去卵巢对大鼠牙槽骨骨质量及实验性牙周炎的影响

颜承伟，安晶涛，李 莹，张 斌，金星爱，刘英群

(黑龙江哈尔滨:1.哈尔滨医科大学附属第一医院儿童口腔科，150001;2.哈尔滨医科大学附属第一医院口腔正畸科，150001;3.哈尔滨医科大学附属第二医院口腔科，150086)

骨质疏松症是中老年妇女的常见病，其主要发病原因之一是绝经后卵巢功能下降，导致雌激素缺乏，从而引起骨质丧失。牙周炎引起牙槽骨吸收是造成老年人牙齿松动、脱落的主要原因之一，而有关雌激素缺乏对颌骨骨质和牙周炎的影响一直是学者们关注的热点［1］。本实验通过切除大鼠双侧卵巢来模拟人类绝经，探讨绝经后牙槽骨骨质的变化情况及其对实验性牙周炎进展的影响。

1 材料和方法

1.1 主要材料和仪器

Wistar大鼠(吉林亿斯实验动物中心提供);显微 CT(μCT35，SCANCO Medical AG公司，瑞士);4-0#医用缝合线(上海金仪医疗器械有限公司);100 g/L水合氯醛(青岛宇龙海藻有限公司)。

1.2 去势和牙周炎动物模型的建立

1.2.1 去势手术

取12周龄雌性 Wistar大鼠20只(体质量260～280 g)，随机等分为卵巢切除组(OVX)和假手术组(SHAM)，分别在100 g/L水合氯醛按腹腔注射(0.3 mL/100 g体质量)麻醉下，备皮、碘伏消毒、腹部正中切口，OVX组摘除双侧卵巢;SHAM组切除卵巢周围等量脂肪组织。生理盐水冲洗腹腔后，分层缝合肌层和皮肤。术后所有大鼠均在相同环境［(室温(25±1)°，相对湿度(55±5)%］下常规饲养。

1.2.2 实验性牙周炎诱导

去势术后3个月，参照于晓潜等［2］报道的方法进行实验性牙周炎诱导:所有大鼠称重后，分别在水合氯醛腹腔注射麻醉下，用丝线结扎其右侧下颌第一磨牙(M1)牙颈部，左侧同名牙不予结扎，作为自身对照。结扎后继续常规饲养2个月，并于每周检查结扎情况，若有脱落则重新结扎。

1.3 取材和相关指标观测

1.3.1 体质量和子宫质量观察

实验结束后(去势术后5个月)再次对各大鼠进行称重，观察其体质量变化情况。然后用40 g/L多聚甲醛(PFA)心脏灌注处死所有大鼠，立即切取其子宫和输卵管一并进行称重;同时解剖出双侧下颌骨，置40 g/L PFA中固定24 h后用于以下检测。

1.3.2 骨组织结构参数测量

将各大鼠下颌骨标本以长轴垂直于地面的角度置于载物杯中，使用显微CT对其进行扫描。扫描参数设定为:电压170 kV，电流114 mA。图片分辨率1 024×1 024像素，层厚20.1 μm，曝光时间300 ms。每个标本各获得600张二维图片，分别用显微CT自带软件测量各实验牙根分叉区域的平均骨密度(BMD)、骨体积分数(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁分离度(Tb.Sp)、骨小梁数目(Tb.N)、骨表面积和体积比(BS/BV)等各项骨组织学参数(图1)。

图1 显微CT扫描所得二维断层图

1.3.3 测量牙槽骨高度丧失(Alveolar bone height loss)

分别取各大鼠下颌骨二维扫描图像进行三维重建。然后用显微CT自带软件在三维重建模型上测量各观测牙的釉牙骨质界到牙槽嵴顶的距离。每个牙均测其颊侧近中、中间、远中3个位点(图2)，取其平均值进行统计学分析。

图2 两大鼠下颌骨三维重建模型

1.4 统计学分析

2 结果

2.1 两组大鼠体质量、子宫质量比较

去势后的OVX组大鼠在术后3、5个月时的体质量均较SHAM组有所增加(P＜0.05);去势术后5个月时，OVX组大鼠的子宫萎缩呈线状，颜色苍白，其质量明显低于SHAM组(P＜0.05)(表1)。提示去势模型建立成功。

表1 两组大鼠体质量、子宫质量比较(g，s)

表1 两组大鼠体质量、子宫质量比较(g，s)

*与SHAM组相比P＜0.05

SHAM OVX术后3个月体质量 313.15±12.43 342.81±14.53观察指标*术后5个月体质量 358.38±10.18 380.37±10.78*术后5个月子宫质量 0.84±0.15 0.28±0.05*

2.2 两组大鼠牙槽骨变化情况比较

与SHAM组相比，去势术后5月OVX组大鼠的牙槽骨发生了骨质疏松改变，表现为:牙槽骨骨小梁碎裂，骨小梁间隙增大，结构松散(图1，图3)。骨组织结构参数测定结果显示:OVX组的牙槽骨平均骨密度(BMD)、骨体积分数(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)均明显低于SHAM组。骨表面积和体积比(BS/BV)、骨小梁分离度(Tb.Sp)均明显高于SHAM组(P＜0.05);而骨小梁数目(Tb.N)两组间无显著性差异 (P＞0.05)(表2)。

图3 两组下颌骨显微CT二维断层图

表2 两组大鼠下颌骨各项骨结构参数比较(s)

表2 两组大鼠下颌骨各项骨结构参数比较(s)

*与SHAM组相比P＜0.05

SHAM OVX BV/TV(%)82.12±7.46 71.19±10.35参数*Tb.N(1 mm-1)6.65±0.40 6.53±0.44 Tb.Th(mm)0.2028±0.0310 0.1578±0.0259*Tb.Sp(mm)0.0769±0.0281 0.1168±0.0466*BMD(mg cm-3)818.31±46.11 745.21±89.37*BS/BV(1/mm)9.51±1.12 11.83±1.24*

2.3 两组大鼠牙槽骨高度丧失情况比较

OVX组和SHAM组大鼠的右侧下颌第一磨牙用丝线结扎2个月后，均发生了牙周炎;与对侧同名牙相比，表现为牙龈红肿、牙周袋形成。显微CT扫描后三维重建图像可见，左侧(对照侧)牙槽骨高度有少量的自然下降，右侧(实验侧)牙槽骨高度严重下降，两侧相比差异有统计学意义(P＜0.05);但OVX组与SHAM组相比，无论是实验侧还是对照侧，其牙槽骨高度的丧失程度均无明显差异(P＞0.05)(表3)。

表3 两组牙槽骨高度丧失程度比较(mm，s)

表3 两组牙槽骨高度丧失程度比较(mm，s)

*与左侧相比P＜0.05

组别 左侧(对照牙)右侧(实验牙)SHAM 0.32±0.05 0.90±0.09*OVX 0.32±0.05 0.91±0.11*

3 讨论

去卵巢大鼠目前已经普遍应用于模拟人类绝经后的骨质疏松［3］。大鼠切除卵巢后，由于雌激素的缺乏，会对身体状况造成一系列影响，如行动迟缓，进食增加，体质量增长，子宫萎缩［4-5］。本实验中切除大鼠卵巢后，其体质量和子宫质量均发生了相应的变化，与假手术组相比有明显差异，提示去势模型建立成功，大鼠处于雌激素缺乏状态。牙槽骨的骨质量对各种口腔科治疗的效果均有较大影响，例如口腔种植、正畸牙齿的移动、全口义齿的稳固等。而雌激素缺乏可使骨转换率增加，造成骨质疏松症。因此，探讨绝经后的雌激素缺乏状态对颌骨骨质的影响越来越受到学者们的关注。以往的研究表明，大鼠切除卵巢后3个月，其股骨、胫骨、脊椎便可出现明显的骨质疏松［6］。为了探讨去卵巢大鼠牙槽骨骨质的变化，本实验使用显微CT对切除卵巢5个月后的大鼠下颌骨进行了扫描，并通过三维重建测量其平均骨密度和骨形态学参数，以直观的反映骨组织的微结构变化［7］。结果显示:大鼠切除卵巢5个月后，其牙槽骨出现了明显的骨质疏松，骨密度及骨小梁形态学参数均发生了明显变化，与假手术组相比差异具有统计学意义。不同学者在对去卵巢大鼠的颌骨密度进行评价后所得结论并不一致。Tanaka等［8］认为，去卵巢后大鼠的颌骨会发生骨质疏松;使用显微CT对大鼠的下颌骨骨密度进行评价发现，切除卵巢后1年，其根间隔处骨质丧失，骨小梁碎裂。本实验将观察时间提前至卵巢切除后5个月，也得到了相同的结果。然而 Costa［9］和 Orrico［10］则报道，大鼠切除卵巢后其颌骨并未出现骨质疏松改变，与本结果不同，可能是实验方法的不同所造成。Costa［9］测量的是大鼠上颌骨，而本实验测量的是Wistar大鼠的下颌骨;有文献报道，下颌骨较上颌骨对雌激素缺乏的影响更敏感［11］。Orrico［10］使用双能 X 线对切除卵巢后150 d的大鼠下颌骨骨密度进行了测量，也没有发现骨质丧失，可能双能X线灵敏度较显微CT低所致。Kuroda等［12］指出，PQCT检测颌骨骨密度的效能比双能X线高17%，而显微CT的精确度更高，每张断层的厚度可达10 μm以下。另外，卵巢切除后的时间也可能是影响颌骨骨质丧失程度的另一重要因素。郭宏等［13］使用显微CT对切除卵巢后3个月的大鼠下颌骨骨量进行定量测量，并未发现明显的骨质疏松改变，但已有骨质减少的表现。综上所述，虽然本实验中发现切除卵巢后，大鼠牙槽骨发生了骨质疏松，但由于研究部位、技术手段、观察时间等因素的差异会对结果产生不同影响，因此还需更多、更规范的研究。

牙槽骨高度丧失的程度，是反映牙周炎病变严重性的重要指标之一。大鼠切除卵巢后，由于雌激素的缺乏而使骨吸收加快，进而发生骨质疏松。在这个过程中，由牙周炎导致的牙槽骨吸收是否会受到影响?目前尚不十分清楚。本实验中，大鼠切除卵巢3个月后，于其下颌右侧第一磨牙牙颈部结扎丝线，2个月后显微CT扫描并未发现OVX组大鼠的牙槽骨高度丧失比SHAM组大鼠更严重。说明由雌激素缺乏导致的骨吸收过程，对牙槽骨高度丧失的影响较小。吴勇等［14］通过对269名临床患者的调查发现:慢性牙周炎在骨质疏松症患者与非骨质疏松症者中的患病率无显著性差异。

原发性骨质疏松可分为两型，Ⅰ型为绝经后骨质疏松，Ⅱ型为老年性骨质疏松。从病理学角度看，Ⅰ型主要丢失的是松质骨骨量，Ⅱ型丢失的既有松质骨又有密质骨［15］。本实验中，切除卵巢后大鼠的颌骨发生了骨质疏松，既为Ⅰ型骨质疏松。Guizhen Jiang［16］对切除卵巢后6个月的大鼠下颌骨骨质丧失情况进行研究后发现，颌骨的松质骨受影响严重，发生了骨质丢失，而颌骨的密质骨未受影响。牙周炎早期主要是包绕在牙槽骨表面的牙龈上皮及结缔组织的炎症。随着病变的进展，炎症逐步侵害到牙槽骨，导致牙槽嵴吸收，即牙槽骨高度丧失;而牙槽嵴由密质骨组成，Ⅰ型骨质疏松对其影响较小。以上只是从骨代谢的角度初步分析了本实验中未观察到Ⅰ型骨质疏松影响牙周炎进展的原因。但是，影响牙周炎发病、进展和预后的因素众多，需要更多的研究来阐明其具体机制。

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