TNF-α對(duì)負(fù)載種植體周骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化和骨創(chuàng)傷修復(fù)影響
發(fā)布時(shí)間:2018-10-09 14:05
【摘要】:研究背景和目的 種植學(xué)在國(guó)內(nèi)起步時(shí)間晚,但是發(fā)展速度快。人們對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)已耳熟能詳,且己成為臨床修復(fù)學(xué)的重要組成部分。在種植學(xué)發(fā)展中,學(xué)者們不斷地對(duì)影響其成功率的重要因素之一—生物力學(xué)進(jìn)行探索并取得了很大的進(jìn)展:如在種植時(shí)機(jī)、負(fù)載時(shí)間等相關(guān)問(wèn)題的不斷提出探討并將其成果付諸實(shí)踐。 基于生物力學(xué)考慮,受到生理應(yīng)力刺激的骨組織與無(wú)生理應(yīng)力刺激相比,其成骨和抗應(yīng)力能力是增強(qiáng)的。對(duì)種植體行早期負(fù)載或即刻負(fù)載可能有利于骨結(jié)合的形成。近年來(lái)相關(guān)研究逐步增多,在一定的生理?xiàng)l件下,避免過(guò)度的應(yīng)力集中是可以獲得較好骨結(jié)合的。相關(guān)的理論技術(shù)較為成熟,在臨床上受到患者認(rèn)可而已經(jīng)廣泛的應(yīng)用。有學(xué)者甚至認(rèn)為,主張對(duì)種植體延期負(fù)載僅僅是基于感性的經(jīng)驗(yàn)考慮。種植義齒在受到咬合力的刺激后,種植體骨界面發(fā)生相應(yīng)骨改建,這是與應(yīng)力作用下的骨代謝相密切相關(guān)聯(lián)的。 種植體傾斜一定角度后,其周圍應(yīng)力分布發(fā)生相應(yīng)變化,這種應(yīng)力變化必然對(duì)骨組織產(chǎn)生影響,其影響程度和研究目前知之甚少。在種植義齒行使功能過(guò)程中,由于解剖因素、咬合方向變化會(huì)導(dǎo)致咬合力方向發(fā)生不同變化。由此而會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力相同的情況下因角度變化產(chǎn)生種植體周圍的應(yīng)變則會(huì)不同。另一方面,對(duì)種植體骨界面所產(chǎn)生的骨結(jié)合不利之處在于種植體與骨組織應(yīng)力傳導(dǎo)過(guò)程中缺乏應(yīng)有的緩沖而可能發(fā)生種植體骨界面的微小裂痕。這種現(xiàn)象主要是由于在應(yīng)力傳遞在彈性模量差度較大兩種材料——種植體與骨組織問(wèn),因?yàn)閺椥阅A肯嗖钤酱?兩者應(yīng)力引起的形變差距越大。應(yīng)力分布不同會(huì)相應(yīng)的引起其作用部位骨組織的改建差異。應(yīng)力的差異越大,相應(yīng)的,改建的效果差異亦越大。而這種由不同角度引起的應(yīng)力對(duì)種植體周圍微環(huán)境是何種影響以及影響的程度如何的,骨組織在受這種角度引起的應(yīng)力后在其引起微環(huán)境相關(guān)因子-TNF-α變化的影響下是如何進(jìn)行改建的,相關(guān)研究較少。 TNF-α是多種生物學(xué)活性的炎癥因子,在牙周病發(fā)展過(guò)程中對(duì)組織造成破壞的主要因子。通過(guò)研究得知,它在牙周炎的發(fā)病機(jī)理中扮演著起重要的作用。因?yàn)門NF-α是促炎癥反應(yīng)的一種免疫調(diào)節(jié)劑,可以促炎性細(xì)胞進(jìn)入感染部位,使金屬蛋白酶的釋放。后者降解細(xì)胞外基質(zhì)蛋白,促進(jìn)膠原纖維的破壞和牙槽骨吸收,同時(shí)調(diào)節(jié)牙周膜與牙齦成纖維細(xì)胞的增殖。TNF-α在健康和治療成功處于較低水平的位點(diǎn),而在活動(dòng)性破壞的位點(diǎn)卻是較高。在多數(shù)細(xì)胞中,TNF-α與TNFR1的結(jié)合激發(fā)TNFR結(jié)合的死亡受體結(jié)構(gòu)域蛋白(TRADD)、TNF受體結(jié)合因子2(TRAF2)、受體結(jié)合蛋白(RIP)復(fù)合物的形成。TNF-α促進(jìn)破骨細(xì)胞的生成,提高破骨細(xì)胞活性,以此來(lái)促進(jìn)骨吸收,同時(shí)亦有抑制成骨細(xì)胞骨形成。TNF-α可以抑制前成骨細(xì)胞分化成骨細(xì)胞,抑制骨鈣蛋白、成骨分化基因RUNX2和I型膠原的表達(dá)。這說(shuō)明TNF-α對(duì)骨吸收的影響至關(guān)重要,因此學(xué)者們不斷對(duì)其表達(dá)阻斷進(jìn)行研究以期獲得對(duì)其治療的方法。 近年來(lái),針對(duì)TNF-α的研究逐漸增多,涉及范圍逐漸擴(kuò)展至種植學(xué)科領(lǐng)域。主要是通過(guò)種植體周圍炎的研究相對(duì)較多,研究方式通過(guò)測(cè)量種植體周圍齦溝液的含量變化進(jìn)行測(cè)定。但臨床上的很多的種植體周圍炎病因并不非常明確,針對(duì)其預(yù)防更是無(wú)從談起。而目前針對(duì)由于生物力學(xué)因素引起的種植體周圍微環(huán)境的變化研究相對(duì)較少,特別是針對(duì)TNF-α影響更少。通過(guò)臨床可看出種植體植入時(shí)基本與原位自然牙的長(zhǎng)軸存在一定的角度,這種角度所引起的種植體周圍應(yīng)力分布變化研究相對(duì)較少。在這種應(yīng)力作用下,TNF-α的變化如何以及其相應(yīng)變化與骨界面的改建影響如何,特別是對(duì)種植體周成骨細(xì)胞分化成骨的影響如何,未見(jiàn)相關(guān)研究。傾斜角度大小與種植體周圍TNF-α變化關(guān)系如何,以及兩者對(duì)成骨細(xì)胞分化成骨影響狀況影響,目前尚未有研究見(jiàn)諸報(bào)道。 在臨床上負(fù)載種植體周圍骨組織改建無(wú)時(shí)不在進(jìn)行中。為了明確以下問(wèn)題:負(fù)載種植體周圍微環(huán)境中的TNF-α的變化如何、對(duì)負(fù)載的種植體周圍骨組織改建影響如何、TNF-α濃度變化的影響和種植體骨改建變化以及對(duì)其中的種植體周骨髓間質(zhì)干細(xì)胞成骨分化的影響狀況,本課題研究中通過(guò)不同角度負(fù)載的種植體周圍應(yīng)力變化不同而測(cè)定其微環(huán)境中TNF-α的變化,將此為依據(jù)進(jìn)行種植體周骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化和骨創(chuàng)傷修復(fù)影響研究。我們選擇臨床病例齦溝液量、TNF-α濃度測(cè)定;依據(jù)臨床角度測(cè)定結(jié)果,通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)觀察齦溝液量、TNF-α濃度變化對(duì)骨結(jié)合情況和骨改建的影響;綜合臨床病例和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果,研究TNF-α對(duì)BMSCs增殖和成骨分化的影響,以探討炎性微環(huán)境對(duì)干細(xì)胞增殖與分化的影響,可以進(jìn)一步明確TNF-α對(duì)種植體骨界面骨組織變化的影響,有效地為臨床檢測(cè)TNF-α的水平變化提供預(yù)警,進(jìn)行早預(yù)防、早治療,為針對(duì)性的相關(guān)預(yù)防、治療措施提供依據(jù);為應(yīng)用干細(xì)胞修復(fù)在炎性微環(huán)境中破壞的種植體周組織提供理論指導(dǎo)。 研究方法 1.自臨床選擇種植義齒病例,測(cè)定相應(yīng)傾斜角度,按照術(shù)前設(shè)計(jì)模型測(cè)定與牙體長(zhǎng)軸方向夾角歸為三組:0°—10°、10°—20°及20°以上。在負(fù)載后一個(gè)月及六個(gè)月后行采集齦溝液進(jìn)行定量分析和檢測(cè)TNF-α,測(cè)定TNF-α濃度隨種植體傾斜角變化; 2.通過(guò)在按照臨床選擇病例所測(cè)得傾斜角度,制作模板,常規(guī)方法將種植體植入成年犬頜骨內(nèi)并于負(fù)載一個(gè)月及六個(gè)月后,用whatman42試紙行種植體周齦溝液的采集和定量檢測(cè)TNF-α,同時(shí)采取骨標(biāo)本進(jìn)行骨結(jié)合、骨密度、骨新生等檢測(cè)。對(duì)比分析不同角度傾斜種植體負(fù)載與測(cè)定的種植體齦溝TNF-α變化相關(guān)性; 3.小鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的取材、培養(yǎng)、分離純化,建立成骨細(xì)胞負(fù)載模型,免疫細(xì)胞化學(xué)染色和礦化誘導(dǎo)初步鑒定其干細(xì)胞特性;MTT法檢測(cè)不同濃度TNF-α對(duì)負(fù)載BMSCs增殖的影響;PNPP法檢測(cè)礦化誘導(dǎo)條件下不同濃度TNF-α對(duì)負(fù)載BMSCs堿性磷酸酶活力的影響;實(shí)時(shí)定量PCR檢測(cè)不同濃度TNF-α對(duì)負(fù)載BMSCs成骨分化基因的影響;礦化結(jié)節(jié)茜素紅染色法檢測(cè)不同濃度TNF-α對(duì)負(fù)載BMSCs礦化的影響。 結(jié)果 1.負(fù)載種植體角度測(cè)定和周圍齦溝液的TNF-α檢測(cè)與分析。 臨床檢測(cè)與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)均顯示種植體周齦溝液量和TNF-α的濃度變化在種植體傾斜20°以上時(shí),與種植體傾斜20°以下存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p0.01)。 2.負(fù)載的傾斜種植體周TNF-α檢測(cè)及其對(duì)骨修復(fù)的影響。 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示,骨結(jié)合指數(shù)和新骨生長(zhǎng)率在種植體傾斜20。以上時(shí),與種植體傾斜20°以下存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p0.01)。 3. TNF-α對(duì)負(fù)載骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化的影響。 (1) TNF-α對(duì)不同負(fù)載BMSCs增殖的影響無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p0.05)。 (2) TNF-α在1ng/ml時(shí),與對(duì)照組(TNF-α為0ng/m1)相比,堿性磷酸酶活性和成骨分化基因(RUNX2、OC、OSX(?)ALP) mRNA隨TNF-α濃度增加而增加;而在TNF-α高濃度(10,15,20ng/ml)時(shí),堿性磷酸酶活性和成骨分化基因(RUNX2.0C、OSX和ALP) mRNA隨TNF-α濃度增高而下降;高低濃度的TNF-α對(duì)BMSCs堿性磷酸酶活性和成骨分化基因(RUNX2、OC、OSX和ALP) mRNA的影響差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p0.05)。 (3) BMSCs堿性磷酸酶活力、成骨分化基因(RUNX2、OC、OSX和IALP) mRNA受應(yīng)變負(fù)載在生理范圍內(nèi)則是無(wú)明顯差異(p0.05);而超出生理應(yīng)變時(shí),對(duì)堿性磷酸酶活性和成骨分化基因(RUNX2、OC、OSX和ALP) mRNA的影響差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p0.05)。 (4) TNF-α在1ng/ml時(shí),與對(duì)照組(TNF-α為Ong/m1)相比,BMSCs所形成的礦化結(jié)節(jié)量無(wú)明顯差異(p0.05),在TNF-α濃度高于lOng/ml時(shí),BMSCs所形成的礦化結(jié)節(jié)量顯著降低(p0.05);與生理范圍內(nèi)應(yīng)變對(duì)礦化結(jié)節(jié)量的影響相比,超出生理范圍(5000u£)時(shí),應(yīng)變對(duì)礦化結(jié)節(jié)量的影響有明顯差異(p0.05),在負(fù)載應(yīng)變生理范圍內(nèi)礦化結(jié)節(jié)量變化則無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 結(jié)論: (1)種植體傾斜角度在小于20°時(shí),齦溝液量和周圍微環(huán)境TNF-α濃度變化較;種植體傾斜角度大于20°時(shí),種植體周圍齦溝液量明顯增多,而且TNF-a濃度較高,引起骨吸收,降低骨結(jié)合率和新骨形成; (2)低濃度TNF-α對(duì)種植體周微環(huán)境影響較小,而較高濃度的TNF-α抑制種植體骨界面的堿性磷酸酶活性、成骨分化基因(RUNX2、OSX、ALP和IOC) mRNA以及并降低其礦化結(jié)節(jié)量; (3)生理應(yīng)力范圍內(nèi)時(shí),應(yīng)力變化對(duì)BMSCs增殖、堿性磷酸酶活性、成骨分化基因(RUNX2、OSX、ALP和OC) mRNA以及形成的礦化結(jié)節(jié)量的影響不明顯,較高濃度TNF-α則產(chǎn)生抑制作用;超出生理范圍的應(yīng)力變化則對(duì)BMSCs增殖、堿性磷酸酶活性、成骨分化基因(RUNX2、OSX、ALP和OC)mRNA以及形成的礦化結(jié)節(jié)量影響較大。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:R783.6
本文編號(hào):2259616
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:R783.6
【參考文獻(xiàn)】
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4 李曉軍,沙月琴,曹采方;種植體周圍齦溝液中酶水平的研究[J];中華口腔醫(yī)學(xué)雜志;2000年04期
本文編號(hào):2259616
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