本文關(guān)鍵詞：P物質(zhì)加載自固化磷酸鈣復(fù)合材料用于即刻種植的可行性研究

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【摘要】：隨著現(xiàn)代種植理論的發(fā)展,即刻種植以其療程短、創(chuàng)傷小的特點在種植修復(fù)中越來越受到口腔醫(yī)生和患者的歡迎。然而,由于種植體外形與患牙拔牙窩形態(tài)無法完全匹配,為獲得良好的的種植初期穩(wěn)定性以及終期骨結(jié)合效果,在即刻種植的適應(yīng)癥選擇、植入手術(shù)技術(shù)等方面有較為嚴(yán)格的要求,并且需要人工植骨材料、自體骨組織、骨再生活性刺激因子(如PRF等)、骨再生引導(dǎo)膜等多種輔助成分和相應(yīng)的臨床手術(shù)操作以填充牙槽窩或骨缺損、保護(hù)種植體、促進(jìn)骨再生,進(jìn)一步增加了即刻種植的復(fù)雜性,影響了即刻種植的廣泛應(yīng)用。自固化磷酸鈣(calcium phosphatecement,CPC)也被稱為骨水泥,具有良好的生物相容性,是成熟的引導(dǎo)骨再生材料;能夠調(diào)拌為糊劑,隨意塑形,填充復(fù)雜形態(tài)骨缺損;能夠在體溫下自行固化,固化后具有一定的強度,承受一定的壓力。我們認(rèn)為,CPC的這些特性使其在即刻種植領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景,可以填充即刻種植體與牙槽窩之間的間隙,強化種植體初期穩(wěn)定性,或在體外預(yù)制個體化的即刻種植人工牙根,使其良好適合拔牙牙槽窩,簡化即刻種植手術(shù)操作等。但是,CPC缺乏誘導(dǎo)骨再生活性,體內(nèi)降解速度較慢,為解決這些問題,有研究在CPC中加入bmp等骨誘導(dǎo)生長因子,取得較好效果,但是大分子生物活性蛋白在制備成本、活性保存、和安全性控制等方面存在較多局限性。p物質(zhì)(substancep,sp)是由十一個氨基酸序列構(gòu)成的神經(jīng)多肽,近期被發(fā)現(xiàn)還是骨再生與改建的信號分子,能夠誘導(dǎo)骨髓間充質(zhì)細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化,并誘導(dǎo)血管新生。作為小分子多肽,p物質(zhì)可以較為方便的采用多肽合成儀人工合成,制備成本較為低廉;無特殊三維空間結(jié)構(gòu),活性較為穩(wěn)定;體內(nèi)降解速度快,應(yīng)用較為安全。p物質(zhì)這些特點使其在組織工程研究中具有較好的應(yīng)用前景,可以作為骨再生和血管新生的活性誘導(dǎo)因子,通過人工復(fù)合材料支架在體內(nèi)緩釋,動員體內(nèi)干細(xì)胞,實現(xiàn)缺損原位組織再生修復(fù)。本研究探索自固化磷酸鈣加載p物質(zhì)的理想方式,以及作為輔助材料應(yīng)用于即刻種植的可行性。實驗采用模塊化設(shè)計策略,根據(jù)骨再生組織工程支架對材料孔隙率和孔隙直徑、機械力學(xué)性質(zhì)、生物相容性和骨誘導(dǎo)活性的要求,仿生天然骨組織組成,以cpc作為無機骨引導(dǎo)支架,p物質(zhì)作為活性骨誘導(dǎo)因子,i型膠原作為有機骨引導(dǎo)成分,以不同模式組合,構(gòu)建復(fù)合材料支架,檢測其超微形態(tài)和力學(xué)性質(zhì),采用兔下頜骨缺損模型,觀察復(fù)合材料在體內(nèi)的成骨轉(zhuǎn)化。根據(jù)以上結(jié)果,選擇較為理想的復(fù)合材料,包被于純鈦種植體表面,預(yù)制即刻種植人工牙根,采用兔股骨遠(yuǎn)端干骺端骨缺損模型,使骨缺損直徑和深度與預(yù)制即刻種植人工牙根直徑和長度相同,模擬即刻種植,觀察純鈦種植體表面包被生物材料降解、骨引導(dǎo)/誘導(dǎo)再生情況,確定能否早期達(dá)到純鈦種植體骨結(jié)合的愈合結(jié)果。實驗一自固化磷酸鈣復(fù)合材料構(gòu)建模式的體內(nèi)外研究目的:仿生天然骨組織組成,以cpc作為骨引導(dǎo)的基礎(chǔ)無機支架,i型膠原作為骨引導(dǎo)的輔助有機成分,加載p物質(zhì)作為骨誘導(dǎo)活性因子,探索構(gòu)建骨再生活性復(fù)合材料支架的有效方法。方法:(1)準(zhǔn)備:多肽合成儀人工合成p物質(zhì);提取大鼠鼠尾尾腱制備質(zhì)量體積比3%的i型膠原溶液;將p物質(zhì)與共價交聯(lián)劑edc、nhs按照摩爾比1:1.2:0.6混合,在mes緩沖液中與i型膠原溶液混合攪拌,得到p物質(zhì)-i型膠原共價交聯(lián)溶液;將膠原溶液凍干制成膠原海綿,剪切為1x1x1mm膠原海綿顆粒;制作直徑8mm、厚度2mm的不銹鋼模具。(2)分組:對照組采用單純cpc,按照粉液比3.0g:1ml比例,調(diào)拌混合充填至不銹鋼模具中,固化后所得試件記為a組;將cpc粉末與p物質(zhì)-i型膠原共價交聯(lián)溶液混合,按同樣方法制備試件記為b組;將p物質(zhì)直接加入3%膠原溶液混合,再與cpc粉末調(diào)拌固化制備試件記為c組;將p物質(zhì)加入普通固化液混合,與cpc粉末調(diào)拌制備糊劑,再加入50%總體積比例的i型膠原海綿顆粒,固化制備試件記為d組;將p物質(zhì)加入普通固化液混合,再與cpc粉末調(diào)拌固化制備試件記為e組;將cpc粉末與3%膠原溶液調(diào)拌固化制備試件記為f組。上述試件均在300~1000倍掃描電鏡下觀察斷面結(jié)構(gòu)。(3)動物實驗:將30只成年新西蘭兔分為6組,麻醉后在下頜骨體部制造直徑8mm深2mm的單層皮質(zhì)骨缺損,分別植入上述6組試件,術(shù)后8周處死,取下頜骨行micro-ct檢查,分別測量5組試件bv/tv、tbth、tbn、tbsp值,并計算材料降解率結(jié)果:掃描電鏡超微結(jié)構(gòu)觀察顯示,cpc自行結(jié)固后具有納米級結(jié)晶結(jié)構(gòu)和微米級微孔隙結(jié)構(gòu),cpc單純與p物質(zhì)混合不改變其超微結(jié)構(gòu),cpc與膠原溶液混合結(jié)固后,結(jié)晶結(jié)構(gòu)改變,但仍保持微米級微孔隙結(jié)構(gòu),cpc與膠原海綿混合結(jié)固后,具備了300μm級別的大孔隙結(jié)構(gòu)。體內(nèi)實驗顯示,加載p物質(zhì)和混合膠原能夠提高支架誘導(dǎo)骨再生能力,促進(jìn)cpc復(fù)合材料的生物降解,特別是混合膠原海綿而具有大孔隙結(jié)構(gòu)的支架,進(jìn)一步顯著提高其在體內(nèi)的骨轉(zhuǎn)化進(jìn)程,但是采用共價交聯(lián)方式固著p物質(zhì)于膠原分子和cpc復(fù)合支架后,材料降解及骨再生均明顯減低。結(jié)論:(1)p物質(zhì)加載能夠使cpc復(fù)合材料支架具有誘導(dǎo)骨再生活性,并促進(jìn)材料體內(nèi)降解;(2)膠原能夠增強cpc復(fù)合支架引導(dǎo)/誘導(dǎo)骨再生能力,特別是以膠原海綿的形式賦予支架大孔隙結(jié)構(gòu)時;(3)共價交聯(lián)固著p物質(zhì)于支架材料會影響其在體內(nèi)的緩釋,進(jìn)而影響支架誘導(dǎo)骨再生能力。實驗二自固化磷酸鈣復(fù)合材料用于即刻種植的體外研究目的:體外模擬即刻種植,采用cpc復(fù)合材料輔助填充牙槽窩,檢測其對即刻種植體早期穩(wěn)定性的影響。方法:(1)制備模具:取離體上頜恒尖牙一枚,根部涂抹分離劑,插入自凝牙托粉/液制備的10x10x20mm立方體模具,固化后將牙齒拔出,制成體外模擬天然牙槽窩模具。(2)分組:將cpc粉末與原固化液混合制成糊劑附于3.5x10mmcamlog種植體周圍充填至模具中,固化后所得試件設(shè)為對照組,記為a組;按同樣方法將cpc粉末與3%膠原溶液混合,記為b組;將cpc粉末與p物質(zhì)-i型膠原共價交聯(lián)溶液混合,記為c組;將cpc粉末與總體積比50%的i型膠原海綿顆�；旌�,記為d組。(3)種植體體外拔出力學(xué)實驗:用光固化樹脂在種植體基臺上制作模擬牙冠(上頜切牙形態(tài)),在牙冠中上1/3打一孔。將試件固定于多功能試驗機,以細(xì)鋼絲通過牙冠孔隙固定于試驗機提拉裝置。設(shè)置加載速度為1mm/min,當(dāng)種植體位移2mm時視為完全脫出。方法不變,依次測試4組試件每組各10次,記錄試件種植體脫出過程中所承受的最大承載力;(4)體外種植體穩(wěn)定性測量實驗:將種植體穩(wěn)定性測量儀的傳感器安裝在種植體上;將種植體穩(wěn)定性測量儀的測量探頭靠近傳感器頭,獲取isq值。同時從近中、遠(yuǎn)中、唇、腭四個方向測量,取平均值記為試件的isq值。結(jié)果:種植體拔出力學(xué)實驗中,b組與c組的最大承載力相比于對照組有所提升,d組的力學(xué)性能存在明顯的下降;種植體穩(wěn)定性測量的結(jié)果顯示,d組的isq值(68.5±1.9)與對照組(85.6±3.7)相比有所降低,但仍高于種植體初期穩(wěn)定性所需的最低標(biāo)準(zhǔn)值(65)。結(jié)論:(1)具有大孔隙結(jié)構(gòu)的cpc-p物質(zhì)復(fù)合材料力學(xué)性能有所下降,但體外實驗表明其仍然能夠為即刻種植體提供基本的初期穩(wěn)定性保障;(2)共價交聯(lián)固著p物質(zhì)的膠原cpc復(fù)合材料具有較高的力學(xué)強度,可以保證即刻種植體具有更好的穩(wěn)定性,值得今后進(jìn)一步研究。實驗三自固化磷酸鈣復(fù)合材料用于即刻種植的體內(nèi)研究目的:體內(nèi)模擬即刻種植,采用cpc復(fù)合材料包被純鈦種植體,觀察其誘導(dǎo)骨再生獲得純鈦種植體骨結(jié)合的可行性。方法:(1)加工制備長10mm的純鈦種植體,其中根部(螺紋部分)為直徑4mm、長6mm的圓柱體,冠部(非螺紋部分)長4mm,橫截面為邊長2.5mm的正六邊形。根據(jù)實驗一和實驗二結(jié)果,采用實驗一中a組單純cpc材料和d組cpc復(fù)合材料包被種植體螺紋部分,制成8mm直徑、6mm長度的圓柱體,暴露種植體冠部,分別作為對照組和實驗組;(2)12只成年新西蘭兔分為2組,每組6只。麻醉后沿兔股骨干骺線處做切口,暴露兔股骨干骺端內(nèi)側(cè)面。用環(huán)狀鉆制造直徑8mm、深度6mm的骨缺損,分別植入2組實驗試件。術(shù)后4周時每組各處死3只兔子,12周后處死每組剩余3只,取出兔股骨干骺端。使對標(biāo)本進(jìn)行Micro-CT掃描,分別測量4周、12周時的BV/TV、TbTh、TbN、TbSp值,并計算材料降解率。結(jié)果:Micro-CT顯示,4周時實驗組材料邊緣已出現(xiàn)降解,可觀察到骨小梁長入,而對照組的材料與骨界面清晰,無誘導(dǎo)成骨表現(xiàn);12周時實驗組的復(fù)合材料吸收明顯,由再生骨組織替代,并與種植體螺紋形成骨結(jié)合愈合,而對照組仍為材料包被種植體。結(jié)論:加載P物質(zhì)并具有大孔隙結(jié)構(gòu)的CPC復(fù)合材料在即刻種植體周圍間隙填充、維持種植體初期穩(wěn)定性、誘導(dǎo)骨再生和種植體骨結(jié)合等方面顯示了良好的實驗結(jié)果,為即刻種植技術(shù)、材料發(fā)展提供了新的思路。
【關(guān)鍵詞】：P物質(zhì) 自固化磷酸鈣 即刻種植
【學(xué)位授予單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R783.6
【目錄】：

• 縮略語表4-5
• 中文摘要5-10
• 英文摘要10-17
• 前言17-19
• 文獻(xiàn)回顧19-31
• 實驗一 自固化磷酸鈣復(fù)合材料構(gòu)建模式的體內(nèi)外研究31-42
• 1 材料和儀器31
• 2 實驗方法31-36
• 3 實驗結(jié)果36-39
• 4 討論39-42
• 實驗二 自固化磷酸鈣復(fù)合材料用于即刻種植的體外研究42-49
• 1 材料和儀器42
• 2 實驗方法42-45
• 3 實驗結(jié)果45-46
• 4 討論46-49
• 實驗三 自固化磷酸鈣復(fù)合材料用于即刻種植的體內(nèi)研究49-57
• 1 材料和儀器49
• 2 實驗方法49-51
• 3 實驗結(jié)果51-54
• 4 討論54-57
• 小結(jié)57-59
• 參考文獻(xiàn)59-68
• 個人簡歷和研究成果68-69
• 致謝69

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