组织工程骨及GBR技术在上颌窦提升同期牙种植中的实验研究

摘要

上颌后部牙缺失后由于牙槽骨的吸收造成上颌窦底至牙槽嵴的高度不足给牙种植带来困难。上颌窦提升术是解决此问题的有效手段。目前上颌窦提升采用的移植骨材料主要为:1、自体骨,2、同种异体骨,3、异种骨,4人工合成的骨替代品。自体骨被认为是最理想的骨移植材料,因其同时具备骨生成性、骨传导性和骨诱导性的特点。由于自体骨的取得需开辟第二手术区,同时会时增加患者疼痛、出血、及取骨部位的并发症,因此有必要寻找自体骨的替代品。
　　 骨髓基质干细胞(BMSCs)是来自骨髓的具有多分化潜能的细胞,在特定的分化条件下可分化为成骨、软骨、脂肪、肌肉等细胞。BMSCs复合Bio-oss,HA,TCP等的组织工程骨可诱导新骨的形成,在四肢及颌面部的应用已取得成功。组织工程骨在上颌窦提升中的研究报道不多,因此有必要探讨组织工程骨在上颌窦这一特殊生理环境中的成骨效果及新生骨与同期种植体的整合情况。
　　 移植骨材料的吸收、种植体顶部无骨或少骨形成是上颌窦提升中的一个常见问题,移植材料的过快吸收有可能会影响种植体的初期稳定性,造成种植体的失败。材料吸收的因为一是空气压力的诱导,另一方面材料的移位。引导骨再生技术(GBR)的作用原理是将软组织与移植材料隔离,同时还起到维持空间的稳定性,维护血凝块；以及防止骨移植材料的移位。在GBR技术中生物膜的使用是一关键因素,通过对生物膜不同方式的使用能否解决上颌窦提升中的材料吸收、移位等问题目前未见有研究报道。
　　 目的:
　　 探讨(1)建立犬上颌窦外提升同期牙种植动物模型的方法；(2)使用不同盖膜方式的GBR技术对减少上颌窦提升后骨移植材料吸收的可行性:(3)体外构建BMSCs/bio-oss组织工程骨的方法；(4)BMSCs/bio-oss组织工程骨在上颌窦提升同期牙种植中的成骨效果及新生骨与种植体的结合。
　　 材料和方法:
　　 材料:成年比格犬36只,根据不同实验分组。
　　 方法:
　　 实验分4个部分(1)选6只犬,拔除双侧第一磨牙,去除颊侧骨壁,进行上颌窦外提升植入自体骨与Bio-oss混合物(2:1),同期植入种植体。12周后处死实验动物观察种植体的情况及上颌窦内新生骨质。(2)选18只犬,拔除双侧第一磨牙,行上颌窦外提升术,同期植入种植体,移植骨材料为自体骨与Bio-oss的混合物(比例2:1),实验侧使用Bio-gide胶原酶采用包绕式盖膜,对照侧采用覆盖式盖膜。4、12、24周后分别处死6只实验动物,进行大体标本、X线、牵出力测试及组织学观察。(3)抽取双侧犬髂骨骨髓,采用梯度离心法和贴壁分离法分离骨髓基质干细胞,进行体外培养扩增及诱导分化。第三代细胞与Bio-oss体外复合构建。(4)选用12只犬,拔除双侧第一磨牙,用上颌窦外提升法提升双侧上颌窦,一侧植入实验三中构建的BMSCs/Bio-oss组织工程骨为实验组,另一侧植入Bio-oss骨粉为对照组,同期植入种植体。4、12、24周后各处死4只实验动物,进行大体标本、X线、牵出力学检测及组织学、组织形态学观察。
　　 结果:
　　 实验一:种植体稳固无松动,上颌窦粘膜完整,上颌窦内有新骨形成:X线上颌窦内骨质致密与种植体结合良好。
　　 实验二:大体标本4周时对照侧骨移植材料有移位,种植体顶部骨质较薄,实验侧骨移植材料无移位现象；12周、24周后bio-oss骨颗粒吸收明显,新生骨周边骨质分界不明显,而对照侧骨质吸收明显,种植体顶部暴露,有骨吸收的陷窝形成,实验侧种植体顶部有较厚的骨质覆盖,无种植体暴露。力学检测随时间的增加,牵出力增加,在24周时实验侧与对照侧有显著性差异P<0.05。
　　 实验三:分离的细胞贴壁生长增殖旺盛,生长良好,呈梭形；经条件诱导液培养诱导后可形成成骨细胞及成脂细胞。成骨检测钙结节成黑色颗粒,成脂染色有红色脂滴出现。BMSCs/Bio-oss复合物在电镜扫描下观察可见材料上有细胞附着,细胞呈梭形或多角形,有的细胞表面可见钙颗粒沉积,有的材料上的细胞呈团簇状,周围有网状胶原附着。
　　 实验四:大体标本,种植体稳固无松动,上颌窦粘膜完整。组织学实验侧可见新生骨形成较早,比较活跃,新生骨量较多。4周时实验侧可见Bio-oss骨颗粒周边有新生骨形成,材料周边有较多的成骨细胞附着,新生血管丰富；12周后实验组可见材料部分吸收,新生骨骨小梁形成活跃,材料中心部分亦可见有新骨的形成,部分新生骨向板层骨转变；24周时Bio-oss骨颗粒明显减少,大部分为成熟骨板,可见骨陷窝。对照组:4周对照组新生骨不明显,有较多的纤维结缔组织,新生血管少见。12周时,可见部分材料周边有部分新骨形成,材料吸收不明显；24周后仍有较多的材料颗粒,纤维结缔组织仍较多。CT显示实验侧新生骨质致密,与种植体结合紧密。力学测试:随时间的增加,牵出力增大,在12、24周时实验侧与对照侧有显著性差异P<0.05。组织形态学检测:新生骨面积逐渐增加。12、24周时差异性显著,P<0.05。
　　 结论:
　　 建立上颌窦外提升同期牙种植犬动物模型是可行的；包绕式盖膜GBR技术可减少上颌窦提升后骨移植材料的吸收,促进种植体顶部骨的形成；BMSCs在体外与Bio-oss复合良好；组织工程骨在犬上颌窦提升中成骨早,新生骨量多,与同期种植体结合良好。

目录

文摘

英文文摘

前言

实验一:上颌窦外提升及同期牙种植动物模型的建立

材料和方法

结果

讨论

结论

实验二:GBR技术在上颌窦外提升中的应用研究

材料和方法

结果

讨论

结论

实验三:犬BMSCs/Bio-oss组织工程骨的体外构建

材料与方法

结果

讨论

结论

实验四:组织工程骨在上颌窦提升及同期牙种植中的应用研究

材料和方法

结果

讨论

结论

参考文献

附图

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