胰岛素干预对糖尿病兔种植体骨结合的影响 ①

赵进峰,尹蒙熔,樊马娟,魏 杰,徐 丹

(1．哈尔滨市第四医院口腔科，黑龙江 哈尔滨 150026；2．哈尔滨市儿童医院口腔科，黑龙江 哈尔滨 150010；3．哈尔滨市第四医院耳鼻喉科，黑龙江 哈尔滨 150026)

糖尿病(diabetes mellitus，DM)是一种由于体内胰岛素绝对或相对不足而导致的以高血糖为特征的内分泌代谢性疾病，发病率高，并发症、合并症严重。糖尿病对牙齿缺失的影响很大，糖尿病患者牙齿缺失率比健康人高15%[1]，这势必导致要求口腔种植的糖尿病患者人数的迅速增加，为口腔种植术适应证的选择提出了新的挑战。无论是对糖尿病患者还是对实验动物的研究都证实糖尿病可以引起骨的生长和代谢发生改变。胰岛素是目前控制血糖治疗糖尿病最有效、快速的方法，经胰岛素控制血糖的糖尿病患者是否能够接受口腔种植手术是摆在我们面前的又一新的课题。因此，比较正常与糖尿病个体种植牙生物性能的不同，探讨胰岛素控制高血糖前后种植体周围愈合机制的差异，将会为临床糖尿病患者的种植策略和预后提供指导性帮助。

1 材料与方法

1.1 实验对象及分组

将36只体重为2.5～4.0kg的5月龄雄性白兔饲养2周后测定制模前血糖、尿糖值，选择空腹血糖≤6.0mmol/L、尿糖阴性的健康兔作为实验用动物，随机选其中12只作为空白对照组，余24只为实验组。实验组动物通过四氧嘧啶(Alloxan)诱导建立糖尿病兔模型。动物饲养4周后，将实验组动物随机分为两组，即高血糖组及胰岛素控制组，各12只，胰岛素控制组接受中效胰岛素(6～8u/d)治疗，剂量按每只兔每周血糖进行调整，空白对照组和高血糖组给予等量生理盐水局部注射。

1.2 人工种植体植入

所有实验动物右侧胫骨内侧近中骨骺区植入两枚直径2.0mm长度5.0mm的BLB纯钛种植体，二者相隔10mm。术后肌肉注射庆大霉素1万u/kg，每天2次，连续用药7d。监测血糖。

1.3 标本的获取

每组兔随机分3组，每组4只，分别于种植体植入后第4、8、16周获取带种植体骨标本。

1.4 指标的测定

1.4.1 X线检查： 各组动物于获取标本当天拍摄右侧胫骨正侧位片，观察种植体的植入情况、骨组织与种植体的结合情况、骨组织吸收情况等。

1.4.2 光镜(组织学观察)： 石蜡组织切片苏木精-伊红(HE)染色，观察种植体-骨组织界面的结合类型和结合情况。

1.4.3 扫描电镜(SEM)： 取一块标本用中性磷酸缓冲液配制的3%戊二醛4℃下固定24h后，0.9%NS和0.1MPBS反复冲洗，超声波震荡器内洗涤5～10min，系列酒精脱水，醋酸异戊酯置换酒精，CO2临界点干燥(冷冻干燥)，磨片标本真空喷碳，镀金膜后，扫描电镜观察，观察种植体-骨组织结合情况。

1.4.4 骨密度(BMD)测定： 于获取标本当天摘取胫骨标本，用双能数字化X线骨密度仪在0.16s10kv同一标准条件下拍片，并用图像处理程序进行骨密度分析，测量种植体附近的骨密度平均值。

1.4.5 骨接触率测定(BCSR)： 在上述40倍光镜下所获得的照片中，采用数点法(point counting)[2]，用显微镜测微尺C5 型网络测定切片上种植体界面的新骨所占比例。每个标本选2 张切片，逐段测量整个界面区，根据测量结果计算出每个标本界面区新骨占的百分比平均值。该比例近似等于种植体的骨接触率(bone-contacting implant surface ratio，BCSR)。

1.5 统计学方法

2 结果

2.1 创口愈合情况

术后所有动物成活；高血糖组种植体脱落1枚，其他组种植体无脱落；对照组及胰岛素控制组创口愈合良好，饮食正常，高血糖组创口愈合较慢。

2.2 X线片观察

对照组种植体植入4周后，种植体周围骨组织致密度增加，植入8周后，种植体与周围骨紧密接触，X线透射区基本消失；胰岛素治疗组种植体植入4周后周围仍可见透射区，植入第8周后，种植体周围可见骨组织致密度逐渐增加，植入后16周，种植体与周围骨紧密接触，无透射区；高血糖组种植体植入16周后仍可见不同程度的透射区。

2.3 组织学观察

种植体植入后16周，对照组种植体与骨达到良好的骨性结合，骨小梁排列整齐，致密，界面处骨组织非常成熟，可见明显的板层骨；胰岛素控制组种植体基本上与骨达到骨性结合，骨小梁排列整齐，可见板层骨；高血糖组骨小梁结构呈岛状，菲薄，连续性较差，小梁间为疏松的纤维结缔组织。见图1。

对照组16周 胰岛素控制组16周 高血糖组16周

2.4 扫描电镜观察

种植体植入后16周，种植体表面有大量新骨形成；胰岛素控制组种植体与骨之间基本达到良好的骨性结合，二者接触紧密；高血糖组种植体与骨之间仍可见不规整间隙，宽约27～42μm，可见筛状骨组织。见图2。

对照组16周 胰岛素控制组16周 高血糖组16周

2.5 骨密度(BMD)测定

各时间段3组实验动物种植体区骨密度值见表1，在任一时间段，高血糖组与对照组和胰岛素控制组相比，差异均具有统计学意义(P<0.05)；而胰岛素控制组与对照组相比，各个时间段差异均无统计学意义(P>0.05)。将各组12只实验动物所测得的骨密度数据进行统计分析，高血糖组与对照组相比(t=8.027，P<0.05)，差异具有统计学意义；高血糖组与胰岛素控制组相比(t=3.140，P<0.05)，差异具有统计学意义；胰岛素控制组与对照组相比(t=0.296，P>0.05)，差异无统计学意义。 见表2。

表1 各时间段各组种植体区骨密度值

表2 各组种植体区骨密度

2.6 种植体的骨接触率

3组种植体的骨接触率,高血糖组的骨接触率明显低于对照组，在各个时期两组差异均具有统计学意义(P<0.01)；胰岛素控制组在各个时间段与对照组骨接触率差异均无统计学意义(P>0.05)。见表3。

表3 各组种植体骨接触率(%)

3 讨论

本实验通过构建四氧嘧啶诱导糖尿病兔模型并应用胰岛素控制血糖，对糖尿病兔血糖控制前后种植体周围骨整合情况进行了研究，为进一步拓展口腔种植术适应证提供了新的资料。实验结果显示，糖尿病兔手术创口愈合缓慢，骨钙、骨密度明显降低，种植体—骨界面结合较差，种植体骨接触率低，这说明高血糖引起的代谢紊乱导致骨吸收和骨损失增加，使糖尿病兔骨量持续减少，进而导致口腔种植术失败。而胰岛素的治疗不仅能控制糖尿病兔在任意时间血糖保持在5～8mmol/ L的范围内，还可以维持实验动物正常的骨钙、骨密度值，促进糖尿病兔与钛种植体形成良好的骨性结合，16周种植体骨接触率达到90%，纠正了糖尿病对种植术骨改建的负面影响。本研究证实了四氧嘧啶诱导的糖尿病可以引起兔骨钙、骨密度以及种植体骨接触率降低，胰岛素的治疗可以使上述改变恢复正常。