新开发的成骨能力NanoHA复合Alloplast注入了胶原蛋白:羊下颌骨的初步研究

文摘

横向或垂直骨扩张一直是一个挑战,因为该网站从软组织暴露在恒压,和血液供给仅存在从施主能级。虽然这样的临床病例,镶上与自体骨移植通常被选中时,二次手术部位的侵袭性和较快吸收速率缺点,已报告的动机调查的替代方法。本研究评价小说的成骨能力nanoHA alloplast充满胶原蛋白接枝材料制成生物可降解聚乳酸/聚乙醇酸和控制移植材料具有相同合成alloplast nanoHA组件和胶原蛋白渗透。新形成的骨的再吸收的状态在6周移植材料进行评估在活的有机体内通过3 d microcomputed组织学检查和三维断层。组织学观察表明,新形成的骨的生成和内部吸收块观察的实验模块,而少的控制块骨头长在肉内发生块材料的吸收速率较低。三维观测表明,实验块保持外部几何形状,同时成功地改变了材料移植到骨头。建议的结合,众多的因素导致了骨的生成和小说的发展可以替代骨移植的选择。

1。介绍

口腔植入在牙科治疗是一种可靠的治疗方法。由于概念改变治疗计划,植入今天放置在一个位置,这样浅层构造可以重建在解剖学上和审美理想的配置。然而,在严重萎缩的情况下尤其在审美要求上颌前地区,骨扩增获得体积可能是必要的植入可以放置前达到合适的骨架构(1]。因为它已经表明,骨体积(高度和宽度)被视为一个重要的先决条件实现长期功能和审美的成功(2,3],许多使用各种骨替代外科技术提出了增强骨体积(4,5]。相反微粒贪污,这要求额外的材料来保证空间维护膜等障碍,镶上贪污不需要这种方法,因为它是独立的和有可能支持本身的软组织(6]。此外,镶上移植通常用来增加较大的骨缺损,而可悲的是到目前为止,微粒嫁接没有临床文档来支持它的功能。

材料用于裱贴接类似的微粒,它是一个不可否认的事实,一些使用自相关的潜在缺陷(7,8)、同种异体移植物和异种移植(9,10)材料已经表示。虽然自体骨移植仍然是“黄金标准”,二次手术的过程是侵入性网站。此外,总是从同种异体移植和异种移植材料存在潜在的感染风险。此外,异种移植已报告在一些长期的临床研究,他们实际上干扰骨代谢,似乎什么维持骨体积只是推迟生物治疗(11,12]。

这些问题有注意力转向合成骨替代品的发展,也就是说,异质成形的(13],它经历了相当大的进步和预计提供可比的结果与自体的实现(14]。

为了实现需求在骨组织工程中,生物材料,无论其固有的特性,应该显示品质包括潜力综合分析和论述,生物相容性和兼容本地骨多孔和力学行为15]。虽然大阵alloplastic-based骨替代品与不同的化学和物理特性出现指向成功的组织工程(9),组织反应将不同是因为每个材料的内在特性(16,17]。

物理化学和生物材料的地形方面扮演着重要的角色在论述机制在生物材料移植18,19]。例如,钙和磷酸盐的释放钙磷酸盐相关生物材料似乎作为最重要的因素参与其生物活性(20.,21]。事实上,一系列研究的基础上,引用材料已经广泛证明其有潜力(22- - - - - -27]。从地形上来说,合成磷酸钙与特定微观结构被报道通过刺激巨噬细胞显著增强骨骼的新陈代谢活动从而刺激骨生成(19,28]。虽然osteoinduction机制本质上仍然是未知的(29日),值得注意的是,最终目的是发展适合有效的生物活性骨移植物替代品发送信号以提高水平的osteoprogenitor细胞生理的方式(6,30.]。机械性能是另一个重要方面,因为理想镶上接枝材料应保持其预期形态,然而,与此同时能够被改变。因此,移植材料作为支架,同时拥有一个优秀的机械性能可以完全改变了自生骨移植过程。

本试验研究的目的是组织学和三维观察成骨能力的一种新型合成异质成形的移植材料纳米尺度下呈现nanoHA和胶原蛋白注入瞄准裱贴的下颌骨骨移植应用程序植入绵羊和删除在6周在活的有机体内。

2。材料和方法

2.1。合成骨块

本研究利用两个合成复合块(Intra-Lock国际佛罗里达州博卡拉顿的美国)(专利申请中)标记为控制和实验(图1)。的两个街区了biocomposite聚乳酸(PLA) /聚乙醇酸(PGA)和羟基磷灰石(HA)的粒子。实验材料PLA / PGA支架和纳米尺度羟基磷灰石(HA)粒子和被注入了胶原蛋白(实验组)。对照组提出解放军/ PGA支架结构和千分尺规模HA粒子。骨块的macrogeometric结构是相似的。低倍镜下,扫描电子显微图之间的HA颗粒大小的差异容易被描绘成控制(图1(一))和实验(图块1(b))。高放大倍数的场发射扫描电子显微图描绘了nanoHA粒子在解放军/ PGA矩阵(图1(c))和胶原蛋白注入nanoHA之间粒子(图1实验组(d))。

整个过程包括胶原蛋白注入的方法是专有和专利申请中。对于这个实验产生的块立方,10×10×10毫米,提供无菌的伽马辐射。块被形状与手术数量22叶片大小为10毫米高度,10毫米的长度,宽5毫米获得位置的标准尺寸。

2.2。动物和手术

四只羊(大约6个月大的时候)被用于这项研究。本研究是国家生物伦理学委员会批准Veterinaire Maisons-Alfort,巴黎,法国。

下颌体的中部地区的横向方面选择过程。所有的程序都是在全身麻醉下进行。Preanesthesia是通过静脉注射(IV)硫喷妥钠(15毫克/公斤)气管插管仍紧随其后。inhalatory全身麻醉与isofluorane维护(2.5%)、肌肉(IM)的克他命(0.2毫克/公斤),和meloxicam (IM, 0.5毫克/公斤)。剃须和暴露的皮肤后,与碘消毒溶液应用于手术部位,以及周边地区。5厘米的切口是平行于下颌骨的下边界。阔肌解剖,降低以达到骨膜,随后切入,反映与骨膜电梯,,最后,下颌体被曝光使用手工牵引器。的网站是准备直接直嘴与丰富的盐水灌溉,900 rpm对于每个块,5穿孔直径1.3毫米是皮质骨。总之,4穿孔是创建一个8毫米广场,和一个额外的穿孔的中心广场为最终块固定。控制和实验模块之后放置14×1.6毫米和固定螺丝。 After fixation, the stability of blocks as well as the intimate contact among all sides of the blocks to the mandibular body was checked (Figure2)和适当的固定稳定由于块弹性很容易实现。盐水灌溉后,外科网站缝合一层一层地(内部层:3 - 0 vicryl、皮肤:3 - 0尼龙)。术后,所有动物抗生素(青霉素,15毫克/公斤和双氢链霉素20毫克/公斤,IM) 5天,止痛剂(芬太尼贴片,3μg / h /公斤,效果在3天)在皮肤上,和抗炎(meloxicam 0.5毫克/公斤,IM)两天。在术后期间,没有观察到感染的迹象或其他并发症。安乐死被麻醉过量表现后6周,和块/下颌尸体被检索。后仔细清除周围的软组织,手术部位暴露,和检查块的稳定。此后,所有样品都受到组织处理。

2.3。微ct成像和组织学

样品在10%的磷酸缓冲福尔马林固定24小时,之后,逐渐脱水在一系列的乙醇浓度。脱水后,样本渗透和嵌入autopolymerizing甲基metacrylate树脂。在完成固化过程中,嵌入块通过microcomputed断层扫描(扫描μCT 40 Scanco医疗、Bruttisellen、瑞士)。x射线能量级别被设置为70 kV,和当前的114μ一个,一片20的分辨率μm。剧中的所有数据在DICOM-format出口和进口软件(容貌成像GmbH,柏林,德国)进行评估。手动分割过程采用半自动或自动分段工具用于生成3 d图像。

后μCT成像,所有resin-embedded块受到undecalcified地面切片。一个中央undecalcified削减和地面段准备从每个样本以缓慢速度精密金刚石锯(Isomet 2000,比勒有限公司湖虚张声势,美国)。的部分是最后的厚度约为90μm和沾Stevenel是蓝色和Van Giesons Picro-Fuchsin。幻灯片扫描仪ScanScope GL (Aperio Technologies, Inc ., Vista, CA)是用于组织学观察。

3所示。结果

块放置在手术过程中,观察血液润湿实验的整个体积块材料,同时显著降低润湿低控制块(图2)。

术后临床评估显示,增强网站没有出现任何并发症(无炎症、感染等)在6周治疗期。羊被允许吃就完全恢复从全身麻醉,不存在实质性的体重增加或减少。

安乐死之后,锋利的下颌地区的解剖并没有透露任何临床炎症或感染的迹象,这是临床上明显,不存在实质性的降解的生物材料块,和那些在放置的位置由钛螺丝。新骨形成明显的地区周围的生物材料。

的μ增强区域的CT重建显示周围骨骼生长控制和实验(图块3)。骨ongrowth到生物材料块表面是两组描述。然而,虽然骨头长在肉内观察到该地区直接接触的下颌骨块,在块的体积只有骨头长在肉内观察实验组,也提出了降低大量的合成材料相比,对照组(图3)。

组织学部分证实了不同治疗模式通过三维重建(图观察4),骨头长在肉内发生在实验的体积块材料,和小长在肉内发生的控制块材料。少量的合成材料也观察到实验材料相对于控制块。

4所示。讨论

这是一个普遍的共识,预期的临床结果的异位镶上移植用于横向或垂直增加不稳定而不管移植物的来源。这是由于这样的事实,初步形成血管(血液供应)发生只有从底部的嫁接和移植可能不足来成功地改变新形成的骨移植物崩溃之前的恒张力软组织或再吸收的活跃的巨噬细胞。

控制的组织学和三维观察网站描述的移植材料缺乏新骨的生成和有些地方,和软组织封装可以观察到。控制alloplast 6周呈现一定程度的软组织块内部的整合。另一方面,积极实验内新骨的生成是著名的移植材料。值得注意的是,相比控制块的块在内部和外部同时保持其形状,实验块似乎已经退化和/或再吸收,而新形成的骨填充空间最初被嫁接散装材料。此外,剩余块材料似乎联系调整新形成的骨。这是一个迹象表明,骨代谢刺激了移植材料,按照从小野et al .(2011)报道,在横向扩张模型,他们发现了更多的新形成的骨表面改性磷酸beta-tricalcium街区比没有修改的控制(19]。采用酶组织化学,他们证实,有力的监测活动伴随着新骨形成表达碱性磷酸酶,呈现不断块材料吸收和新骨同时并列。建议,成功的骨改建可能依赖于地形(包括孔隙度)和化学合成块的目前的初步研究。因为两个合成块的主要区别是HA粒子大小和胶原蛋白注入,这样纳米尺度功能可以单独或同时占骨愈合动力学的差异。

他et al。(2012)曾报道,胶原蛋白的渗透多孔羟基磷灰石改进的间充质干细胞粘附,增殖,分化31日]。他们建议的self-reconstruction属性增强胶原蛋白纤维网络的形成,这可能是一个潜在的载体为其他蛋白质和细胞因子。这种效应被临床建议有效Simion等人表明,胶原蛋白矩阵可以申请一个有效的组织再生支架(32]。

另一个补充道特性的全面渗透胶原蛋白增加亲水性。我们手术后立即显示位置的实验模块decortified手术部位,血液渗透到整个块指示其极端的亲水性比控制块。据报道这是当胶原蛋白的特性之一是结合生物可降解材料,胶原蛋白增加材料亲水性(33]。因为它已经被描述的亲水性对成骨细胞反应(很重要34- - - - - -37),它可以假定生理级联事件进一步导致新骨的形成。

最后,可以推测的是改进后的成骨性能与实验块实现是由于多种因素的组合结构生物力学强度等保持原来的外部几何,微米级和相关纳米尺度的复合结构由胶原蛋白的合成和渗透及其分布、表面能包括亲水性,或许别人。多变量实验研究正在探索这个有前途的新颖的移植材料的潜力。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项研究的部分资金由Intra-Lock国际佛罗里达州博卡拉顿的美国,口腔颌面外科的划分在圣卡塔琳娜州联邦大学。

引用

1. 美国的华莱士和r . Gellin”,临床评价冻干同种异体松质块岭扩充和移植在上颌骨的位置,”牙科植入物,19卷,不。4、272 - 279年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
2. m·霍夫b . pom g . d . Strbac d .苏乔g . Watzek和w·Zechner”审美评价的单齿植入自体骨扩增后的前上颌骨,”临床口腔植入研究补充卷。24日,100年,第93 - 88页,2011年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
3. p . j .亨利·w·r·兰尼t Jemt et al .,“vt .骨结合单齿置换植入物:未来5年多中心的一项研究中,“国际口腔及颌面部移植杂志》上,11卷,不。4、450 - 455年,1996页。视图:谷歌学术搜索
4. a·r·桑切斯·j·谢里丹s e·埃克特和a·l·韦弗,“影响富含血小板血浆加入异种的骨移植在支持缺陷:一种重要的荧光研究狗,”临床牙科植入物和相关研究,7卷,不。2、61 - 69年,2005页。视图:谷歌学术搜索
5. m . Simion p Trisi, a . Piattelli”与e-PTFE GBR膜与DFDBA:组织学和组织化学分析在人类植入检索装货4年之后,“牙周病学&恢复性牙科的国际期刊,16卷,不。4、338 - 347年,1996页。视图:谷歌学术搜索
6. w·f·Zambuzzi p·g·科埃略,g·g·阿尔维斯和j·m·Granjeiro“胞内信号转导因子的发展“智能”为骨组织工程、生物材料生物技术和生物工程,卷108,不。6,1246 - 1250年,2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
7. o . Bahat和r . v . Fontanesi并发症的嫁接萎缩性缺齿的或部分无齿的下巴,“牙周病学&恢复性牙科的国际期刊,21卷,不。5,487 - 495年,2001页。视图:谷歌学术搜索
8. e . Nkenke s Schultze-Mosgau m . Radespiel-Tioger f·克劳斯和f·w·Neukam”发病率下巴移植的收获:一个前瞻性研究,“临床口腔植入研究,12卷,不。5,495 - 502年,2001页。视图:谷歌学术搜索
9. w·r·摩尔s e .坟墓,g . i .贝恩“合成骨移植替代物,”澳新银行(ANZ)外科杂志》,卷71,不。6,354 - 361年,2001页。视图:谷歌学术搜索
10. m .极端a . Muraglia诉Komlev et al .,“组织工程骨:寻找一个更好的脚手架,”口腔正畸学与颅面研究,8卷,不。4、277 - 284年,2005页。视图:谷歌学术搜索
11. m . Araujo e·林德,j . Lindhe”效应的异种移植早期骨形成在提取套接字:狗的实验研究”临床口腔植入研究,20卷,不。1、1 - 6,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
12. m . Araujo e·林德、j . Wennstrom和j . Lindhe”提取的bio-oss胶原蛋白对治疗的影响插座:狗的实验研究,“牙周病学&恢复性牙科的国际期刊,28卷,不。2、123 - 135年,2008页。视图:谷歌学术搜索
13. r·达席尔瓦诉c·a·伯e . y . Kawachi和j·a . Camilli”修复颅骨骨缺陷与磷酸钙陶瓷植入或自体骨移植,”颅面外科杂志》,18卷,不。2、281 - 286年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
14. k . j . Zouhary”移植骨收获从遥远的网站:概念和技术,”口腔颌面外科诊所北美,22卷,不。3、301 - 316年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
15. 答:El-Ghannam”,组织工程骨重建:从生物陶瓷,”医疗器械的专家审查,卷2,不。1,第101 - 87页,2005。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
16. h .元,c . A . van Blitterswijk k . de Groot和j·d·德Bruijn”比较骨形成的两相的磷酸钙(BCP)和羟磷灰石(HA)植入肌肉和骨骼的狗在不同的时间段,“生物医学材料研究杂志》上,卷78,不。1,第147 - 139页,2006。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
17. g . Daculsi o . Laboux o . Malard, p . Weiss,“当前状态的双相磷酸钙生物陶瓷的艺术,“材料科学杂志,14卷,不。3、195 - 200年,2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
18. p . Habibovic和k . de Groot”,在骨修复论述biomaterials-properties和相关性,”组织工程和再生医学杂志》上,1卷,不。1,25-32,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
19. d .小野r·金博g . Kawachi k . Ioku池田t, t . Sawase侧骨与新开发的增加β磷酸三钙块:兔下颌骨的实验研究”,临床口腔植入研究,22卷,不。12日,第1371 - 1366页,2011年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
20. r·g·t·Geesink k . de Groot和c·p·a·t·克莱恩”键骨apatite-coated植入,”《骨与关节外科B,卷70,不。1,17-22,1988页。视图:谷歌学术搜索
21. a . Wennerberg r·金博s Allard et al .,“体内羟磷灰石纳米粒子涂层植入钛表面的稳定,”国际口腔及颌面部移植杂志》上,26卷,不。6,1161 - 1166年,2011页。视图:谷歌学术搜索
22. h .元,z, j . d . de Bruijn k . de Groot x张,“Material-dependent骨诱导磷酸钙陶瓷:2.5年以上留学狗,”生物材料,22卷,不。19日,2617 - 2623年,2001页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
23. h·山崎裕“异位骨形成多孔羟基磷灰石陶瓷皮下组织的狗,”日本口腔生物学》杂志上,32卷,不。2、190 - 192年,1990页。视图:谷歌学术搜索
24. 山崎裕h . h .酒井法子,“成骨反应的皮肤下多孔羟基磷灰石陶瓷狗,”生物材料,13卷,不。5,308 - 312年,1992页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
25. 美国Ripamonti”Osteoinduction多孔羟基磷灰石植入异位的网站不同的动物模型,”生物材料,17卷,不。1,31-35,1996页。视图:谷歌学术搜索
26. 李y, z h .元,杨,x, j . d . de Bruijn和k . de Groot“Osteoinduction磷酸钙生物材料,材料科学杂志,9卷,不。12日,第726 - 723页,1998年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
27. R.-N。杨,你们f, L.-J。程et al .,“Osteoinduction Ca-P生物材料植入老鼠的肌肉,“浙江大学学报B,12卷,不。7,582 - 590年,2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
28. t·奥田硕k . Ioku i Yonezawa et al .,“缓慢的吸收与骨替代的热水地合成纯calcium-deficient羟磷灰石,”生物材料卷,29号18日,第2728 - 2719页,2008年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
29. p . Habibovic h .元,c·m·范德Valk g·梅耶尔,c . a . van Blitterswijk和k . De Groot”3 d微环境作为基本元素为osteoinduction生物材料,”生物材料,26卷,不。17日,第3575 - 3565页,2005年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
30. r . z LeGeros”,综合分析生物材料的性质:钙磷酸盐,”临床骨科和相关研究,没有。395年,第98 - 81页,2002年。视图:谷歌学术搜索
31. 甘j .他黄t . l . et al .,“Collagen-infiltrated多孔羟基磷灰石涂层及其成骨的属性:体外和体内研究中,“生物医学材料研究杂志》上,卷100,不。7,1706 - 1715年,2012页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
32. m . Simion Rocchietta, f·丰塔纳et al .,“评价一个resorbable胶原蛋白与rhPDGF-BB matrixinfused高软组织扩张:3.5年的观测的初步报告,“牙周病学&恢复性牙科的国际期刊,32卷,不。3、273 - 282年,2012页。视图:谷歌学术搜索
33. t . g . Chen Ushida, t . Tateishi”与胶原蛋白microsponges海绵生物降解混合嵌套,”生物医学材料研究杂志》上,51卷,不。2、273 - 279年,2000页。视图:谷歌学术搜索
34. m . Hayashi r·吉米·l·林德et al .,“体外表征和成骨细胞对纳米光催化TiO的反应₂涂层表面,”Acta Biomaterialia,8卷,不。6,2411 - 2416年,2012页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
35. r·金博d .小野y Hirakawa t . Odatsu t .田中和t . Sawase”加速photo-induced亲水性促进骨整合:动物研究中,“临床牙科植入物和相关研究,13卷,不。1,第85 - 79页,2011。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
36. r·金博t . Sawase k .爸爸,t . Kurogi y柴田则和m . Atsuta”增强初始细胞反应化学改性阳极氧化钛,”临床牙科植入物和相关研究,10卷,不。1,55 - 61、2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
37. t . Sawase r·金博k .巴巴y柴田则t . Ikeda和m . Atsuta”Photo-induced亲水性提高初始细胞行为和早期骨并列,”临床口腔植入研究,19卷,不。5,491 - 496年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

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