胰島素干預對糖尿病兔種植體骨結合的影響 ①

趙進峰,尹蒙熔,樊馬娟,魏 杰,徐 丹

(1．哈爾濱市第四醫院口腔科，黑龍江 哈爾濱 150026；2．哈爾濱市兒童醫院口腔科，黑龍江 哈爾濱 150010；3．哈爾濱市第四醫院耳鼻喉科，黑龍江 哈爾濱 150026)

糖尿病(diabetes mellitus，DM)是一種由于體內胰島素絕對或相對不足而導致的以高血糖為特征的內分泌代謝性疾病，發病率高，并發癥、合并癥嚴重。糖尿病對牙齒缺失的影響很大，糖尿病患者牙齒缺失率比健康人高15%[1]，這勢必導致要求口腔種植的糖尿病患者人數的迅速增加，為口腔種植術適應證的選擇提出了新的挑戰。無論是對糖尿病患者還是對實驗動物的研究都證實糖尿病可以引起骨的生長和代謝發生改變。胰島素是目前控制血糖治療糖尿病最有效、快速的方法，經胰島素控制血糖的糖尿病患者是否能夠接受口腔種植手術是擺在我們面前的又一新的課題。因此，比較正常與糖尿病個體種植牙生物性能的不同，探討胰島素控制高血糖前后種植體周圍愈合機制的差異，將會為臨床糖尿病患者的種植策略和預后提供指導性幫助。

1 材料與方法

1.1 實驗對象及分組

將36只體重為2.5～4.0kg的5月齡雄性白兔飼養2周后測定制模前血糖、尿糖值，選擇空腹血糖≤6.0mmol/L、尿糖陰性的健康兔作為實驗用動物，隨機選其中12只作為空白對照組，余24只為實驗組。實驗組動物通過四氧嘧啶(Alloxan)誘導建立糖尿病兔模型。動物飼養4周后，將實驗組動物隨機分為兩組，即高血糖組及胰島素控制組，各12只，胰島素控制組接受中效胰島素(6～8u/d)治療，劑量按每只兔每周血糖進行調整，空白對照組和高血糖組給予等量生理鹽水局部注射。

1.2 人工種植體植入

所有實驗動物右側脛骨內側近中骨骺區植入兩枚直徑2.0mm長度5.0mm的BLB純鈦種植體，二者相隔10mm。術后肌肉注射慶大霉素1萬u/kg，每天2次，連續用藥7d。監測血糖。

1.3 標本的獲取

每組兔隨機分3組，每組4只，分別于種植體植入后第4、8、16周獲取帶種植體骨標本。

1.4 指標的測定

1.4.1 X線檢查： 各組動物于獲取標本當天拍攝右側脛骨正側位片，觀察種植體的植入情況、骨組織與種植體的結合情況、骨組織吸收情況等。

1.4.2 光鏡(組織學觀察)： 石蠟組織切片蘇木精-伊紅(HE)染色，觀察種植體-骨組織界面的結合類型和結合情況。

1.4.3 掃描電鏡(SEM)： 取一塊標本用中性磷酸緩沖液配制的3%戊二醛4℃下固定24h后，0.9%NS和0.1MPBS反復沖洗，超聲波震蕩器內洗滌5～10min，系列酒精脫水，醋酸異戊酯置換酒精，CO2臨界點干燥(冷凍干燥)，磨片標本真空噴碳，鍍金膜后，掃描電鏡觀察，觀察種植體-骨組織結合情況。

1.4.4 骨密度(BMD)測定： 于獲取標本當天摘取脛骨標本，用雙能數字化X線骨密度儀在0.16s10kv同一標準條件下拍片，并用圖像處理程序進行骨密度分析，測量種植體附近的骨密度平均值。

1.4.5 骨接觸率測定(BCSR)： 在上述40倍光鏡下所獲得的照片中，采用數點法(point counting)[2]，用顯微鏡測微尺C5 型網絡測定切片上種植體界面的新骨所占比例。每個標本選2 張切片，逐段測量整個界面區，根據測量結果計算出每個標本界面區新骨占的百分比平均值。該比例近似等于種植體的骨接觸率(bone-contacting implant surface ratio，BCSR)。

1.5 統計學方法

2 結果

2.1 創口愈合情況

術后所有動物成活；高血糖組種植體脫落1枚，其他組種植體無脫落；對照組及胰島素控制組創口愈合良好，飲食正常，高血糖組創口愈合較慢。

2.2 X線片觀察

對照組種植體植入4周后，種植體周圍骨組織致密度增加，植入8周后，種植體與周圍骨緊密接觸，X線透射區基本消失；胰島素治療組種植體植入4周后周圍仍可見透射區，植入第8周后，種植體周圍可見骨組織致密度逐漸增加，植入后16周，種植體與周圍骨緊密接觸，無透射區；高血糖組種植體植入16周后仍可見不同程度的透射區。

2.3 組織學觀察

種植體植入后16周，對照組種植體與骨達到良好的骨性結合，骨小梁排列整齊，致密，界面處骨組織非常成熟，可見明顯的板層骨；胰島素控制組種植體基本上與骨達到骨性結合，骨小梁排列整齊，可見板層骨；高血糖組骨小梁結構呈島狀，菲薄，連續性較差，小梁間為疏松的纖維結締組織。見圖1。

對照組16周 胰島素控制組16周 高血糖組16周

2.4 掃描電鏡觀察

種植體植入后16周，種植體表面有大量新骨形成；胰島素控制組種植體與骨之間基本達到良好的骨性結合，二者接觸緊密；高血糖組種植體與骨之間仍可見不規整間隙，寬約27～42μm，可見篩狀骨組織。見圖2。

對照組16周 胰島素控制組16周 高血糖組16周

2.5 骨密度(BMD)測定

各時間段3組實驗動物種植體區骨密度值見表1，在任一時間段，高血糖組與對照組和胰島素控制組相比，差異均具有統計學意義(P<0.05)；而胰島素控制組與對照組相比，各個時間段差異均無統計學意義(P>0.05)。將各組12只實驗動物所測得的骨密度數據進行統計分析，高血糖組與對照組相比(t=8.027，P<0.05)，差異具有統計學意義；高血糖組與胰島素控制組相比(t=3.140，P<0.05)，差異具有統計學意義；胰島素控制組與對照組相比(t=0.296，P>0.05)，差異無統計學意義。 見表2。

表1 各時間段各組種植體區骨密度值

表2 各組種植體區骨密度

2.6 種植體的骨接觸率

3組種植體的骨接觸率,高血糖組的骨接觸率明顯低于對照組，在各個時期兩組差異均具有統計學意義(P<0.01)；胰島素控制組在各個時間段與對照組骨接觸率差異均無統計學意義(P>0.05)。見表3。

表3 各組種植體骨接觸率(%)

3 討論

本實驗通過構建四氧嘧啶誘導糖尿病兔模型并應用胰島素控制血糖，對糖尿病兔血糖控制前后種植體周圍骨整合情況進行了研究，為進一步拓展口腔種植術適應證提供了新的資料。實驗結果顯示，糖尿病兔手術創口愈合緩慢，骨鈣、骨密度明顯降低，種植體—骨界面結合較差，種植體骨接觸率低，這說明高血糖引起的代謝紊亂導致骨吸收和骨損失增加，使糖尿病兔骨量持續減少，進而導致口腔種植術失敗。而胰島素的治療不僅能控制糖尿病兔在任意時間血糖保持在5～8mmol/ L的范圍內，還可以維持實驗動物正常的骨鈣、骨密度值，促進糖尿病兔與鈦種植體形成良好的骨性結合，16周種植體骨接觸率達到90%，糾正了糖尿病對種植術骨改建的負面影響。本研究證實了四氧嘧啶誘導的糖尿病可以引起兔骨鈣、骨密度以及種植體骨接觸率降低，胰島素的治療可以使上述改變恢復正常。