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局部胰岛素干预影响2型糖尿病大鼠种植体骨结合的研究

王宝岗  
【摘要】: 随着口腔种植技术的进一步发展,种植义齿已经成为一种重要的缺牙修复方式。而糖尿病一直是影响牙种植修复的一个高风险因素,最近几年,越来越多的糖尿病患者要求种植义齿修复,其中绝大多数患者为2型糖尿病。因此,糖尿病种植的研究就成为近几年来国内外研究的难点和热点。目前,糖尿病种植患者主要表现为较差的种植骨结合以及较低的种植成功率,而对糖尿病影响种植体骨结合导致种植失败的机理却不清楚,如何进一步研究糖尿病患者种植体周围骨结合的机制和影响因素,提高种植成功率?尚需进一步研究。 课题目的 本实验从刺激2型糖尿病患者种植体周围成骨细胞的潜在分化和新骨形成增加的角度着手,研究持续有效的局部干预方案,从而寻找一种能有效改善种植体骨结合的方法。本研究中,我们利用可生物降解聚合物PLGA包裹胰岛素微球,构建出一个可以局部加载的,能持续释放的缓释系统,作用在与人2型糖尿病极为相似的糖尿病大鼠模型胫骨骺端,通过局部释放胰岛素来刺激种植体周围骨组织界面成骨细胞的潜在分化,改善2型糖尿病大鼠种植体骨结合,从而提高种植成功率。本研究为降低临床中2型糖尿病患者种植失败率提供新的思路和理论依据,为解决2型糖尿病患者种植牙高风险这一临床热点的研究奠定了基础。 实验方法及结果 第一部分:2型糖尿病大鼠种植研究模型的建立 取8周龄雄性GK大鼠20只,体重250-280g,适应性喂养1周,高脂高糖饲料喂养3-6周,尾静脉取血检测大鼠血糖,筛选出符合标准的GK大鼠(血糖16.7mmol/L或者300mg/dL)。通过对相同周龄体重的SD大鼠胫骨骺端形态及体积的研究,自行开发出3.3×6mm的纯钛种植体并进行酸蚀及微弧氧化处理,将其植入2型糖尿病建模成功的GK大鼠胫骨骺端,期间监测GK大鼠体重、血糖浓度及血胰岛素水平,筛选出血糖值处在18±1.0mmol/L的GK大鼠,建立2型糖尿病大鼠种植研究模型。用SPSS 13.0统计学软件进行分析,数据用均数±标准差表示,每两组均数间进行t或近似t检验,p0.05示为差异有统计学意义。 结果: (1)整个实验过程中,血糖值处在18±1.0 mmol/L的GK大鼠占80%,2型糖尿病大鼠模型较稳定。糖尿病组大鼠血糖(17.98±0.37 mmol/L)高于普通大鼠(9.41±1.78 mmol/L),做近似t检验,p0.05,有统计学差异。 (2) GK大鼠建模后饮水量及进食量均高于正常SD大鼠,同时尿量明显增加。 (3)实验过程中2型糖尿病GK大鼠体重(307.7±6.62 g)低于普通SD大鼠(329.7±6.0 g),p0.05,有统计学差异。 (4) 2型糖尿病大鼠血胰岛素(29.09±4.99 mU/L)水平高于普通大鼠(9.16±2.16 mU/L),做近似t检验,p0.05,有统计学差异。 第二部分:2型糖尿病大鼠种植体周围骨结合水平的研究 将建模成功的2型糖尿病大鼠随机分为INS1组、INS2组和DM1组、DM2组,对照组为周龄接近的SD大鼠,随机分配为C1组、C2组。在大鼠的胫骨骺端植入前期加工处理过的纯钛种植体,在对INS组大鼠实施种植体植入的术中将包裹胰岛素的PLGA微球与术区血混合成血凝混合物加载在种植体周围和种植窝内,DM组和C组不做处理。分别于种植体植入后2周、6周处死各组大鼠,截取大鼠的胫骨骺端,制备切片,改良丽春三色法染色。利用德国莱卡图像收集系统采集骨组织切片图像,导入Auto CAD 2007软件分析各组大鼠骨切片种植体骨结合水平,计算种植体骨结合率。所得结果用均数±标准差表示,用SPSS 13.0统计学软件分析,每两组数据间进行独立样本t检验,p0.05示为差异有统计学意义。 结果显示: (1)种植体植入后2周,INS1组、DM1组、C1组种植骨结合率分别为:50.73±2.80%、28.82±5.32%、56.55±4.57%。 (2)种植体植入后6周,INS2组、DM2组、C2组种植骨结合率分别为:51.46±3.23%、58.23±3.12%、66.44±3.56%。 (3)种植体植入后2周,INS1组种植骨结合率明显高于DM1组,有统计学差异(p0.01);低于C1组,有统计学差异(p0.05); (4)种植体植入后6周INS2组种植骨结合率高于DM2组,有统计学差异(p0.01);C2组种植体骨结合率高于INS2组,有统计学差异(p0.01)。第三部分: 2型糖尿病大鼠种植体周围骨组织的研究 将第二部分收集的骨组织切片图像导入计算机分析软件分析种植体骨组织中成熟骨质、新生骨质、前期骨质所占的比例,比较其在不同组大鼠中的差异。所得结果用均数±标准差表示,利用SPSS 13.0统计学软件分析,每两组均数间进行独立样本t检验,p0.05示为差异有统计学意义。 结果显示: (1)种植体植入后2周,INS1组、DM1组、C1组成骨含量分别为28.17±3.83%、24.18±3.10%、25.92±2.25%;前期骨质含量分别为30.96±2.44%、25.97±2.19%、19.06±2.12%。 (2)种植体植入后6周,INS2组、DM2组、C2组成骨含量分别为45.63±3.05%、6.59±3.08%、42.43±4.73%;前期骨质含量分别为30.34±1.80%、86.80±6.26%、42.25±2.97%。 (3)种植体植入后2周,INS1组新生骨组织(6.32±1.26%)要高于C1组(5.7±1.36%),DM1组未观察到明显新生骨质, (4)种植体植入后2周,INS1组成骨含量高于DM1组及C1组,均有统计学差异(p0.05)。 (5)种植体植入后6周,INS2组成骨量明显高于DM2组,有统计学差异(p0.01);稍高于C2组,有统计学差异(p0.05)。 研究结论 (1)利用GK大鼠建立的2型糖尿病种植模型较稳定(实验过程中80%的大鼠空腹血糖在18±1.0mmol/L范围内波动),血清胰岛素、进食量、尿量和饮水量均有明显增加,体重减轻,与人的2型糖尿病极为相似。 (2)种植体植入后2周,INS1组大鼠由于局部释放的INS对成骨细胞分化的促进作用,其新生骨含量较高,种植体骨结合水平、成骨量也高于DM1组,仅次于C1组。 (3)种植体植入后6周,由于INS局部缓释的完成,INS2组大鼠成骨含量保持高水平,种植体骨结合率高于DM2组而低于C2组。 (4)局部INS的释放干预可以改善2型糖尿病大鼠早期的种植体骨结合,与正常大鼠差异较小;种植后期还能保持较高水平的成骨,虽然骨结合水平相对于正常大鼠仍有不足,但明显要高于DM组。


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