动物模型在口腔种植中的应用.doc

实验动物在口腔种植不同研究领域中的应用姓名：周文娟 专业：口腔临床 研究方向：口腔种植【摘 要】种植义齿作为一种新的义齿修复方法已有50多年的历史，要对口腔种植各域领进行研究,选择合适的实验动物、制作合适的动物模型尤为重要。本文就实验动物在口腔种植不同领域中的应用概况进行综述。【关键词】动物模型；牙种植；骨结合；组织工程Applications of Experiment Animals in Different Territories of Dental Implant. ZHOU WenjuanAbstract: Dental implant has existed for more than 50 years as a new way of rehabilitation in edentulous patients. In order to study with each territory of stomatology, a proper experiment animal or animal model becomes more and more important. This article addresses some animal models associated with dental implant placement and their applications in different territories of dental implant.Key words: Model animal, dental implant, osseointegration, tissue engineering口腔种植学是当今口腔医学领域中发展最快、影响力最大的一个分支。种植义齿因美观、舒适、稳固、长久、无需磨改邻牙、生物力学分布与天然牙最接近等优点而被称为人类的第三副牙齿。在种植义齿研究中，一般选择犬1、猴的牙槽骨2或大鼠3、兔的胫骨为实验对象，制作动物模型。下面作者就实验动物在口腔种植各领域中的应用做一概述。1. 实验动物在不同表面种植体研究中的应用不同表面种植体一般指种植体经不同表面处理，种植体表面形态不同，种植材料不同，种植体表面不同，其种植效应存在很大差别。种植体的表面特征是直接影响骨整合过程中各骨整合率的一个重要因素，对提高种植体的成功率和远期寿命有重要意义和临床价值。 1.1 不同表面种植体对炎症的影响 2006年Nuchjaree J等4在八只犬的口腔中分别植入几种不同表面形态（酸蚀表面、周围带凹槽的机械表面、经轻度阳极氧化处理的表面）的种植体，以标准的机械表面形态作为对照，观察其对炎症的影响认为：不同种植体表面形态对于炎症的性质并无影响，在所有的损害中T细胞均占主导，而周围存在凹槽可以引起更为广泛的炎症，这是否由菌斑聚积引起的尚无定论。Renvert S等5通过建立犬种植体周围炎动物模型，对不同表面形态种植体引起种植体周围炎的发生及发展等进行初步的研究探讨发现：绑线螺纹圆柱型种植体和非螺纹圆柱型种植体均引起种植体周围组织不同程度的炎症；非螺纹圆柱型种植体比螺纹圆柱型种植体引起种植体周围炎进展速度更快；牙周病病人实施种植时可能更适合选择螺纹圆柱型种植体。 1.2 不同表面种植体对骨整合的影响骨整合是骨对种植体的一种结构反应,影响临床效果。Abron A等6 用钻、冲洗、计算机光束等方法将清洁灭菌的种植体植入重400克的雌性Wistar大鼠胫骨，结果证实理想的表面粗糙形态能增加种植体植入早期的骨形成，粗化对早期愈合作用表面在种植的早期成功，颈部粗糙的种植体能明显降低其界面剪应力的峰值,从而减少牙槽嵴顶区的骨吸收，但粗糙度过高会增加种植体表面积,造成离子过多泄露。S. H. CHUNG等7对不同几何形态及表面化学物质种植体在功能性负重后骨结合的研究中，采用四只健康beagle犬,将不同表面种植体随机植入其前磨牙，分别在负重第6周及第12周用射线及临床牙周检查方法进行组织形态学分析，结果显示对照组平均骨丧失程度比观察组高(P6mm，牙齿松动，X线检测牙槽骨丧失3050%；第二组犬牙齿健康；第三组犬患天然发生的牙周炎。每只犬在分别拔除四颗上下颌前磨牙后植入八颗种植体，结果显示：种植体BICR的增加，ePTFE膜6个月后显著,而骨替代移植材料三个月后显著，两者混合使用效果更为显著。2.2 种植体周围骨缺损即刻种植周围骨缺损研究13：健康成年杂种狗12只，雌雄兼有，随机分为2周、4周、8周、12周4个时间组；采用同体同颌对照方式，分为DFDBA组和对照组。采用去骨法加以改进，建立与临床实际接近的、简单可靠的即刻种植研究模型。所建立的即刻种植动物模型简便可靠，接近临床，具有一定优越性，是一种较好的用于人工牙即刻种植研究的动物模型。牙种植骨缺损同期上颌窦提升研究14中：取6只18个月龄、重约40kg的小型Gottingen母猪，从小型猪髂骨网状骨中分离出自体形成的类骨细胞，在自体血清成骨环境下培养。6周后用X线放大摄影技术、荧光显微术、组织学及组织形态学方法检测未脱钙部分，实验侧种植体冠部显示出比顶部更高的种植体骨结合率（BIC）（前者34.8828.86%，后者16.6813.80%，p0.25=0.039），且前者周围区的骨密度（BD）要高 (前者14.886.37% ，后者11.10 4.54%，p0.25=0.021)。2.3 种植体周围骨再生Stefan S等15利用CO2射线对种植体周围进行护理，观测种植体周围骨再生情况，选用6只beagle犬，植入总计60颗种植体并伴有多骨缺损，分为三组，分别采用不同的治疗方法：第一组常规空气粉末摩擦剂治疗；第二组CO2射线治疗；第三组二者结合治疗，治疗后用不同颜色标记。四个月后拍照并监测，各样本的四个着色区用特殊的软件检测，并对测量指标进行标准化处理，最后检测三个治疗组的骨再生时间，结果表明与常规治疗相比，CO2射线可以刺激更多的新骨形成，尤其是在术后5-8周。3. 实验动物在种植体周围炎中的应用种植体周围炎( Implantitis)是导致种植体失败的主要原因之一，为检测和观察种植体周围炎致病机理，研究进展，了解某种药物及治疗手段用于临床患者的效果，往往首先对它的动物模型进行观察研究16 。3.1 种植体周围炎骨缺损有学者在种植体周围炎骨缺损的重建的研究中17，取成年雄性Beagle犬2只，全麻下微创拔除犬双侧下颌前磨牙，每侧植入CDIC种植体。3个月后，翻瓣接入愈合基台，丝线缠绕一个月，诱导形成种植体周围炎实验动物模型。证实不论采用屏障膜结合Bio-0ss或OAM均可以重建种植体周围炎周围的骨缺损，从而为临床应用引导组织再生技术治疗种植体周围炎提供理论依据。Hideki Hasegawa等18选用30只38周龄的雄鼠，15只OLETF大鼠，15只对照大鼠，诱导血糖升高并产生糖尿病并发症，形成型糖尿病大鼠模型，在其上植入钛种植体，观测糖尿病对种植体周围炎的影响，结果表明型糖尿病能减弱骨的结合能力，且对皮质骨和髓质骨的影响不均衡。3.2 种植体周围炎治疗种植体周围炎的治疗原则是去除菌斑、控制感染、消除种植体周围袋、制止骨丧失、诱导骨再生或达到骨再结合、恢复原有的组织结构。治疗方法包括局部清创、药物、手术治疗以及调牙合治疗。另外如何用组织工程技术重建种植体的骨整合是近来种植研究的热点。一系列研究19-21发现，在短尾猴颌骨种植体周围炎模型上，聚四氟乙烯膜可阻止上皮结缔组织长入种植体周骨缺损区，而自体骨作为骨传导支架可加速骨再生，两者结合更有助于膜下空间的维持，所以联合应用效果最理想。同样用Bio-Oss替换自体骨，也获得较好的修复效果。PRP及BMP也被分别用于种植体周围炎治疗，均有一定效果22,23。Pedro M. Trejo24等在猴子口腔中分别采用单纯机械治疗和机械联合抗菌药物治疗方法治疗实验性的种植体周围粘膜炎发现：机械治疗及联合抗菌药物治疗均可以使炎症降低到最低（治疗前每组平均PD分别为3.5mm，3.7mm和3.4mm，临床附着水平为3.8mm，4.1mm，3.9mm；治疗后PD为1.7mm，2.1mm，2.5mm，CAL为2.6mm，2.6mm，3.1mm），PD与CAL均有所下降，且只使用机械方法治疗种植体周围炎已经足够。4. 实验动物在口腔种植组织工程中的应用口腔种植学和组织工程学是近年来发展迅速的两门学科，随着这两门学科的交叉发展，将组织工程技术应用于口腔种植学领域取得了较大的进展。种植体颈部软组织生物学封闭功能远不如天然牙，此薄弱区可能导致种植体周围炎继而治疗失败，为解决此类问题，构建能模拟天然牙生理功能的种植体，许多学者尝试将组织工程技术应用于口腔种植学领域，取得了一定进展25,26。4.1 口腔种植体组织工程的种子细胞可用于口腔种植的种子细胞包括间充质干细胞、牙周膜细胞和牙囊细胞、成牙骨质细胞等，常用于解决种植体周骨量不足的组织工程技术修复。此外，一些研究致力于将脂肪来源的间充质干细胞即脂肪干细胞向成骨细胞诱导分化以用于骨缺损修复，可望为种植体周骨组织工程提供新的种子细胞来源27,28。为了能获得稳定传代的成牙骨质细胞系，Kitagawa等29用质粒转导温度敏感的猴病毒40T抗原基因建立了永生化的小鼠成牙骨质细胞系RCM-C3和RCM-C4，目前已传代200代以上，且植入裸鼠体内3个月无致瘤性，提供了一种建立永生化成牙骨质细胞系的参考方法，同时为研究成牙骨质细胞的分化调节增殖机制提供了有价值的细胞模型。4.2 种植体周骨组织工程种植体周骨缺损修复通常采用以下两种途径：1）将骨生长调控因子与载体复合，植入体内诱导MSC向成骨细胞分化；2）将骨组织细胞及其他生物活性物质直接移植至病变或缺损部位，以替代病变组织或再生新骨组织。Miranda等30在狒狒的上下颌骨建立骨缺损模型，用磷酸三钙/羟磷灰石/可吸收胶原复合物作为BMP的载体加以修复，未复合BMP作对照。4个月后，复合BMP组牙槽骨体积平均增量达348.65 mm3，而对照组牙槽骨体积平均增量仅234.99 mm3；复合BMP组与对照组的骨小梁比例分别为40.80%和19.30%；复合BMP组与对照组的骨密度则分别为46.6%和24.1%。研究认为，BMP不仅能极大促进骨形成，而且能较长时间维持骨增量及骨高度。Matin等31拔除Wistar大鼠的上颌第一磨牙后即刻种植，采用聚乳酸/聚乙醇酸共聚体/明胶海绵作载体结合重组人BMP处理种植体周间隙，3个月后再生骨皮质完全包埋种植体，新生骨高度约占30%，成熟骨组织环绕种植体周，骨-种植体接触紧密，表面骨膜光滑完整。但Schliephake等32认为单纯胶原膜覆盖即能增加种植体周骨-种植体接触率和新生骨体积密度，而加用BMP并不能进一步改善。由此可以推测，BMP与载体结合过于紧密阻碍了其与成骨细胞表面受体的结合使其功能受限，提示合适的载体在骨组织工程中的重要性。参考文献1 Zablotsky M, Meffert R, Caudill R, et al. 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