鹿角可再生動物模型建立與即刻加載對種植體及其周圍骨改建的作用

近日，西南醫(yī)科大學(xué)口頜面修復(fù)重建和再生實(shí)驗(yàn)室和西南醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院口腔頜面外科何蕓教授團(tuán)隊(duì)的研究成果“鹿角可再生動物模型建立與即刻加載對種植體及其周圍骨改建的作用”在中文學(xué)術(shù)期刊西南醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)上發(fā)表。平生公司的高分辨桌面CT（VENUS）在論文中提供了重要的鹿角圖像和定量分析。

該研究的通訊作者為何蕓教授，第一作者為沈潔。

 

一 實(shí)驗(yàn)背景

種植修復(fù)是目前被廣泛認(rèn)可和最為流行的口腔修復(fù)體之一。即刻加載種植是指種植體植入后，一周內(nèi)即行上部修復(fù)并加載行使功能。與傳統(tǒng)延遲加載種植（需等待3 ～ 6個月的骨整合完成后才能加載）相比，即刻加載種植大大縮短了療程，減少了就診次數(shù)，即時解決了患者的美觀、咀嚼和語音等問題。臨床和動物研究表明：即刻加載種植與傳統(tǒng)延遲加載種植具有相似的種植體穩(wěn)定性和成功率，其種植體邊緣骨組織和軟組織變化水平無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異 [4-6] 。但是，即刻加載作用下的骨改建對骨整合是促進(jìn)還是妨礙卻存在爭議，其中重要的原因可能是，現(xiàn)有的人群/動物研究模型干擾因素多，載荷不可控。

 

動物模型操作性和可控性強(qiáng)，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)研究，代替人體模型探討人類疾病的發(fā)病和防治。就口腔種植而言，國內(nèi)外大量學(xué)者，以狗、兔、老鼠等動物為模型進(jìn)行相關(guān)研究，將種植體植入其頜骨或其他長骨 [7-9] 。但是，這些動物模型結(jié)果不一，問題較多：①種植體植入、取出和加力等，持續(xù)給動物帶來傷害，還會產(chǎn)生額外的應(yīng)力，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；②這些研究往往在動物的頜骨或長骨等部位植入種植體，采用的加力方式難以準(zhǔn)確控制，且動物的進(jìn)食和日常生活可能影響加力；③實(shí)驗(yàn)完成后，動物往往需要處死。

 

鹿角是哺乳動物中唯一可完全再生的器官，研究表明在快速生長期其組織結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成成分和物理特性與骨組織相同 [10-12] 。這提示，鹿角可以作為植入床用于種植體相關(guān)研究。本研究擬利用專用可控加載設(shè)備對植入鹿角的種植體進(jìn)行即刻加載，建立新型即刻加載種植研究動物模型，對比分析即刻加載和不加載對種植體及其周圍骨組織改建的作用，旨在探索新型的、可再生的、可控的、易操作的動物模型用于即刻加載種植體及其周圍骨改建研究，為進(jìn)一步揭示即刻加載種植體周圍骨改建的動態(tài)過程及其機(jī)制和指導(dǎo)臨床種植修復(fù)體加載策略奠定基礎(chǔ)。

 

二 實(shí)驗(yàn)過程

實(shí)驗(yàn)動物

在夏季鹿角處于快速生長期時，選取四川省宜賓市欣榮梅花鹿養(yǎng)殖場的健康成年雄性梅花鹿6只，體重：100 ~ 130 kg；年齡：約4歲。

 

實(shí)驗(yàn)儀器

Micro-CT（平生醫(yī)療Venus，中國）

 

實(shí)驗(yàn)方法

Micro-CT（Venus VNC-102，平生醫(yī)療科技有限公司）掃描標(biāo)本，掃描參數(shù)為電壓90 KVp，電流0.06 mA，像素20 μm，保持種植體與掃描平面垂直，掃描完成后行三維重建。選取各時間點(diǎn)各組種植體周圍1.0 mm鹿角組織，進(jìn)行骨計(jì)量學(xué)分析，見圖2。主要分析指標(biāo)：種植體-骨結(jié)合率（bone-implant contact，BIC）、BV/TV、Tb. N、Tb.Th和Tb. Sp等。

 

三 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

 

種植體周圍鹿角組織的影像學(xué)觀察，見圖3。隨著術(shù)后時間的延長，種植體周圍的鹿角組織逐漸長入種植體螺紋，種植體周圍鹿角組織的新生骨數(shù)量逐漸增加，加載組種植體周圍鹿角組織較未加載組致密，特別是8周加載組可見種植頸部大量高密度的鹿角組織。

 

BV/TV值結(jié)果 隨著術(shù)后時間的延長，未加載和加載組的BV/TV值均逐漸增加，其差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）。同一時間點(diǎn)，加載組的BV/TV值均大于未加載組，但是其差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P > 0.05），見表1

 

Tb.Th值結(jié)果 隨著術(shù)后時間的延長，未加載和加載組的Tb.Th值均逐漸增加，其差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）。同一時間點(diǎn)，加載組的BV/TV值均大于未加載組，其差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05），見表2。

Tb.Sp值結(jié)果 隨著術(shù)后時間的延長，未加載和加載組的Tb.Sp值均逐漸減小，其差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）。同一時間點(diǎn)，加載組的Tb.Sp值均小于未加載組，其中4周時未加載和加載組的Tb.Sp值差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05），見表3。

 

Tb.N值結(jié)果 隨著術(shù)后時間的延長，未加載和加載組的Tb.N值均逐漸增加，其中未加載組4周和8周的Tb.N值差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）。同一時間點(diǎn)，加載組的Tb.N值均大于未加載組，其中4周時加載組和未加載組的 Tb.N 值差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P <0.05），見表4。

 

四 結(jié)論

本研究成功建立了鹿角這一新型的、可再生的、可控的和易操作的動物模型，并進(jìn)一步用于即刻加載種植體及其周圍骨改建研究，為相關(guān)實(shí)驗(yàn)動物模型的建立提供了新思路。同時，研究進(jìn)一步證實(shí)了可控的適當(dāng)?shù)募纯碳虞d可以促進(jìn)種植體周圍的骨改建和骨結(jié)合，這為指導(dǎo)臨床種植修復(fù)體加載策略奠定了基礎(chǔ)。

 

五 使用設(shè)備

Micro CT（型號：VENUS）（平生醫(yī)療科技）

影像軟件：Avatar（平生醫(yī)療科技）