胰島素干預(yù)對(duì)糖尿病兔種植體骨結(jié)合的影響 ①

趙進(jìn)峰,尹蒙熔,樊馬娟,魏 杰,徐 丹

(1．哈爾濱市第四醫(yī)院口腔科，黑龍江 哈爾濱 150026；2．哈爾濱市兒童醫(yī)院口腔科，黑龍江 哈爾濱 150010；3．哈爾濱市第四醫(yī)院耳鼻喉科，黑龍江 哈爾濱 150026)

糖尿病(diabetes mellitus，DM)是一種由于體內(nèi)胰島素絕對(duì)或相對(duì)不足而導(dǎo)致的以高血糖為特征的內(nèi)分泌代謝性疾病，發(fā)病率高，并發(fā)癥、合并癥嚴(yán)重。糖尿病對(duì)牙齒缺失的影響很大，糖尿病患者牙齒缺失率比健康人高15%[1]，這勢(shì)必導(dǎo)致要求口腔種植的糖尿病患者人數(shù)的迅速增加，為口腔種植術(shù)適應(yīng)證的選擇提出了新的挑戰(zhàn)。無論是對(duì)糖尿病患者還是對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的研究都證實(shí)糖尿病可以引起骨的生長(zhǎng)和代謝發(fā)生改變。胰島素是目前控制血糖治療糖尿病最有效、快速的方法，經(jīng)胰島素控制血糖的糖尿病患者是否能夠接受口腔種植手術(shù)是擺在我們面前的又一新的課題。因此，比較正常與糖尿病個(gè)體種植牙生物性能的不同，探討胰島素控制高血糖前后種植體周圍愈合機(jī)制的差異，將會(huì)為臨床糖尿病患者的種植策略和預(yù)后提供指導(dǎo)性幫助。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象及分組

將36只體重為2.5～4.0kg的5月齡雄性白兔飼養(yǎng)2周后測(cè)定制模前血糖、尿糖值，選擇空腹血糖≤6.0mmol/L、尿糖陰性的健康兔作為實(shí)驗(yàn)用動(dòng)物，隨機(jī)選其中12只作為空白對(duì)照組，余24只為實(shí)驗(yàn)組。實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物通過四氧嘧啶(Alloxan)誘導(dǎo)建立糖尿病兔模型。動(dòng)物飼養(yǎng)4周后，將實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物隨機(jī)分為兩組，即高血糖組及胰島素控制組，各12只，胰島素控制組接受中效胰島素(6～8u/d)治療，劑量按每只兔每周血糖進(jìn)行調(diào)整，空白對(duì)照組和高血糖組給予等量生理鹽水局部注射。

1.2 人工種植體植入

所有實(shí)驗(yàn)動(dòng)物右側(cè)脛骨內(nèi)側(cè)近中骨骺區(qū)植入兩枚直徑2.0mm長(zhǎng)度5.0mm的BLB純鈦種植體，二者相隔10mm。術(shù)后肌肉注射慶大霉素1萬u/kg，每天2次，連續(xù)用藥7d。監(jiān)測(cè)血糖。

1.3 標(biāo)本的獲取

每組兔隨機(jī)分3組，每組4只，分別于種植體植入后第4、8、16周獲取帶種植體骨標(biāo)本。

1.4 指標(biāo)的測(cè)定

1.4.1 X線檢查： 各組動(dòng)物于獲取標(biāo)本當(dāng)天拍攝右側(cè)脛骨正側(cè)位片，觀察種植體的植入情況、骨組織與種植體的結(jié)合情況、骨組織吸收情況等。

1.4.2 光鏡(組織學(xué)觀察)： 石蠟組織切片蘇木精-伊紅(HE)染色，觀察種植體-骨組織界面的結(jié)合類型和結(jié)合情況。

1.4.3 掃描電鏡(SEM)： 取一塊標(biāo)本用中性磷酸緩沖液配制的3%戊二醛4℃下固定24h后，0.9%NS和0.1MPBS反復(fù)沖洗，超聲波震蕩器內(nèi)洗滌5～10min，系列酒精脫水，醋酸異戊酯置換酒精，CO2臨界點(diǎn)干燥(冷凍干燥)，磨片標(biāo)本真空噴碳，鍍金膜后，掃描電鏡觀察，觀察種植體-骨組織結(jié)合情況。

1.4.4 骨密度(BMD)測(cè)定： 于獲取標(biāo)本當(dāng)天摘取脛骨標(biāo)本，用雙能數(shù)字化X線骨密度儀在0.16s10kv同一標(biāo)準(zhǔn)條件下拍片，并用圖像處理程序進(jìn)行骨密度分析，測(cè)量種植體附近的骨密度平均值。

1.4.5 骨接觸率測(cè)定(BCSR)： 在上述40倍光鏡下所獲得的照片中，采用數(shù)點(diǎn)法(point counting)[2]，用顯微鏡測(cè)微尺C5 型網(wǎng)絡(luò)測(cè)定切片上種植體界面的新骨所占比例。每個(gè)標(biāo)本選2 張切片，逐段測(cè)量整個(gè)界面區(qū)，根據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算出每個(gè)標(biāo)本界面區(qū)新骨占的百分比平均值。該比例近似等于種植體的骨接觸率(bone-contacting implant surface ratio，BCSR)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 創(chuàng)口愈合情況

術(shù)后所有動(dòng)物成活；高血糖組種植體脫落1枚，其他組種植體無脫落；對(duì)照組及胰島素控制組創(chuàng)口愈合良好，飲食正常，高血糖組創(chuàng)口愈合較慢。

2.2 X線片觀察

對(duì)照組種植體植入4周后，種植體周圍骨組織致密度增加，植入8周后，種植體與周圍骨緊密接觸，X線透射區(qū)基本消失；胰島素治療組種植體植入4周后周圍仍可見透射區(qū)，植入第8周后，種植體周圍可見骨組織致密度逐漸增加，植入后16周，種植體與周圍骨緊密接觸，無透射區(qū)；高血糖組種植體植入16周后仍可見不同程度的透射區(qū)。

2.3 組織學(xué)觀察

種植體植入后16周，對(duì)照組種植體與骨達(dá)到良好的骨性結(jié)合，骨小梁排列整齊，致密，界面處骨組織非常成熟，可見明顯的板層骨；胰島素控制組種植體基本上與骨達(dá)到骨性結(jié)合，骨小梁排列整齊，可見板層骨；高血糖組骨小梁結(jié)構(gòu)呈島狀，菲薄，連續(xù)性較差，小梁間為疏松的纖維結(jié)締組織。見圖1。

對(duì)照組16周 胰島素控制組16周 高血糖組16周

2.4 掃描電鏡觀察

種植體植入后16周，種植體表面有大量新骨形成；胰島素控制組種植體與骨之間基本達(dá)到良好的骨性結(jié)合，二者接觸緊密；高血糖組種植體與骨之間仍可見不規(guī)整間隙，寬約27～42μm，可見篩狀骨組織。見圖2。

對(duì)照組16周 胰島素控制組16周 高血糖組16周

2.5 骨密度(BMD)測(cè)定

各時(shí)間段3組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物種植體區(qū)骨密度值見表1，在任一時(shí)間段，高血糖組與對(duì)照組和胰島素控制組相比，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；而胰島素控制組與對(duì)照組相比，各個(gè)時(shí)間段差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。將各組12只實(shí)驗(yàn)動(dòng)物所測(cè)得的骨密度數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，高血糖組與對(duì)照組相比(t=8.027，P<0.05)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；高血糖組與胰島素控制組相比(t=3.140，P<0.05)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；胰島素控制組與對(duì)照組相比(t=0.296，P>0.05)，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 見表2。

表1 各時(shí)間段各組種植體區(qū)骨密度值

表2 各組種植體區(qū)骨密度

2.6 種植體的骨接觸率

3組種植體的骨接觸率,高血糖組的骨接觸率明顯低于對(duì)照組，在各個(gè)時(shí)期兩組差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)；胰島素控制組在各個(gè)時(shí)間段與對(duì)照組骨接觸率差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表3。

表3 各組種植體骨接觸率(%)

3 討論

本實(shí)驗(yàn)通過構(gòu)建四氧嘧啶誘導(dǎo)糖尿病兔模型并應(yīng)用胰島素控制血糖，對(duì)糖尿病兔血糖控制前后種植體周圍骨整合情況進(jìn)行了研究，為進(jìn)一步拓展口腔種植術(shù)適應(yīng)證提供了新的資料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，糖尿病兔手術(shù)創(chuàng)口愈合緩慢，骨鈣、骨密度明顯降低，種植體—骨界面結(jié)合較差，種植體骨接觸率低，這說明高血糖引起的代謝紊亂導(dǎo)致骨吸收和骨損失增加，使糖尿病兔骨量持續(xù)減少，進(jìn)而導(dǎo)致口腔種植術(shù)失敗。而胰島素的治療不僅能控制糖尿病兔在任意時(shí)間血糖保持在5～8mmol/ L的范圍內(nèi)，還可以維持實(shí)驗(yàn)動(dòng)物正常的骨鈣、骨密度值，促進(jìn)糖尿病兔與鈦種植體形成良好的骨性結(jié)合，16周種植體骨接觸率達(dá)到90%，糾正了糖尿病對(duì)種植術(shù)骨改建的負(fù)面影響。本研究證實(shí)了四氧嘧啶誘導(dǎo)的糖尿病可以引起兔骨鈣、骨密度以及種植體骨接觸率降低，胰島素的治療可以使上述改變恢復(fù)正常。