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Er:YAG激光和Nd:YAG激光对大鼠颅骨缺损模型成骨效果的研究

摘要目的:<br>  诸多口腔手术如种植手术、阻生齿拔除术、牙冠延长术、引导性组织再生术和颌骨囊肿切除术等术式均面临去除骨组织或术后骨组织修复等问题,如何实现最小创伤情况下切削骨组织并促进术后骨修复一直是学者们关注的热点问题。Er:YAG激光切削骨组织时产热少,对硬组织的热损伤区域窄,是良好的切割骨组织仪器。低能量激光治疗(Lowlevellasertherapy,LLLT)是一种具有骨诱导能力的生物刺激性治疗方法,在合适的参数和照射时间下,能有效促进骨组织新生。本研究通过建立大鼠颅骨缺损的动物实验模型,比较Er:YAG激光和传统的不锈钢钻头对大鼠颅骨切割后的骨修复情况,同时观察双激光联合应用(Er:YAG激光联合Nd:YAG激光)对大鼠颅骨缺损成骨和成血管的促进效果,为临床使用激光辅助牙槽外科手术及促进骨再生提供科学依据。<br>  方法:<br>  选取6周龄雄性,清洁级,SD大鼠20只,平均体重200g。每10只大鼠(20个骨缺损)为一组,将20个骨缺损随机分为五亚组(n=4):A组:以转速1000rpm/min牙科慢速手机安装传统不锈钢取骨环钻,制备直径4mm的圆形全层骨缺损。B组:使用Er:YAG激光(MSP,150mj,15Hz,2.25W)制备直径4mm的圆形全层骨缺损。C组:使用Er:YAG激光(MSP,150mj,15Hz,2.25W)制备直径4mm的圆形全层骨缺损。使用直径320μm光纤Nd:YAG激光(MSP,15Hz,1.5W)距离骨面3cm在非聚焦模式下垂直照射整个骨缺损区,照射时光斑面积为0.44cm2,照射60s/d,共7d。D组:Nd:YAG激光照射120s/d,其余操作如C组。E组:Nd:YAG激光照射180s/d,其余操作如C组。对大鼠进行标号并记录分组,术后4周和8周分别处死一组10只大鼠,通过大体组织观察、Micro-CT影像学分析和组织形态学观察等方法分析双激光对骨组织的成骨效果。<br>  结果:<br>  1.大体组织观察:<br>  术后即刻A组颅骨缺损边缘较为平整和连续。B组颅骨缺损边缘明显粗糙且不平整,出血量相比A组减少。C组骨组织创缘粗糙不平整,有多个小面积凝血块分布。D组可见一完整的血凝块附着在骨缺损表面,颜色鲜红。E组血凝块颜色深红且边界不清。术后4周,A组软组织颜色正常,骨组织缺损明显;B组软组织颜色正常,骨组织缺损较明显;C组软组织愈合良好,质地坚韧,颅骨缺损范围缩小;D组可见软组织有少量血凝块未被吸收,颅骨缺损范围缩小;E组软组织完全覆盖在骨面,可见大量泛红区域,血凝块残余较多,可触及大范围颅骨缺损。8周时,A组骨缺损范围仅少量修复;B组软组织生长良好,可触及少量新生骨形成;C组可见软组织愈合良好,可触及骨缺损范围明显缩小;D组软组织颜色深于A、B、C组,骨缺损范围明显缩小;E组软组织深红,与骨组织表面黏连,可触及明显的骨组织凹陷。<br>  2.Micro-CT影像学分析:<br>  2.1新生骨体积(NBV)结果分析:4周时,C组的新生骨体积(NBV)显著高于A、B、E组(p<0.001),与D组的差异不明显(p>0.05),而E组NBV最低,A组NBV低于B组(p<0.01)。8周时,C组的新生骨体积(NBV)显著高于A、B、E组(p<0.001),与D组的差异不明显(p>0.05),A组NBV最低(p<0.001)。<br>  2.2骨小梁厚度(Tb.TH):4周和8周时,A组骨小梁厚度(Tb.TH)均低于其他组(p<0.05),C组和D组Tb.TH值最为接近,且均高于其他组(p<0.05),两组之间差异没有统计学意义(p>0.05)。<br>  2.3骨小梁数量(Tb.N):随着时间的推移,各组骨小梁数量(Tb.N)均增加。4周和8周时,C组和D组Tb.N最多,两组之间差异没有统计学意义(p>0.05),A组相比其他组Tb.N最少,与C组和D组差异显著(p<0.001),与B组差异明显(p<0.01),但与E组差异没有统计学意义(p>0.05)。<br>  2.4骨矿物质密度(BMD):骨矿物质密度(BMD)是评价成熟骨质量的重要指标。4周和8周时,E组在五组中BMD最低(p<0.001),D组最高(p<0.001),C组仅次于D组,且两组之间差异不明显(p>0.05),A组低于B组(p<0.001)。<br>  3.组织形态学观察<br>  3.1Hamp;E染色观察:4w时,B组、C组、D组炎症组织明显低于其他组,8w时,各组骨组织内均未见明显的炎性细胞浸润。C组和D组新生血管明显多于其他组,B组新生血管量高于A组。C组和D组骨小梁厚度最厚,优于其他组,而且B组优于A组和E组。<br>  3.2Masson染色分析:4w时,A组、B组和E组仅可见少量蓝染的新生骨;C组和D组缺损边缘有较多的蓝染新生骨;8w时,C组和D组新生骨量增加。A组可见部分纤维结缔组织覆盖;B组仅见少量纤维组织,成骨速度和新生骨量优于A组。<br>  结论:<br>  1.相比取骨环钻组,Er:YAG激光切割骨组织后,骨创缘较粗糙,且促进了术区凝血效果,可加速骨组织和血管修复。<br>  2.在适当激光参数选择下,双激光联合应用能够减少创伤部位炎症反应,对骨组织矿物质沉积有促进作用,成骨效果优于单独使用同样参数设置的Er:YAG激光组。<br>  3.使用Er:YAG激光(MSP,150mJ,15Hz,2.25W,水:6,气:4)制备大鼠颅骨缺损,并联合Nd:YAG激光(MSP,15Hz,1.5W)距离骨面3cm照射时,Nd:YAG激光照射时间不同会产生不同的成骨效果,当照射时间为60s/d和120s/d时,促进骨修复的效果相似且均优于180s/d。

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导师 马国武
分类号 R781.05
发布时间 2023-12-11(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)
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