高云飛
(上海天佑醫(yī)院口腔科,上海 200331)
牙周病是一種由多種病原微生物引起的感染性炎癥性疾病,其主要特點(diǎn)是牙周支持組織的喪失和牙槽骨的吸收[1]。牙周治療的最終目標(biāo)在于從三維角度來(lái)修復(fù)完整的有功能性的牙周附著,使其能夠恢復(fù)形成疾病之前的正常結(jié)構(gòu)。自從1993年Langer等學(xué)者提出組織工程用于牙周組織再生這一概念之后[2],牙周再生領(lǐng)域出現(xiàn)了很多新的技術(shù)。這一領(lǐng)域的研究主要基于天然或合成型支架材料,細(xì)胞,以及生長(zhǎng)因子等的聯(lián)合應(yīng)用[3]。
磷酸鈣骨水泥(calcium phosphate cement,CPC)具有高度的生物相容性和骨傳導(dǎo)性,能夠逐漸被新生骨質(zhì)所替代,已作為骨再生的支架廣泛用于牙周缺損的修復(fù)[4]。富血小板血漿(platelet-rich plasma, PRP)作為一種通過(guò)自體全血離心去除血紅細(xì)胞后,得到的富含血小板的血漿蛋白的濃縮物[5]。PRP可以分泌多種促進(jìn)組織修復(fù)和再生的生長(zhǎng)因子,包括血小板源性生長(zhǎng)因子(platelet-derived growth factor,PDGF),轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β),血小板源性表皮生長(zhǎng)因子(platelet-derived epidermal growth factor,PDEGF),血小板源性血管生成因子(platelet derived angiogenesis factor,PDAF),胰島素樣生長(zhǎng)因子-1(insulin-like growth factor 1,IGF-1),以及血小板因子-4(platelet factor 4,PF-4)等[6]。由于PRP具有快速釋放生長(zhǎng)因子的特性[7],因此有必要將其與生物支架材料聯(lián)合應(yīng)用,從而達(dá)到生長(zhǎng)因子的緩慢釋放和療效的長(zhǎng)期發(fā)揮。
本研究的預(yù)期猜想是磷酸鈣骨水泥與富血小板血漿聯(lián)合應(yīng)用的療效,要優(yōu)于單純應(yīng)用磷酸鈣骨水泥。為證實(shí)這一研究猜想,我們通過(guò)人工構(gòu)建大鼠牙周骨缺損模型,對(duì)比了富血小板血漿-磷酸鈣骨水泥(PRP-CPC)復(fù)合物與磷酸鈣骨水泥(CPC)兩組對(duì)牙周骨缺損的修復(fù)效果。
1.1 材料的選?。哼x取120只人工構(gòu)建的牙周骨缺損大鼠作為本研究對(duì)象,將所有入選大鼠采用隨機(jī)抽樣方式分成對(duì)照組與研究組。主要儀器與材料:①全自動(dòng)血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀、低溫高速離心設(shè)備;②人工構(gòu)建大鼠均為雄性;③黑龍江的檸檬酸鈉抗凝劑,美國(guó)的牛凝血酶80 g/L氯化鈣;④日本的光學(xué)顯微鏡;⑤德國(guó)組織切片機(jī)、美國(guó)X線機(jī)。對(duì)照組60例,年齡5~10個(gè)月,平均(6.4±0.8)個(gè)月,體質(zhì)量3~10 kg,平均(3.7±0.4)kg;實(shí)驗(yàn)組60例,年齡6~12個(gè)月,平均(6.9±0.5)個(gè)月,體質(zhì)量2~13 kg,平均(3.9±0.6)kg。所有入選大鼠的基本資料均具有可比性(P>0.05),同時(shí)通過(guò)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。
1.2 處理方法
1.2.1 對(duì)照組的處理方法:治療前所有試驗(yàn)動(dòng)物皆需要禁水、禁食1 d,然后稱重,使用8%的水合氯醛在耳旁靜脈注射麻醉藥。待麻醉起效后,取仰臥位將大鼠固定,消毒,脫毛,操作必須控制在無(wú)菌情況下,在兩側(cè)切1 cm長(zhǎng)的皮膚切口,將組織分離,從而造成牙周骨缺損模型,使用生理鹽水清洗切口,壓迫止血,最后在大鼠缺損處放置CPC。
1.2.2 實(shí)驗(yàn)組的處理方法:研究組在骨缺損處加入PRP-CPC復(fù)合物進(jìn)行治療。分別于在1~2周后取材攝大鼠兩側(cè)前肢正位X線片,對(duì)骨缺損區(qū)域的新骨形成狀況進(jìn)行觀察與分析。
1.3 觀察指標(biāo)
1.3.1 療效判斷。顯效:大鼠有新骨形成,成骨量較大;有效:形成新骨,成骨量無(wú)明顯變化;無(wú)效:大鼠無(wú)新骨形式,甚至惡化。以顯效和有效統(tǒng)計(jì)總有效率[3]。
1.3.2 影像學(xué)觀察。根據(jù)影像學(xué)手段,對(duì)大鼠成骨情況進(jìn)行詳細(xì)觀察并評(píng)價(jià)。分值越高表明大鼠成骨能力越強(qiáng)。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法:數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)應(yīng)用SPSS17.0,計(jì)數(shù)資料應(yīng)用χ2檢驗(yàn),采用(%)表示,計(jì)量資料應(yīng)用t檢測(cè),采用(±s)表示,以P<0.05提示差異具有顯著性差異。
2.1 對(duì)比兩組大鼠的治療效果:實(shí)驗(yàn)組總有效率(85.0%)明顯高于對(duì)照組的總有效率(75.0%)(P<0.05),見(jiàn)表1。
表1 對(duì)比兩組大鼠的治療效果[n(%)]
2.2 對(duì)比兩組大鼠成骨情況:治療后2~3周內(nèi),兩組大鼠骨缺損部分均有新骨形成,并且時(shí)間越久成骨量越高。通過(guò)組織學(xué)與影像學(xué)檢查評(píng)估,實(shí)驗(yàn)組成骨能力顯著高于對(duì)照組(P<0.05),見(jiàn)表2。
表2 對(duì)比兩組大鼠成骨狀況(分,±s)
表2 對(duì)比兩組大鼠成骨狀況(分,±s)
組別 例數(shù) 無(wú)骨形成 骨形成 骨塑形 骨連接對(duì)照組 60 4.5±0.8 2.5±0.5 1.8±0.4 1.4±0.3實(shí)驗(yàn)組 60 4.6±0.6 3.9±0.4 3.5±0.5 2.3±0.4 t- 1.345 15.227 16.118 15.661 P- >0.05 <0.05 <0.05 <0.05
本研究的結(jié)果表明,PRP-CP植入物組的骨再生能力優(yōu)于CPC組,可以生成更多的新生骨組織。筆者將從PRP與CPC兩種材料之間的相容性,以及CPC對(duì)PRP產(chǎn)生的生長(zhǎng)因子緩釋作用這兩個(gè)方面,對(duì)本研究產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行分析討論。
盡管CPC具有高度生物相容性以及形狀可塑等良好特性,然而這種生物材料也仍然存在一些應(yīng)用缺陷,例如CPC屬于硬化后變脆的材料,而且在植入動(dòng)物體內(nèi)后生物可吸收性較差[8]。由于富血小板血漿可以釋放多種可促進(jìn)骨再生的生長(zhǎng)因子,因此可以作為CPC的一種很好的添加劑。有研究表明,將PRP加入到CPC粉末中,會(huì)對(duì)材料相應(yīng)的彈性模量產(chǎn)生一定影響。與CPC材料相比,PRP-CPC的彈性模量會(huì)降低20%~50%[8]。因此研究者們認(rèn)為,PRP加入到CPC粉末中,不會(huì)產(chǎn)生PRP添加劑與CPC基質(zhì)之間不匹配的情況,也沒(méi)有導(dǎo)致植入物的強(qiáng)度降低[9]。PRP在傷口愈合部位所釋放出來(lái)的生長(zhǎng)因子是膠原酶的激活劑,可以增加愈合組織的強(qiáng)度[10]。
如果將PRP溶解在液體介質(zhì)中,會(huì)導(dǎo)致生長(zhǎng)因子的瞬間快速釋放,這導(dǎo)致PRP活性在體內(nèi)的快速喪失[11]。而且PRP中蛋白質(zhì)的瞬間釋放并直接暴露在傷口環(huán)境中,可能會(huì)對(duì)周?chē)M織產(chǎn)生有害影響[12]。為解決PRP中生長(zhǎng)因子快速釋放的情況,研究者們探索了是否可以提高PRP的濃度。然而,研究結(jié)果表明,如果提高PRP的濃度,過(guò)高(質(zhì)量濃度超過(guò)10%)的PRP則會(huì)抑制愈合部位細(xì)胞的增殖;誘發(fā)過(guò)度骨形成和異位骨形成;并刺激破骨細(xì)胞的活性,從而的導(dǎo)致骨吸收[13]。因此,研究者們多年來(lái)一直在探索一種具有骨傳導(dǎo)性能的蛋白質(zhì)控釋載體。已有體外研究表明,將PRP添加入CPC粉末中,可以促使PRP緩慢釋放生長(zhǎng)因子直到第18天之久。在8 h到第8天對(duì)血小板源性生長(zhǎng)因子(PDGF)的表達(dá)量的觀察發(fā)現(xiàn),PRP-CPC復(fù)合物中PDGF的釋放水平維持在純PRP中PDGF釋放水平的十分之一[9]。包埋在骨水泥基質(zhì)中PRP緩慢釋放生長(zhǎng)因子的效應(yīng),也對(duì)堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP),以及ALP成骨的早期標(biāo)志物產(chǎn)生了積極有效的影響[14]。
此外,需要提到的是,本研究也存在一些局限性:首先,這是一個(gè)基于動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)的初步研究,只通過(guò)大體和影響學(xué)觀察對(duì)療效進(jìn)行評(píng)判,尚需進(jìn)行進(jìn)一步的組織學(xué)分析。其次,本隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)盡管采用了嚴(yán)格的隨機(jī)對(duì)照方法,然而并未對(duì)術(shù)后指標(biāo)評(píng)價(jià)者采用盲法。雖然近些年來(lái),已有很多組織工程材料在牙周骨再生方面的研究,但此課題尚需通過(guò)更多體內(nèi)外研究進(jìn)行深入探索,距離臨床應(yīng)用還有一定的距離。