使用微血管树脂铸造技术评估碳酸磷灰石颗粒移植后拔牙窝的形态变化和血管再生情况

《Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, Medicine, and Pathology》：Morphological changes and vascular regeneration in tooth extraction sockets after carbonate apatite granule grafting, as assessed using a microvascular resin casting technique

本研究通过微血管树脂铸型结合扫描电镜技术，评估CO?Ap在犬类拔牙窝中的骨再生效果。结果显示，CO?Ap组在14、30、90天后的骨再生率均显著高于对照组，并形成致密板层骨及骨髓腔，表明其促进血管生成和骨结构修复的潜力，为骨移植材料的选择提供依据。

　　本研究聚焦于碳酸钙磷灰石（CO?Ap）在犬类前磨牙拔除窝中对骨再生的影响，特别是其在骨形成过程中与血管生成之间的关系。通过使用微血管树脂铸模技术结合扫描电子显微镜（SEM）对拔牙窝进行形态学分析，研究人员能够观察到不同时间点下骨高度变化以及再生过程的动态特征。实验设计采用对照组与CO?Ap移植组的对比方式，分别在术后14天、30天和90天对样本进行评估，以揭示CO?Ap在促进骨再生方面的潜在优势。

在术后14天时，对照组的拔牙窝内主要填充了血液凝块，而CO?Ap移植组则填充了颗粒状物质，这些颗粒不仅为血管生成提供了支持，还促进了骨再生，使得牙槽嵴高度得到提升。到了术后30天，两个组都出现了新骨的形成，伴随着血管再生。然而，对照组的牙槽嵴高度仍持续下降，而CO?Ap组则表现出更稳定的结构变化。到了术后90天，对照组的牙槽嵴高度仍未恢复，而CO?Ap组则形成了致密的板层骨，并且内部出现了骨髓腔和有序的微循环系统，显示出更强的结构和血管再生能力。这一发现表明，CO?Ap不仅能够维持牙槽嵴的高度，还能在拔牙窝内引导更有效的骨形成过程。

### 1. 研究背景

在牙种植手术中，由于牙槽骨吸收或牙槽嵴宽度不足，骨再生治疗的需求日益增加。拔牙后，牙槽骨会经历一定程度的吸收，这可能会影响后续种植体的植入效果。尽管自体骨因其成骨、成骨诱导和成骨传导性而被认为是骨移植的“黄金标准”，但其应用受到解剖结构限制和供体部位并发症的影响。因此，研究者开始探索其他类型的骨移植材料，如异体骨、异种骨和合成骨。其中，异种骨因其长期体积稳定性而被广泛应用，但其不完全重塑和较高的吸收率仍然是临床关注的问题。脱蛋白牛骨矿（DBBM）因其可靠的临床效果而被广泛使用，但随着研究的深入，合成材料如羟基磷灰石、β-三钙磷酸盐和碳酸钙磷灰石（CO?Ap）因其感染安全性、化学稳定性和可调节的吸收率而受到越来越多的关注。

CO?Ap作为一种合成骨移植材料，表现出优异的成骨传导性，并且能够被破骨细胞以类似于天然骨的方式吸收。这种特性使其在牙周再生领域具有广阔的应用前景。然而，CO?Ap在骨再生过程中如何与血管生成相互作用，仍然是一个未解之谜。因此，本研究旨在通过形态学分析，探讨CO?Ap在促进骨再生方面的潜力，尤其是其在血管生成过程中的作用。

### 2. 研究方法

本研究采用了一种改良的树脂血管注射技术，结合扫描电子显微镜（SEM）来评估拔牙窝的形态变化。研究对象为六只健康的雌性比格犬，年龄为12个月，体重在9至10千克之间。所有实验均遵循ARRIVE指南2.0的标准进行设计和报告。在拔牙手术前，使用阿托品硫酸盐作为预麻醉药物，并通过静脉注射丙泊酚诱导全身麻醉，随后维持吸入式异氟醚麻醉。在深度麻醉状态下，研究人员拔除了犬的上颌和下颌第二至第四前磨牙。在实验侧（右牙列），拔牙窝内植入了CO?Ap颗粒；而在对侧（左牙列），则仅使用牙龈瓣缝合进行闭合，不进行骨移植。术后，使用青霉素钠（20毫克/千克）进行预防性抗生素治疗，以防止手术部位感染。

为了进行形态学分析，研究人员对拔牙窝进行了组织学处理，包括10%中性缓冲福尔马林固定、5%盐酸脱钙以及石蜡包埋。随后，采用4微米厚的切片进行苏木精-伊红（H&E）染色。通过ImageJ软件，研究人员测量了新骨形成的区域比例，以评估骨再生的进展情况。此外，为了进一步分析血管生成情况，研究团队使用了微血管树脂铸模技术，通过显微镜下观察和量化分析，评估了拔牙窝内血管结构的变化。

### 3. 研究结果

在术后14天时，对照组的拔牙窝内主要填充了血液凝块，而CO?Ap组的窝内则填充了颗粒状物质，这些颗粒作为支架材料，促进了血管生成和骨再生，使得牙槽嵴高度得到提升。到了术后30天，两个组都出现了新骨的形成，但对照组的牙槽嵴高度仍在持续下降，而CO?Ap组则表现出更稳定的结构变化。术后90天时，对照组的牙槽嵴高度仍未恢复，而CO?Ap组则形成了致密的板层骨，并且内部出现了骨髓腔和有序的微循环系统，显示出更强的结构和血管再生能力。

在组织学分析中，对照组的拔牙窝内形成了不规则的多孔新骨，但伴随显著的牙槽嵴高度下降和颊侧骨的丢失。相比之下，CO?Ap组的新骨不仅在结构上更加致密，还显示出更有序的排列，这可能与其促进血管生成的能力有关。通过树脂铸模技术，研究人员进一步观察到CO?Ap组在术后14天时，血管从颗粒周围扩展，形成了稳定的血管网络，支持了新骨的形成。到了术后30天，新骨在颗粒周围进一步成熟，形成了更清晰的骨小梁结构。而在术后90天，CO?Ap组的骨结构已经发展为类似于致密骨的板层结构，内部还出现了骨髓腔和血管系统，表明其再生过程不仅完整，而且更加有序。

### 4. 讨论

骨再生是一个复杂的生理过程，涉及多个因素的协同作用，其中血管生成尤为关键。研究表明，CO?Ap在促进骨再生方面具有显著优势，不仅能够维持牙槽嵴的高度，还能引导更有效的血管生成，从而支持新骨的形成。与之前的DBBM研究相比，CO?Ap表现出不同的再生模式：DBBM在术后30天时显示出较高的骨形成率，但在后期的骨再生过程中，其再生能力逐渐下降，而CO?Ap则在整个恢复期内保持较高的再生率。

这一结果表明，CO?Ap可能在骨再生过程中提供了更稳定的支架结构，使其能够持续支持新骨的形成，而不会像DBBM那样在后期形成残留颗粒，影响再生效果。此外，CO?Ap的血管生成能力也优于DBBM，其在术后早期就显示出显著的血管网络扩展，这可能有助于促进骨形成和组织修复。从临床角度来看，CO?Ap的这种特性使其在牙槽嵴重建方面具有潜在的优势，尤其是在需要长期维持骨体积的情况下。

相比之下，传统的骨移植材料如DBBM虽然在短期内能够提供良好的体积稳定性，但其长期效果可能不如CO?Ap。此外，由于DBBM来源于动物，存在一定的感染风险，这使得其在临床应用中受到一定限制。而CO?Ap作为一种合成材料，具有更高的生物相容性和感染安全性，这使其成为一种更优的骨移植选择。

在牙周再生治疗中，血管生成不仅有助于新骨的形成，还能促进软组织的修复。例如，在使用富血小板纤维蛋白（PRF）进行骨移植时，丰富的生长因子能够促进软组织的快速修复，但其支架作用有限，可能需要辅助的引导骨再生技术来维持牙槽嵴的高度。而CO?Ap的颗粒结构不仅能够作为支架，还能促进血管生成，从而形成一个更稳定的再生环境。

### 5. 研究意义

本研究的结果表明，CO?Ap在牙槽嵴重建中表现出良好的效果，特别是在维持牙槽嵴高度和促进血管生成方面。与传统骨移植材料相比，CO?Ap不仅能够提供更稳定的支架结构，还能通过促进血管生成来支持新骨的形成。这种双重作用可能使其在牙槽嵴重建中具有更高的预测性和稳定性，为临床提供了一种新的骨移植选择。

此外，本研究还揭示了CO?Ap在骨再生过程中的独特优势。其不仅能够在短期内维持牙槽嵴的高度，还能在后期形成更加致密和有序的骨结构，这可能与其良好的血管生成能力有关。这种能力使得CO?Ap在促进骨再生方面表现出更高的效率，尤其是在需要长期维持骨体积的病例中。

从长远来看，CO?Ap的应用可能有助于解决传统骨移植材料在临床上的一些局限性，如供体部位的并发症、材料的不完全重塑以及感染风险。通过提供更安全、更有效的骨移植选择，CO?Ap可能在未来的牙槽嵴重建中发挥重要作用，尤其是在牙种植手术中，为种植体的稳定植入提供更好的基础。

### 6. 未来研究方向

尽管本研究提供了关于CO?Ap在牙槽嵴重建中作用的重要证据，但仍需进一步的研究来验证其在人类临床中的应用效果。例如，需要在更大规模的临床试验中评估CO?Ap在牙种植手术中的长期效果，包括种植体的骨结合情况和边缘骨的变化。此外，还需要对不同类型的骨移植材料进行直接对比，以明确CO?Ap在骨再生中的具体优势。

从技术角度来看，进一步优化CO?Ap的颗粒大小和分布可能有助于提高其在拔牙窝内的支架作用，从而更好地促进血管生成和新骨形成。同时，结合其他生长因子或生物活性物质，可能能够进一步增强CO?Ap的骨再生能力，使其在复杂病例中发挥更大的作用。

### 7. 总结

本研究通过形态学分析，揭示了CO?Ap在牙槽嵴重建中的重要作用。CO?Ap不仅能够维持牙槽嵴的高度，还能通过促进血管生成来支持新骨的形成。这一发现为CO?Ap在牙种植手术中的应用提供了新的视角，表明其可能成为一种更优的骨移植材料，能够有效解决传统材料在临床上的一些局限性。未来的研究应进一步探索CO?Ap在不同临床环境下的应用效果，并通过优化其物理和化学特性，提高其在骨再生过程中的效率和稳定性。