華楠,莊晶
上海楊思醫(yī)院口腔科,上海 200126
引導(dǎo)骨再生技術(shù)(GBR)是針對(duì)骨的引導(dǎo)組織再生(GTR)技術(shù),由GTR延伸而來[1],GTR主要應(yīng)用于牙齒[2]。目前,GBR主要運(yùn)用的是膠原蛋白膜,然而它具有局限性,因此有必要研究合成聚酯纖維的可吸收生物膜。聚乳酸-羥基乙酸(PLGA)膜是一種可吸收生物膜,具有很好的生物降解性和生物相容性。而建立動(dòng)物模型,研究PLGA膜在動(dòng)物牙槽骨中的生物降解效果,才能進(jìn)一步闡明PLGA作為GBR膜在臨床使用中的效果。
多位學(xué)者先后采用猴、小型豬、比格犬、大耳白兔、鼠等多種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,在其下頜骨制造骨缺損,植入植骨材料,采用組織學(xué)的方法評(píng)估植骨材料[3]。但其動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)P团c種植臨床的骨缺損形態(tài)各不相同。為研究PLGA膜在beagle犬牙槽骨中的生物降解效果,建立一種符合牙槽骨缺損特點(diǎn)的動(dòng)物模型,該研究在2011年12月—2012年2月,采用beagle犬,年齡在14~16個(gè)月,按照天然骨缺損動(dòng)物模型建立的方法制備牙槽骨缺損的實(shí)驗(yàn)?zāi)P蚚4],現(xiàn)報(bào)道如下。
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物選用健康雄性beagle犬(上海SLAC實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司提供,該實(shí)驗(yàn)獲得上海同濟(jì)大學(xué)動(dòng)物研究倫理委員會(huì)的批準(zhǔn))3只,體重(13.0±1.0)kg年齡 14~16個(gè)月。所有 beagle犬均采用籠中獨(dú)立圈養(yǎng)的方法,定時(shí)、定量攝食,自由飲水。
Bio-Guide膠原膜 (Geistlich AG,Wolhusen瑞士)PLGA膜由重慶永通生物醫(yī)藥有限責(zé)任公司提供。
1.3.1 牙齒拔除實(shí)驗(yàn) 犬以肌內(nèi)注射2%的tiazine和10%氯胺酮進(jìn)行全身麻醉后,拔除雙側(cè)前磨牙。
1.3.2 骨缺損區(qū)的處理 拔牙后在拔牙窩的左側(cè)放置Bio-Guide膠原膜,右側(cè)放置PLGA膜。術(shù)后1~3 d給予肌肉注射青霉素(80萬U/d)預(yù)防感染。
3個(gè)月后處死動(dòng)物。分離下頜骨,將含有Bio-Guide膠原膜/PLGA膜的骨標(biāo)本置于10%甲醛溶液固定48 h,梯度乙醇脫水,氯仿透明,甲基丙烯酸甲酯包埋,制作不脫鈣骨切片[5-6]。經(jīng)HE染色后光學(xué)顯微鏡下觀察。
3只實(shí)驗(yàn)犬均無死亡。3只實(shí)驗(yàn)犬都很好的耐受拔牙手術(shù),拔牙后拔牙窩很快充滿血凝塊止血。術(shù)后2~3 h恢復(fù)意識(shí)。實(shí)驗(yàn)期間飲食、活動(dòng)正常,所有的膜都覆蓋其上。拔牙部位沒有感染化膿。2周后,軟組織形態(tài)和顏色與周邊正常組織完全一樣。愈合部位沒有裂開。4周后雙側(cè)下頜近中遠(yuǎn)端拔牙窩的骨生成,見圖1c。同時(shí)PLGA膜和膠原膜完全降解,沒有殘留,見圖2a。
該次實(shí)驗(yàn)取拔牙創(chuàng)周圍的組織用作組織學(xué)研究,并在術(shù)后第4周,第8周和第12周做出評(píng)估。通過外科手術(shù)我們提取下頜骨兩邊近遠(yuǎn)中側(cè),緊靠被拔前磨牙的骨塊做研究(圖2b)。取下的骨塊先經(jīng)過1周10%甲醛固定,然后在脫鈣液中充分脫鈣。骨塊固定后,再經(jīng)過脫水處理和石蠟包埋。最后,在光學(xué)顯微鏡下觀察其沿長軸的矢狀面在HE染色下的不同。
缺損區(qū)內(nèi),新生骨組織由根方牙槽骨頂端向缺損區(qū)中心方向生長,隨著時(shí)間延長,缺損區(qū)內(nèi)新生骨組織量增多,骨密度增加。
圖1.a在比格犬下頜骨的拔牙窩內(nèi)放入生物誘導(dǎo)膠原膜;圖1.b在比格犬下頜骨的拔牙窩內(nèi)放入PLGA膜;圖1.c取下頜骨骨塊;圖1.d治愈部位
圖2
圖3.a4周后光學(xué)顯微鏡下觀察到拔牙窩內(nèi)排列的成骨細(xì)胞(80×光學(xué)顯微鏡)。b.生物誘導(dǎo)膠原膜覆蓋4周后的拔牙窩內(nèi)觀察到成骨細(xì)胞(40×光學(xué)顯微鏡)。c.PLGA膜覆蓋4周后的拔牙窩內(nèi)觀察到成骨細(xì)胞(40×光學(xué)顯微鏡)。
引導(dǎo)骨再生成骨的組織學(xué)過程:①編織骨形成階段:成骨細(xì)胞伴隨再生的毛細(xì)血管由骨床長入生物屏障膜封閉的植骨區(qū),增值、分化,形成編織骨,快速充盈植骨區(qū),為進(jìn)一步成骨建立良好的支架;②板層骨沉積階段,在編織骨周圍沉積板層骨,增強(qiáng)新生骨的強(qiáng)度;③新生骨改建階段。
生物屏障膜的種類:①不可吸收膜;鈦膜、E-PTFE膜;②可吸收膜:膠原膜,如:BIO-GIDE膜和國產(chǎn)膜。目前,GBR主要運(yùn)用的是膠原蛋白膜。兩種材料主要用于制作可吸收生物膜:膠原蛋白和合成聚合物[7]。這些膜放置在拔牙窩,不需要二次手術(shù)將其取出。然而它具有局限性,因此有必要研究合成聚酯纖維的可吸收生物膜[8]。聚乳酸-羥基乙酸(PLGA)膜是一種可吸收生物膜,具有很好的生物降解性和生物相容性。
該研究選用的純系動(dòng)物beagle犬,均為雄性犬,年齡14~16個(gè)月。在性別、年齡等基本條件上保持一致性。多數(shù)以Beagle犬為模型動(dòng)物的實(shí)驗(yàn),都選用雄性犬[9-10]。筆者也認(rèn)為,雄性犬下頜骨高度和寬度明顯優(yōu)于雌性犬,手術(shù)條件好。比格犬的牙槽骨較寬、骨質(zhì)致密,與人的牙槽骨較為接近,是建立牙槽骨缺損動(dòng)物模型中較為理想的動(dòng)物[11]。
該研究中,肉眼觀察4周后雙側(cè)下頜近中遠(yuǎn)端拔牙窩的骨生成。同時(shí)PLGA膜和膠原膜完全降解,沒有殘留。組織學(xué)觀察可見,缺損區(qū)內(nèi),新生骨組織由根方牙槽骨頂端向缺損區(qū)中心方向生長,隨著時(shí)間延長,缺損區(qū)內(nèi)新生骨組織量增多,骨密度增加。建立了該動(dòng)物模型,研究PLGA膜在動(dòng)物牙槽骨中的生物降解效果,并進(jìn)一步闡明PLGA作為GBR膜在臨床使用中的效果。
[1]蘇菊,王佐林.探討引導(dǎo)骨再生技術(shù)在即刻種植術(shù)中的應(yīng)用[J].口腔頜面外科雜志,2008,18(5):360-363.
[2]陳紅亮,孫勇,引導(dǎo)骨再生技術(shù)在口腔頜骨缺損中的應(yīng)用回顧及展望[J].西南國防醫(yī)藥,2009,19(7):752-753.
[3]李率,林野,邱立新,等.模擬種植體周圍骨缺損的動(dòng)物模型的建立[J].中國美容醫(yī)學(xué),2008 17(9):1333-1335.
[4]孫菲,陸爾奕.即刻種植的骨缺損動(dòng)物模型[J].口腔材料器械,2011,20(1):40-44.
[5]郭澤明,容明燈,朱安棣,等.含種植體硬組織骨計(jì)量學(xué)不脫鈣塑料包埋技術(shù)[J].廣東醫(yī)學(xué),2008,29(3):385-386.
[6]王東勝.帶種植體骨磨片制作方法的改進(jìn)[J].口腔頜面修復(fù)學(xué)雜志,2006,7(3):169-170.
[7]Yukihiko Kinoshita,Hatsuhiko Maeda.Recent Developments of Functional Scaffolds for Craniomaxillofacial Bone Tissue Engineering Applications[J].Scientific World Journal,2013(86):31-57.
[8]Postlethwaite AE,Seyer JM,Kang AH.Chemotactic attraction of human fibroblasts to type I,II and III collagens and collagen-derived peptides[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,1978,75(2):871-875.
[9]鮑濟(jì)波,謝志剛.口腔種植體Beagle犬動(dòng)物模型的建立[J].中國口腔種植學(xué)雜志,2012,17(2):58-61.
[10]馮麗芳,吳琳.犬牙槽骨種植實(shí)驗(yàn)及種植體-骨結(jié)合評(píng)價(jià)方法[J].中國實(shí)用口腔科雜志,2013,8(6):496-502.
[11]黃元瑾.種植體周圍骨缺損的beagle犬動(dòng)物模型的建立[J].廣東醫(yī)學(xué),2010,9(31):2340-2342.