GTR修复牙槽骨缺损的beagle犬动物模型的研究华楠

庄晶

[摘要] 目的 为研究PLGA膜在beagle犬牙槽骨中的生物降解效果，建立一种符合牙槽骨缺损特点的动物模型。方法 该研究在2011年12月—2012年2月期间，以3只beagle犬为实验动物，年龄在14～16个月，平均体重（13.0±1.0）kg。拔除其双侧前磨牙。拔除牙后同时放入可吸收膜。在拔牙窝的左侧放置Bio-Guide胶原膜，右侧放置PLGA膜。 结果 3只实验犬均无死亡，饮食、活动正常。手术4周后再次进入牙槽骨，发现胶原膜和PLGA膜被完全吸收，生物降解。光学显微镜下显示在放置胶原膜和PLGA膜的拔牙窝上都形成了新的骨小梁。 结论 该研究采用的建模方法，成功构建了与临床即刻种植骨缺损相似，并可作为研究即刻种植骨界面骨性结合的实验动物模型。

[关键词] 牙槽；骨缺损；引导；组织再生；动物实验模型

[中图分类号] R780.1 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742（2015）09（b）-0048-02

[Abstract] Objective To study the biodegradation effect of PLGA film in the alveolar bone of beagle dogs， and establish a model of the animal model that was consistent with the characteristics of alveolar bone defect. Methods Between December 2011 and February 2012， 3 Beagle dogs aged from 14 to 16 months and with average weight of （13.0±1.0）kg， were selected as the experimental animals. We extracted their bilateral anterior molars， and then placed absorbable membrane in the extraction sockets with Bio-Guide collagen membrane in the left and PLGA membrane in the right. Results No mortality was found in all the dogs， and all of them showed normal diet and activity. Four weeks after extraction surgery， we observed the alveolar bone and found that the Bio-Guide collagen membrane and PLGA membrane were completely absorbed with good biodegradation effect. It was found under the optical microscope that new trabecular bone had developed at the extraction sockets where the absorbable membrane was placed. Conclusion Through the methods used in this study， we successfully establish the animal experimental model which is similar to immediate implantation in bone defect site and can also be applied in studying the synostosis of implant-bone interface.

[Key words] Alveolar； Bone defect； Guide； Tissue regeneration； Animal experimental model

引导骨再生技术（GBR）是针对骨的引导组织再生（GTR）技术，由GTR延伸而来[1]，GTR主要应用于牙齿[2]。目前，GBR主要运用的是胶原蛋白膜，然而它具有局限性，因此有必要研究合成聚酯纤维的可吸收生物膜。聚乳酸-羟基乙酸（PLGA）膜是一种可吸收生物膜，具有很好的生物降解性和生物相容性。而建立动物模型，研究PLGA膜在动物牙槽骨中的生物降解效果，才能进一步阐明PLGA作为GBR膜在临床使用中的效果。

多位学者先后采用猴、小型猪、比格犬、大耳白兔、鼠等多种实验动物，在其下颌骨制造骨缺损，植入植骨材料，采用组织学的方法评估植骨材料[3]。但其动物实验模型与种植临床的骨缺损形态各不相同。为研究PLGA膜在beagle犬牙槽骨中的生物降解效果，建立一种符合牙槽骨缺损特点的动物模型，该研究在2011年12月—2012年2月，采用beagle犬，年龄在14～16个月，按照天然骨缺损动物模型建立的方法制备牙槽骨缺损的实验模型[4]，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

实验动物选用健康雄性beagle犬（上海SLAC实验动物有限公司提供，该实验获得上海同济大学动物研究伦理委员会的批准）3只，体重（13.0±1.0）kg年龄14～16个月。所有beagle犬均采用笼中独立圈养的方法，定时、定量摄食，自由饮水。

1.2 实验器材和药品

Bio-Guide胶原膜（Geistlich AG，Wolhusen 瑞士）PLGA 膜由重庆永通生物医药有限责任公司提供。

1.3 手术方法

1.3.1 牙齿拔除实验 犬以肌内注射2%的tiazine和10%氯胺酮进行全身麻醉后，拔除双侧前磨牙。

1.3.2 骨缺损区的处理 拔牙后在拔牙窝的左侧放置Bio-Guide胶原膜，右侧放置PLGA膜。术后1～3 d给予肌肉注射青霉素（80万U/d）预防感染。

1.4 标本制取

3个月后处死动物。分离下颌骨，将含有Bio-Guide胶原膜/PLGA膜的骨标本置于10%甲醛溶液固定48 h，梯度乙醇脱水，氯仿透明，甲基丙烯酸甲酯包埋，制作不脱钙骨切片[5-6]。经HE染色后光学显微镜下观察。

2 结果

2.1 一般观察

3只实验犬均无死亡。3只实验犬都很好的耐受拔牙手术，拔牙后拔牙窝很快充满血凝块止血。术后2～3 h恢复意识。实验期间饮食、活动正常，所有的膜都覆盖其上。拔牙部位没有感染化脓。2周后，软组织形态和颜色与周边正常组织完全一样。愈合部位没有裂开。4周后双侧下颌近中远端拔牙窝的骨生成，见图1c。同时PLGA膜和胶原膜完全降解，没有残留，见图2a。

2.2 组织学观察

该次实验取拔牙创周围的组织用作组织学研究，并在术后第4周，第8周和第12周做出评估。通过外科手术我们提取下颌骨两边近远中侧，紧靠被拔前磨牙的骨块做研究（图2b）。取下的骨块先经过1周10%甲醛固定，然后在脱钙液中充分脱钙。骨块固定后，再经过脱水处理和石蜡包埋。最后，在光学显微镜下观察其沿长轴的矢状面在HE染色下的不同。

缺损区内，新生骨组织由根方牙槽骨顶端向缺损区中心方向生长，随着时间延长，缺损区内新生骨组织量增多，骨密度增加。

3 讨论

引导骨再生成骨的组织学过程：①编织骨形成阶段：成骨细胞伴随再生的毛细血管由骨床长入生物屏障膜封闭的植骨区，增值、分化，形成编织骨，快速充盈植骨区，为进一步成骨建立良好的支架；②板层骨沉积阶段，在编织骨周围沉积板层骨，增强新生骨的强度；③新生骨改建阶段。

生物屏障膜的种类：①不可吸收膜；钛膜、E-PTFE膜；②可吸收膜：胶原膜，如：BIO-GIDE膜和国产膜。目前，GBR主要运用的是胶原蛋白膜。两种材料主要用于制作可吸收生物膜：胶原蛋白和合成聚合物[7]。这些膜放置在拔牙窝，不需要二次手术将其取出。然而它具有局限性，因此有必要研究合成聚酯纤维的可吸收生物膜[8]。聚乳酸-羟基乙酸（PLGA）膜是一种可吸收生物膜，具有很好的生物降解性和生物相容性。

该研究选用的纯系动物beagle犬，均为雄性犬，年龄14～16个月。在性别、年龄等基本条件上保持一致性。多数以Beagle犬为模型动物的实验，都选用雄性犬[9-10]。笔者也认为，雄性犬下颌骨高度和宽度明显优于雌性犬，手术条件好。比格犬的牙槽骨较宽、骨质致密，与人的牙槽骨较为接近，是建立牙槽骨缺损动物模型中较为理想的动物[11]。

该研究中，肉眼观察4周后双侧下颌近中远端拔牙窝的骨生成。同时PLGA膜和胶原膜完全降解，没有残留。组织学观察可见，缺损区内，新生骨组织由根方牙槽骨顶端向缺损区中心方向生长，随着时间延长，缺损区内新生骨组织量增多，骨密度增加。建立了该动物模型，研究PLGA膜在动物牙槽骨中的生物降解效果，并进一步阐明PLGA作为GBR膜在临床使用中的效果。

[参考文献]

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[7] Yukihiko Kinoshita，Hatsuhiko Maeda.Recent Developments of Functional Scaffolds for Craniomaxillofacial Bone Tissue Engineering Applications[J]. Scientific World Journal，2013（86）：31-57.

[8] Postlethwaite AE， Seyer JM， Kang AH.Chemotactic attraction of human fibroblasts to type I， II and III collagens and collagen-derived peptides[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America， 1978，75（2）：871-875.

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[10] 冯丽芳，吴琳.犬牙槽骨种植实验及种植体-骨结合评价方法[J]. 中国实用口腔科杂志，2013，8（6）：496-502.

[11] 黄元瑾.种植体周围骨缺损的beagle犬动物模型的建立[J].广东医学，2010，9（31）：2340-2342.

（收稿日期：2015-06-10）