放疗后纯钛种植体骨整合作用的变化及其影响因素的实验研究

放疗后纯钛种植体骨整合作用的变化及其影响因素的实验研究

路正刚[1]2001年在《放疗后纯钛种植体骨整合作用的变化及其影响因素的实验研究》文中进行了进一步梳理因恶性肿瘤而全部切除或部分切除上下颌骨的患者,其术后口颌功能 的恢复与重建一直是口腔医学普遍关注的问题之一。传统的赝复体修复仍 是目前解决这一难题的主要手段,但因缺少足够的固位,修复效果不理想。 种植体的应用,使传统的赝复体修复有了较好的固位手段。恶性肿瘤患者 术前或术后,常常需要接受放疗,放疗可降低骨组织的再生能力,影响种 植的成功。因此,放疗曾是种植体植入术的绝对禁忌症,随着研究的不断 深入,早期放疗史已不再是种植体植入骨组织的绝对禁忌症,但种植体在 放疗骨床的应用还面临许多问题。如何能够寻找到促进骨整合、提高种植 体成功率的有效辅助治疗手段,是目前实验研究的主要方向。高压氧是目 前临床治疗和预防放射性骨坏死的主要手段,大多数实验者都以高压氧作 为辅助措施,来观察它对放疗骨床上种植体骨整合作用的影响。 近年来,有关骨再生因子的研究日趋活跃,一些因子被用于放疗后骨 缺损的修复,效果较好,BMP就是其中的一种。透明质酸钠是透明质酸的 钠盐形式,溶解中的透明质酸钠分子链任意卷曲形成连续不断的叁维空间 结构连同其具有高度渗透缓冲效应一起,可以用于控制药物缓慢释放。有 关将BMP与透明质酸钠复合用于促进放疗骨床种植体骨整合作用,目前 国内外尚未见到报道,本实验首次将BMP与透明质酸钠复合应用于放疗 后骨床种植体周围,以观察其对种植体骨整合的促进作用。 第一部分 放疗对纯钛种植体骨整合作用的影响 实验目的:1.了解放疗对狗下颔骨骨密度的影响;2.了解放疗对狗下 二 解放军总医院 军医进修学院 博土学位论文 颌纯钛种植体骨整合作用的影响。 材毗抛:4只成年雄性杂种狗,平均体重为20-砌。拔除狗双 侧下颌第3、4前磨牙和第1磨牙,3个月后一侧下颌无牙区接受单一剂量 为 15Gy的放射线照射,另一侧不接受照射,作为自身对照。放疗结束后 3个月,在每一侧下颌无牙区植入纯钛种植体4枚,其中两枚在种植窝预 备完成后,局部加入BMP与透明质酸钠的复合物,最后再将种植体安放 到位。分别在种植术后1.5个月和3个月以过量麻醉方式致死,头部灌注 法取材。分别测量两侧下颌骨的骨密度和每一枚种植体的种植体-骨接触 率、种植体周围下颌骨骨小梁体积百分比、骨沉积率,并进行X线照片和 一般组织学观察。 结果:1.一般观察:放疗侧皮毛均变白,种植术后伤口无感染和裂开。 有二只狗在放疗后死亡。2.骨密度:放疗侧骨密度均低于非放疗侧,放疗 后6个月(种植术后3个月取材组卜 同一只狗两侧下颌骨骨密度差值大于 放疗后4.5月(种植术后二.5个月取材组卜3.种植体滑接触率:放疗侧种植 体-骨接触率明显低于非放疗侧,二者在统计学上有显着差异 b功.0001<0.01);4.骨小梁体积百分比:放疗对种植体周围骨小梁体积百 分比的影响在统计学上不明显(咧刀7二列刀5);5.骨沉积率:在二*个月 和3个月取材组,沉积率在放疗与非放疗侧间差别不明显。 结论:1.放疗可以延缓和抑制狗下颌骨的再生和重建,降低下颌骨 的密度。L 放疗可以影响狗下颌纯钛种植体的骨整合作用,降低种植体 -骨接触率。 第二部分 高压氧辅助治疗对放疗后纯钛种植体骨整合作用的影响 实验目的:观察高压氧辅助治疗对放疗后狗下颌骨纯钛种植体骨整 合的促进作用。 材柳方法:4只成年雄性杂种狗,平均体重为 20上2kg,拔牙术和 3 l 解放军总医院 军医进修学院 博士学位论文 放疗术同实验一。放疗后2个月,在种植体植入前后接受高压氧辅助治疗, 种植术、取材方式和时间、观察指标与实验一相同。 结果:1.一般观察:放疗侧皮毛均变白,种植术后伤口无感染和裂开, 有3枚种植体丢失,丢失原因考虑为植入窝洞与?

李玉梅[2]2012年在《~(60)Coγ射线对钛表面成骨细胞及p38MAPK信号通路的影响》文中指出绝大多数颌面部恶性肿瘤患者术后存在软硬组织缺损,赝复体修复仍是目前颌面缺损的主要修复方式之一,种植体支持固位的赝复体可以大大提高修复效果。但是,颌面部恶性肿瘤患者往往需要术前或术后放疗,由于放疗后的骨组织活性显着降低,在放疗骨植入种植体失败的风险要远高于正常骨组织。近年来随着计算机快速成型技术的发展,可以在手术切除肿瘤的同期按设计植入种植体,然后再进行放、化疗,最终完成赝复体的制作,即放疗前的种植修复。为了阐明射线对钛表面成骨细胞生物学活性的影响以及射线改变成骨细胞分化能力的分子机制,本研究观察了~(60)COγ射线对微弧氧化(MAO)、纯钛抛光(PT)和培养板(TC)表面MC3T3-E1细胞增殖、分化能力及成骨相关基因表达的改变,并进一步研究了射线对MC3T3-E1细胞p38MAPK信号通路的影响。所取得的主要研究结果如下:1.辐射剂量的筛选和MAO表面特性分析MC3T3-E1细胞接种于培养板表面24小时后进行~(60)COγ射线照射。单次照射剂量为2,4,6,8,10Gy,未照射组作为对照。MTT实验证实从辐射后第3天开始,4Gy以上辐射剂量显着降低了培养板表面MC3T3-E1细胞的增殖能力。在含有Ca和P的电解液中对纯钛试件进行微弧氧化处理,所取得的MAO表面与PT表面相比,表面粗糙度增加,表面湿润性提高。2.~(60)COγ射线对两种钛表面MC3T3-E1细胞增殖的影响MC3T3-E1细胞接种于MAO,PT,TC表面24小时后进行射线照射,单次照射剂量为2,4,6,8,10Gy,未照射组作为对照。辐射后第7天MTT法检测射线对细胞增殖能力的影响。结果显示:在3种表面,4Gy以上辐射剂量显着抑制了细胞的增殖。同一辐射剂量下,比较3种表面对MC3T3-E1细胞增殖率的影响时,在8Gy组,MAO表面的细胞增殖率高于TC表面(P<0.05);其余组别MAO表面的细胞增殖率均高于PT或TC表面,但是并没有统计学差异(P>0.05)。3.~(60)COγ射线对两种钛表面MC3T3-E1细胞分化能力的影响MC3T3-E1细胞接种于MAO,PT,TC表面24小时后进行射线照射,单次照射剂量为4和8Gy,未照射组作为对照。分别对各组进行碱性磷酸酶(ALP)、胶原分泌、基质矿化及成骨相关基因表达的测定。结果显示:在3种表面,8Gy射线显着抑制了细胞胶原的分泌,但并未对其ALP活性有显着影响。在PT和TC表面,8Gy射线显着降低了细胞的基质矿化。RT-PCR结果表明:辐射后第16天,在3种表面,8Gy剂量显着抑制了OSX,COL-Iα1和OCN基因的表达。同一辐射剂量下,比较3种表面对MC3T3-E1细胞分化能力的影响时,在3个剂量组,细胞在MAO表面的胶原分泌高于PT或TC表面;而细胞在MAO表面的ALP活性均低于PT或TC表面。RT-PCR结果表明:在3个剂量组,对于ALP基因,总的表达趋势为TC>PT>MAO。4.~(60)COγ射线对MC3T3-E1细胞p38MAPK信号通路的影响MC3T3-E1细胞接种于培养板表面24小时后进行射线照射。单次照射剂量为8,16Gy,未照射组作为对照。分别对各组进行细胞增殖、碱性磷酸酶(ALP)和基质矿化的测定。MTT实验证实16Gy射线完全抑制了MC3T3-E1细胞的增殖能力。并且,该剂量射线引起细胞ALP活性和基质矿化显着降低。细胞接种于培养板表面24小时后接受16Gy射线照射,未照射组作为对照。细胞培养第3、6、9天real-time PCR检测BMP2、BMP4基因mRNA水平表达,接受射线照射后1h、8h及细胞培养第3、9天Western Blot检测p38表达及其磷酸化水平。RT-PCR结果表明16Gy射线并未对细胞BMP2,BMP4基因mRNA水平产生明显影响。Western blot结果证实在不同的时间点,射线并未对p38总蛋白的表达产生明显影响。相比于对照组,在辐射后1小时,细胞p38的磷酸化水平明显增强,接着迅速下降。从第3天开始,16Gy照射组细胞p38的磷酸化明显下调;至第9天,这种下调更为显着。说明16Gy射线可能通过改变MC3T3-E1细胞p38的磷酸化水平,来抑制其成骨功能。结论:1.在3种不同的表面(MAO,PT,TC),射线对于MC3T3-E1细胞生物学活性的影响是相似的,为放疗前种植提供了理论依据。2.相同辐射剂量下,MC3T3-E1细胞在MAO表面的胶原分泌均高于PT表面,提示应尽量选择MAO种植体植入缺损区。3.16Gy射线可能通过改变MC3T3-E1细胞p38的磷酸化水平来抑制其成骨功能,从而为改善放疗后成骨细胞活性,提高放疗区种植体成功率提供了新的思路。

周炜[3]2010年在《组织工程种植体构建及植入放疗区的实验研究》文中提出利用种植体进行颌面赝复体的固位是目前颌面缺损修复的重要方式,已经广泛应用于眶耳、眼、鼻等多器官的缺损修复上,尤其对于颌面恶性肿瘤切除术后的患者,迫切需要进行种植体固位赝复体的重建,但是,由于术后放疗对于周围骨组织的损伤,使得种植体骨结合成功率降低,极大限制了种植体的应用。如何提高放疗区种植体骨结合的成功率一直是颌面赝复体固位研究中的“瓶颈”问题,直接关系到肿瘤术后颌面部缺损修复的质量。也有学者尝试采用高压氧治疗来提高种植体骨结合率,主要通过增加放疗组织区氧供以改善局部组织的血供,但该方法并不是在真正意义上促进种植体骨结合,更多的是起到稳定局部治疗的效果,因此目前对于高压氧是否能够促进种植体骨结合仍然存在较大的争议。然而,随着组织工程技术的出现和发展,利用该项技术为解决种植体骨结合的问题提供了崭新的思路和方法。骨髓基质干细胞是组织工程最常用的种子细胞,具有较强的增殖和组织修复能力,我们设想通过细胞膜片技术将骨髓基质干细胞与种植体复合,体外构建具有生物活性的种植体,即组织工程化种植体,使得植入的种植体不再仅仅依靠周围组织的修复能力来获得骨结合,而是在种植体植入时其自身就具有了修复周围组织的能力并促进骨愈合。因此,本研究拟体外构建组织工程化种植体,检测其生物活性,探讨其应用于放疗区促进骨结合的可行性,以期为临床解决放疗后种植体骨结合失败率高的问题提供新的思路和方法。所取得主要研究结果如下:1.证实了利用组织工程技术体外构建组织工程化种植体的可行性本实验分离培养骨髓基质干细胞并进行相关生物学检测,采用原代骨髓基质干细胞加工具有体外操作性的细胞膜片,分别与锆瓷和钛两种材料种植体复合,体外构建组织工程化种植体;通过大体观察、组织学及分子生物学技术分析其生物学特性;体内植入组织工程化种植体,研究其成骨和血管化的能力。结果显示:体外构建骨髓基质干细胞细胞膜片方法简单,细胞膜片与种植体复合后通过体外培养可以与之紧密结合,并能够继续分泌细胞外基质,成功构建组织工程化种植体;细胞、分子生物学技术检测构建的组织工程化种植体,发现其成骨和成血管相关基因和蛋白高表达。裸鼠体内移植结果证实种植体周围有血管化的骨组织生成。锆瓷和钛两种材料种植体,由于元素构成的不同,在成骨能力上钛种植体强于锆瓷种植体(P<0.05);而在促进血管生成方面,锆瓷种植体略好于钛种植体(P>0.05)。本研究结果说明,利用骨髓基质干细胞膜片技术与种植体构建具有生物活性的组织工程化种植体,并促进种植体周围骨组织愈合的思路是可行的;不同的种植体材料成分对于组织工程化种植体的生物学特性有一定的影响。2.不同材料种植体放疗前后植入的差异性研究为了比较不同材料种植体,放疗前后植入对于种植体骨结合的影响,本实验选择了锆瓷和钛两种种植体材料,分别在放疗前后3个月植入,对比分析了两种种植体不同时间植入的骨结合差异。结果显示:放疗前植入种植体形成的种植体骨结合率要高于放疗后(P<0.05),钛种植体的骨结合强度要略高于锆瓷种植体(P>0.05),但是锆瓷种植体的周围组织血管化好略于钛种植体(P>0.05)。本研究结果说明:在低于50Gy放射剂量的条件下,放疗前进行种植体植入形成的骨结合,要优于放疗后植入;钛种植体较锆瓷种植体在放疗区种植优势并不明显。3.组织工程化种植体应用于放疗区的研究为了评估体外构建的组织工程化种植体应用于放疗区的可行性,本实验体外抽取培养犬骨髓基质干细胞,加工成细胞膜片后,构建组织工程化种植体,植入放疗区,与常规种植体对比观察。结果显示:组织工程化种植体骨结合率要高于常规种植体(P<0.05),种植体周围骨组织愈合要优于常规种植体;锆瓷与钛两种材料构建组织工程化种植体,应用于放疗区差异不大(P>0.05)。本研究结果说明:利用干细胞组织工程和细胞膜片技术,构建组织工程化种植体并应用于放疗区,是一种新的种植体表面处理方法的探索,为今后提高放疗区种植体骨结合率提供了新的理论和实验依据。

路正刚, 刘洪臣, 王东胜, 王所亭, 侯宁[4]2008年在《放疗对种植体周围骨组织中BMP影响的免疫组化观察》文中指出目的:观察放疗对狗下颌种植体周围骨组织中BMP分布与活性的影响,方法:8只成年雄性杂种狗,拔除双侧下颌第叁、第四前磨牙和第一磨牙,形成无牙区。拔牙后3个月,用电子直线加速器照射一侧下颌无牙区,单一剂量15Gy。另一侧不接受照射,作为对照。放疗后2个月,4只狗在种植术前后接受高压氧辅助治疗。放疗后3个月,狗双侧下颌无牙区植入纯钛种植体各4枚,其中2枚种植体在局部使用BMP与透明质酸钠的复合物。种植术后1.5个月和3个月分别处死2只动物取材。结果:放疗侧种植体周围骨组织中BMP免疫染色范围和强度,均明显弱于非放疗侧。结论:放疗可以降低种植体周围骨组织中BMP活性。

参考文献:

[1]. 放疗后纯钛种植体骨整合作用的变化及其影响因素的实验研究[D]. 路正刚. 军医进修学院. 2001

[2]. ~(60)Coγ射线对钛表面成骨细胞及p38MAPK信号通路的影响[D]. 李玉梅. 第四军医大学. 2012

[3]. 组织工程种植体构建及植入放疗区的实验研究[D]. 周炜. 第四军医大学. 2010

[4]. 放疗对种植体周围骨组织中BMP影响的免疫组化观察[J]. 路正刚, 刘洪臣, 王东胜, 王所亭, 侯宁. 中华老年口腔医学杂志. 2008

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