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目前,种植修复已成为牙缺失患者最理想的修复方式,已经逐步被广大缺牙患者选择并接受。但其前提是植入的种植体要与颌骨形成骨结合。但是对于糖尿病、骨质疏松等临床病人而言,仍存在骨结合效率低下,失败率高等风险。目前,2型糖尿病作为临床上最为常见的糖尿病类型,由于疾病本身相应的病理变化,导致种植体骨结合率低下,从而在临床中种植失败率较高。而且,许多糖尿病患者往往伴有局部不同程度的骨质缺损,在种植体植入的同时都需要进行相应地GBR(guided bone regeneration,GBR)技术支持,以达到更好的种植体骨结合效果。因此,如何提高T2DM患者的种植体骨结合率,如何更为有效地利用GBR技术诱导新骨形成,仍是亟待解决的问题。
自从GBR技术问世以来,对于其机制以及相关技术细节的研究已经被广泛开展,并且在相关的应用领域,诸如牙槽外科、牙周科和口腔种植领域都取得了令人瞩目的成就。对于骨组织和软组织的扩增,已然成为了一种非常重要的方法和技术手段。大量的临床病例结果证明了引导骨再生技术能明显改善种植术后种植体周围的新生骨量,从而在种植体周围形成更为良好的骨整合,能够相应地提高种植成功率。
PGS即聚癸二酸甘油酯,是通过甘油和癸二酸之间简单的缩聚反应合成的,是一种相对较新的能进行生物降解的聚合物。PGS优异的生物相容性以及机械力学性能使它成为了生物医药应用领域中最具有吸引力的生物材料之一,诸如药物释放、植入装置以及组织工程学的支架材料等等。而且,学者们证实了PGS可以通过募集宿主祖细胞/干细胞群促进骨再生,并且可以作为一种负荷传导底物,传递机械力学信号至细胞群以此促进分化以及基质向着适当骨改建的方向成熟。PGS弹性支架作为负载传感的底物,在支架上,骨祖细胞在机械力学信号的作用下,促进了分化和基质成熟,有利于引导体内正常的骨重塑。
另一方面,糖尿病(diabetesmellitus ,DM)作为一种代谢相关的疾病,不仅具有遗传倾向而且以高血糖为特征。伴随着经济的不断发展,人们的物质生活水平不断提高,饮食以及生活习惯的巨大改变导致了糖尿病发病率呈现出了加快上升的趋势。糖尿病患者往往骨质疏松脆弱,骨组织损伤后愈合缓慢。临床病例研究以及动物实验都证实,糖尿病对于骨质的愈合存在直接影响,种植体周围新骨生成及改建都会被相应地延缓。而且有学者认为:DM的微血管病变有可能是种植体失败的因素之一。
基于以上结论及研究成果,我们设计了将PGS聚酯材料应用于糖尿病种植GBR的研究,以此来评估验证PGS材料诱导成骨的能力,为以后PGS的临床应用提供一些理论依据。我们将实验研究设计为五个部分。第一部分:PGS聚酯材料合成以及PGS生物膜制备。我们利用盐滤沥技术,构建出了多孔相互连通的PGS生物膜,而且通过控制盐颗粒的大小,将PGS生物膜的孔径分别控制在500目(25um)和270目(53um)。第二部分:PGS生物膜在5mm骨质缺损中的GBR研究。研究中,将24只新西兰兔随机分为三组,分别为3个月组、2个月组和1个月组,每组8只,每组中又设立了4个实验组,分别是PGS生物膜500目组、PGS生物膜270目组、Bio-Gide组和空白对照组。每只兔子的左右胫骨均进行相应的骨质缺损直径为5mm的GBR手术,按照时间节点取材,通过影像学以及组织学等分析方法,评估验证PGS材料诱导成骨的能力。第三部分:PGS生物膜在8mm骨质缺损中的GBR研究。16只新西兰兔随机分为两组,分别为3个月组和1个月组。每组8只,实验组分组方法同第二部分,每只兔子的左右胫骨均进行相应的骨质缺损直径为8mm的GBR手术,按照时间节点取材,通过影像学以及组织学等分析方法,评估验证PGS材料诱导成骨的能力。第四部分:糖尿病兔模型建立及结合PGS生物膜的GBR研究。实验中,我们利用四氧嘧啶建立糖尿病兔模型,将血糖稳定的5只糖尿病兔模型的左右胫骨均进行相应的骨质缺损直径为8mm的GBR手术,实验中设立PGS生物膜500目组和空白对照组,并且采用自身对照的研究方法。3个月后取材,通过影像学以及组织学等分析方法,评估验证PGS材料在糖尿病兔骨质缺损中诱导成骨的能力。第五部分:PGS生物膜在种植体周围骨质缺损的GBR研究。在研究中,健康的新西兰兔5只,血糖稳定的糖尿病兔模型5只。每只兔子的左右胫骨均进行相应的种植体植入后骨质缺损直径为8mm的GBR手术,术中同样设立PGS生物膜500目组和空白对照组,并且采用自身对照的研究方法。在3个月后取材,通过影像学以及组织学等分析方法,评估验证PGS材料对于健康兔以及糖尿病兔种植体周围骨整合的影响,以此评估验证PGS材料在种植体周围骨质缺损中诱导成骨的能力。
我们的研究结果显示:利用盐滤沥技术,构建出的多孔相互连通的PGS生物膜,具有良好的弹性,其机械性能在GBR术中发挥了很好的屏障效应,对于健康兔以及糖尿病兔骨质缺损区域的新骨形成都发挥了重要的作用。而且,实验中通过控制盐颗粒的大小,将PGS生物膜的孔径分别控制在500目(25um)和270目(53um),结果显示:500目生物膜诱导成骨的效果优于270目。同时,在种植体植入后的GBR术中,采用PGS500目生物膜作为屏障膜的健康兔及糖尿病兔种植体周围的骨整合情况相对于对照组而言均表现出了明显的优势。这些结果提示了PGS聚酯材料所具有的优异的生物相容性、机械力学性能以及其募集细胞的能力,能够为新骨细胞以及微血管的形成等等提供很好的支架作用,这将为GBR技术的发展以及提高糖尿病种植的临床成功率提供新的思路。
自从GBR技术问世以来,对于其机制以及相关技术细节的研究已经被广泛开展,并且在相关的应用领域,诸如牙槽外科、牙周科和口腔种植领域都取得了令人瞩目的成就。对于骨组织和软组织的扩增,已然成为了一种非常重要的方法和技术手段。大量的临床病例结果证明了引导骨再生技术能明显改善种植术后种植体周围的新生骨量,从而在种植体周围形成更为良好的骨整合,能够相应地提高种植成功率。
PGS即聚癸二酸甘油酯,是通过甘油和癸二酸之间简单的缩聚反应合成的,是一种相对较新的能进行生物降解的聚合物。PGS优异的生物相容性以及机械力学性能使它成为了生物医药应用领域中最具有吸引力的生物材料之一,诸如药物释放、植入装置以及组织工程学的支架材料等等。而且,学者们证实了PGS可以通过募集宿主祖细胞/干细胞群促进骨再生,并且可以作为一种负荷传导底物,传递机械力学信号至细胞群以此促进分化以及基质向着适当骨改建的方向成熟。PGS弹性支架作为负载传感的底物,在支架上,骨祖细胞在机械力学信号的作用下,促进了分化和基质成熟,有利于引导体内正常的骨重塑。
另一方面,糖尿病(diabetesmellitus ,DM)作为一种代谢相关的疾病,不仅具有遗传倾向而且以高血糖为特征。伴随着经济的不断发展,人们的物质生活水平不断提高,饮食以及生活习惯的巨大改变导致了糖尿病发病率呈现出了加快上升的趋势。糖尿病患者往往骨质疏松脆弱,骨组织损伤后愈合缓慢。临床病例研究以及动物实验都证实,糖尿病对于骨质的愈合存在直接影响,种植体周围新骨生成及改建都会被相应地延缓。而且有学者认为:DM的微血管病变有可能是种植体失败的因素之一。
基于以上结论及研究成果,我们设计了将PGS聚酯材料应用于糖尿病种植GBR的研究,以此来评估验证PGS材料诱导成骨的能力,为以后PGS的临床应用提供一些理论依据。我们将实验研究设计为五个部分。第一部分:PGS聚酯材料合成以及PGS生物膜制备。我们利用盐滤沥技术,构建出了多孔相互连通的PGS生物膜,而且通过控制盐颗粒的大小,将PGS生物膜的孔径分别控制在500目(25um)和270目(53um)。第二部分:PGS生物膜在5mm骨质缺损中的GBR研究。研究中,将24只新西兰兔随机分为三组,分别为3个月组、2个月组和1个月组,每组8只,每组中又设立了4个实验组,分别是PGS生物膜500目组、PGS生物膜270目组、Bio-Gide组和空白对照组。每只兔子的左右胫骨均进行相应的骨质缺损直径为5mm的GBR手术,按照时间节点取材,通过影像学以及组织学等分析方法,评估验证PGS材料诱导成骨的能力。第三部分:PGS生物膜在8mm骨质缺损中的GBR研究。16只新西兰兔随机分为两组,分别为3个月组和1个月组。每组8只,实验组分组方法同第二部分,每只兔子的左右胫骨均进行相应的骨质缺损直径为8mm的GBR手术,按照时间节点取材,通过影像学以及组织学等分析方法,评估验证PGS材料诱导成骨的能力。第四部分:糖尿病兔模型建立及结合PGS生物膜的GBR研究。实验中,我们利用四氧嘧啶建立糖尿病兔模型,将血糖稳定的5只糖尿病兔模型的左右胫骨均进行相应的骨质缺损直径为8mm的GBR手术,实验中设立PGS生物膜500目组和空白对照组,并且采用自身对照的研究方法。3个月后取材,通过影像学以及组织学等分析方法,评估验证PGS材料在糖尿病兔骨质缺损中诱导成骨的能力。第五部分:PGS生物膜在种植体周围骨质缺损的GBR研究。在研究中,健康的新西兰兔5只,血糖稳定的糖尿病兔模型5只。每只兔子的左右胫骨均进行相应的种植体植入后骨质缺损直径为8mm的GBR手术,术中同样设立PGS生物膜500目组和空白对照组,并且采用自身对照的研究方法。在3个月后取材,通过影像学以及组织学等分析方法,评估验证PGS材料对于健康兔以及糖尿病兔种植体周围骨整合的影响,以此评估验证PGS材料在种植体周围骨质缺损中诱导成骨的能力。
我们的研究结果显示:利用盐滤沥技术,构建出的多孔相互连通的PGS生物膜,具有良好的弹性,其机械性能在GBR术中发挥了很好的屏障效应,对于健康兔以及糖尿病兔骨质缺损区域的新骨形成都发挥了重要的作用。而且,实验中通过控制盐颗粒的大小,将PGS生物膜的孔径分别控制在500目(25um)和270目(53um),结果显示:500目生物膜诱导成骨的效果优于270目。同时,在种植体植入后的GBR术中,采用PGS500目生物膜作为屏障膜的健康兔及糖尿病兔种植体周围的骨整合情况相对于对照组而言均表现出了明显的优势。这些结果提示了PGS聚酯材料所具有的优异的生物相容性、机械力学性能以及其募集细胞的能力,能够为新骨细胞以及微血管的形成等等提供很好的支架作用,这将为GBR技术的发展以及提高糖尿病种植的临床成功率提供新的思路。