口腔內(nèi)應(yīng)用進(jìn)行初步探索,并為新的研究方向奠定基礎(chǔ)。
　　降解性和力學(xué)性能是鎂合金的兩個重要性質(zhì),其

7、降解速度直接關(guān)系到降解產(chǎn)物的濃度、體內(nèi)用量的評估等,也直接影響力學(xué)指標(biāo)的變化,是體內(nèi)應(yīng)用一個重要參數(shù)。尤其是應(yīng)用于引導(dǎo)骨再生膜時,鎂合金的用量需在成骨期的降解中,能夠經(jīng)受一定外力維持結(jié)構(gòu)完整,達(dá)到維持骨再生空間的目的?？陬M面部是一個血運(yùn)十分豐富的環(huán)境,且牙槽骨受到復(fù)雜的咬合力。鎂合金在此處的降解速度可能與長骨環(huán)境中有差別,其在降解過程中,力學(xué)參數(shù)的改變是否會使它在咬合力的作用下失去結(jié)構(gòu)完整性,將在實驗第三部分中給予評價。
　　第一

8、部分鎂合金膜引導(dǎo)骨再生修復(fù)重度萎縮下頜牙槽骨的成骨評價
　　目的:探討鎂合金作為引導(dǎo)骨再生膜,聯(lián)合組織工程骨垂直增量修復(fù)嚴(yán)重吸收下頜牙槽骨的成骨效果。
　　方法:
　　1、首先模擬臨床,建立犬下頜牙槽骨嚴(yán)重吸收骨缺損模型。
　　2、通過全骨髓培養(yǎng)法獲得骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞,進(jìn)行分化鑒定、培養(yǎng)擴(kuò)增、礦化誘導(dǎo)10天后與nHA/PLA支架共培養(yǎng),構(gòu)建體外三維培養(yǎng)組織工程骨。
　　3、依據(jù)牙槽骨缺損形態(tài)設(shè)計AZ31BB

9、鎂合金GBR膜形態(tài),并通過有限元分析優(yōu)化。
　　4、通過不同離心速度設(shè)置探討二次離心法制備PRP的具體方法。
　　5、動物手術(shù):組織工程骨于術(shù)前復(fù)合 PRP凝膠,實驗組聯(lián)合 AZ31BB鎂合金GBR膜共同植入骨缺損區(qū),陽性對照組聯(lián)合鈦合金GBR膜為,無引導(dǎo)骨再生膜nHA/PLA+PRP為空白對照組。
　　6、術(shù)后分1-10天、10-20天、70-80天三組,分別于每組首尾兩天行四環(huán)素、鈣黃綠素雙熒光標(biāo)記,激光共聚焦顯微

10、鏡下觀察,計算成骨速度。
　　7、術(shù)后4W、8W、12W取材,行影像學(xué)、組織學(xué)觀察,評價成骨。
　　結(jié)果:
　　1、成功建立犬下頜牙槽骨吸收骨缺損模型,骨缺損形態(tài)及骨生理狀態(tài)貼近臨床,缺損區(qū)被覆軟組織正常,縮短常規(guī)建模時間。
　　2、從骨髓中分離培養(yǎng),獲得骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞,并通過分化鑒定,細(xì)胞經(jīng)礦化誘導(dǎo)后成功構(gòu)建體外三維培養(yǎng)的組織工程骨。
　　3、AZ31BB鎂合金GBR膜外形符合骨缺損形態(tài),固位釘中心至膜

11、中心2.4mm組具有最優(yōu)抗力形,在最大500N垂直力加載下,仍可維持結(jié)構(gòu)完整性。
　　4、固定離心機(jī)情況下,14ml全血2200r/min離心,棄上清,約6ml余液2400r/min二次離心,制備PRP所得血小板濃度810×109/L,為原血液5-8倍,為有效濃度。
　　5、鎂合金組初期成骨速度顯著高于鈦合金對照組和空白對照組。
　　6、鎂合金組與鈦合金組比較,后期成骨速度差異無統(tǒng)計學(xué)意義。鎂合金材料周圍成骨活躍,但鎂

12、合金組由于降解產(chǎn)氣,使成骨體積少于鈦合金組,且表面高度不規(guī)則。
　　第二部分 ZA31B鎂合金口內(nèi)應(yīng)用對口腔環(huán)境的影響及生物安全性評價
　　目的:探討ZA31鎂合金口腔內(nèi)應(yīng)用對局部環(huán)境及全身安全性的影響。方法:
　　1、于修復(fù)材料植入術(shù)前、取材術(shù)前,用精密PH試紙檢測材料植入局部唾液PH值,進(jìn)行對比分析。
　　2、于修復(fù)材料植入術(shù)前、取材術(shù)前,取犬下頜第一磨牙近中頰尖齦上、齦下菌斑,提取基因組DNA,測量DNA濃

13、度,初步評價細(xì)菌總量;合成引物,以β-actin為內(nèi)參,通過Q-PCR進(jìn)行細(xì)菌相對定量檢測,評價鎂合金對細(xì)菌數(shù)量的影響。
　　3、于修復(fù)材料植入術(shù)前、取材術(shù)前,取4ml靜脈血,檢測血生化指標(biāo),比較材料植入前后數(shù)值變化。
　　4、修復(fù)材料植入后,每天觀察軟組織愈合情況。取材后,取鎂合金被覆軟組織,制作組織學(xué)切片,亞甲基藍(lán)染色,鏡下觀察。
　　5、取材時,取心、肝、脾、肺、腎組織,制作組織學(xué)切片,HE染色,鏡下觀察。

14、>　　結(jié)果:
　　1、材料植入局部術(shù)前、術(shù)后唾液PH值略有變化,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義。
　　2、由 DNA濃度可見,鎂合金植入后與植入前相比,總菌量顯著下降,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。Q-PCR結(jié)果顯示,各個菌種數(shù)量在術(shù)后均有所下降,差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義,其中Pg、Pi數(shù)量減少顯著,可達(dá)100倍以上。菌斑中的細(xì)菌組成因各個菌數(shù)量變化的差異出現(xiàn)改變。
　　3、血生化指標(biāo)顯示,術(shù)前、術(shù)后差異無統(tǒng)計學(xué)意義,且均在正常值范圍內(nèi)。

15、>　　4、術(shù)后7天,口內(nèi)觀有4例黏膜組織因感染未愈合,局部有紅腫表現(xiàn),其余犬軟組織愈合情況良好,未觀察到炎癥反應(yīng)。正常愈合組軟組織切片鏡下觀,上皮層、固有層細(xì)胞排列正常,未觀察到炎癥反應(yīng)。
　　5、心、肝、脾、肺、腎組織切片鏡下觀察結(jié)果顯示,主要臟器的主要結(jié)構(gòu)清晰,未見異常。
　　第三部分 AZ31B鎂合金口內(nèi)應(yīng)用時降解對力學(xué)性能的影響
　　目的:評價AZ31B鎂合金在口腔內(nèi)應(yīng)用的降解速率,并測量分析降解程度對力學(xué)性能

16、的影響。
　　方法:
　　1、AZ31B鎂合金引導(dǎo)骨再生膜、固定釘電子天平稱重。
　　2、將礦化誘導(dǎo)2代的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞與nHA/PLA共培養(yǎng),復(fù)合PRP凝膠后,聯(lián)合AZ31B鎂合金引導(dǎo)骨再生膜植入骨缺損區(qū),術(shù)后4W、8W、12W取材,取出鎂合金材料,清理后充分風(fēng)干,稱重后與術(shù)前空白對照組對比分析。
　　3、掃描電鏡下觀察AZ31B鎂合金材料降解表面形貌,描述其在口腔內(nèi)植入后降解行為。
　　4、對降解前后

17、AZ31B鎂合金材料表面進(jìn)行能譜分析,探討體內(nèi)降解對表面成分的影響。
　　5、用牙托粉制作模具,固定AZ31B鎂合金材料,用力學(xué)加載儀測量最大加載力,分析不同時間組承力能力的變化。
　　結(jié)果:
　　1、AZ31B鎂合金呈層狀剝脫式降解。
　　2、AZ31B鎂合金植入體內(nèi)4W降解1.42％,8W降解4.27%,12W降解11.37%。
　　3、降解后,鎂合金表面組分變化明顯,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義,其中 Ca、P