成骨誘導(dǎo)劑對兔拔牙窩愈合影響的影像學(xué)研究*

彭春，何蕓，陳俊良

成骨誘導(dǎo)劑對兔拔牙窩愈合影響的影像學(xué)研究*

彭春，何蕓1，陳俊良1

（重慶醫(yī)科大學(xué)附屬永川醫(yī)院口腔科，重慶永川402160；1瀘州醫(yī)學(xué)院附屬口腔醫(yī)院：顱頜面再生與組織重建實(shí)驗(yàn)室）

目的：通過影像學(xué)觀察研究由地塞米松、β-甘油磷酸鈉和維生素C組成的成骨誘導(dǎo)劑對兔拔牙窩愈合的影響。方法：50只新西蘭兔，微創(chuàng)法拔除雙側(cè)上頜第一前磨牙，右側(cè)拔牙窩為實(shí)驗(yàn)組，填入載有成骨誘導(dǎo)劑的明膠海綿；左側(cè)拔牙窩為對照組，填入空載明膠海綿。術(shù)后第1、2、4、8、12周各處死10只動物，進(jìn)行大體觀察和CBCT(cone beam computed tomography）檢查，分析比較拔牙窩愈合情況。結(jié)果：所有動物創(chuàng)口均愈合良好。實(shí)驗(yàn)組和對照組拔牙窩的骨密度(new bone mineral density, BMD）值隨著時(shí)間均不斷提高，前者在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)均高于后者。統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果表明，除了在第1周，其余時(shí)間點(diǎn)2組BMD值，其差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05）。拔牙窩牙槽骨寬度和高度均較拔牙術(shù)前減小。牙槽骨寬度的變化值，二組間差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05）。二組間高度變化值比較，其差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05）。結(jié)論：成骨誘導(dǎo)劑能促進(jìn)拔牙創(chuàng)骨愈合進(jìn)程，減少牙槽骨高度的吸收。

成骨誘導(dǎo)劑曰錐形束計(jì)算機(jī)斷層掃描曰拔牙窩曰骨密度

牙拔除術(shù)后，患者常常需要等待拔牙窩完全愈合以后才能進(jìn)行修復(fù)治療，這往往需要3個(gè)月或者更長的時(shí)間。一方面，缺乏生理性刺激會導(dǎo)致缺牙部位牙槽骨發(fā)生不同程度的萎縮、吸收，這給后期的牙列修復(fù)帶來難題[1]。另一方面，從時(shí)間、功能、美觀等各方面因素考慮，患者都希望能夠盡快恢復(fù)缺失牙。因此，學(xué)者們對于如何促進(jìn)拔牙窩愈合，最大限度保存牙槽嵴高度和寬度做了大量的研究，如局部應(yīng)用各種生物材料，如自體骨、人工骨、生長因子等[2-4]。但是這些方法都有其局限性，如供給的問題，復(fù)雜的外科程序，交叉感染的風(fēng)險(xiǎn)和額外增加的費(fèi)用[5-6]。所以，有必要尋找一種簡單、方便、廉價(jià)的技術(shù)來達(dá)到這一目的。

地塞米松是經(jīng)典的成骨誘導(dǎo)因子，它可以激活骨髓基質(zhì)細(xì)胞（bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs）的堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP），刺激鈣的沉積和礦化結(jié)節(jié)的形成[7],一般認(rèn)為合適濃度為10-8～10-10mol/L[8]。另外，Morsczeck[9]發(fā)現(xiàn)地塞米松還可以誘導(dǎo)未分化基質(zhì)干細(xì)胞分化為成骨細(xì)胞。β-甘油磷酸鈉可以為成骨細(xì)胞提供磷酸離子，促進(jìn)生理性鈣鹽的沉積和鈣化，從而加速節(jié)結(jié)鈣化[10]。維生素C能促進(jìn)細(xì)胞合成膠原，形成鈣化，同時(shí)可以調(diào)節(jié)堿性磷酸酶的活性，從而啟動鈣化，促進(jìn)成骨[11]。有研究表明聯(lián)合應(yīng)用地塞米松，β-甘油磷酸鈉和維生素C可以在體外誘導(dǎo)BMSCs分化為成骨細(xì)胞[12]。拔牙窩含有大量的未分化基質(zhì)細(xì)胞和通過血液循環(huán)進(jìn)入的BMSCs,而成骨誘導(dǎo)劑局部應(yīng)用于拔牙窩的研究目前國內(nèi)外未見報(bào)道。

CBCT由于其低輻射量，高各向同性空間分辨力,已廣泛應(yīng)用于口腔臨床和基礎(chǔ)研究[13]。因此，本項(xiàng)目借助CBCT，通過影像學(xué)檢查探討成骨誘導(dǎo)劑植入新鮮拔牙窩后對拔牙窩愈合的影響，這是成骨誘導(dǎo)劑系列研究的一部分。

1 材料和方法

本實(shí)驗(yàn)經(jīng)瀘州醫(yī)學(xué)院動物保護(hù)和應(yīng)用委員會批準(zhǔn)（編號：2011001）。

1.1 實(shí)驗(yàn)動物

50只健康雄性新西蘭兔，購于瀘州醫(yī)學(xué)院動物實(shí)驗(yàn)中心（許可證號：SYXK（川）2013-065），體重2.5～3.0 kg，年齡：8～12周，分籠飼養(yǎng)。所有動物經(jīng)過常規(guī)身體檢查，按照隨機(jī)數(shù)字表編號：1～50。

1.2 實(shí)驗(yàn)器材

3%戊巴比妥鈉(Sigma,St.Louis,MO,USA）；明膠海綿(金陵制藥,南京,中國）；成骨誘導(dǎo)劑：由10-8 mol/L地塞米松（三精升和制藥有限公司,四川,中國）、10 mmol/Lβ-甘油磷酸鈉(Sigma,St.Louis,MO, USA）和50 mg/L維生素C（康特能藥業(yè)有限公司,四川,中國）組成。

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

拍攝術(shù)前CBCT，接受同樣的拔牙手術(shù)：3%戊巴比妥鈉按照劑量30 mg/kg行耳緣靜脈麻醉，選用合適的微創(chuàng)挺和牙鉗拔除雙側(cè)上頜第一前磨牙，明膠海綿按照拔牙窩的大小修剪為0.3 cm×0.3 cm× 0.7 cm大小。右側(cè)拔牙窩內(nèi)填入載有75 mg成骨誘導(dǎo)劑的明膠海綿，作為實(shí)驗(yàn)組，左側(cè)拔牙創(chuàng)內(nèi)填入空載的明膠海綿作為對照組，同體對照。應(yīng)用75 mg的量,是基于與該拔牙窩形態(tài)相類似的明膠海綿的攜帶量。最后，縫合創(chuàng)口。術(shù)后連續(xù)3 d肌肉注射青霉素(劑量為80萬單位/次，2次/d）。術(shù)后7 d半流質(zhì)飲食后普通飼料喂養(yǎng)，以防植入物脫落。分別于術(shù)后第1、2、4、8、12周時(shí)空氣栓塞處死10只動物，分別是1～10號，11～20號，21～30號，31～40號，41～50號。取頭顱標(biāo)本立即進(jìn)行CBCT檢查，以測量拔牙窩的BMD，以及拔牙窩處牙槽骨的寬度和高度。

1.4 影像學(xué)檢測

每只動物均使用KODAK 9500 CBCT(Carestream Health,Rochester，America）拍攝2張CBCT，一張拍攝于拔牙前（CBCT I），一張是將動物處死后（CBCT II）。拍攝參數(shù)：5.0 mA，120 kV曝光9.6 Seconds,層厚0.2 mm[14]，由同一個(gè)操作者進(jìn)行拍攝。動物頭部使用自制支架進(jìn)行固定，使其眶耳平面與水平面平行，正中與正中矢狀位重疊，獲得的圖像用OnDemand 3D software（Cybermed,Seoul,Korea）進(jìn)行分析，記錄BMD，牙槽骨寬度和高度的變化值。

1.4.1 測量BMD

用像素值表示BMD，因?yàn)楣敲芏仍礁咂涞挚股渚€的能力越強(qiáng)，顏色更亮，因此像素就越高。用On-Demand 3D software自帶的長方形像素測量工具在3個(gè)水平切面上進(jìn)行測量，切面厚度1 mm,分別是：高于下頜骨下緣4、6、8 mm，每個(gè)切面隨機(jī)測3次，以9個(gè)數(shù)值的平均值作為該拔牙窩的BMD值，以x±s表示（見圖1、圖2）。

1.4.2 測量牙槽骨寬度和高度變化值

拔牙術(shù)后12周，牙槽骨的吸收和改建處于穩(wěn)定期，因此在NO.41～50，即12周組的動物進(jìn)行。每只動物，以CBCTⅠ上測得的值減去CBCTⅡ上測得的值作為牙槽骨寬度和高度變化值，CBCTⅠ和CBCTⅡ均選擇三個(gè)切面進(jìn)行測量，每個(gè)切面隨機(jī)測3次，以9個(gè)數(shù)值的平均值作為該拔牙窩的高度或?qū)挾茸兓担詘±s表示。

寬度的測量在3個(gè)水平切面上進(jìn)行（同BMD測量），測量各平面上的最大寬度。

高度測量在3個(gè)斜矢狀面切面上進(jìn)行，分別是：下頜第2和第3前磨牙頰側(cè)切平面，下頜第二和第3前磨牙舌側(cè)切平面，以及前2個(gè)平面的中間平面。測量下頜骨下緣到牙槽骨頂點(diǎn)的最大值作為高度值（見圖3、圖4、圖5）。

圖1 3個(gè)水平切面的選取，分別為：高于下頜骨邊緣4 mm、6 mm和8 mm

圖2 下頜第2和第3前磨牙頰側(cè)切平面，下頜第2和第3前磨牙舌側(cè)切平面，以及前2個(gè)平面的中間平面

圖3 測量BMD值

圖4 測量牙槽骨寬度

圖5 測量牙槽骨高度

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)用SPSS 19.0進(jìn)行分析。BMD，寬度和高度的吸收值以x±s表示。BMD用雙因素方差分析，高度和寬度吸收值用配對的t檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 一般情況和大體觀察

所有動物存活無意外死亡。拔牙創(chuàng)口和周圍軟

硬組織無明顯出血，感染，拔牙窩植入物穩(wěn)固無脫落。術(shù)后2周，明膠海綿吸收。術(shù)后4周，實(shí)驗(yàn)組拔牙窩見部分骨樣組織，探之較為堅(jiān)實(shí)。而對照組拔牙窩內(nèi)主要為肉芽組織，觸之較軟。術(shù)后8周，實(shí)驗(yàn)組拔牙窩創(chuàng)口完全被軟組織覆蓋，觸之光滑。對照組拔牙窩創(chuàng)口表面稍向內(nèi)凹陷。術(shù)后12周，2組拔牙窩表面均完全愈合。

2.2 影像學(xué)觀察（表1、表2、表3）

表1 實(shí)驗(yàn)組和對照組BMD值比較（x±s）

實(shí)驗(yàn)組和對照組拔牙窩的BMD值隨著時(shí)間均不斷提高，實(shí)驗(yàn)組BMD值在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)均高于對照組，2周實(shí)驗(yàn)組的BMD值達(dá)到了對照組4周時(shí)候的值。雙因素方差分析結(jié)果顯示：時(shí)間，藥物和二者之間的交互作用有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。因此，比較同一時(shí)間實(shí)驗(yàn)組和對照組的差別，結(jié)果提示：除了在第1周，其余時(shí)間點(diǎn)2組BMD值比較，其差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表2 實(shí)驗(yàn)組和對照組牙槽骨寬度變化值（x±s）

牙拔除后12周，牙槽骨寬度明顯降低，但實(shí)驗(yàn)組降低的值較對照組稍小，其差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

表3 實(shí)驗(yàn)組和對照組牙槽骨高度變化值（x±s）

牙拔除后12周，牙槽骨高度明顯降低，但實(shí)驗(yàn)組降低的程度比對照組少，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

3 討論

牙拔除手術(shù)是口腔頜面外科最常見的手術(shù)。牙拔除后，新骨的形成在拔牙窩愈合中尤為重要，這依耐于由成骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨形成和由破骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨吸收之間的平衡。然而在拔牙窩愈合過程中各種細(xì)胞以不同的速度進(jìn)入到拔牙窩中，與纖維細(xì)胞和成骨細(xì)胞相比，上皮細(xì)胞和結(jié)締組織細(xì)胞進(jìn)入的速度較快，導(dǎo)致早期軟組織占據(jù)拔牙窩的大部分，這必將導(dǎo)致牙槽骨的吸收，拔牙窩寬度和高度的減少[15]。有研究表明：70%牙槽骨吸收發(fā)生在拔牙術(shù)后的前3個(gè)月[16]。為了促進(jìn)拔牙窩的愈合和減少牙槽骨的吸收，本研究將成骨誘導(dǎo)劑植入新鮮拔牙窩，通過影像學(xué)檢查，探討其效用，希望用最簡單最價(jià)廉的方法解決臨床最常見的問題。研究結(jié)果表明：實(shí)驗(yàn)組的BMD值，在所有實(shí)驗(yàn)時(shí)間點(diǎn)均高于對照組，但在第1周時(shí)其差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，在其他時(shí)間點(diǎn)其差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。這可能是由于術(shù)后第1周，拔牙窩內(nèi)主要存在的是肉芽組織，新骨的形成才剛剛開始，因此2組間BMD值差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。后期，隨著肉芽組織的機(jī)化，成骨誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)拔牙窩內(nèi)大量的未分化基質(zhì)細(xì)胞和BMSCs向成骨方向分化，促進(jìn)成骨，實(shí)驗(yàn)組BMD值在以后的每個(gè)時(shí)間點(diǎn)均高于對照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2周時(shí)實(shí)驗(yàn)組BMD值相當(dāng)于4周時(shí)對照組BMD值。這提示，成骨誘導(dǎo)劑促進(jìn)了拔牙窩愈合的成骨愈合進(jìn)程。在牙槽骨寬度和高度的變化值而言，均較拔牙術(shù)前減小。2組間高度變化值比較，其差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而牙槽骨寬度的變化值，2組間差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這可能表明成骨誘導(dǎo)劑更能有效地保存牙槽骨的高度，其在防止牙槽骨高度吸收的作用大于防止寬度吸收的作用。

一般來說，誘導(dǎo)成骨需要三個(gè)基本條件：適合的環(huán)境，靶細(xì)胞和誘導(dǎo)因子（osteoinductive factor,OIF）[17]。拔牙創(chuàng)具有良好成骨環(huán)境，骨壁疏松多孔，血液循環(huán)豐富，局部抗感染能力強(qiáng)。而且，拔牙窩內(nèi)有大量余留牙周膜中的間充質(zhì)細(xì)胞和經(jīng)血循環(huán)從周圍骨髓腔進(jìn)入的骨髓基質(zhì)干細(xì)胞，這些細(xì)胞都是對骨誘導(dǎo)作用敏感的靶細(xì)胞[18-19]。由地塞米松，β-甘油磷酸鈉和Vitamin C組成的成骨誘導(dǎo)劑是理想的誘導(dǎo)因子，三者之間的交互作用，可以加速成骨細(xì)胞的增殖和分化。成骨誘導(dǎo)劑局部應(yīng)用于拔牙窩，具備以上3個(gè)誘導(dǎo)成骨的基本條件，可以加速成骨細(xì)胞的增殖和分化，因此可以促進(jìn)拔牙窩的成骨愈合，減小牙槽骨高度的降低值。

另一方面，地塞米松，β-甘油磷酸鈉和Vitamin C都是常用的口服藥物，安全無毒副作用，價(jià)格低廉，獲取和制備容易；將其局部應(yīng)用于拔牙窩，與其他材料相比，其操作簡單方便快捷，只需要幾秒鐘，且無附加手術(shù)，因此適于臨床應(yīng)用。

4 結(jié)論

地塞米松，β-甘油磷酸鈉和維生素C作為經(jīng)典的成骨誘導(dǎo)劑，將其植入新鮮拔牙窩可以促進(jìn)骨愈合進(jìn)程，減少牙槽骨高度的吸收。

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（2015-01-14收稿）

吳劍波教授課題組在Nature系列刊物《Cell Death and Disease》上發(fā)表高質(zhì)量論文

日前，以我校藥物與功能性食品研究中心在讀博士后王立群為第一作者，博士后指導(dǎo)導(dǎo)師吳劍波教授為通訊作者的論文“Glycation of Vitronectin Inhibits VEGF-induced Angiogenesis by Uncoupling VEGF Receptor-2-αvβ3 Integrin Cross-talk”在Nature系列刊物《Cell Death and Disease》上在線發(fā)表。該論文為國家自然科學(xué)基金和四川省科技廳課題資助。

據(jù)了解，該研究首次發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞外基質(zhì)蛋白玻璃體結(jié)合蛋白的糖基化位點(diǎn)，闡述該位點(diǎn)對糖尿病血管病變的作用機(jī)制，研究了糖基化玻璃體結(jié)合蛋白對血管內(nèi)皮細(xì)胞的抑制作用的信號通路，并在糖尿病小鼠下肢缺血模型驗(yàn)證了糖基化玻璃體結(jié)合蛋白的作用，該發(fā)現(xiàn)將為糖尿病血管并發(fā)癥的研究和治療提供重要的理論依據(jù)。

Radiological annalysis of the effect of osteogenic inducer on tooth extraction socket healing in rabbit

Peng Chun，He Yun1，Chen Junliang1
Department of Stomatology,Yongchuan Hospital of Chongqing Medical University；1Orofacial Reconstruction and Regeneration Laboratory，the Affiliated Stomatlogy Hospitalof Luzhou Medical College

Objective:To analyze the effect of osteogenic inducer composed of dexamethasone，β-sodium glycerophosphate and vitamin C on tooth extraction sockethealing in rabbit by radiological approach.Methods：The bilateral first mandibular premolars were extracted from 50 rabbits,the right side sockets as test group were filled with gelatin sponge carrying osteogenic inducer;the left side sockets as control were only filled with gelatin sponge.10 rabbits were sacrificed 1,2,4,8,and 12 weeks after surgical procedure respectively.Specimens were removed and evaluated by CBCT.Results：The BMD of test groups was all higher than that of correponding control groups,and except the 1 week group,was tatistically significantly different(P＜0.05）.The alveolar resorption in width had no statistical signifcance between two gropus(P＞0.05）,but the resorption in height in testsites was significantly lower than that in control sites(P＜0.05）.Conclusion:Osteogenic inducer can promote the bone healing in tooth extraction sockets and reduce the resorption of residual alvoelar bone in height.

Osteogenic inducer;Cone Beam Computed Tomography(CBCT）;Tooth extraction socket；Bone mineral density(BMD）

R782.1

A

10.3969/j.issn.1000-2669.2015.03.004

*四川省教育廳青年基金項(xiàng)目（11ZB232）;四川省衛(wèi)生廳青年基金項(xiàng)目（110385）；重慶市衛(wèi)生局面上項(xiàng)目（2012-2-168）

彭春（1978-），女，主治醫(yī)師。E-mail:cjlhyy@163.com