低温常压等离子体对牙科种植体周围炎作用机制的研究

Dental implants have been widely used in defects of dentition, but peri-implantitis prevalence has a ralatively high report range as 28% and 56% of subjects and 12% to 40% of implants. Common treatments are surgical or medical, which can only limit the progress of peri-implantitis. It is reported that cells are more likely to attach to the surfaces treated by non-thermal atmospheric plasmas (NTAPs), while mammalian cells can tolerate the NTAPs. Osteoblasts and fibroblasts are constructive cells around dental implants. We plan to investigate the reaction of these two kinds of cells to NTAPs, and the mechanisms, especially when these cells are concomitant. In this way, we can find out if the NTAPs were safe and effective enough in clinical therapy. This will provide theoretical support to the application of NTAPs in peri-implantitis treatment.

牙科种植已经越来越多的成为口腔牙列部分或全部缺失的首选治疗方案，但发生率极高的种植体周围炎极大影响了种植体的使用寿命和患者的生活质量。种植体周围炎是一种多原因导致局部细菌聚集而发生的感染性疾病，常规采用手术或非手术方案对该疾病进行治疗，但两种方案各有较大的局限性，其远期效果也并不很理想。在以往报道中我们发现低温常压等离子体（NTAPs）对各种常见致病细菌有良好的杀灭作用，而正常细胞可以耐受一定强度的NTAPs处理；同时，NTAPs处理后的种植体表面也能与生物体形成更好的骨结合。成骨细胞和成纤维细胞是种植体周围具备修复能力的主要细胞。我们希望通过了解这两种细胞对NTAPs处理的反应，从细胞乃至分子层面探讨低温常压等离子体对这两种细胞的作用机制，推断NTAPs应用于种植体周围炎的治疗是否具有足够的安全性和有效性；并配合相应动物实验，初步探索将对NTAPs用于种植体周围炎治疗的可行性。

本研究试图通过对低温常压等离子体（以下简称NTAPs）对离体细胞系的作用效果及机制进行研究，以及相应动物模型的研究，探寻关于NTAPs对口腔种植体周围炎的作用及其相关机制。第一阶段，课题组首先以培养成熟的细胞系为对象，通过调节NTAPs发生装置的气流流速、工作电压（以此调节功率）、与细胞的距离、作用时长等参数，研究了NTAPs对离体细胞的作用：当NTAPs能够直接接触细胞时，成纤维细胞和成骨细胞都表现出与时间、功率相关的不良反应；当有足够培养液阻隔其直接作用、或以等离子体处理过的液体来处理细胞时，细胞无明显不良反应，甚至有出现一定的促进增殖作用。而细菌和真菌实验表明，即使有足够培养液阻隔，NTAPs仍能对常规情况下耐受性较强的细菌和真菌产生明显的杀灭作用（以青霉菌孢子的抑制萌发率来衡量青霉菌的灭活效率，最高可达90%以上；以金黄色葡萄球菌杀灭效果监测，最高可达95%以上）。因此，该阶段实验表明，NTAPs能够在杀灭有害微生物的同时，对细胞不产生明显不良作用。第二阶段，课题组对NTAPs组成及不同条件下各组分的比例进行了检测，以便研究其各个组分对生物体的作用，分析NTAPs整体对生物体作用的具体机制。第三阶段，课题组尝试使用NTAPs对口腔溃疡的动物模型进行治疗。在成功复制金黄地鼠口腔溃疡模型后，通过与常规治疗药物碘甘油的对比，发现经过NTAPs处理的溃疡模型能够获得较高的愈合速度（等离子体处理组愈合时间明显短于其余各组，差异均有显著性(P =0.00)），并且在观察期内并未发现对正常黏膜产生不良作用。在完成各种处理24 h后，等离子体处理组与溃疡形成时的溃疡模型组相比，组织中SOD活性显著提高（P =0.00）、MDA含量显著减少（P =0.00）；而与正常组相比则无显著差异（P＞0.05）。综上，NTAPs是一种有效而安全的口腔炎症处理工具，其各组分分别对生物体细胞的机制仍值得进一步研究。