引导骨再生研究中小型动物颅颌面临界骨缺损模(4)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】2.5 临界骨缺损模型在特殊条件下的引导骨再生中的应用 2.5.1 伴有糖尿病的引导骨再生研究 一般来讲,此类研究中,首先需要建立能模拟糖尿病状态的动物
2.5 临界骨缺损模型在特殊条件下的引导骨再生中的应用
2.5.1 伴有糖尿病的引导骨再生研究 一般来讲,此类研究中,首先需要建立能模拟糖尿病状态的动物模型,然后再进行骨缺损模型的建立。目前文献报道中见到的最常使用的是1型糖尿病实验动物模型,尽管2型糖尿病是人类中最常见的糖尿病类型。1型糖尿病实验动物模型是通过化学诱导动物体内产生糖尿病,多数研究人员选择此类模型主要是考虑到是其成本低,方便实施;另一方面,从结果上来看,选择1型糖尿病实验动物模型也可以大体满足研究需求,因为如果不进行干预治疗,2种类型的糖尿病都会对骨代谢和伤口愈合产生严重的负面影响。当然,由于动物之间以及动物与人之间的生物学反应各不相同,每种动物模型也仅模仿人类情况的某些特征,因此研究者必须谨慎解读实验结果。总的来说,在实验动物中诱发1型糖尿病大多是通过腹腔内注射链脲佐菌素(50-100 mg/kg)来实现的[47-48]。在研究糖尿病状况对引导骨再生影响的研究中,有研究者通过向大鼠腹腔一次性注射溶于柠檬酸盐缓冲液(0.01 mol/L,pH 4.3)的链脲佐菌素(60或65 mg/kg)来诱发糖尿病[49-50]。而在小鼠中,有研究者通过腹膜内给予低剂量链脲佐菌素(40 mg/kg,1次/d,连续5 d)成功诱发了糖尿病[51]。这种方法被认为是对大剂量链脲佐菌素诱导模型的一种改进,因为它可能模拟了与破坏胰腺细胞有关的细胞事件,从而导致了与人类1型糖尿病相似的糖尿病。也有部分研究是利用四氧嘧啶在实验动物体内诱发糖尿病。为了观察在使用胰岛素治疗糖尿病情况下,种植体骨结合过程中发生的组织学变化,研究者通过在大鼠静脉内注射四氧嘧啶(42 mg/kg)建立了1型糖尿病模型[52]。兔糖尿病模型的建立亦可以通过在耳缘静脉注射80 mg/kg四氧嘧啶,再在48 h后注射120 mg/kg来实现[53]。但是,需要注意的是,这种方法会导致持续的高血糖症,即使每天干预使用人胰岛素也常常难以控制。在一些研究中,研究者先使用链脲佐菌素诱发大鼠的糖尿病,然后在大鼠颅顶骨建立临界骨缺损模型,来评估糖尿病大鼠在进行引导骨再生后胰岛素对骨再生的影响[54],结果发现,即使在不控制胰岛素的情况下,大鼠在经引导骨再生技术处理后60 d,颅顶骨缺损区仍然实现了骨再生[36]。另外一方面,糖尿病状态与缺损区的愈合是有关的,在不控制糖尿病的情况下,引导骨再生的早期骨愈合会受到影响,通过系统使用胰岛素改善代谢控制,可以促进成骨。同时,糖尿病未控制的动物在引导骨再生愈合过程中表现出趋化因子和炎症介质基因的表达下调。
2.5.2 放射治疗后的引导骨再生研究 放射治疗会抑制骨代谢,减少血管生成,影响骨改建和细胞增殖能力。此外,术前放射治疗会完全抑制骨愈合,导致缺损区内充满结缔组织[55]。在已知的骨再生研究模型中,放射治疗方案比较多样化,各模型间差异较大。文献报道了多种离子源类型(线性加速器,钴60,铯137等),依据鼠兔模型不同,照射总剂量范围为1-55 Gy,分次剂量2.9-15 Gy,次数为1-15次;照射时机则为手术前1 d至6个月,手术后3 d至10周;疗程则为10 d至12周不等[56-58]。目前,放射治疗后对引导骨再生的确切影响尚不十分清楚,关于放射治疗后的引导骨再生研究相比其他类型仍然较少。JEGOUX等[59]在兔的左侧下颌骨行部分切除术后,在第1磨牙区建立了一个11 mm ×9 mm× 7 mm水平全层皮质骨缺损临界模型,用以羟基磷灰石和β-磷酸三钙为主要成分的骨移植材料以及胶原膜对实验组进行引导骨再生,试图增加牙槽嵴高度。术后在外部进行为期4周的分馏辐射治疗,然后再将自体骨髓注射到拟修复区内,在第16周处死对样本进行分析。组织学分析显示所有部位均出现了骨定植,片状骨与骨替代物直接接触,无纤维组织进入;而且,这项结果表明自体骨髓移植物在这些特定的缺陷条件下可能具有很强的骨诱导潜力。但是,该研究中建立的模型是处于一个比较稳定的环境中,稳定的环境有利于骨祖细胞的聚集、增殖和分化以及成骨细胞的活性表达,这与临床实际还是有一定差距,因而需要进一步的动物研究和临床前研究,以提供更多有关放射对引导骨再生影响的数据。
3 讨论 Discussion
以组织工程技术为基础的生物材料在引导骨再生技术上的应用有着巨大潜力。随着新的组织工程材料不断涌现,许多研究者尝试将其应用于引导骨再生技术的优化上,因而在许多临床前模型中进行了评估。临界骨缺损模型具有操作性和可控性强的优势,可以用来初步模拟临床实际情况并评估新材料在引导骨再生技术中的应用价值。大型灵长类动物与人类的解剖生理特性最为接近,应当是实验动物种类的最佳选择,但是考虑到经济成本,可操作性以及伦理规范等因素,这类大型动物应当谨慎使用。小型实验动物,如小鼠、大鼠和兔等,已经能够在组织学水平上评估材料生物活性成分,其结果具有足够的统计学意义,是研究初期较好的选择。考虑到解剖生理特征的相关性,应用于口腔骨再生的研究,应当选择实验动物中与人类颌骨特征相似的部位,小型动物的颅颌面部是比较适宜的选择。在研究中常见的建模部位主要集中在颌骨和颅顶骨。在颌骨模型中,除了涉及到上颌窦等特殊解剖结构的情况下,大多数研究均是在下颌骨中进行的。这可能是因为,下颌骨主要由皮质骨构成,这与人类相似,而上颌骨更适合于观察骨小梁愈合;另外一方面,下颌骨在可操作和可重复性上可能有一定优势。在颅顶骨模型中,因为建模相对简单,视野清晰,可重复性好,以及方便研究者建立起标准化的研究模型,颅顶骨临界骨缺损模型越来越受到青睐,特别是在探索性研究中。通过选择合理的建模方法,小型动物颌面部临界骨缺损模型也可以被应用到一些特殊情况的研究中,比如患有糖尿病和经放疗后的骨再生研究。此类研究中可能影响骨再生结果的因素主要是[36]:屏障膜塌陷进入缺损区,膜的生物相容性和适应性,以及使用的生物可吸收材料的类型。因而,在实验设计和结果分析时,除了动物模型本身,也需要慎重考虑生物材料本身对结果的影响。但需要注意的是,尽管可以通过这类模型直观地观察到骨再生的生理变化,小动物的骨代谢与人的骨骼有很大的不同,不应当将这些结果直接推断到人类身上。研究者应当根据自己的研究目的和实际条件选用适宜的研究模型。
文章来源:《现代口腔医学杂志》 网址: http://www.xdkqyxzzzz.cn/qikandaodu/2021/0619/545.html
上一篇:我国现代医院人力资源管理浅析
下一篇:静息态脑功能成像评价夜磨牙者的大脑默认网络