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编号:10498889
实验性骨质疏松症对种植体周围骨量及骨结合的影响
http://www.100md.com 《中华口腔医学杂志》 2000年第5期
     作者:潘巨利 张福胤 齐东元 代田达夫 大野康亮 道健一

    单位:潘巨利(大连医科大学第一附属医院口腔颌面外科 116011);张福胤(大连医科大学第一附属医院口腔颌面外科 116011);齐东元(大连医科大学第一附属医院口腔颌面外科 116011);代田达夫(日本昭和大学学部第一口腔外科教研室);大野康亮(日本昭和大学学部第一口腔外科教研室);道健一(日本昭和大学学部第一口腔外科教研室)

    关键词:骨质疏松症;牙种植体;动物;实验

    中华口腔医学杂志000513 【摘要】 目的 研究骨质疏松症对种植体周围骨量及骨结合的影响。方法 于32周龄Wistar雌性大白鼠胫骨骨骺端植入羟基磷灰石(HA)种植体,术后56 d实验组行卵巢摘除术,对照组行假手术。该术后28、84、168 d分别处死动物取胫骨,制作研磨切片标本,应用骨形态测量学技术探讨种植体周围单位骨量及与新生骨接触面积率的动态变化。结果 卵巢摘除术后28 d,实验组单位骨量与对照组比较,差异有显著性;骨皮质部骨与种植体接触面积率,两组之间差异无显著性。骨松质部骨与种植体的接触率,在84 d以后实验组与对照组比较差异有显著性。结论 骨质疏松症由于支持种植体周围的骨小梁疏松,是种植牙预后的不利因素,有必要慎重观察闭经女性种植体的临床经过。
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    The effects of experimental osteoporosis on bone tissues around hydroxyapatite implants

    PAN Juli

    (Department of Oral Maxillofacial Surgery, The First Affiliated Hospital, Dalian Medical University, Dalian 116011, China)

    ZHANG Fuyin, QI Dongyuan, et al.

    【Abstract】 Objective To investigate the effects of estrogen decreasing on bone tissues around implants in ovariectomized rats. Method Forty-two female Wistar rats, aged 32 weeks, were used in this study. First, cylindrical hydroxyapatite-coated implants were planted in the proximal part of tibiae of the rats. Then, the rats in experimental group and control group were respectively performed ovariectomy and false surgery after 56 days, the rates were killed in 28, 84 and 168 days after operation, and tibiae were taken out to prepare undecalcified sections. The section were examined by routine histomorphometric measurement and the dynamic changes of trabecular bone and extent of contact between the implants and bone tissue around them. Results Twenty-eight days after operation, the density of trabecular bone around the implant in experiment group was found significantly reduced compared with the control group. In the area of cortical bone, no difference was found in the extent of implant-bone contact between two groups, while in the area of spongy bone the extent of contact was different obviously. Conclusion Ovariectomy in Wistar rats can induce significant osteoporosis around implant, these finding suggest that menopause in women patients may also induce osteoporosis around implanted artificial teeth and affect the prognosis. Therefore, the patients should be carefully observed during the implant treatment course.
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    【Key words】 Osteoporosis; Dental implants; Animal experiment

    种植牙能长期行使咀嚼功能,必要条件是种植体直接与骨组织牢固结合即骨结合(osseointegration),且种植体周围有较多能承受咀嚼力的新生骨组织[1]。但一些临床报告表明,要求种植牙修复的患者以40~50年龄段最多[2]。此年龄段的女性患者正值更年期,闭经引起骨代谢障碍,全身骨量急剧下降[3,4],易出现牙槽嵴萎缩或牙齿松动[5,6]。更年期前已施行种植牙的患者,支持种植体的周围骨组织在此阶段是否受到影响,尚未见报道。我们设计了模拟更年期女性骨质疏松症的动物模型,利用计算机自动化图象分析系统探讨了实验性骨质疏松症对种植体周围骨组织的影响。

    材料与方法

    1.实验动物:32周龄Wistar雌性大白鼠42只,以Orientite公司生产的固型饲料和自来水自由喂养。于大白鼠胫骨骨骺端植入种植体,然后随机将其分为实验组与对照组,每组又根据观察时间均分为28 d、84 d、168 d 3组。56 d后实验组行卵巢摘除术,对照组行假卵巢摘除术。术后28 d、84 d、168 d分别将动物处死,测量体重后摘除胫骨,标本制作为非脱钙骨研磨切片。
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    2.非脱钙骨研磨切片制作:以4%磷酸福尔马林缓冲液(pH 7.2)固定,梯度酒精脱水,树脂(Technovit 8100. Kulzer, Wehrheim, Germany)包埋,利用EXAKT Gutting-Crinding系统(EXAKT, Nordstedt, Germany),沿种植体长轴研磨为50 μm非脱钙骨研磨切片。经X线照像后,再研磨切片至15 μm厚,行联甲苯胺蓝染色。

    3.骨形态测量方法:测量种植体与新生骨组织接触面积及周围骨量的变化经过。

    (1)1次参数:全骨组织量(mm2):骨髓腔内骨小梁及骨小梁之间面积的总和。全骨量(mm2):骨髓腔内钙化骨的骨面积总和。种植体体周长(mm):埋入骨组织内的种植体体周围长度。全接触长(mm):新生骨与种植体接触面的总长度。

    (2)2次参数:单位骨量:(全骨量/全骨组织量)×100%。骨接触率:(全接触长/种植体体周长)×100%。
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    利用计算机自动化图象分析系统(Spectrum, Mitani Corp, 日本)进行上述参数处理。使用X线照片测量1次参数中全骨量和全骨组织量;使用联甲苯胺蓝染色切片测量1次参数中种植体体周长和全接触长。本文统计学处理采用Mann-Whitney的U检验。

    结果

    1.实验动物体重:大白鼠28 d、84 d、168 d的体重,实验组分别为369.2 g、371.2 g、394.8 g;对照组分别为289.2 g、314.8 g、334.6 g。各观察期实验组与对照组比较,差异有显著性(P<0.01)(表1)。

    表1 实验组与对照组动物体重比较(g,±s) 时间点(d)

    对照组

    实验组
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    28

    289.2± 3.8

    369.2±8.7*

    84

    314.8± 5.4

    371.2±5.6*

    168

    334.6±12.4

    394.8±8.2*

    注:* 与对照组比较,P<0.01 2.单位骨量:对照组各观察期单位骨量不随时间推移而变动,骨量值均为22.0%左右。实验组卵巢摘除术后28 d单位骨量值为15.4%,以后随时间推移而减少,术后168 d减少到7.2%(表2)。
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    3.骨接触率:骨皮质部实验组与对照组各观察期的骨接触率均在99%以上,经统计学处理,两者之间差异无显著性(表3)。松质骨部对照组术后28 d平均值为88.3%,以后随时间推移而增加,术后168天平均值为98.1%;实验组骨接触率术后28 d与对照组基本相同,平均值为87.1%,但以后随时间推移而减少,168 d时平均值为64.9%(表4)。

    表2 实验组与对照组骨松质部种植体

    周围单位骨量比较(%, ±s) 时间点(d)

    对照组

    实验组

    28

    22.3±2.9

    15.4±3.2*
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    84

    22.5±2.9

    8.5±1.9**

    168

    21.5±3.5

    7.2±2.1**

    注:* 与对照组比较,P<0.05;** 与对照组比较,P<0.01表3 实验组与对照组骨皮质部种植体与

    周围新生骨接触率比较(%, ±s) 时间点(d)

    对照组

    实验组
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    28

    100.0

    98.8±2.5

    84

    99.7±0.4

    100.0

    168

    100.0

    100.0

    表4 实验组与对照组骨松质部种植体与

    周围新生骨接触率比较(%, ±s) 时间点(d)

    对照组
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    实验组

    28

    88.3±9.3

    87.1± 9.0

    84

    93.5±5.8

    75.3±10.5*

    168

    98.1±1.5

    64.9± 9.5**

    注:*与对照组比较,P<0.05; **与对照组比较,P<0.01讨论
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    摘除大白鼠卵巢,其雌激素下降、骨量减少与更年期女性的骨小梁下降过程类似,故以往的研究中常将此实验作为更年期女性骨质疏松症的动物模型。卵巢摘除后大白鼠胫骨骨骺端即呈现骨代谢亢进,30天内骨量迅速下降[7]。随后,骨量下降程度变得缓慢,卵巢摘除后180天,骨的吸收和破坏才趋于平衡[8]。植入大白鼠胫骨内的种植体在术后56 d可达到愈合[9]。因此,我们于大白鼠胫骨骨骺端植入种植体,56 d后行卵巢摘除术,在术后28 d、84 d、168 d动态测定种植体与新生骨组织接触面积率及周围骨量变化。此外,外科植入种植体时,与骨壁之间的最佳间隙为100 μm,我们选用直径2.0 mm种植体,形成直径2.2 mm种植窝。为防止生理发育性骨量变化带来的影响,本项实验选用经产成熟大白鼠作为实验动物。各观察时间点测量大白鼠体重,实验组体重明显增加,这与Yamaura等[7]和Wronski等[8]摘除大白鼠卵巢导致体重增加的报告相一致。

, http://www.100md.com     Mori等[10]摘除兔卵巢并限制钙的摄取后行兔胫骨内种植体植入,结果表明骨皮质骨盐量下降,从而延缓了新生骨形成,但对骨结合影响不大。Motohashi等[11]于大白鼠卵巢摘除后21 d,在其胫骨骨骺端植入种植体,结果表明骨质疏松症不影响骨皮质部新生骨形成。但闭经所致骨质疏松症对获得性种植体骨结合的影响如何,尚未见报道。本项实验结果证明,实验组在卵巢摘除术后28 d至168 d的观察时间内,骨皮质部新生骨与种植体接触状态几乎未发生变化,这与Reggs[3]关于闭经所致的骨量减少主要发生在骨松质的报告一致。故可以认为,一旦骨皮质与种植体发生牢固结合,即使因闭经所致的骨量减少,对骨结合的影响也不大。

    堀坂等[12]于大白鼠胫骨骨骺端植入种植体后第4周摘除动物卵巢,发现骨松质中心部骨接触率下降。本项研究证明,被覆于种植体周围的新生骨随时间推移而变薄,骨接触率呈渐进性下降。这种现象不仅在骨松质中心部,在全区域内都可见到。可见,卵巢摘除导致雌激素下降引起的骨代谢障碍不单纯使原有骨松质吸收,种植体周围的新生骨也被吸收。种植体周围支持骨量减少,是对种植体预后的不利因素。
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    本项实验动物模型使用大白鼠胫骨骨骺端,由于闭经会引起全身骨量减少,故卵巢摘除对胫骨和颌骨都能产生影响。但是,颌骨内种植体在此基础上还要受到咬合、唾液等物理化学因素的影响,其最终结果如何,尚待进一步研究。

    参考文献

    1,Brånemark PI. Osseointegration and its experimental background. J Prosthet Dent, 1983, 50:399-410.

    2,松井羲郎,大野康亮,中村好宏,他.プラズマ溶射によるァパタイトコティンゲチタン人工根(Integral)の临床庥用.昭志,1993,13:243-253.

    3,Riggs BL. Overview of osteoporosis. West J Med, 1991,154:63-77.
, http://www.100md.com
    4,Krger H, Tuppurainen M, et al. Bone mineral density and risk for osteoporosis. A population-based study of 1 600 perimenopausal women. Calcif Tissue Int, 1994,55:1-7.

    5,Jeffcoat MK, Chesnut III CH. Systemic osteoporosis and oral bone loss: Evidence shows increased risk factors. JADA, 1993,124:49-56.

    6,Bras J. Mandibular atrophy and metabolic bone loss. Int Dent J, 1990,40:298-302.

    7,Yamaura M, Nakamura T, Tsurukami H, et al. Local bone turnover in the mataphysis of the proximal tibia and lumbar vertebra during the early periods after ovariectomy in rats. Calcif Tissue Int, 1996,58:52-59.
, 百拇医药
    8,Wronski TJ, Dann M, Scott KS, et al. Long-term effect of ovariectomy and aging on the rat skelton. Calcif Tissue Int, 1989,45:360-366.

    9,Shirota T, Donath K, Matsui Y, et al. Reactions of bone tissue in old rats to three different implant materials. J Oral Implantology, 1994,20:307-314.

    10,Mori H, Manabu M, Kurachi Y, et al. Osseointegration of dental Implants in rabbit bone with low mineral density. J Oral Maxillofac Surg, 1997,55:351-361.

    11,Motohashi M, Shirota T, Tokugawa Y, et al. Bone reactions around hydroxyapatite-coated implants in ovariectomized rats. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod, 1999,87:145-152.

    12,堀坂宁介,蟹谷英生,Rudi Wigianto, 他.骨粗症がィンプラント周囫の骨组织に及ほす影响について.日口腔インプラント谂,1995,8:121-125.

    (收稿日期:1999-11-25), 百拇医药