炎症对大鼠牙槽骨骨重建的影响

炎症对大鼠牙槽骨骨重建的影响 安徽医科大学硕士学位论文分类号: 密级:UDC: 编号: 学 位 论 文 炎症对大鼠牙槽骨骨重建的影响 The rat alveolar bone reconstruction in the impact of Inflammation 张灵芝 指导教师姓名 张志宏 教授 安徽医科大学附属省立医院 申请学位级别 硕士 专 业 名 称 口腔临床医学 提交论文日期 2013-3 论文答辩日期 2013-5 学位授予单位和日期 安徽医科大学 2013 年 6 月 答 辩 委 员 会 主 席 韩晓兰 教授 评 阅 人 韩晓兰 教授等 2013 年 5 月 安徽医科大学硕士学位论文 安 徽 医 科 大 学 ANHUI MEDICAL UNIVERSITY 硕士学位论文论文题目 炎症对大鼠牙槽骨骨重建的影响作者姓名 张灵芝指导教师 张志宏 主任医师 教授 武 瑾 副主任医师 罗 运 副主任医师学科、专业 口腔临床医学研究方向 口腔种植论文工作时间 2011 年 5 月至 2013 年 3 月 2013 年 5 月 1 安徽医科大学硕士学位论文 学位论文独创性声明 本人所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确说明并表示谢意。 学位论文作者签名: 日 期: 学位论文使用授权声明 本人完全了解安徽医科大学有关保留、使用学位论文的规定:学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版，有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅，有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索，有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。 、愿意将本人的学位论文提交《中国博士学位论文全文数据库》《中国优秀硕士学位论文全文数据库》和《中国学位论文全文数据库》中全文发表，并可以以电子、网络及其他数字媒体形式公开出版， 《中国知识资源总库》 在 并同意编入 CNKI ， 《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播。保密的学位论文在解密后适用本规定。 学位论文作者签名: 导师签名: 日期: 日期: 2 安徽医科大学硕士学位论文 目 录目 录…………………………………………………………3英文缩略词 表……………………………………………………4中文摘 要…………………………………………………………5英文摘 要…………………………………………………………6引 言…………………………………………………………8与方 法 …………………………………………… ……11实验结 果………………………………………………12讨 论…………………………………………………………18结 论…………………………………………………………24展 望…………………………………………………………24参考文 献…………………………………………………………25附 录………………………………………………………………30致 谢………………………………………………………………31综述及参考文献…………………………………………………32 3 安徽医科大学硕士学位论文 英文缩略词表英文缩写 英文全称 中文全称 BMP bone morphogenetic protein 骨形态发生蛋白 GBR Guided bone regeneration 骨引导再生术 OC osteoclast 破骨细胞 OB osteoblast 成骨细胞 4 安徽医科大学硕士学位论文 炎症对大鼠牙槽骨骨重建 的影响 中文摘要目的:建立大鼠牙齿折裂感染的动物模型，了解拔牙窝残存炎性组 织对拔牙后骨重建过程的影响。方法:健康成年 SD 大鼠56只，6只用于牙齿折裂 炎症感染模型建立的预实验，X线片及病理确定8周为根周存在炎症性肉芽组织感染 的时间点。50只大鼠建立下颌左右第一磨牙根周感染模型，8周后 X 线根尖片取36 只根尖部炎症明显的大鼠，根据自身对照原则，左侧实验组牙齿拔除后不刮治，右 侧对照组刮除感染组织。术后4周、8周、12周分别进行游标卡尺测量、X 线影像学 检查和组织学检查，评价拔牙后左右牙槽骨骨重建是否有差异。结果:术后4周、8 周、12周两组牙槽嵴颊舌侧高度差存在差异，实验组颊舌侧高度差值较大，术后4 周、8周实验组新骨形成明显少于对照组。结论:炎症组织使拔牙后颊侧牙槽嵴高度 明显下降，拔牙窝的前期修复速度减慢。关键词:炎症 大鼠 牙槽骨 骨重建 5 安 徽医科大学硕士学位论文 The Rat Alveolar Bone Reconstruction in the Impact of Inflammation Abstractobjective:The establishment of infection in animal models of rats teeth fractureto understand the bone remodeling process after tooth extraction and residualinflammatory tissue in extraction sockets. Methods: 56 healthy adult SD rats 6 for the preliminary experiments of toothfracture inflammatory infection model X-ray and pathology were determined thepoint in time of eight weeks of infection inflammatory granulation tissue . 50 ratswere established first molar periapical infection model in the left and right side ofthe mandible. After 8 weeks Periapical X-ray selected 36 apical inflammationsignificantly rats. according to self-control principle experimental group on theleft after the tooth extraction was scaled the control group on the right wasscraped the infected tissue. After 4 weeks 8 weeks 12 weeks respectivelyvernier caliper measurement X-ray imaging examination and histologicalexamination Evaluated whether there were differences between the left andright in post-extraction alveolar bone reconstruction.Results: After 4 weeks 8 weeks 12 weeks the buccal and lingual alveolar ridgeheight difference of the two groups obvious differences the buccal and lingualheight difference was greater in the experimental groupAfter 4 weeks and 8weeks the new bone formation in the experimental group was significantly lessthan that of the control group. 6 安徽医科大学硕士学位论文Conclusion: The buccal alveolar ridge height decreased with Inflammatorytissue in extraction sockets.Pre-extraction socket repair slowed.Key words inflammation/rat/alveolar bone/bone reconstruction 7 安徽医科大学硕士学位论 文 炎症对大鼠牙槽骨骨重建的影响 1 引言 我国是一个人口大国，缺失牙甚多，求 治者日益增多，种植修复体因其安全性较高，咀嚼、最大咬合力、肌肉协调性方面 与天然牙非常接近，使患者触觉辨别能力、咀嚼功能、生活质量、自信心都得到了 极大的改善，逐渐成为缺牙者首选的修复方式。 20 经过几十年的临床与实验研究 的重复与完善， 世纪 60 年代由 Brnemark 提出的“骨结合”理论，有生命的骨组织 与种植体之间直接的结合，生物体内发生了一个类似正常生物学反应的愈合过程， 奠定了现在口腔种植学的生物学基础。20 世纪 90 年代 Klineberg 又提出了“骨感 知”的概念，认为这是一种缺乏功能性牙周膜情况下机械感受器传入的情况下，用来 确认口腔运动觉的能力，患者可以通过中枢和外周神经系统“感觉到”种植体的存在。 2005 年“骨感知”理论被广泛认同，这种对种植体的感觉既包括来源于外周神经系统 的信息又有高级神经中枢即大脑皮层对种植体的感知，因此骨感知理论使骨结合和 神经生理学有机的结合在一起1。 牙种植治疗是建立在种植材料基础上的牙缺失修 复手段，种植系统是种植成功的关键因素之一。理想的种植体材料应对机体无毒、 无刺激、不引起变态反应，性能稳定，不受机体环境影响，生物安全性良好，与骨组织能良好的结合，发挥其咀嚼功能，同时其生物力学参数接近于天然牙和牙槽骨之间。目前临床上主要 (1)钛在体内呈“惰性”的种植体是由钛和钛合金制造而成，因其具有如下优点: ， (2)在有氧环境其表面可形成氧化膜，可防止体液的侵蚀又可保护内部结构稳定。钛具有良好的机械性能，能承受较大的咀嚼压力。(3)钛种植体能和骨组织形成良好的骨性结合，钛表面经处理提高其粗糙度，有利于与骨组织结合，缩短愈合时间。(4)钛重量较轻，加工成型、保存、消毒和运输都较方便。为适应临床的需要，目前的种植系统较多，其形状、表面处理、抗旋转结构等方面各有特点， 8 安徽医科大学硕士学位论文它可以被设计成圆柱形、锥形，可以是实心体也可以是中空的，表面光滑或者粗糙，抗旋转结构多呈六角形或带有特殊的锁扣装置。种植系统的发展是口腔医学、材料学、生物力学等共同发展的结晶。 种植体与骨愈合，没有牙周膜结构，受到负荷后无缓冲和分散作用，骨内应力可在瞬间达到最大，而过大应力将导致种植体周围骨组织病理性吸收，种植体松动及脱落。在种植生物力学设计中，应根据牙槽骨状况来选择种植体的直径和长度。一般情况下，种植体唇颊侧和舌腭侧至少要保留 1mm 的骨质宽度，种植体与天然邻牙间不应小于 1.5mm。两种植体之间的理想距离为 3mm，这样有助于获得软组织附着及种植体和骨结合，种植体的高度选择应使种植体距离邻近组织结构1,2mm，冠根比最低限度为 1:1。此外还应考虑缺失牙的位置、美学效果及种植区骨质状况等2。 牙槽骨是全身骨组织的一部分，受到全身骨组织代谢的影响。骨被认为是复杂的动态组织，一生中都在改建、重塑着。骨表面覆盖有骨膜，致密的外层为骨密质，内部为富含细胞的疏松的松质骨，松质骨内有骨小梁纵横，使其能够承担很大的负荷。骨膜分为骨外膜和骨内膜，骨外膜覆盖在骨组织外表面，又分为两层，外层为较厚的致密结蹄组织，内层为较薄的疏松结蹄组织，含有骨原细胞、成骨细胞、毛细血管和神经。骨内膜覆盖在骨髓腔和骨小梁表面及 Haversian 管和 Volkmann 管内表面，呈扁平状，细胞间、细胞与骨细胞突起间均为缝隙连接。这些细胞在外界刺激下可分化为成骨细胞。骨膜对骨皮质的正常代谢具有重要的意义，当骨膜被剥离，正常骨代谢被破坏，成骨能力受到影响。 种植体的选择及种植的制定都要根据患者的全身健康情况和局部口腔状况而定，特别是局部牙槽骨的质量，因为种植体是与局部骨组织直接结合。种植牙区域的局部骨组织，除即刻种植外，都经历了牙齿拔出后牙槽窝及周围骨组织的重建。在牙齿拔出后，拔牙创的愈合与一般创口愈合类似，一般包括血凝块的形成、创口清理、组织形成及组织改建。大量的动物实验证明拔牙创的愈合是动态的过程。首先拔牙之后，牙槽窝即刻形成血凝块。24 小时后成纤维细胞向血块内生长。大约 7 天血块始被肉芽组织所替代，牙槽突开始破骨性吸收。拔牙后 3, 9 安徽医科大学硕士学位论文4 天，牙龈上皮开始从四周向凝血块表面生长，完全覆盖拔牙创时间不等，在 1,4 周左右。5,8 天开始形成新骨，不成熟的纤维状骨逐渐充填拔牙窝。大约 38 天后，拔牙窝的 2/3 被纤维样骨充填。3 个月后才能完全形成骨组织。牙槽骨受功能性压力后，骨小梁的数目和排列顺应变化而重新改造。3,6 个月后重建过程基本完成。缺牙区由于缺少牙齿咀嚼产生的生理性刺激，牙槽突均有不同程度的吸收和萎缩。牙槽嵴发生慢性、渐进性且不可逆转的变化。犬的动物实验观察显示 8周时，颊侧和舌侧骨高度的垂直高度差为 2mm，牙槽嵴顶颊侧和舌侧都发生骨吸收，颊侧尤甚3。牙槽骨骨重建中，牙 槽嵴的宽度及高度都有减少，主要是高度的减少，颊侧牙槽嵴减少较为明显，舌侧牙槽嵴较为稳定颊舌侧的高度差可以显示牙槽嵴高度的减少45。创口的感染及炎性肉芽组织对拔牙创也有明显的影响，骨修复常出现明显的牙槽骨吸收和新生的骨量较少，表面软组织可见向内凹陷。牙拔除时可能出现的创伤和牙槽骨骨折，激发破骨细胞活化，使拔牙创骨吸收剧烈，造成大量骨丢失，后期新骨生成不足以充分修复拔牙窝，出现牙槽骨明显萎缩。而传统的义齿修复，基托压迫牙槽嵴也可以加速牙槽骨的吸收，颌骨囊肿及肿瘤等手术，也可能导致牙槽骨的高度和宽度不足。 口腔种植中骨量不足极大限制了患者种植修复的愿望，而骨增量技术使许多 患者种植修复成为可能。目前国内外常用的骨增量方法有引导骨再生术、上颌窦 底提升植骨术、外置法植骨术等。骨增量方法在解决骨量不足的同时，也增加了 患者的经济负担。相比较如果我们能在拔牙术时及拔牙术后尽量控制不良因素对 骨重建的影响，同时采取一些保存骨组织，那么患者种植修复经济负担减轻， 修复时间也会缩短。有关拔牙术时及拔牙术后促进牙槽窝的修复和牙槽骨骨量的 保存的方法和材料 ，而对于牙槽窝内修复不良的 原因的研究甚少。本一直是众多学者研究的热点 67 研究中制作牙齿折裂的根部感染炎症模型，探究此炎性感染 与牙槽窝内部愈合不良是否有关，通过观察牙槽骨的重建，为临床工作提供参考。 10 安徽医科大学硕士学位论文2 材料与方法2.1 实验动物 56 只健康成年 SD 大鼠(安徽医科大学附属省立医院动物实验研究中心提供 坌裕 逯?246305g。其中 6 只用于炎症模型建立的预实验，之后 50 只用于实验研究。2.2 牙折裂模型的建立方法和炎症的判断 6 只 SD 大鼠观察一周后，腹腔注射 10水合氯醛麻醉(0.3,0.35ml/100g)，肉眼及 X 线根尖片确定左右下颌第一磨牙牙齿完整，根周无感染。将大鼠仰卧固定于手术台，消毒，左右下颌第一磨牙处局部注射阿替卡因，左右下颌第一磨牙中央颊舌向用慢速电机磨出一道沟，露髓，然后沿沟劈裂牙冠，建立牙折裂模型。术后 4 周、8 周、12 周随机抽取 2 只大鼠处死，X 线片观察根尖周是否存在低密度影像，组织形态学观察根尖周是否存在炎症性肉芽组织。结果 8 周、12 周 X 线片观察根周均存在低密度影像，组织形态学观察根尖周病变相似，存在炎症性肉芽组织; 4 周 X 线片观察根周无低密度影像，组织形态学观察根尖周无明显炎性软组织。本实验以牙折裂 8 周作为感染时间点，以根尖部存在炎症性肉芽组织作为根尖周炎性感染的判断。2.3 动物分组及牙折裂模型的建立 按照自身对照原则，将 50 只大鼠分为 2 组，左侧下颌骨为实验组，右侧下颌骨为对照组。观察 1 周后，建立牙齿折裂模型。2.4 炎症的确立和患牙的拔除 牙齿折裂 8 周后，腹腔麻醉，X 线片选取 36 只根尖部炎症明显的大鼠，将其固定于手术台并消毒，拔除左右下颌第一磨牙，左侧拔牙后不刮治，右侧进行牙槽窝刮治，压迫止血 2030min，观察无活动性出血，拍 X 线片确定牙槽窝无残根 11 安徽医科大学硕士学位论文存在。肌注 10 万单位青霉素 3d，术后 1 周喂养软食，之后标准颗粒饲料常规饲养。2.5 X 线影像学观察 拔牙术后 4 周、8 周、12 周，随机处死 12 只大鼠，取头，拍 X 线片，观察拔牙区骨修复情况。2.6 游标卡尺测量 拍 X 线片后，取左右下颌骨，切取第一磨牙处骨组织标本，去除表面软组织，以拔牙窝中心长轴与水平面垂直，颊侧与舌侧相比较，位于冠方为正值，位于根方为负值，游标卡尺测量拔牙窝颊舌侧牙槽嵴近中、中间、远中各点至下颌骨下缘的垂直高度，由第一作者按统一标准重复测量 3 次取颊舌侧平均值的差值作为牙槽嵴的高度差。2.7 组织学观察 游标卡尺测 量后的标本经固定，混合脱钙液脱钙，梯度乙醇—正丁醇脱水，石蜡包埋，标本中央沿牙长轴方向颊舌向切片，片厚 5μm，苏木精—伊红染色显微镜 100 倍视野下观察牙槽骨骨重建情况。2.8 统计学处理 分析软件采用 SPSS 13.0，组间数据比较采用配对设计的 t 检验，以 Plt0.05为差异有统计学意义。3 实验结果3.1 炎症模型的预实验观察 牙齿折裂 4 周后 X 线片观察根尖区无明显密度改变，组织学观察显示根周无明显软组织存在。8 周后，肉眼见根尖部圆形软组织肿物，X 线片见根尖区有圆形或卵圆形透射区，组织学观察镜下都可见炎性肉芽组织，其内大量炎性细胞。12 12 安徽医科大学硕士学位论文周后，肉眼亦见根尖部软组织肿物，X 线片根尖区有圆形或卵圆形透射区，组织学观察镜下均可见炎性肉芽组织，其内大量炎性细胞。3.2 实验动物情况 50 只大鼠牙齿折裂 8 周后，X 线片排除 4 只根周炎症不典型的大鼠，其余 46只大鼠分别进行拔牙。在牙齿拔除时，1 只大鼠拔牙后出血半小时后死亡;7 只大鼠拔牙时左右侧炎性软组织团块都一同拔出，则放弃;5 只大鼠左侧下颌拔牙时炎性软组织团块随牙齿一同拔出，右侧根尖软组织未同时拔 4 出，则左侧作为对照组拔牙后刮治，右侧作为实验组不刮治。38 只大鼠拔牙术后周、8 周、12 周分别随机处死 12 只，纳入结果分析。3.3 肉眼观察 大鼠拔牙后面部稍肿胀，进食量减少，厌活动。3 天后肿胀消除，进食量增加，活动量增加。一周后大鼠饮食正常，活动自如。拔牙术后 4 周左右牙槽窝被上皮覆盖，实验组上皮向内凹陷较深，对照组凹陷相对较浅，牙槽窝内均充满软组织。拔牙术后 8 周实验组牙槽窝有 2 例上皮覆盖有浅的凹陷，其余牙槽窝几乎变平，剥离上皮组织见牙槽窝骨壁均增厚，中央仍见少量软组织存在，对照组牙槽窝上皮覆盖均较平整，剥离上皮组织见牙槽窝内充满疏松的骨质。拔牙术后 12 周，实验组与对照组上皮覆盖均较平整，剥离上皮组织见牙槽窝内骨组织与周围骨组织无明显差异。3.4 游标卡尺测量大体颊舌侧牙槽嵴高度差 拔牙术后 4 周，实验侧颊舌侧牙槽嵴高度差值均明显大于对照侧(Plt0.05)，拔牙术后 8 周、12 周，实验组相对于对照组颊舌侧牙槽嵴高度差值无明显统计学意义(Pgt0.05)，见表 1。3.5 X 线影像学观察 13 .