(上海交通大学医学院附属第九人民医院 口腔外科,上海交通大学口腔医学院,国家口腔医学中心,国家口腔疾病临床医学研究中心,上海市口腔医学重点实验室,上海 200011)
[摘要] 目的:探讨在犬下颌磨牙区即刻种植中,不同方式处理拔牙窝与种植体之间的间隙后的新骨形成情况。方法:选择 6 条 1.5~2.0 岁的拉布拉多犬作为实验对象,在每条犬下颌骨中拔除两侧的第四前磨牙和第一磨牙,分别植入4 颗牙种植体(Astra Tech R ,4.0 mm × 10 mm)。种植体和拔牙窝骨壁之间的近远中间隙分别进行 3 种处理,分为空白组(NN 组)、胶质银明胶海绵(Gelatamp) 组(EN 组)和 Gelatamp + 可吸收胶原膜(CM)组(EG 组)。术后 12 周收集标本, 进行显微 CT 扫描和组织学分析。采用 SPSS 25.0 软件包进行统计学分析。结果:牙种植术后 12 周存活率为100%。显微 CT 扫描结果显示,新骨高度、骨矿物质密度(BMD)、骨体积分数 (BV/TV)、骨表面积骨体积比(BS/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁数(Tb.N)和骨小梁间距(Tb.Sp)等指标,组间无显著差异。组织学分析结果显示,新骨形成面积和种植体与骨接触面积(BIC)在组间无统计学差异。结论:使用不同方式处理种植体与拔牙窝之间的间隙后的 12 周内,与空白对照组相比,单独放置 Gelatamp 或与 CM 联合使用,对种植体周围新骨形成、BIC、BMD、BV/TV、BS/TV、Tb.Th、Tb.N 及 Tb.Sp 等均无显著影响。
1 材料与方法
1.1 动物和设施
6 条拉布拉多犬,年龄 1.5~2.0 岁,实验前体重约 20~25 kg。犬来自上海甲干生物科技有限公司,饲养于独立犬舍中, 由专业饲养人员在整个过程中提供流质和软质饮食。本实验获得上海交通大学医学院附属第九人民医院医学实验动物伦理委员会批准 [沪科动伦(2018)225]。
1.2 实验材料与设备
种植体 (4.0 mm×10.0 mm,OsseoSpeedTM,AstraTechR ,登士柏西诺德,美国);胶质银止血明胶海绵(Gelatamp,Coltene, 瑞士);屏障膜 (Bio-GideR ,Geistlich,瑞士);种植工具盒(Astra TechR ,登士柏西诺德,美国);种植机(Implantmed,W&HR ,奥地利);无水乙醇、二甲苯(上海泰坦科技股份有限公司);聚甲基丙烯酸甲酯(Sigma-aldrich,德国);显微 CT 机(Bruker,比利时);组织切片机(Exakt,德国);荧光倒置显微镜(Olympus,日本);亚甲基蓝、酸性品红染料(中国医药集团有限公司)。
1.3 实验设计
拔除犬的每侧下颌骨中的第四前磨牙和第一磨牙,将种植体分别即刻植入新鲜牙槽窝中。对于种植体和拔牙窝近远中骨壁之间的间隙处理方式,1~3 号犬的左侧为 EG 组 (使用 Gelatamp 和 Bio-GideR ),右侧为 EN 组 (仅使用 Gelatamp),4~6 号犬右侧为NN 组(空白对照)。术后 12 周进行安乐死,获取组织标本。显微 CT 扫描后,进行不脱钙硬组织切片,随后染色,于显微镜下观察,并拍照记录。
1.4 方法与分组处理
术前 24 h 对实验犬禁食。使用麻醉剂 [盐酸替来他明盐酸唑拉西泮(舒泰 R50,0.1 mg/kg)和盐酸塞拉嗪注射液(华牧 R ,1~2 mg/kg)] 皮下注射,待麻醉起效后,消毒,铺巾。微创拔除下颌第四前磨牙(P4)和第一磨牙(M1)。测量牙槽窝尺寸,确认牙槽窝骨壁完好无损。根据操作指南制备种植窝洞,随后植入种植体(Astra TechR ,4.0 mm × 10 mm),均达到理想稳定性(扭矩均大于 35 N·cm)。种植体肩部与牙槽嵴顶平齐, 安装覆盖螺丝。每个种植体位于牙槽中隔,在种植体表面和新鲜牙槽窝骨壁之间存在间隙。其中,3 条犬的左侧下颌骨为 EG 组:种植体植入后,在近远中拔牙窝内各放置 1 块 Gelatamp,然后覆盖 Bio-GideR膜(30 mm×40 mm)并严密缝合。右侧为 EN 组:种植体植入后,在近远中拔牙窝内各植入 1 块 Gelatamp 并严密缝合。对于另外 3 条犬,其右侧为 NN 组,即空白对照组:间隙内不填充任何材料,种植体植入后直接缝合创口。手术操作过程见图 1。
术后待动物完全苏醒后,送回笼舍。术后 7 d 注射抗生素[注射用硫酸头孢喹肟(华畜 R ,5 mg/kg)],每天 1~2 次,连续注射 7 d。术后 14 d 喂食流质和软质饮食。术后 12 周,对实验犬进行安乐死。将手术区域的骨组织块从下颌骨截断, 将未脱钙的样品固定于 10%甲醛溶液中。
1.5 显微 CT 分析
显 微 CT 机 扫 描 标 本 后 , 用 Microview 软 件(Scanco Medical AG)处理数据。将 35 μm 厚的 2D图像重建为 3D 模型。感兴趣体积(VOI)为每个种植体从粗螺纹水平处开始,靠近种植体的直径 3 mm、高 4 mm 的圆柱形(图 2)。用于评估骨质的主要参数如下(表 1):骨矿物质密度(BMD)、骨体积分数(BV/TV)、骨表面积骨体积比(BS/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁数(Tb.N)和骨小梁间距 (Tb.Sp)。使用显微 CT 扫描得到的数据在计算机上进行3D 重建,针对每个种植体,沿种植体纵向长轴,做一与牙槽骨水平长轴平行, 同时穿过种植体中轴的切面。在种植体的近远中测量靠近种植体的牙槽骨最高点到种植体顶端的距离, 得到近远中新生骨高度数值。
1.6 组织学分析
固定后的标本先采用序列浓度乙醇进行脱水,随后使用聚甲基丙烯酸甲酯包埋, 待其完全固化后即可获得标本。使用硬组织切片机沿着种植体的近远中长轴切片。对切片进行研磨和抛光,厚度减小至20~25 μm 后,使用亚甲基蓝酸性品红染色,在显微镜下观察切片。测量区域 (ROI)是一个长度为 5 mm、宽度为 3 mm 的矩形, 位于种植体顶部下方最靠近种植体边缘的区域;在该 ROI 区域内,能够较为准确地反映不同牙位的种植体近远中间隙的成骨情况和骨整合情况。种植体与新骨的接触比例(BIC)=该区域中种植体与骨之间的接触长度/种植体螺纹全长,种植体周围新骨面积比例=新骨面积/总 ROI 面积。
1.7 统计学分析
采用 SPSS 25.0 软件包进行统计学分析。数据以x±s表示。通过 Shapiro-Wilk 检验进行数据正态性评估。对于正态分布数据,进一步行单因素方差分析,评估 2 组之间的差异。对于不满足正态分布的数据,使用非参数检验,评估组间差异。P<0.05 为差异有统计学意义。
2 结果
手术后所有部位均愈合良好, 未发生种植体脱落和周围炎症,种植体存留率为 100%。
2.1 显微 CT 结果
从显微 CT 近远中截面图像可见, 每组种植体颈部周围均有不同程度的硬组织吸收, 颈部以下均有新骨形成(图 2)。EN 组和 EG 组的 BMD 相差不大,均稍高于 NN 组。EN 组与 EG 组的 BVF 略微高于 NN 组。BS/BV 和 Tb.Th 在组间差异较小。EN 组的 Tb.N 最低,NN 组的 Tb.N 最高。Tb.Sp 的趋势则与之相反。所有上述指标在组间的差异均无统计学意义(P>0.05),VOI 区的测量结果见表 2。
2.2 3D 重建和新骨高度
近远中骨高度测量结果见图 3、表 3。此处骨高度为种植体顶部至种植体周围牙槽骨的距离, 负值表示骨高度在种植体顶部以下。该指标在临床上常使用 X 线片进行测量, 通常 定义为边缘 骨吸收(marginal bone loss,MBL)。近中骨高度在 EN 组最低, EG 组最高。远中骨高度在 NN 组最低,EN 组最高。近远中平均骨高度在 EN 组与 EG 组相差不大,NN 组略低于两者。以上所有组间差异均无统计学意义(P>0.05)。
2.3 组织学观察和组织形态计量学
组织学切片和统计结果见图 4。切片中,黑色部分为种植体,蓝色部分为结缔组织,鲜红色部分为新生骨。EN 组的新骨面积比例略高于 EG 组和 NN组。骨-种植体接触比例(BIC)中,EG 组最高,EN 组次之,NN 组最低。以上组间差异均无统计学意义(P>0.05,表 4)。
2.4 间隙大小对实验结果的影响
本研究使用第四前磨牙和第一磨牙的拔牙窝,术中测量可得第四前磨牙的单侧拔牙窝平均尺寸为近远中径 4 mm、颊舌径 4 mm、冠根向 12 mm;第一磨牙单侧拔牙窝平均尺寸为近远中径 9 mm、颊舌径7 mm、冠根向 13 mm。将每组数值根据所属拔牙位点分为前磨牙组和磨牙组, 以探讨拔牙窝间隙大小是否对种植体周围成骨产生影响。结果发现,各组数据无统计学差异(P>0.05,表 5)。
3 讨论
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