文摘
本研究的目的是评估处理牛牙质的综合分析和成骨的属性使用一个健壮的兔颅顶的缺陷模型。总共16个新西兰白兔操作创建三个圆形缺陷在头顶。一个缺陷是空,一个充满收集自体骨,第三个缺陷充满了dentin-based骨替代品。手术后,在愈合时间的1或6周,CT扫描。牺牲后,组织进行组织学检查。CT数据显示区域的密度接枝与dentin-based物质高于周围的骨头和地区与自体骨移植后1周和6周的治疗。该地区留下空缺1周和6周后仍然是一个空的缺陷。组织学检查缺陷充满牙质产品6周后显示软组织封装在牙质粒子。它可以得出的结论是,兔子颅顶的模型在这项研究中的应用是一个健壮的模型的评估骨材料。牛牙质biostable材料; however, it may not be suitable for repairing large 4-wall defects.
1。介绍
同种异体的牙质一直在研究其潜在作为骨替代(1- - - - - -4]。以前,新方法处理牛牙质报道导致无菌生物活性材料的修复和再生骨(5]。这包括处理提取的牛牙质机械和化学与无机和有机溶剂。
最初的生物相容性测试相关在体外测试对人类使用Alamar蓝色化验和牙龈成纤维细胞在活的有机体内评估加工牙质的植入到老鼠股骨。牙质产品显示,大鼠股骨模型和优良的生物相容性刺激新骨的形成与周围骨完全集成。然而,大鼠股骨模型中使用先前的研究是小5-wall缺陷愈合模型。治疗的老鼠缺陷是起步于术后9周。如果缺陷是2毫米,那么这个缺陷将在骨愈合。如果缺陷是5毫米以上,那么纤维会发生骨折不愈合治疗(6]。大鼠股骨植入测试具有较高的成骨的潜在由于其5主要是松质骨的骨墙周围的骨髓。
获得严格的评估新dentin-based材料的综合分析和成骨的潜力,一个健壮的兔颅顶的缺陷模型与4-wall缺陷者优先。兔颅顶的模型不同于大鼠股骨模型兔颅盖的缺陷是类似于颌面部地区创造了人类,从形态和生长颅盖开发类似膜的膜前体骨头的脸7]。缺陷只有4骨墙,和周围的骨主要是皮质骨供血不足和成骨细胞被呈现的缺陷更少。因此,它被认为是一种更健壮的模型比鼠股骨模型。
本研究的目的是评估之前开发的生物相容性牛牙质产品使用一个健壮的兔颅顶的缺陷模型。
2。材料和方法
2.1。伦理批准
本研究通过圣保罗大学的动物研究伦理委员会。动物实验在口腔颌面外科学系在巴西圣保罗大学。
2.2。牛牙质处理
提取牛牙质加工机械和化学与无机和有机溶剂生产无菌粉混合粒度。方法详细描述我们的以前的报告(5]。
2.3。动物和麻醉
总共16个新西兰白兔3 - 4公斤进行了研究。所有的动物都被关在一个房间和美联储干饮食和水随意。选择的样本大小是基于我们之前的类似研究[8]。第一次0.8毫升的0.2% Acepran乙酰丙嗪的活性成分是肌内注射。动物被诱导成全身麻醉3毫升的解决方案包含2.2毫升氯胺酮的混合物(Uniao Quimica Farmaceutica Nacional S.A.)、Embuguacu巴西圣保罗)和0.8毫升甲苯噻嗪。这是分成2同等剂量的1.5毫升肌内注射,注射3分钟的间隔。
2.4。外科手术
外科领域与聚乙烯吡咯酮碘消毒10%。mid-sagittal切口是用2%盐酸利多卡因局部浸润后1:100000肾上腺素1.8毫升。骨膜下剥离,和骨骨膜反映暴露面积。一个8毫米环钻被用来创建如图3圆形缺陷1,骨盘被移除。它已经表明,8毫米兔子头顶缺陷可以被视为关键尺寸缺陷(9]。
缺陷中随机挑选,一个充满了缺陷牙质替代品,一个充满了微粒自体骨,这是由碎骨盘升高使用骨机,最后第三个缺陷没有填料放置和血凝块被治愈。缺陷是,在一致的轮廓与周围骨(图1)。没有膜用于这项研究。手术部位是使用以尼龙缝线随后关闭。
手术后,动物管理术后止痛剂(曲马多0.02毫克/公斤,生物学实验室塞尔,圣保罗,巴西)和抗炎药物(Profenids 3毫克/公斤,Distribuidora Farmacia巴西LTDA, Jandira, SP,巴西)肌内。
2.5。CT扫描
多层螺旋CT扫描(西门子情感)术后立即采取,以及多层螺旋CT扫描后立即被牺牲,使用相同的CT扫描仪。
2.6。牺牲的过程
7只兔子都牺牲了术后1周,9兔子牺牲术后6周。动物被杀使用过量甲苯噻嗪和氯胺酮,和移植的组织收集网站是组织学处理。
2.7。组织学
组织是通过用4%多聚甲醛灌注固定使用一个蠕动泵(美国Cole-Parmer Masterflex泵控制器)。活检是保存在4.0%多聚甲醛溶液在4°C 6小时为了完成固定,然后在磷酸盐缓冲溶液洗0.1 30分钟,并转移到EDTA脱钙作用为5.0%。块冲洗在磷酸缓冲24小时,随后在解决方案包含蔗糖30%两天。cryoprotection结束后,每一块固定在凝胶支持(组织TeK-Laboratorio FK研究队,盒饭Goncalves,巴西),冻结在−20°C,和切片cryostate (Microm HM 505 N), 14μ米厚。片是由semiserial的方式在一个日冕取向极化叶片和组装,在那里,他们散布的组织学分析。组织学幻灯片都沾染了马洛里的三色的和光学显微镜下检查。组织学外观被不止一个调查员盲评估材料缺陷的性质已经满了。哪里有差异的组织学评估调查人员之间的组织,这些被讨论和解决一个共识之前被眼睛发花。
3所示。结果
皮肤伤口愈合没有感染的迹象或不良反应的植入材料。
3.1。CT扫描
缺陷的直接术后1周和术后CT扫描图所示2。一个星期后,没有骨团聚或增长空的缺陷。充满缺陷,象牙质矿物含量较高时显示密度高于自体骨在CT扫描在手术后1周的时间。
(一)
(b)
(c)
(d)
缺陷的直接术后持续6周和术后CT扫描图所示3。6周后,似乎有一些空的缺陷同位的骨骼增长,但没有任何骨团聚。充满了缺陷都似乎经过组织,dentin-filled缺陷被证明是比自体移植后6周更不透明。
(一)
(b)
(c)
(d)
3.2。组织学
组织学的颅顶的牙质充满了缺陷产品和自体骨1和6周后如图所示4。
(一)
(b)
(c)
(d)
组织学检查缺陷充满牙质产品显示牙质粒子的存在后1周和6周。在一些地区,象牙质已经部分再吸收纤维组织封装的显示特性。
检查缺陷填充自体骨显示上的成骨细胞骨颗粒的边缘与新骨形成的证据。一些软组织观察骨颗粒之间的入侵。
未经处理的缺陷没有任何明显的骨加密后1周或6周,主要是充满了软组织(图未显示)。
4所示。讨论
组织工程和干细胞科学的进步导致了发展的新方法在颌面部骨再生(10- - - - - -12]。
牙质已经感兴趣的领域来研究其潜在的作为骨替代,因为它的矿物质含量高于任何bone-derived材料,也是一个现成的异种移植。此外,有可能利用其有机成分以及矿物成分。很长一段时间,大家都知道蛋白质类似重量的骨形态发生蛋白(bmp)丰富牙物质(13,14),最佳管理能够促进间充质细胞分化为成和造釉细胞(15,16]。牙质也促进异位骨形成的能力(17]。这些蛋白质可能增强骨替代物的论述属性如果他们能够被保留在这个实验材料的处理研究。的前景可能使用牛牙质作为移植材料是利用患者自身的牙质的机会,从提取的牙齿,这是类似于先前的研究使用提取的从一只兔子的牙齿修复颅顶的缺陷在同一种动物一旦牙质处理(18]。临床场景植入位置之前利用这样的机会很多。
在不同模型中,兔颅顶的模型已经使用多年的可靠的方法评估骨替代品。据报道这个模型已经非常适合综合分析生物材料性能的评估19]。
兔子模型有几个优点,如标准化实验条件和实验的可重复性,大小,inexpensiveness和骨代谢率高20.]。头顶和面部骨骼是纯粹的膜的骨头,下颌骨和更大的翼蝶的例外。细微的差别的微观结构和功能之间存在不同种类的头顶;然而,胚胎发育是非常相似的7]。
头骨更生物惰性由于其血液供应和骨髓的相对缺乏,相比其他骨头21]。没有主要营养动脉在人类头顶,与许多长骨头含有主要营养动脉。由于大面积的人类头骨是缺乏肌肉插入,人类头顶的血液供应较差比其他哺乳动物(7]。合成效应意味着,即使是成年的小缺陷的人类头骨不自发地修复。因此,头顶的再生能力的实验动物可以被认为是优于人类。如前所述,颅顶的伤口与颌面缺损模型有许多相似之处。生理上,头顶就像一个萎缩性下颌骨的骨密质(22]。植入到一个头骨缺陷最严重的骨植入试验(7),因此头顶一直频繁的网站测试的骨修复材料。这是与大鼠股骨不同,例如,主要围绕5-wall松质骨植入试验模型中的缺陷。
没有以前公布的研究用CT数据评估牙质当用作骨替代品。多层螺旋计算机断层扫描数据被用作视觉援助确定密度和嫁接的形式,因为它是一个现成的非侵入性技术,精度高(23]。此外,用新软件可用,可以重建三维高分辨率图像使用扫描的数据,便于视觉主题,定量和密度分析。使用相同的CT扫描仪扫描,扫描前校准,可以确保数据的一致性在录音中主题和获得一个比较现实的牙质替代邻近空的缺陷和缺陷与自体骨移植。这是一个理想的可视化方式接枝密度的差异。
组织数据的好处使我们观察的特性取决于使用的染色剂的类型。在这项研究中,使用了马洛里的三色的染色。这是一个适合识别新形成的骨脱钙作用后的染色的标本。组织学特点本研究中观察到不同于我们之前发现使用大鼠股骨植入测试完整的集成的牛牙质观察骨(5]。然而,在这项研究中,我们竟然发现软组织封装的牙质粒子。牙质粒子也似乎接受纤维组织内的吸收。
在先前研究中使用大鼠股骨模型(5-wall缺陷),有很多5骨松质骨的墙壁,有更高的血液供应和更多的成骨细胞的细胞来修复和新骨沉积粒子。还有少软组织与移植材料接触,所以,在5-wall缺陷,软组织入侵的可能性很低。然而,在一个大兔子颅顶的缺陷(4-wall),大多数的材料暴露在软组织上方和下方,只是暴露于骨边缘的伤口。也有更少的松质骨比鼠股骨颅顶的缺陷。
脊部切口手术部位是用于访问。这意味着关闭网站是非常接近的缺陷和材料。事后看来,远程切口更有利于减少皮肤细胞入侵的潜在风险的缺陷。也有可能是潜在的损害到底层硬脑膜占软组织的入侵和封装的牙质粒子。
虽然这项研究可能给一个阴性结果的适用性牛牙质4-wall中使用的缺陷,仍可能有潜在的使用在小5-wall缺陷。
组织学的结果还表明,有证据表明一些软组织入侵缺陷充满了自体骨。先前的研究[18)表明,当骨材料用于兔颅顶的模型与膜的存在,骨再生出现更广泛和更成熟比骨材料没有膜组织学检查。因此,在这一领域未来的研究可能需要探索减少软组织的入侵手段,促进骨再生。这可能包括修改现有的牙质产品和引导组织再生的使用方法。
5。结论
兔子颅顶的缺陷模型在这项研究中的应用是一个合适的和健壮的模型综合分析和评估骨的成骨性能材料和表明,处理牛牙质产品可能不是一个理想的骨材料对于大型4-wall缺陷。然而,根据我们之前的大鼠股骨植入研究牛牙质材料可能适合小5-wall缺陷的修复。本研究的发现也证实,软组织入侵也可以发生在大型4-wall兔颅顶的缺陷充满了自体骨。