以鹿角为植入床探讨即刻负载对种植体及其周围骨改建作用的动物实验和数值研究

There is an increasing trend to use immediate loaded implant since it reduces treatment time and immediately recovers the aesthetic, masticatory and phonetic functions of patients. However, the present animal models for immediate loaded implant are problematic and the results are controversial. The deer antler is the only mammalian organ that can fully grow back and has the same chemical characters and physical properties as the bone. On the basis of our previous study which developed a novel loading device for deer antler and found that the bone remodeling process around implant inserted into deer antler and mandible had the same process, this project intends to apply immediate load on implants inserted into deer antler to establish a novel animal model for investigating immediate load implant. The present study aims to investigate the influence of immediate load on bone remodeling around implants by integrating radiological, histological and molecular biological technique. Moreover, this project intends to analyse the biomechanical characters and mechanism of immediate loaded implant and the tissue around implant. The aim of this project is to explore a novel, controllable and recyclable animal model for the investigation of bone remodeling around immediate loaded implant. Thus it will comprehensively reveal the dynamical bone remodeling process around immediate loaded implant, play an important role in revealing the mechanism of immediate loaded implant and guiding the loading strategy in clinical implant restorations.

即刻负载种植解决了传统种植疗程长、就诊次数多等缺点，但其疗效观察结果不一，重要的原因之一是缺乏理想的观察模型。鹿角可完全再生，且具有同骨组织相同的化学组成成分和物理特性；同时申请人前期研究发现植入鹿角与植入颌骨的种植体具有相似的骨改建过程，且发明了专用可控加载设备，但活体鹿角的即刻负载种植模型尚未建立和验证。因此，在此基础上，本项目拟以鹿角为植入床，建立研究即刻负载种植的新型可再生动物模型。采用影像学、组织学、分子生物学等多种手段对比分析即刻负载对种植体及其周围骨组织改建的作用；运用数值模拟和有限元方法比较即刻负载种植体及其周围骨组织的生物力学性能并探索其机制。旨在探索新型的可再生的可控的易操作的动物模型用于即刻负载种植体及其周围骨改建研究，为进一步揭示即刻负载种植体周围骨改建的动态过程及其机制和指导临床种植修复体负载策略奠定坚实的基础。

即刻负载种植解决了传统种植疗程长、就诊次数多等缺点，得到了医生和患者的广泛认可；但其疗效观察结果不一，可能的原因之一是缺乏理想的观察模型。鹿角可完全再生，且具有同骨组织类似的化学组成成分和物理结构。本项目拟以鹿角为植入床，建立研究即刻负载种植的新型可再生动物模型；采用影像学、组织学、有限元方法等多种手段对比分析即刻负载对种植体及其周围骨组织改建的作用。研究结果如下：1）成功研制了可控的专用于植入鹿角的种植体加载设备。2)种植体的植入和加载，以及种植体的标本采集，对梅花鹿的生活、进食和活动等没有影响，且对鹿角的生长和脱落以及再生都没有影响。3）影像学结果提示，随着植入时间的增加，加载组和未加载组种植体周围的鹿角组织的密度均不断增加，种植体周围鹿角组织的BV/TV，Tb. Th和Tb. N值均逐渐增加，而Tb. Sp值则不断减小。在第6周以后，其周围鹿角组织的密度与人的皮质骨密度相似。4）组织学结果提示，随着种植体植入时间的延长，新骨逐渐生长，并长入种植体螺纹之间，最后达到骨整合。同一时间点，即刻负载组种植体较未负载组种植体周围可见更多的骨小梁和骨基质，也可见更多的新骨形成。5）数值模拟和有限元分析结果提示，随着愈合时间的延长，种植体的位移逐渐减小，种植体的应力显著的降低，且应力分布范围逐渐减小，鹿角组织的应力逐渐增加，鹿角组织的应变则逐渐减小。综上所述，本研究成功的建立了鹿角这一新型的可再生动物模型用于即刻加载种植体及其周围骨改建研究，且进一步证实了适当的即刻加载可以促进种植体周围的骨改建。