局部应用尿囊素促进下颌骨牵张成骨中新骨形成的实验研究:基于RUNX2/BMP2通路的机制探索

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Cranio-Maxillofacial Surgery 2.1

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  针对牵张成骨(DO)中新骨形成质量与速度的临床挑战,土耳其Ondokuz Mayis大学团队通过兔下颌骨模型,首次证实局部尿囊素(1 mg/kg)可通过增强RUNX2/BMP2活性显著提升新骨体积(增加23.7%)、结缔组织(增加18.2%)及毛细血管生成(增加15.8%),其抗氧化与促干细胞分化特性为加速骨再生提供了新策略。

  

在颅颌面畸形治疗领域,牵张成骨(Distraction Osteogenesis, DO)技术虽能实现骨骼延长,但传统方法面临软组织适应性差、新骨形成缓慢等瓶颈。尤其在下颌骨修复中,长达数月的巩固期常导致并发症。而尿囊素(Allantoin)这一植物提取物,因其抗氧化、抗炎及促细胞增殖特性,在软组织修复中已有广泛应用,但其对骨再生的作用机制尚属空白。

土耳其Ondokuz Mayis大学的研究团队在《Journal of Cranio-Maxillofacial Surgery》发表的研究中,创新性地将尿囊素局部应用于兔下颌骨DO模型。通过建立12只新西兰兔的对照实验(对照组生理盐水冲洗,实验组1 mg/kg尿囊素局部处理),采用显微CT骨密度(Hounsfield Units)测量、Cavalieri立体学方法定量新骨/结缔组织/毛细血管体积,并结合RUNX2(成骨关键转录因子)和BMP2(骨形态发生蛋白2)免疫组化分析,系统评估了尿囊素对骨再生的影响。

主要技术方法

  1. 动物模型:12只成年新西兰兔单侧下颌骨截骨后安装牵张器,7天潜伏期后以0.25 mm/12小时速率牵张10天
  2. 影像学评估:显微CT扫描定量骨矿物质密度
  3. 立体学分析:Cavalieri法计算脱钙组织中新骨、结缔组织及毛细血管体积(mm3
    )
  4. 分子机制:免疫组化检测RUNX2/BMP2在结缔组织区的表达强度

研究结果
临床 outcomes
牵张后所有动物均出现下颌中线偏移,但实验组伤口愈合速率较对照组提升40%。

Histomorphological descriptions
立体学数据显示,实验组新骨体积较对照组增加23.7%(P<0.05),结缔组织增加18.2%,毛细血管密度提升15.8%。

Immunohistochemical findings
实验组结缔组织区RUNX2阳性细胞密度是对照组的2.3倍,BMP2表达强度增加1.8倍,提示尿囊素通过激活该通路促进间充质干细胞向成骨细胞分化。

讨论与结论
该研究首次揭示尿囊素通过双重机制加速DO骨再生:一方面通过抗氧化作用减少自由基对新生组织的损伤,另一方面通过上调RUNX2/BMP2通路促进干细胞成骨分化。值得注意的是,实验组结缔组织区呈现更活跃的血管生成,印证了尿囊素"血管-成骨耦联"作用。

这项研究为临床缩短DO巩固期提供了新思路:局部应用的尿囊素(成本仅为生长因子的1/20)可替代昂贵的BMP2制剂。未来研究需进一步优化给药浓度与时机,并探索其在人类颌骨再生中的转化潜力。

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