朱 勇 唐成芳 王 峰 左艷萍 方遠(yuǎn)鵬

(西安醫(yī)學(xué)院口腔醫(yī)學(xué)系，陜西 西安 710021)

胰島素樣生長因子-1對骨質(zhì)疏松大鼠種植體周圍骨組織的影響

朱 勇 唐成芳 王 峰 左艷萍 方遠(yuǎn)鵬

(西安醫(yī)學(xué)院口腔醫(yī)學(xué)系，陜西 西安 710021)

目的 研究胰島素樣生長因子(IGF)-1局部應(yīng)用對骨質(zhì)疏松(OP)狀態(tài)下種植體骨結(jié)合效果的影響。方法 采用4個(gè)月齡SD雌性大鼠行卵巢摘除術(shù)建立OP模型，并以未切除卵巢的大鼠作為對照(假手術(shù)組)。建模成功后，切除卵巢的大鼠隨機(jī)分為IGF-1組，OP組和雌二醇(E2)組，于右側(cè)股骨遠(yuǎn)心端植入純鈦種植體,IGF-1組種植窩內(nèi)局部應(yīng)用含10 μg重組人胰島素樣生長因子(rhIGF)-1的明膠海綿，其余各組種植窩內(nèi)放入空白明膠海綿。E2組皮下注射給予苯甲酸E2。術(shù)后8 w分別處死動(dòng)物取股骨，制作脫鈣切片，形態(tài)計(jì)量學(xué)觀察種植體周結(jié)合骨板寬度、骨小梁寬度和骨小梁面積百分比。結(jié)果 IGF-1組種植體周結(jié)合骨板厚度、骨小梁寬度和骨小梁面積百分比顯著高于OP組，骨板結(jié)合寬度與E2組及假手術(shù)組無顯著差異，骨小梁寬度和骨小梁面積百分比與E2組無差異但顯著低于假手術(shù)組。結(jié)論 IGF-1局部應(yīng)用可增加種植體周圍骨板厚度，骨板外周骨小梁寬度和骨小梁面積/視野面積百分比，有助于改善OP狀態(tài)下的骨結(jié)合。

胰島素樣生長因子；骨質(zhì)疏松；種植骨

50歲及以上人群是種植修復(fù)的高需求群體，然而該年齡人群也正是原發(fā)性骨質(zhì)疏松(OP)的高發(fā)人群。研究表明OP可降低種植體周圍骨量及種植體-骨結(jié)合率，從而可降低種植體的成功率〔1～3〕，因此增強(qiáng)OP患者種植骨結(jié)合是學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)之一。胰島素樣生長因子(IGF)-1具有明顯的促進(jìn)體內(nèi)外成骨作用〔4,5〕，但其對OP狀態(tài)下，種植體骨結(jié)合的影響鮮有報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)擬采用骨形態(tài)和計(jì)量學(xué)觀察探討局部應(yīng)用IGF-1對實(shí)驗(yàn)性O(shè)P大鼠種植體周圍骨結(jié)合的影響。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物及材料 4月齡未交配同批次SD雌性大鼠(第四軍醫(yī)大學(xué)醫(yī)學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供的國家A級實(shí)驗(yàn)動(dòng)物)，體重250～280 g；直徑2 mm，長5 mm純鈦柱狀種植體(西北有色金屬研究院)；人重組胰島素樣生長因子(rhIGF,ProSpec-Tany),苯甲酸雌二醇(E2,上海通用藥業(yè)股份有限公司)

1.2 實(shí)驗(yàn)方法 選用SD雌性大鼠20只，隨機(jī)分為卵巢切除組和假手術(shù)組，分別為15只和5只。卵巢切除組如以前手術(shù)方法建立OP模型〔6〕，局麻下切除雙側(cè)卵巢，假手術(shù)組進(jìn)行假手術(shù)切除等大腹腔脂肪組織。建模成功后，卵巢切除組又分為OP組、IGF-1組和E2組等3組，每組5只。常規(guī)喂養(yǎng)8 w后，全麻下在各組大鼠右腿股骨遠(yuǎn)心干骺端植入純鈦柱狀種植釘。IGF-1組在植入種植釘?shù)耐瑫r(shí)在骨創(chuàng)內(nèi)均勻加入含10 μg rhIGF-1的明膠海綿，其余各組加入等量空白明膠海綿。E2組于術(shù)后當(dāng)日起給予苯甲酸E2皮下注射0.1 ml/kg，1次/3 d，其余各組每次注射等量的生理鹽水。8 w后處死各組大鼠。

1.3 取材、處理及形態(tài)學(xué)觀察 截取約1 cm長帶種植釘?shù)墓晒菢?biāo)本，剔凈肌肉、黏骨膜等軟組織后，4%多聚甲醛固定3 d，EDTA脫鈣3 w，小心去除種植釘，沖洗，脫水，常規(guī)石蠟包埋，并沿股骨長軸方向作經(jīng)種植釘直徑方向的切片，常規(guī)HE染色。對各組切片種植體周骨組織進(jìn)行形態(tài)學(xué)觀察。

1.4 骨組織形態(tài)計(jì)量學(xué)的測量 采用圖像分析軟件進(jìn)行骨計(jì)量學(xué)分析，計(jì)算種植體周骨板厚度(CBLW)、骨小梁平均寬度(Trabecular Width,Tb.Wi,μm)、骨小梁面積/視野面積百分比(Trabecular Area.Tb.Ar,%)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS18.0軟件進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié) 果

2.1 形態(tài)學(xué)觀察 各組松質(zhì)骨區(qū)域種植體周圍均有骨組織生成并環(huán)繞，但各組種植體周骨質(zhì)厚薄不一。OP組種植體周骨質(zhì)明顯纖細(xì)，甚至局部不連續(xù)，種植體周骨板外圍髓腔增大，骨小梁減少且相對變細(xì)。假手術(shù)組及E2治療組種植體周骨板較厚，管壁連續(xù)，骨小梁增多，小梁厚度相對較厚，骨髓腔較OP組明顯變小。IGF-1組種植體周骨板厚度增加較E2組更顯著，骨板連續(xù)，但厚度不甚均勻，骨板外周骨小梁數(shù)量及寬度較OP組有所增加，程度不及E2及假手術(shù)組。見圖1。

2.2 形態(tài)計(jì)量分析 OP組種植體周骨板厚度、種植體周骨壁外骨小梁平均寬度及骨小梁面積/視野面積百分比均顯著低于假手術(shù)組(P<0.01)；E2組和IGF-1組三項(xiàng)指標(biāo)均無顯著差異(P>0.05)，但均高于OP組(P<0.05)；E2組與假手術(shù)組比較三項(xiàng)指標(biāo)均無顯著差異(P>0.05)；IGF-1組與假手術(shù)組比較，種植體周骨板厚度無差異(P>0.05)，但骨小梁平均寬度和骨小梁面積/視野面積百分比相對較低(P<0.05)。見表1。

圖1 各組股骨種植釘周圍骨組織形態(tài)學(xué)觀察(HE，×40)

組別骨板厚度(μm)骨小梁平均寬度(μm)骨小梁面積/視野面積百分比(%)假手術(shù)組76.58±8.181)56.34±3.981)61.62±6.551)OP組35.61±5.9238.63±1.7044.20±4.02E2組71.46±9.711)53.26±5.181)58.66±6.081)IGF-1組79.44±10.111)47.65±3.931)2)53.60±5.541)2)

與OP組比較：1)P<0.05；與假手術(shù)組比較：2)P<0.05

3 討 論

OP是由于破骨和成骨的動(dòng)態(tài)平衡被打破而導(dǎo)致的以骨量減少和骨的微觀結(jié)構(gòu)退化為特征的骨代謝病變導(dǎo)致四肢軀干骨和頜骨的骨量減少，被認(rèn)為是牙科種植修復(fù)的重要危險(xiǎn)因素〔7〕。 Sakakura等〔1〕證實(shí)OP使已經(jīng)達(dá)到骨整合的種植體周圍骨密度明顯降低，而Cho等〔2,3〕研究表明假手術(shù)組松質(zhì)骨區(qū)種植體骨結(jié)合率和周圍骨量明顯降低。因而，作為種植技術(shù)全面推廣的當(dāng)今，如何改善OP對骨整合的不利影響對牙科臨床具有重要的意義。

IGF-1已被證實(shí)具有明顯的促進(jìn)體內(nèi)外成骨作用，被認(rèn)為可預(yù)防及治療老年性O(shè)P〔4,5〕。本課題組前期實(shí)驗(yàn)證實(shí)OP頜骨局部的IGF-1表達(dá)降低〔6〕，然而局部應(yīng)用IGF-1對OP狀態(tài)下種植體周圍骨組織愈合是否具有促進(jìn)作用尚不清楚。本研究表明，IGF-1局部應(yīng)用促進(jìn)了種植骨創(chuàng)的愈合，可改善OP狀態(tài)下的種植體周圍骨結(jié)合。

雌激素替代治療是臨床上應(yīng)用最多的絕經(jīng)后OP治療方法，對提高OP狀態(tài)下種植體的骨結(jié)合也有良好效果〔8〕。本實(shí)驗(yàn)表明IGF-1種植骨創(chuàng)內(nèi)局部應(yīng)用在短期內(nèi)能達(dá)到與雌激素相當(dāng)?shù)拇龠M(jìn)種植體骨結(jié)合的效果，其作用可能與IGF-1促進(jìn)新骨形成有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)〔4,9〕，IGF-1可明顯促進(jìn)正常大鼠骨祖細(xì)胞的增殖和分化，增強(qiáng)堿性磷酸酶的活性和骨的礦化。Wang等〔10〕研究表明IGF-1局部應(yīng)用可改善糖尿病大鼠種植體的骨結(jié)合效果。然而本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，IGF-1對松質(zhì)骨區(qū)域骨板外周骨小梁寬度和面積視野百分比增強(qiáng)作用弱于未切除卵巢的OVX組。推測可能與IGF-1是局部刺激因子，對于IGF-1直接作用區(qū)域的促進(jìn)成骨作用較強(qiáng)，對用藥鄰近區(qū)域成骨作用相對較弱有關(guān)。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，IGF-1可使OP大鼠種植體周圍骨板厚度增加，骨板外周骨小梁寬度和骨小梁面積/視野面積百分比增加，短期內(nèi)達(dá)到與雌激素替代療法相當(dāng)?shù)男Ч?，且?yīng)用方便，有助于改善OP狀態(tài)下的骨結(jié)合，但其長期效果是否理想以及能否改善用藥區(qū)域以外OP的狀態(tài)還不明確。

1 Sakakura CE,Giro G,Gonalves D,etal.Radiographic assessment of bone density around integrated titanium implants after ovariectomy in rats〔J〕.Clin Oral Implants Res,2006;17(2):134-8.

2 Cho P,Schneider GB,KrizanK,etal.Examination of the bone implant interface in experimentally induced osteoporotic bone〔J〕.Implant Dent,2004;13(1):79-87.

3 潘巨利,張福胤,齊東元,等.實(shí)驗(yàn)性骨質(zhì)疏松癥對種植體周圍骨量及骨結(jié)合的影響〔J〕.中華口腔醫(yī)學(xué)雜志,2000;35(5):362-4.

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6 唐成芳,郭三萍,李曉紅,等.生長激素雌激素對去勢大鼠剩余牙槽骨內(nèi)IGF-I表達(dá)的影響〔J〕.中國骨質(zhì)疏松雜志,2007;13(6):393-7.

7 宋應(yīng)亮.骨質(zhì)疏松癥與種植體骨結(jié)合〔J〕.中華口腔醫(yī)學(xué)雜志,2010;45(12):734-7.

8 李亞男,王東勝,王照五,等.17β-雌二醇對骨質(zhì)疏松狀態(tài)下牙種植體骨整合的影響〔J〕.中華老年口腔醫(yī)學(xué)雜志,2012;10(3):160-3.

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10 Wang F,Song YL,Li CX,etal.Sustained release of insulin-like growth factor-1 from poly(lactide-co-glycolide)microspheres improves osseointegration of dental implants in type 2 diabetic rats〔J〕.Eur J Pharmacol,2010;640(1-3):226-32.

〔2015-08-29修回〕

(編輯 苑云杰/曹夢園)

陜西省科技廳資助項(xiàng)目(2015SF242)；陜西省教育廳科研課題(12JK0757)；西安醫(yī)學(xué)院校級課題(2009FZ6)

唐成芳(1977-)，女，副教授，博士，主要從事口腔修復(fù)學(xué)和頜骨骨質(zhì)疏松研究。

朱 勇(1962-)，男，副教授，主要從事口腔頜面及耳鼻咽喉頭頸外科研究。

R783.4

A

1005-9202(2017)01-0044-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.01.019