新型溶膠－凝膠生物活性玻璃聯(lián)合鈦膜修復(fù)即刻種植體周骨缺損

1、    新型溶膠凝膠生物活性玻璃聯(lián)合鈦膜修復(fù)即刻種植體周骨缺損作者：李衛(wèi)國,吳新中,賴英榮,黃江勇作者單位： 中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院口腔科， 廣東 廣州 510630; 2. 中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院病理科， 廣東 廣州 510080【摘要】 【目的】 探討新型溶膠-凝膠生物活性玻璃(BG)聯(lián)合鈦膜應(yīng)用于即刻種植體周圍骨缺損修復(fù)的成骨效果?！痉椒ā?實驗共采用8只健康雜種犬，每只犬均在拔除雙側(cè)下前磨牙后即刻于每側(cè)拔牙創(chuàng)區(qū)制造即刻種植體周圍骨缺損區(qū)，每側(cè)即刻植入3顆即刻種植體后編號并隨機分為3組分別為植入BG組，植入BG并以鈦膜覆蓋組及空白對照組。術(shù)后2，4，8

2、，12周處死動物行Masson染色組織學(xué)觀察。觀察種植體周圍骨缺損區(qū)的修復(fù)情況。【結(jié)果】 所有植入種植體區(qū)牙齦均愈合良好，未見種植體周圍炎發(fā)生。BG + 鈦膜組形成新骨的時間最早，骨結(jié)合最理想，且新骨形成質(zhì)量較另外兩組明顯較好。【結(jié)論】 新型溶膠-凝膠生物活性玻璃具有良好的骨引導(dǎo)作用，溶膠-凝膠生物活性玻璃聯(lián)合鈦膜能較好的解決即刻種植體周圍骨缺損修復(fù)的問題?！娟P(guān)鍵詞】 生物活性玻璃; 鈦膜; 即刻種植; 植骨材料; 引導(dǎo)骨再生Experimental Study of New Sol-gel Bioactive Glass in Combination withTi-membrane in R

3、epairing Bone Defects of Immediate ImplantationLI Wei-guo1， WU Xin-zhong1， LAI Ying-rong2， HUANG Jiang-yong1， JIANG Li-jian1(1. Department of Stomatology， The Third Affiliated Hospital， SUN Yat-sen University， Guangzhou 510630， China;2. Department of Pathology， The First Affiliated Hospital， SUN Yat

4、-sen University， Guangzhou 510080， China)Abstract： 【Objective】 To study the osteogenesis character of a new sol-gel bioactive glass (BG) in combination with Ti-membrane in repairing bone defects of immediate implantation. 【Methods】 Eight crossbred dogs were extracted the lower premolars to simulate

5、the immediate implantation model. Three methods (BG，BG+ Ti- membrane，nothing) were used to repair the defects. The implants were divided into three groups. BG was filled in between the bone and implant in one group and covered by Ti-membrane in another group， and no particle was filled in the last o

6、ne. Dogs were killed at 2， 4， 8， and 12 weeks after the operation and were sacrificed respectively. The repair of bone defects of immediate implantation was observed by histological examination. 【Results】 All bone defects recovered normally with no peri-implatitis. More new trabecular bone in BG + T

7、i-membrane group formed than others， and formed earlier. 【Conclusion】 New sol- gel BG has perfect bone grafting faculty. Sol- gel BG + Ti-membrane is able to repair the bone defects of immediate implantation.Key words： bioactive glass; Ti-membrane; immediate implantation; implant bone substitute; gu

8、ided bone regeneration牙即刻種植中由于種植體外形與拔牙窩的差異造成的種植體與牙槽骨之間的骨缺損的修復(fù)一直是牙即刻種植研究的熱點和難點。對于骨缺損需要植骨的病例，目前通常采用的植骨材料為自體骨、同種異體骨或異種異體骨以及生物材料。溶膠-凝膠生物活性玻璃是一類具有較高生物活性和良好生物礦化特性的新型生物活性材料，其在骨缺損的修復(fù)中應(yīng)用范圍越來越廣。作者通過在犬下頜骨即刻種植體周圍骨缺損區(qū)分別植入新型凝膠溶膠生物活性玻璃(BG)或同時植入BG + 鈦膜，觀察BG誘導(dǎo)植入?yún)^(qū)成骨情況以及種植體和成骨區(qū)之間的骨整合情況，探討新型凝膠溶膠生物活性玻璃聯(lián)合鈦膜在即刻種植中的應(yīng)用價值。1

9、材料和方法1.1 試驗材料和動物鈦種植體采用四川華西口腔種植中心提供CDIC標(biāo)準(zhǔn)兩端式螺紋種植體。新型凝膠-溶膠生物活性玻璃由華南理工大學(xué)陳曉峰教授研制，孔隙率為80%， 孔徑為70 m。鈦膜采用西安中邦公司商品化鈦膜。實驗動物為1歲左右，體質(zhì)量為10 12 kg的健康雜種家犬8只，動物試驗在中山大學(xué)附屬三院動物試驗中心完成。1.2 試驗方法實驗犬給予體積分數(shù)3%戊巴比妥鈉(1 mL/ kg)肌注麻醉，將實驗犬仔細分離雙側(cè)下后牙齦，拔除雙側(cè)下頜第2、3、4前磨牙，去除拔牙創(chuàng)上端近中及遠中部分各約2 mm骨質(zhì)，立即在各拔牙窩內(nèi)植入螺紋形鈦種植體，種植體編號后隨機分為3組：A組(空白對照組)：直接

10、種入種植體; B組(生物玻璃組)：種植體植入后骨缺損區(qū)植入BG;C組 (BG + 鈦膜組)： 種植體植入后骨缺損區(qū)植入BG并用鈦膜覆蓋.完成后潛行分離頰舌側(cè)粘骨膜，間斷無張力下嚴(yán)密縫合創(chuàng)口。術(shù)中給予氯霉素2 g加入250 mL的質(zhì)量分數(shù)5%葡萄糖溶液中，左上肢靜脈置管靜滴，術(shù)后肌注青霉素80萬單位， 2次/d，共4 d，預(yù)防感染。術(shù)后第2、4、8、12周處死動物，每次2只。切取雙側(cè)下頜骨相應(yīng)骨段，在種植體近中區(qū)牙槽骨切取一約6.5 mm × 10 mm × 10 mm的組織塊，生理鹽水沖洗， 質(zhì)量分數(shù)40 g/L甲醛固定，經(jīng)脫鈣、脫水等處理后，石蠟包埋，切片，Masson染

11、色后光鏡觀察。2 結(jié) 果2.1 大體觀察結(jié)果全部實驗動物于術(shù)后第2天開始正常進食，術(shù)后1周切口一期愈合，無1例出現(xiàn)傷口感染的情況，植入種植體均無暴露和脫落。取出種植區(qū)骨段后肉眼觀察植入的植骨材料均無脫落，植入?yún)^(qū)無炎癥，形成骨性愈合。2.2 病理檢查結(jié)果2.2.1 A組(空白對照組) 2周可見種植體拔除后的空腔，邊緣有大量纖維組織。4周間隙內(nèi)有纖維組織的充填及間充質(zhì)細胞的分化，8周缺損中央部位方可見骨樣組織。12周時仍能見到明顯骨缺損區(qū)。2.2.2 B組(生物玻璃組) 2周可見表層BG顆粒間有上皮細胞長入，內(nèi)有炎性細胞浸潤及部分纖維母細胞。4周增生的纖維母細胞及纖維結(jié)締組織包繞植入的生物玻璃，小

12、部分生物玻璃降解消失， 大部分仍清晰可見。8 周生物玻璃部分降解消失被富含膠原的結(jié)締組織所替代，并可見骨樣組織。12 周增生的纖維結(jié)締組織完全包繞植入的生物玻璃基本形成實性，可見大量的骨樣組織，BG與牙槽骨之間界面不清。2.2.3 C組(生物玻璃+鈦膜組) 2周可見BG顆粒之間有較小的間隙，內(nèi)有炎性細胞浸潤及部分纖維母細胞。4周大量增生的纖維母細胞及纖維結(jié)締組織包繞植入的生物玻璃形成網(wǎng)格狀。大部分材料清晰可見。8 周見較多的纖維性骨樣組織及骨小梁、骨母細胞， 但骨小梁排列紊亂。12 周被包繞的生物玻璃基本形成實性，少量被包繞生物玻璃染成較深色似骨小梁，有形成骨小梁的可能。2.3 第12周帶種植

13、體骨段放射片結(jié)果對照組種植體頸周可見明顯骨質(zhì)缺損低密度透射區(qū)，植入生物玻璃組可見種植體頸周骨缺損區(qū)較對照組明顯縮小，部分區(qū)域仍可見小面積骨質(zhì)缺損影。聯(lián)合植入生物玻璃和鈦膜組種植體頸周基本不可見透視影，種植體與周緣骨質(zhì)形成良好骨整合，部分種植體基臺也被新生骨質(zhì)緊密包裹。3 討 論即刻牙種植術(shù)是在拔牙術(shù)后于拔牙創(chuàng)原位上即刻同期進行種植體植入的手術(shù)。種植體大小形狀往往與拔牙創(chuàng)不相符，從而影響種植體與牙槽骨之間的緊密結(jié)合，而種植體植入初期種植體與牙槽骨之間的緊密結(jié)合是種植成功的關(guān)鍵因素1。目前解決即刻種植中種植體與牙槽骨間的骨缺損問題多采用在種植體周圍植入植骨材料來解決2。本實驗中采用的溶膠-凝膠生物

14、活性玻璃是由華南理工大學(xué)生物材料研究所陳曉峰教授研制的一類具有較高生物活性和良好生物礦化特性的新型生物活性材料， 其具有良好的組織相容性和骨傳導(dǎo)能力以及良好的骨形成能力。研究表明此種生物玻璃的高生物活性在很大程度上與材料的高比表面積有關(guān)3。溶膠-凝膠生物活性玻璃組成為CaO-P2O5-SiO2系統(tǒng)，其中SiO2 55% 65%，P2O5 4% 6%，CaO 35% 40%，掃描電鏡顯示溶膠-凝膠生物活性玻璃是由大量納米級微球組成，微球直徑在15 50 nm之間，微球間有均勻分布的連通微孔，直徑在幾百納米到幾十微米之間。本實驗將BG植入種植體周圍的骨缺損區(qū)未見明顯炎癥、異物反應(yīng)及破壞周圍骨現(xiàn)象，

15、受植區(qū)不斷形成新生骨組織，最終與宿主骨和種植體形成理想骨結(jié)合，結(jié)果表明BG具有良好的生物相容性和骨修復(fù)作用。生物活性玻璃的成骨機理是BG和體液接觸后發(fā)生迅速地離子反應(yīng)，局部化學(xué)變化迅速引起晶核形成和羥基磷灰石層晶體形成，同時在BG表面形成二氧化硅凝膠，隨后硅膠層中有裂隙形成，巨噬細胞通過這些裂隙進入并吸收硅膠層，形成具有保護作用的空腔。羥基磷灰石層晶體進一步激活骨母細胞的自分泌反應(yīng)，使其產(chǎn)生多種細胞因子，未分化的間質(zhì)細胞進入硅膠層空腔在細胞因子的刺激下分化為成骨細胞，分泌骨基質(zhì)，從而形成新骨。每個形成空腔的BG都作為新骨形成的中心，并逐漸被新骨取代。這種顆粒內(nèi)部的骨生成并不依賴于外部的固有骨組

16、織，而在靠近固有骨組織處表現(xiàn)為引導(dǎo)性骨生長4-5。Keeting等6體內(nèi)和體外研究均發(fā)現(xiàn)BG具有促進骨細胞增生分化的作用。BG顆粒的降解則主要由破骨細胞來完成，而且BG能完全降解。BG還具有骨誘導(dǎo)作用7，Bielby發(fā)現(xiàn)BG與地塞米松的作用一樣都能誘導(dǎo)鼠的胚胎干細胞形成礦化結(jié)節(jié)，提高堿性磷酸酶的活性，兩者合用時，這種誘導(dǎo)作用更加明顯8。在本實驗中BG組第4周即可見膠原纖維長入BG顆粒間，第8周可見大量膠原纖維取代BG顆粒，同時有新骨形成，在12周結(jié)締組織包繞BG顆粒形成實體，大量新骨形成，BG與牙槽骨之間界面不清，這更進一步說明BG顆粒具有良好的骨修復(fù)作用，是一種應(yīng)用前景廣泛的植骨材料。鈦膜是

17、一種不可吸收膜，具有良好的生物相容性，有一定的強度，可塑性好，能較好的維持成骨空間，防止纖維結(jié)締組織的長入，為再生能力弱，遷徙速度較慢的成骨細胞優(yōu)先長入種植體周圍和植骨區(qū)提供支持。能加快成骨過程和增加成骨量9。本實驗中BG組和BG + 鈦膜組成骨作用明顯較對照組早且新骨形成量多。比較BG組和BG + 鈦膜組在各個時期的組織學(xué)表現(xiàn)可發(fā)現(xiàn)，BG + 鈦膜組同期的膠原纖維長入量及成骨量更加突出，在時間上也有提前，這表明此種新型溶膠-凝膠生物活性玻璃能在即刻種植體周圍和牙槽骨之間成功引導(dǎo)和誘導(dǎo)形成修復(fù)性新骨并可與種植體達到良好骨結(jié)合效果。實驗表明通過植入溶膠-凝膠生物活性玻璃并聯(lián)合鈦膜覆蓋能在即刻種植

18、體周圍和牙槽骨之間更快更多地形成修復(fù)性新骨，可以縮短種植體愈合時間，增加成骨量，降低即刻種植愈合過程中的失敗風(fēng)險，提高種植成功率，為早期進行種植義齒上部結(jié)構(gòu)修復(fù)提供條件?！緟⒖嘉墨I】鄧飛龍，馬建元，簡裕濤，等. 兩種植骨材料促進即刻種植體周骨組織再生效果比較 J. 中山大學(xué)學(xué)報： 醫(yī)學(xué)科學(xué)版，2007，28(4)：470-472.Auqthun M， Yildirim M， Spiekermann H， et al. Healing of bone defects in combination with immediate implants using the membrane techniq

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