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PRF联合nHA对犬牙槽嵴裂修复的动物实验

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摘要:目的 比较纳米羟基磷灰石(nHA)配合富血小板纤维蛋白( prf)与单独使用纳米羟基磷灰石,对犬牙槽突裂的修复效果。方法 选取12只健康成年犬, 采用自身对照的方法。在全麻下拔除狗的上颌左右侧门齿,模仿人体牙槽突裂,制作一宽4mm,长5mm,深6mm的楔形骨缺损区,关闭创口,喂养8w后,放入不同的填充材料,右侧为实验组, 填充nHA与PRF混合物,左侧为对照组,填充PRF,分别于4、8、12w处死动物各4只, 获取完整动物标本,行大体观察及组织学染色检查, 测量新生骨面积。结果 术后4、8、12w实验组新生骨面积大于对照组,差异有统计学意义( P

关键词:富血小板纤维蛋白;纳米羟基磷灰石;牙槽突裂

牙槽突裂是唇裂畸形患者的常见并发症,尤其是单侧或双侧的完全性唇裂。修复牙槽突裂对于维持上颌骨连续性,促进颌骨发育,诱导恒牙萌出,改善发音有重要意义。对于如何增加骨量,解决患者牙槽突裂,成为当前的研究热点。因此,本实验建立狗的牙槽突裂模型,观察不同的植入材料对牙槽突裂骨组织修复的效果,为临床应用提供可靠资料。

1 资料与方法

1.1一般资料 选择健康杂种狗12只,无全身及口腔疾病,4~5个月龄,体重12~14kg,雌雄不分,随机分为三组,每组4只。

1.2试剂和器材 纳米羟基磷灰石(遵义医学院材料中心提供,孔隙率80% ,孔径100~500μm)、BI2000 型图像分析系统(中国四川) 等。

1.3方法

1.3.1 PRF的制备 采用一次离心的方法, 手术前用真空采血管采血15mL,立即在离心机上以3000r/min离心10min,得到上层的乏血小板血浆(platelet poor plasma, PPP),中间层的PRF与下层的红细胞。弃掉上层液体,得到淡黄色凝胶状PRF,用剪刀剪成1×2mm大小颗粒状,与nHA按1:1比例混匀,备用。

1.3.2实验方法 犬全身麻醉、侧卧固定、保持张口度,常规消毒、铺巾。牙龈分离器分离犬上颌左右侧门齿的牙龈,小心拔除。用高速涡轮机在拔牙窝处制作一宽4mm,长5mm,深6mm的楔形骨缺损区,建立牙槽突裂动物模型,关闭创口,喂养8w,再次手术,打开后放入不同的填充材料,右侧为实验组, 填充nHA与PRF混合物,左侧为对照组,填充PRF,术后青霉素肌注3d预防感染。分别于4、8、12w处死动物各4只, 获取完整动物标本,行大体观察及组织学染色检查, 测量新生骨面积。

1.4观察指标

1.4.1组织学检查 在距种植体周骨缺损区 5mm处取材,经10%福尔马林固定, 50mL/L硝酸脱钙, 梯度酒精、丙酮脱水,石蜡包埋,连续切片,HE染色,光镜观察。

1.4.2新生骨定量分析 在每组各个时间段的同一部位随机取3张组织学切片, 在光学显微镜下(*100)观察新生骨生成情况, 采集图像,导入计算机图像分析系统, 每张切片采集上下左右及中心区共5 个视野, 测量每个视野下新生骨组织面积,计算与缺损重建区总面积的百分比,结果进行统计学分析。

1.5统计学处理 组织形态学数据采用 SPSS16.0软件进行统计分析, 用配对 t检验对实验组与对照组结果进行处理,计量资料以(x±s)表示,P

2 结果

2.1大体观察 所有犬均无死亡或炎性反应等并发症发生。伤口愈合好,随着时间的延长,牙槽嵴裂凹陷逐渐减小,同一时期中,实验组伤口愈合比对照组更平实。

2.2组织学观察 术后4w时,犬牙槽嵴裂处新骨开始生成, 实验组大立方形成骨细胞覆盖在已经形成的类骨质周围,有大量成纤维细胞和毛细血管,少量淋巴细胞、破骨细胞、巨噬细胞和中性粒细胞,新生骨呈条索状;对照组与之相似, 但纤维成分多、细胞成分少、毛细血管稀疏, 新生骨少,呈点状分布。术后8w时,犬牙槽嵴裂处新骨形成活跃,实验组新生骨粗大致密, 融合成网状, 成骨细胞及血管依然较多,对照组成骨细胞及血管较少,新生骨稀疏较,排列不规则。术后12w犬牙槽嵴裂处的成骨细胞开始变为小,成为骨细胞,陷入骨基质中,新生骨开始矿化成熟,实验组骨基质中骨细胞多而致密,新生骨融合成片,板状骨开始出现;对照组的骨基质中骨细胞少,新生骨面积较小、分布不均,板状骨少见。

2.3新生骨定量分析 术后4、8、12w实验组新生骨面积百分比大于对照组, 两组比较,差异有统计学意义(P

3 讨论

修复牙槽突裂的骨移植材料,常用的有自体骨、异体骨、人工骨等。自体骨有不会产生免疫排斥反应,临床效果好,是移植材料的"金标准",但是常常有获取量有限,塑性困难等缺点,患者也同时要忍受供骨区的手术,感染及并发症风险[1]。异体骨则是尸体取骨或哺乳动物的骨无机化处理的产物,这类材料的优点在于来源于哺乳动物本身,生物相容性好,无排斥反应及抗原性,不传播疾病等;缺点是生物降解不易调控,加工困难,来源有限,价格昂贵,吸收时间不确定等,应用受到一定限制[2]。人工材料有纳米羟基磷灰石、磷酸三钙等,这类材料克服了异体骨的缺点,具有可塑性高、吸收稳定、加工容易、可按需要调整孔隙大小、价格便宜等特点,同时纳米羟基磷灰石还具有以下特性:有良好的生物相容性,无毒无害,能在短时间内与机体软硬组织紧密结合;在形态、晶体结构和结晶度上与人体骨组织和牙组织的磷灰石相似,有类似的物理化学性质,在本实验中发挥对牙槽骨裂隙区的支撑作用;有良好的可降解性,其孔隙率达80%~90%,6个月降解率为80%[3],本实验中,nHA恰好在骨形成稳定时,达到大部分的降解,但它缺乏骨诱导性。

理想的牙槽突裂修复材料除了需要具有在一定时间内的可吸收性和生物相容性外,还需要有良好的骨诱导性。富血小板纤维蛋白(PRF)是具有立体网络结构的纤维蛋白,含丰富的血小板和多种生长因子,其与富血小板血浆(PRP)相比,最大的优势在于制作方法更为简便,仅仅需要一次离心;不需要添加任何抗凝剂和激活剂,更为安全,影响因素更少,同时还有以下特性: PRF含有大量未充分激活的含有Q颗粒的血小板。 PRF的蛋白立体网络结构可以与血小板形成的生理性结合,可以相对延长生长因子的作用时间。 PRF内存在的高浓度的白细胞,有利于减少术后肿胀和疼痛。因此,PRF具有骨诱导性,但其单独使用时吸收速度偏快,且弹性膜的量较天然骨低。

本研究通过nHA与PRF联合使用,充分发挥两种材料的特性,观察其成骨效果。术后4w时,PRF的生长因子促进了细胞的增殖分化,nha/PRF组的成骨细胞及新生骨组织比nHA组更多;术后8w时,PRF的纤维蛋白柔韧多孔的三维空间结构为组织细胞的迁徙、增殖、分化提供了有利的场所,也更有利于毛细血管的长入及稳定,因此实验组有更强的成骨能力;术后12w,PRF利于间充质干细胞的迁入、粘附和分化及骨细胞的形成,所以,nHA/PRF组的新骨形成的量及成熟度均高于nHA组。因此,nHA/PRF复合物分别在术后 4、8、12w获得良好的成骨效果,是良好的牙槽突裂修复材料,但其具体的作用机制还需要更深入的研究。

参考文献:

[1]Yücel S, Aydin I, zimen D, et al. Effect of simulated body fluid on the behaviour of artificial bone composite material extended by hydroxyapatite and silicate powders [J]. Key Eng Mater, 2012, 493-494:159-165.

[2]廖世波, 赖琛, 张志雄, 等. 骨修复复合材料及其相关问题的研究进展[J].中国生物医学工程学报, 2012, 31(5): 755-761.

[3]闫永发,王春兰,范月静. 纳米羟基磷灰石复合胶原植入术治疗牙周病骨缺损的疗效观察[J].中华临床医师杂志,2011,5(1):239-240.编辑/哈涛