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个体化钛修复体修复下颌角缺损的实验研究

作　者: 王太玲
导　师: 归来；张智勇；吕长胜
学　校: 中国协和医科大学
专　业: 外科学
关键词: 下颌角缺损快速成型技术个体化预制钛修复体重建钛离子释放电感耦合等离子体质谱法扫描电镜 X射线能谱分析俄歇电子能谱咬肌三维重建体积测量下颌角截骨下颌角修复
分类号: R782
类　型: 博士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

目的:应用计算机辅助设计和快速成型技术预制个体化钛修复体修复下颌角缺损,为该方法在临床的广泛应用提供实验基础和初步的临床经验。方法:在动物实验研究部分,我们将16只小型猪均分为两组,制作了小型猪下颌角缺损的动物模型(A组8只小型猪行左侧下颌角截骨术,B组8只小型猪行双侧下颌角截骨术)。根据术前、术后的CT扫描数据,应用三维重建及快速成型技术制作获得三维头颅模型,并在此基础上设计和制作个体化纯钛修复体。应用该个体化修复体修复16只小型猪左侧下颌角缺损。左侧均为实验侧,右侧(A组正常下颌角侧和B组单纯下颌角截骨侧)为对照侧。将实验侧和对照侧进行大体、光镜、电镜等方面的对照研究。在临床应用研究部分,我们采用该方法制备个体化下颌角修复体修复下颌角缺损3例。结果:在动物实验研究部分,应用快速成型技术制作的个体化钛修复体与缺损形态非常吻合,远期通过组织学和电镜观察可见钛修复体与骨之间逐渐形成完全的钛-骨整合。A组有1例小型猪于术后6个月出现感染,其余未见并发症。A组术后早期可以达到完全对称,但随着小型猪成长,实验侧(左侧)呈现出稍微小于正常侧(右侧)的趋势。B组单纯截骨侧(右侧)有小部分自愈,但仍明显小于实验侧(左侧)。在临床应用研究部分,患者的下颌角缺损得到了很好的修复,双侧基本对称。所有患者未见并发症,效果满意。结论:快速成型技术预制的个体化钛修复体可将缺损下颌角恢复到正常形态,钛修复体与骨质发生理想的骨整合,该个体化修复体具有广阔的临床应用前景。目的:研究钛植入体在植入动物或人体后的钛离子扩散规律和产生的影响,以及钛植入体的表面形貌和元素构成变化,为钛植入体在临床的安全应用提供实验数据。方法:在动物实验研究部分:实验组16只小型猪,各植入1枚个体化纯钛修复体修复左侧下颌角缺损;对照组4只小型猪,未植入任何钛植入体。(1)采用电感耦合等离子体质谱分析法(ICP-MS)对钛修复体植入前和植入后第1、3、6、12、18个月血清、尿、毛发中的钛离子水平、以及对照组和实验组植入后第3、6、12、18个月远处器官(包括肝、脾、肺、肾、颌下淋巴结、脊髓)中的钛离子水平进行定量检测。(2)应用X射线能谱分析(EDAX)检测钛修复体植入前和植入后表面元素构成变化和骨组织中钛离子含量变化规律,扫描电镜(SEM)观察钛修复体形貌变化。(3)光镜下观察植入钛修复体后邻近组织和远处器官的组织学改变。在临床研究部分:(1)我们应用ICP-MS检测了植入钛合金修复体患者术前和术后第1周、2周、1、3、5个月的血清、尿液的钛离子浓度变化,并分析变化规律。(2)应用俄歇电子能谱(AES)对临床常用的钛接骨板进行分析,比较未植入和植入后6个月接骨板在不同深度、不同接触面的元素变化。结果:在动物实验研究部分:(1)钛修复体在血清、尿液、毛发、肝、脾、肺、肾、颌下淋巴结、脊髓的术后钛离子浓度均较术前和对照组升高。尿的钛离子峰值出现在术后第1个月,毛发的钛离子峰值出现在术后第6个月,其余均出现在术后第3个月。除肾脏的钛离子浓度下降不明显外,其余均在半年后呈现不同程度的下降趋势。(2)应用EDAX检测我们发现,随植入时间延长,钛修复体表面的钛含量会相应降低,SEM观察钛修复体表面变得粗糙。钛在骨中最远探测极限距钛-骨界面250-300μm左右。(3)术后3个月包膜有黑染现象,光镜观察存在黑色颗粒,但6个月以后黑染及黑色颗粒均消失。在长达18个月的术后观察中未见与钛植入体相关的不良反应,组织学观察这种微量钛离子的沉积对周围组织并未造成明显的变性、坏死和引起局部病理性的增生。在临床研究部分:(1)患者血清钛离子浓度在术后第3个月到达峰值,随后下降;尿钛离子在术后第2周达到峰值,随后下降。(2)应用AES检测发现,术后6个月的钛接骨板在表面和10nm深度的Ti含量均低于未植入接骨板(P＜0.01),接触骨组织面的Ca含量在表面和10nm深度均高于未植入接骨板和接触软组织面(P＜0.01)。Ti含量随深度增加而增加(P＜0.01),Ca含量随深度增加而减少(P＜0.01)。结论:钛金属虽在体内有钛离子释放、沉积和元素交换现象,但均属微量,不足以导致组织器官结构、功能的改变和金属沉着症。钛具有良好的生物相容性和化学稳定性,但更为长期的植入安全性仍有待观察和研究。目的:观察下颌角缺损个体化纯钛修复体修复术后咬肌体积的变化规律。方法:小型猪16只均分为两组,在A组左侧及B组双侧制作下颌角缺损模型。A组8只小型猪行左侧下颌角缺损个体化纯钛修复体修复术,B组8只小型猪行左侧下颌角缺损个体化纯钛修复体修复术和右侧咬肌剥离术。对术后第3、6、12、18个月CT扫描所得到的断层数据进行图像处理,分离咬肌数据,并通过分体重建技术对咬肌进行三维重建和体积测量,并对A组小型猪的修复侧(左侧)和正常侧(右侧)、B组小型猪的修复侧(左侧)和单纯截骨侧(右侧)咬肌的体积变化进行对照研究。结果:A组小型猪的个体化纯钛修复体修复侧(左侧)的咬肌体积均小于正常侧(右侧),但双侧体积差距有逐渐缩小趋势;双侧咬肌体积在术后第3、6、12个月有统计学差异(术后第3、6月P＜0.01,术后第12月P＜0.05),在术后第18个月无统计学差异(P＞0.05)。B组小型猪的纯钛修复体修复侧(左侧)的咬肌体积均大于单纯截骨侧(右侧),但双侧体积差距有逐渐增大的趋势;双侧咬肌体积在术后第3、6、12个月有统计学差异(P＜0.01),在术后第18个月无统计学差异(P＞0.05)。结论:下颌角截骨术后咬肌体积会出现一定程度的萎缩,个体化钛修复体修复下颌角缺损利于咬肌体积的恢复,但仍小于正常体积。

全文目录

中文摘要  5-9
英文摘要  9-14
前言  14-15
研究内容  15-43
  第一部分快速成型技术预制个体化钛修复体修复下颌角缺损的实验研究和临床应用  15-25
    实验一快速成型技术预制个体化纯钛修复体修复下颌角缺损的动物实验研究  15-23
      一技术路线  15
      二材料与方法  15-19
      三结果  19-20
      四讨论  20-23
    实验二快速成型技术预制个体化钛合金修复体修复下颌角缺损的临床应用  23-24
      一研究方法  23
      二结果  23-24
      三讨论  24
    第一部分小结  24-25
  第二部分钛植入体植入体内后的钛离子释放和表面元素变化的实验研究  25-38
    实验一钛植入体植入体内后向血清、尿液、毛发和远处器官释放钛离子的实验研究  25-32
      一技术路线  25
      二材料与方法  25-27
      三结果  27-29
      四讨论  29-32
    实验二钛植入体植入体内后表面元素变化及钛离子向骨内释放的实验研究  32-37
      一技术路线  32
      二材料与方法  32-33
      三结果  33-35
      四讨论  35-37
    第二部分小结  37-38
  第三部分下颌角缺损个体化钛修复体修复术后咬肌体积变化的实验研究  38-43
    一技术路线  38
    二材料与方法  38-39
    三结果  39
    四讨论  39-42
    第三部分小结  42-43
全文总结  43-44
文献综述  44-60
  第一部分下颌骨缺损修复的研究历史与进展  44-50
  第二部分钛植入体在体内离子释放的研究进展  50-56
  第三部分下颌角截骨整形术后咬肌变化的研究进展  56-60
全文参考文献  60-71
附表  71-74
附图  74-89
缩略语  89-90
主要试剂和设备  90-91
致谢  91-92

个体化钛修复体修复下颌角缺损的实验研究

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