补骨胶囊对骨质疏松大鼠牙种植体结合骨板形成

更新时间:2019-06-28 15:12
       【摘要】目的:研究中药复方制剂补骨胶囊对骨质疏松大鼠牙种植体结合骨板形成的影响。方法:8月龄雌性SD大鼠45只随机分为假手术组、卵巢切除组和中药组。术后3个月确定骨质疏松模型建立后,在大鼠胫骨近中干骺端植入纯钛螺纹柱状种植体,术后第1天开始给中药组大鼠用补骨胶囊冲剂灌胃,其它两组灌服生理盐水。术后1、2、3个月分批处死大鼠,取带种植体的胫骨行形态计量学、组织病理学和成骨蛋白(BMP-2)免疫组化检查。结果:中药组结合骨板连续性较好,骨小梁周围成骨细胞较多,术后1~2个月BMP-2阳性细胞数明显高于卵巢切除组和假手术组(P<0.05)。结论:骨质疏松可影响种植体的骨结合,补骨胶囊可使骨质疏松大鼠的种植体结合骨板宽度、种植体周围松质骨区骨量、成骨细胞、BMP-2表达显著增加。
       权威种植牙教授赖红昌介绍,牙种植体已成为替代传统牙科修复技术的一种常用手段,而牙种植体与骨组织形成结合骨板界面是种植成功的先决条件。赖红昌教授表示,行种植牙修复的患者常有不同程度的骨质疏松,骨矿含量和骨密度较低,种植体能否在这种条件下达到骨性愈合,形成的结合骨板能否满足口腔生物力学的要求和达到长期稳固是目前需要解决的主要课题。西医防治骨质疏松症的药物很多,如激素替代疗法、二磷酸盐等,但均有不足之处。中医药防治骨质疏松症已积累了不少经验,具有毒副作用小的优点。本文观察了补骨胶囊对骨质疏松大鼠牙种植体周围骨反应和牙种植体骨性愈合程度的影响。
1 材料和方法
1.1  骨质疏松模型的建立和种植体的植入
       8月龄雌性SD大鼠45只,体质量约为250g(广东医学院实验动物中心提供,随机分为3组,每组15只:假手术组只切除双侧卵巢附近的脂肪和服用生理盐水;去卵巢组接受双侧卵巢切除和服用生理盐水;中药组接受双侧卵巢切除和加服补骨胶囊。术后每周检测体质量变化,3个月后每组随机抽取5只大鼠用双能线骨密度测量仪测脊柱和右侧股骨骨密度(BMD),确定骨质疏松模型的建立。模型建立成功后,于大鼠左侧胫骨近中干骺处植入纯钛螺纹柱状种植体,种植体植入后第1天,按0.5g生药/mL配制补骨胶囊冲剂,中药组按每天7mL/kg冲剂灌胃,其它两组灌服等量生理盐水。
1.2  检测指标
       种植术后1、2、3个月分别处死动物并取下带种植体的胫骨,行骨组织形态计量学、组织病理学和成骨蛋白(BMP-2)免疫组化检查。
1.3  统计学处理
       应用SPSS13.0统计软件行单因素方差分析及SNK检验。
2  结果
2.1  骨质疏松模型观察
       与假手术组比较,大鼠去卵巢2个月后体质量明显增加(见表1),而股骨骨密度明显降低(见表2)。结果显示造模成功。

 赖红昌
 
2.2  骨组织形态计量学观察
       种植术后1个月,假手术组的骨小梁宽度(TB·Wi)、松质区骨量(TBCAr) 、成骨细胞数(OB·N) 比去卵巢组及中药组升高,结合骨板宽度比去卵巢组升高,破骨细胞数· 比中药组减少,提示骨质疏松状态下松质区骨量比正常组较少;种植术后2个月,假手术组的Tb·Wi、Tb·Ar、OB·N 比去卵巢组及中药组升高,CBLW比去卵巢组升高,提示补肾胶囊可增加骨质疏松大鼠的松质骨区骨量;种植术后3个月,假手术组的Tb·Wi、Tb·Ar比去卵巢组升高,三组间OB·N、OC·N 和CBLW差异无统计学意义(见表3)。

赖红昌
 
2.3  组织病理学观察
2.3.1  种植体植入后1个月  假手术组:在光镜下可见清晰的围绕种植体的结合骨板,结合骨板比较薄;在结合骨板与松质骨相邻接的一面和骨小梁周围可见少量的成骨细胞,破骨细胞少(见图1A)。去卵巢组:结合骨板比较薄,连续性差;骨松质区内骨小梁较稀疏排列紊乱,细小并多弯曲;成骨细胞和破骨细胞均多见(见图1B)。中药组:结合骨板较薄,但连续性较好,在骨皮质区主要为编织骨,骨松质区内骨小梁较稀疏,排列不规则,骨小梁周围成骨细胞较多,且排列整齐,此处常见大量的类骨质,而且越靠近种植体边缘处类骨质越多,破骨细胞少见(见图1C)。
2.3.2  种植体植入2个月  假手术组:结合骨板较厚,表面光滑;骨松质区内骨小梁较密集,骨小梁周边可见排列整齐的成骨细胞,破骨细胞少见(见图2A)。去卵巢组:结合骨板连续性较好,较薄;破骨细胞较多,胞浆丰富深染。成骨细胞较多,呈扁平状排列在骨小梁周围;骨松质区内骨小梁较稀疏,排列紊乱,粗细不均(见图2B)。中药组:结合骨板连续性较好,结合骨板内骨陷窝及骨细胞较清晰;松质骨区骨小梁密集,粗细均匀;结合骨板边缘及松质骨区骨小梁周边成骨细胞较多,胞浆丰富,整齐的排列在骨小梁的周围,破骨细胞少见(见图2C)。
2.3.3  种植体植入个3月  假手术组:结合骨板较厚,连续性较好,骨松质区内骨小梁较密集,成骨细胞和破骨细胞均少见(见图3A)。去卵巢组:结合骨板连续性较好,较薄,骨皮质,矿化程度较低,骨松质区内骨小梁较稀疏,排列不规则,成骨细胞和破骨细胞较多(见图3B)。中药组:结合骨板连续性较好,较厚;松质骨区骨小梁密集,骨小梁周边成骨细胞较多且排列整齐,成骨细胞在其聚集处形成大量的类骨质,破骨细胞少见(见图3C)。

 赖红昌
 
2.4  BMP-2免疫组化
       种植术后1个月,中药组BMP-2阳性细胞数比假手术组及去卵巢组明显升高(P<0.05);种植术后个2月, 中药组BMP-2阳性细胞数比假手术组升高(P<0.05);种植术后3个月,三组间BMP-2阳性细胞数差异无统计学意义(P<0.05)(见表4)。

 赖红昌
 
3 讨论
       本实验选择8月龄SD大鼠,切除双侧卵巢后常规喂养3个月,股骨骨密度值明显小于假手术组,表明成功建立骨质疏松模型。同时本实验大鼠体质量变化与文献报道相一致。种植体植入的时间选在卵巢切除后3个月,待骨质疏松基本确立,骨组织改变趋于稳定以后进行。种植体的植入部位选在大鼠胫骨近中干骺端,是由于该处骨松质较多,其组织学结构类似于人的颌骨,便于操作和观察。
       有学者研究发现颌骨骨密度与躯干骨呈高度一致性,骨质疏松患者下颌骨骨密度比非骨质疏松组低,说明颌骨的骨量变化与全身骨量变化一致。因此,骨质疏松患者由于颌骨骨量减少和结构变化,在种植体愈合过程和行使功能时不能提供足够的支撑组织,而且骨的破坏吸收不平衡直接影响种植体与骨界面的结合。Lugero等发现在骨质疏松时,骨内种植体周围的皮质骨厚度、松质骨的骨量及矿物质的沉积率都比非骨质疏松组有显著的下降,而类骨质的形成则显著高于后者。种植体骨界面的结合即骨结合是指体内埋植的种植体与骨组织之间不存在结缔组织的结合。影响种植体愈合的主要因素有:种植体周围有足够的骨组织支撑、足够的成骨细胞细胞、有足够的营养和要有足够的生理性刺激。由骨质疏松所导致的骨量减少,降低了种植体周围的骨支撑,影响了种植体的愈合质量,或延长了愈合时间。
       本实验发现:假手术组的骨小梁宽度、松质区骨量、结合骨板宽度均显著大于卵巢切除组,破骨细胞数要明显低于去卵巢组。赖红昌教授讲到,这充分说明骨质疏松减少了种植体周围的骨量,激活了破骨细胞的活性,加速了骨吸收,进而影响种植体骨性愈合的质量。种植术后1、2个月,中药组成骨细胞数、结合骨板宽度均比去卵巢组明显增加,而破骨细胞数明显减少;提示补骨胶囊可减少骨质疏松所致的骨量减少,激活成骨细胞活性,减少破骨细胞数量,使骨重建活跃,骨缺损愈合加速,骨结合形成。
       BMP-2有促进成骨细胞分化和诱导体外成骨的能力,是一个强效的促骨形成细胞因子。赖红昌教授分析,在本实验中,术后1个月中药组BMP-2阳性细胞数比假手术组及去卵巢组升高,术后2个月中药组阳性细胞数比假手术组升高;同时,去卵巢组的BMP-2阳性细胞主要为破骨细胞,而中药组的BMP-2阳性细胞主要为成骨细胞及部分具有分化能力的骨细胞;说明补骨胶囊可在早期提高骨质疏松大鼠种植体周围骨组织BMP-2表达,诱导成骨细胞分化,促进新骨形成。组织病理学观察结果也显示: BMP-2表达下降,会使骨髓中许多可被BMP-2诱导成骨的干细胞的增殖分裂明显减少,形成新骨减少,骨小梁减少,从而影响种植体的骨结合。
       赖红昌教授表示,如果能在本试验中在种植体周围加入适当的生理性应力刺激,模拟口腔的受力情况,就能进一步说明补骨胶囊对纯钛种植体愈合的影响,为补骨胶囊在骨质疏松患者口腔种植方面的临床应用方面提供更有理论价值的依据。

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