复合BMP钛种植体植入放疗颌骨后骨愈合的观察
作者：杨军 邓红镭 李慧增 刘爽 孙远
单位：第三军医大学附属西南医院口腔科，重庆 400038
关键词：种植体；钛；骨形成蛋白；下颌骨；损伤
提要 目的
提要 目的：观察骨形成蛋白(BMP)促进钛种植体(Ti)植入放疗颌骨后种植体与宿主骨间界面的骨结合作用。方法：16只经过60 Gy 60Co照射下颌骨后6个月的日本大耳白兔为实验动物。8只植入BMP-Ti复合型种植体为实验组，8只植入Ti种植体作为对照组。于植入术后2、4、8周和12周对种植体-宿主骨界面进行扫描电镜及X线能谱分析观察。结果：实验组植入界面新骨生成较对照组早。12周时，实验组植入界面呈骨性结合，而对照组植入界面呈纤维骨性结合。结论：BMP对促进放疗骨种植体-宿主骨界面的早期骨愈合起积极作用。
, 百拇医药
中图法分类号 R782.2 文献标识码 B
Observation on the healing of irradiated mandibular
bone after implanted with composites of bone morphogenetic
protein and screw-shape titanium implant
口腔种植体植入放疗后颌骨组织的临床报道目前较少，根据已有的临床和实验研究可以肯定的是，放疗史不应成为种植体植入的禁忌症。为了提高口腔种植体在放疗颌骨的骨融合率及修复成功率，许多学者从多方面进行了研究[1]，包括高压氧的应用；延长放疗与种植术的间隔时间及先进行种植术，然后再行放疗等。骨形成蛋白(Bone morphogenetic protein,BMP)是一种具有骨诱导作用的活性蛋白，已有实验报道将BMP用于牙科种植体领域[2]，但用于放疗颌骨口腔种植体领域的报道尚无。本研究将复合牛骨形成蛋白(bBMP)的钛种植体植入放疗后颌骨，通过扫描电镜结合X线能谱分析观察bBMP对种植体-宿主骨界面骨融合的影响。
, 百拇医药
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 钛种植体(Ti) 由第四军医大学全军口腔种植中心提供，为螺纹式纯钛种植体，直径2～3 mm，长5 mm。
1.1.2 牛骨形成蛋白(bBMP) 由第四军医大学西京医院骨库提供，做骨诱导活性实验为阳性。
1.1.3 bBMP与钛种植体复合 将所需bBMP(每个5 mg)溶于4 mol/L盐酸胍溶液中，放入钛种植体，经沉积、透析、抽真空、冻干、环氧乙烷消毒后备用。
1.2 实验动物及分组
16只日本大耳白兔，平均体重2.5 kg，分实验组与对照组。实验组和对照组各8只，都按种植术后2、4、8周和12周分为4组，每组2只。
, 百拇医药
1.3 实验方法
用60Co照射兔右侧下颌骨，每次6 Gy，每周5次，共2周，总辐照剂量60 Gy。6月后，在3%戊巴比妥钠静脉麻醉(25 mg/kg)下，作右下颌骨颌下切口，暴露下颌骨，于下颌骨体部下缘骨皮质较厚处用与种植体配套钻低速打孔，植入复合bBMP钛种植体。植入未复合bBMP钛种植体为对照。严密缝合伤口，术后肌注庆大霉素80 kU/d，共5 d。
种植术后2、4、8周和12周时每组取样。取样前用4%甲醛与3%戊二醛混合液经颈动脉灌注右下颌骨。标本灌注固定后，切取含种植体下颌骨骨块，并暴露出种植体与宿主骨的接触界面，用2.5%戊二醛固定。乙醇逐级脱水，经CO2临界点干燥，镀金膜后用JMS-T 3000型扫描电镜观察，并用TN-5400 X线能谱仪作成份分析。
2 结果
, http://www.100md.com
2.1 扫描电镜观察
2.1.1 2周 复合bBMP种植体与宿主骨界面为纤维组织结构，有少许新骨及骨小梁形成。对照组无新骨形成。
2.1.2 4周 复合bBMP种植体周围新生骨增多，新生编织骨增多部为种植体根部两螺纹间区。对照组种植体-宿主骨界面的纤维组织中有钙化晶体出现及少量新骨形成，种植体与新骨间有间隙。
2.1.3 8周 复合bBMP种植体-宿主骨界面新生骨与种植体结合紧密，可见骨细胞位于骨陷窝内及哈佛氏样系统出现，见图1。对照组种植体-宿主骨界面纤维组织中出现较大的骨小梁形态，新骨增多。
图1 植入8周复合bBMP钛种植体-宿主骨骨陷窝
, 百拇医药
及骨细胞(箭头处) (SEM×500)
2.1.4 12周 复合bBMP种植体-宿主骨界面完全为新骨充满，与宿主骨难区分，与种植体结合紧密，见图2。对照组种植体-宿主骨界面新骨明显，但仍有纤维样结构。
图2 植入12周复合bBMP钛种植体-宿主骨界面骨
融合(箭头处) (SEM×300)
2.2 X线能谱分析(EDAX)见表1
表1 界面区新生组织钙、磷、有机物含量比较
钙(%)
, 百拇医药
磷(%)
硫(%)
实验组界面(4周)
34.26
16.12
49.54
对照组界面(4周)
24.61
10.35
65.04
实验组界面(8周)
58.27
, 百拇医药 30.62
11.11
对照组界面(8周)
39.64
18.31
42.05
实验组界面(12周)
61.12
31.03
7.85
对照组界面(12周)
48.25
, 百拇医药 26.43
25.32
3 讨论
要提高口腔种植体在放疗颌骨中的修复成功率，一是种植材料具有骨相容性，能与骨组织形成骨性结合界面。二是放疗后的颌骨应具有骨修复能力。
本研究所用Ti种植体能与骨形成骨性结合，已用于临床义齿修复[3]，而bBMP具有骨诱导作用，能促进骨愈合[2]。对实验组和对照组种植术后2、4、8周和12周界面的扫描电镜观察和界面区新生组织的X线能谱分析的结果，发现实验组的新骨形成时间及量都较对照组早且多。实验组8周时界面区有大量新骨，12周时种植体与宿主骨形成骨融合，而对照组的骨融合过程则相应延长，且融合率较实验组差。X线能谱分析结果表明，界面区新生组织成份随时间发生了变化，钙磷比值增加，实验组的钙化程度优于对照组。这些现象主要是由于BMP诱导成骨的特性决定的。
, http://www.100md.com
一般经临床放射治疗剂量治疗后的颌骨组织都具有自身恢复能力，但早期骨组织损伤后修复愈合能力较差[4]。实验结果表明放疗后6月的颌骨组织对种植手术造成的骨损伤具有骨修复能力。研究[5]表明BMP基因在骨折愈合过程中早期表达明显，成熟的骨质中BMP基因表达减弱，说明BMP在骨愈合早期诱导未分化间质细胞分化成骨细胞和促进骨质形成起着重要作用。放疗后颌骨组织的内源性BMP的合成与分泌相应减少，种植界面的BMP含量低。本研究实验组的新骨形成时间及量较对照组早且多，说明对种植区直接的、及时的植入外源性BMP，既能增加种植体-宿主骨界面区局部BMP含量，也能提前启动骨愈合过程，对促进放疗骨种植体-宿主骨界面的早期骨愈合及提高种植体成功率起着积极作用。
综上所述，复合bBMP钛种植体是一种较理想的适用于放疗骨植入的口腔种植体。
作者简介：杨 军，男，36岁，副主任医师，副教授，硕士
, http://www.100md.com
参考文献
[1] 路正刚，刘洪臣.口腔种植体植入放疗骨组织骨整合作用的研究[J].国外医学：口腔医学分册，1999，26(1)：20-23.
[2] 郭庆科，肖光裕，唐文杰，等.微孔钛种植体生物陶瓷烧结涂层复合骨形成蛋白骨界面扫描电镜观察和成骨量测定[J].第四军医大学学报，1993，14(3)：168-170.
[3] 刘宝林，马轩祥，希 扬，等.骨融合式种植体在下颌骨缺损义齿修复上的应用[J].实用口腔医学杂志，1989，5(2)：71-74.
[4] Stoll P. Implants in the irradiated bone patient[J]. J Oral Maxillofac Surg,1993,51(1):61-73.
[5] 司晓辉，金 岩，杨连甲.骨折愈合过程中BMP2和TGF β1的基因表达及分析[J].中华创伤杂志，1997，13(3)：143-147.
收稿日期：1999-02-16；修回日期：1999-08-26, 百拇医药
单位：第三军医大学附属西南医院口腔科，重庆 400038
关键词：种植体；钛；骨形成蛋白；下颌骨；损伤
提要 目的
提要 目的：观察骨形成蛋白(BMP)促进钛种植体(Ti)植入放疗颌骨后种植体与宿主骨间界面的骨结合作用。方法：16只经过60 Gy 60Co照射下颌骨后6个月的日本大耳白兔为实验动物。8只植入BMP-Ti复合型种植体为实验组，8只植入Ti种植体作为对照组。于植入术后2、4、8周和12周对种植体-宿主骨界面进行扫描电镜及X线能谱分析观察。结果：实验组植入界面新骨生成较对照组早。12周时，实验组植入界面呈骨性结合，而对照组植入界面呈纤维骨性结合。结论：BMP对促进放疗骨种植体-宿主骨界面的早期骨愈合起积极作用。
, 百拇医药
中图法分类号 R782.2 文献标识码 B
Observation on the healing of irradiated mandibular
bone after implanted with composites of bone morphogenetic
protein and screw-shape titanium implant
口腔种植体植入放疗后颌骨组织的临床报道目前较少，根据已有的临床和实验研究可以肯定的是，放疗史不应成为种植体植入的禁忌症。为了提高口腔种植体在放疗颌骨的骨融合率及修复成功率，许多学者从多方面进行了研究[1]，包括高压氧的应用；延长放疗与种植术的间隔时间及先进行种植术，然后再行放疗等。骨形成蛋白(Bone morphogenetic protein,BMP)是一种具有骨诱导作用的活性蛋白，已有实验报道将BMP用于牙科种植体领域[2]，但用于放疗颌骨口腔种植体领域的报道尚无。本研究将复合牛骨形成蛋白(bBMP)的钛种植体植入放疗后颌骨，通过扫描电镜结合X线能谱分析观察bBMP对种植体-宿主骨界面骨融合的影响。
, 百拇医药
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 钛种植体(Ti) 由第四军医大学全军口腔种植中心提供，为螺纹式纯钛种植体，直径2～3 mm，长5 mm。
1.1.2 牛骨形成蛋白(bBMP) 由第四军医大学西京医院骨库提供，做骨诱导活性实验为阳性。
1.1.3 bBMP与钛种植体复合 将所需bBMP(每个5 mg)溶于4 mol/L盐酸胍溶液中，放入钛种植体，经沉积、透析、抽真空、冻干、环氧乙烷消毒后备用。
1.2 实验动物及分组
16只日本大耳白兔，平均体重2.5 kg，分实验组与对照组。实验组和对照组各8只，都按种植术后2、4、8周和12周分为4组，每组2只。
, 百拇医药
1.3 实验方法
用60Co照射兔右侧下颌骨，每次6 Gy，每周5次，共2周，总辐照剂量60 Gy。6月后，在3%戊巴比妥钠静脉麻醉(25 mg/kg)下，作右下颌骨颌下切口，暴露下颌骨，于下颌骨体部下缘骨皮质较厚处用与种植体配套钻低速打孔，植入复合bBMP钛种植体。植入未复合bBMP钛种植体为对照。严密缝合伤口，术后肌注庆大霉素80 kU/d，共5 d。
种植术后2、4、8周和12周时每组取样。取样前用4%甲醛与3%戊二醛混合液经颈动脉灌注右下颌骨。标本灌注固定后，切取含种植体下颌骨骨块，并暴露出种植体与宿主骨的接触界面，用2.5%戊二醛固定。乙醇逐级脱水，经CO2临界点干燥，镀金膜后用JMS-T 3000型扫描电镜观察，并用TN-5400 X线能谱仪作成份分析。
2 结果
, http://www.100md.com
2.1 扫描电镜观察
2.1.1 2周 复合bBMP种植体与宿主骨界面为纤维组织结构，有少许新骨及骨小梁形成。对照组无新骨形成。
2.1.2 4周 复合bBMP种植体周围新生骨增多，新生编织骨增多部为种植体根部两螺纹间区。对照组种植体-宿主骨界面的纤维组织中有钙化晶体出现及少量新骨形成，种植体与新骨间有间隙。
2.1.3 8周 复合bBMP种植体-宿主骨界面新生骨与种植体结合紧密，可见骨细胞位于骨陷窝内及哈佛氏样系统出现，见图1。对照组种植体-宿主骨界面纤维组织中出现较大的骨小梁形态，新骨增多。
图1 植入8周复合bBMP钛种植体-宿主骨骨陷窝
, 百拇医药
及骨细胞(箭头处) (SEM×500)
2.1.4 12周 复合bBMP种植体-宿主骨界面完全为新骨充满，与宿主骨难区分，与种植体结合紧密，见图2。对照组种植体-宿主骨界面新骨明显，但仍有纤维样结构。
图2 植入12周复合bBMP钛种植体-宿主骨界面骨
融合(箭头处) (SEM×300)
2.2 X线能谱分析(EDAX)见表1
表1 界面区新生组织钙、磷、有机物含量比较
钙(%)
, 百拇医药
磷(%)
硫(%)
实验组界面(4周)
34.26
16.12
49.54
对照组界面(4周)
24.61
10.35
65.04
实验组界面(8周)
58.27
, 百拇医药 30.62
11.11
对照组界面(8周)
39.64
18.31
42.05
实验组界面(12周)
61.12
31.03
7.85
对照组界面(12周)
48.25
, 百拇医药 26.43
25.32
3 讨论
要提高口腔种植体在放疗颌骨中的修复成功率，一是种植材料具有骨相容性，能与骨组织形成骨性结合界面。二是放疗后的颌骨应具有骨修复能力。
本研究所用Ti种植体能与骨形成骨性结合，已用于临床义齿修复[3]，而bBMP具有骨诱导作用，能促进骨愈合[2]。对实验组和对照组种植术后2、4、8周和12周界面的扫描电镜观察和界面区新生组织的X线能谱分析的结果，发现实验组的新骨形成时间及量都较对照组早且多。实验组8周时界面区有大量新骨，12周时种植体与宿主骨形成骨融合，而对照组的骨融合过程则相应延长，且融合率较实验组差。X线能谱分析结果表明，界面区新生组织成份随时间发生了变化，钙磷比值增加，实验组的钙化程度优于对照组。这些现象主要是由于BMP诱导成骨的特性决定的。
, http://www.100md.com
一般经临床放射治疗剂量治疗后的颌骨组织都具有自身恢复能力，但早期骨组织损伤后修复愈合能力较差[4]。实验结果表明放疗后6月的颌骨组织对种植手术造成的骨损伤具有骨修复能力。研究[5]表明BMP基因在骨折愈合过程中早期表达明显，成熟的骨质中BMP基因表达减弱，说明BMP在骨愈合早期诱导未分化间质细胞分化成骨细胞和促进骨质形成起着重要作用。放疗后颌骨组织的内源性BMP的合成与分泌相应减少，种植界面的BMP含量低。本研究实验组的新骨形成时间及量较对照组早且多，说明对种植区直接的、及时的植入外源性BMP，既能增加种植体-宿主骨界面区局部BMP含量，也能提前启动骨愈合过程，对促进放疗骨种植体-宿主骨界面的早期骨愈合及提高种植体成功率起着积极作用。
综上所述，复合bBMP钛种植体是一种较理想的适用于放疗骨植入的口腔种植体。
作者简介：杨 军，男，36岁，副主任医师，副教授，硕士
, http://www.100md.com
参考文献
[1] 路正刚，刘洪臣.口腔种植体植入放疗骨组织骨整合作用的研究[J].国外医学：口腔医学分册，1999，26(1)：20-23.
[2] 郭庆科，肖光裕，唐文杰，等.微孔钛种植体生物陶瓷烧结涂层复合骨形成蛋白骨界面扫描电镜观察和成骨量测定[J].第四军医大学学报，1993，14(3)：168-170.
[3] 刘宝林，马轩祥，希 扬，等.骨融合式种植体在下颌骨缺损义齿修复上的应用[J].实用口腔医学杂志，1989，5(2)：71-74.
[4] Stoll P. Implants in the irradiated bone patient[J]. J Oral Maxillofac Surg,1993,51(1):61-73.
[5] 司晓辉，金 岩，杨连甲.骨折愈合过程中BMP2和TGF β1的基因表达及分析[J].中华创伤杂志，1997，13(3)：143-147.
收稿日期：1999-02-16；修回日期：1999-08-26, 百拇医药