高脂血症对钛种植体骨结合影响的研究进展

2020-1-17 15:01  来源:口腔医学
作者:徐丽娜 邱憬 阅读量:3951

    近年来,我国人民口腔健康意识不断增强,种植义齿因其咀嚼和美观方面的优势逐渐受到青睐,已成为许多缺牙患者的首选修复方式。钛种植体植入后能与牙槽骨形成牢固的骨结合,是种植治疗成功的关键。高脂血症是指血浆中甘油三酯、总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平升高,高密度脂蛋白胆固醇水平降低,并引起一系列并发症的一种全身性代谢紊乱疾病。

    随着现代生活水平的不断提高,高脂血症的发病率呈上升趋势,超过45%的20岁及以上人群的总胆固醇水平超过200mg/mL。而研究显示,高脂血症会导致骨代谢紊乱,不利于种植体的骨结合,从而影响高脂血症缺牙患者种植治疗的成功率和远期疗效。因而,高脂血症是种植治疗的风险因素之一。本文从钛金属、钛种植体骨结合、钛种植体周围微环境以及与继发性骨质疏松的关系等方面展开阐述,就高脂血症对钛种植体骨结合影响的研究进展进行归纳总结。

    1.高脂血症与钛金属的关系

    钛金属因其良好的耐腐蚀性、机械性能和优异的生物相容性而广泛应用于牙种植体的制作。目前,关于钛直接影响内分泌系统的研究尚鲜有报道。Hu等研究发现,钛表面的氧化钛层会显著提升小鼠体内的活性氧水平(reactive oxygen species,ROS),诱发氧化应激。氧化应激指体内氧化与抗氧化作用失衡,生成大量氧化中间产物,进而在体内产生自由基的一种损伤作用。

    高脂血症时,低密度脂蛋白胆固醇水平升高。而研究表明,钛能在一定程度上氧化血液中的低密度脂蛋白胆固醇,形成氧化低密度脂蛋白胆固醇。当钛种植体植入后,产生的氧化脂质一方面能增强破骨细胞活性,促进骨吸收,诱发局部炎症反应,另一方面可上调骨髓间充质干细胞的成脂分化,抑制其成骨分化,影响种植体骨结合的形成。

    2.高脂血症对钛种植体骨结合的影响

    种植体骨结合是指在光镜下观察,种植体和周围骨组织紧密接触,没有任何纤维组织等非骨组织介入种植体和骨组织之间。Insua等研究发现,高脂血症大鼠植入钛种植体后,种植体-骨结合界面的成骨细胞减少,破骨细胞增多,且钙(Ca)、磷(P)沉积减少,表明高脂血症会抑制钛种植体形成良好的骨结合。

    2.1高脂血症对钛种植体周围成骨细胞和破骨细胞行为的影响

    成骨细胞是骨形成的主要功能细胞,在骨组织表面规则排列,并向周围分泌基质和纤维,承担着骨基质的合成、分泌和矿化功能。骨基质的有机成分主要为Ⅰ型胶原,无机成分主要形成羟基磷灰石晶体,使骨基质矿化。骨代谢主要依靠成骨细胞和破骨细胞,前者负责新骨形成和矿化,后者负责骨的分解和吸收。Dündar等关于高脂血症影响骨代谢的研究发现,与对照组(正常大鼠)相比,高脂血症大鼠体内钛种植体周围的成骨细胞明显减少,而破骨细胞增多,表明高脂血症抑制了成骨细胞行为,增强了破骨细胞活性。

    究其原因,一方面,高脂血症导致的脂代谢紊乱会诱发氧化应激,进而阻碍骨祖细胞和骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化。另一方面,Choi等证实,高脂血症时,核因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)、白细胞介素-1(interleukin-1,IL-1)能上调NF-κB受体活化因子配体(receptor activator of NF-κB ligand,RANKL)的表达,增强破骨细胞活性,促进骨吸收。种植体的早期骨结合是一个新旧骨交替的过程,而高脂血症时种植体-骨结合界面的成骨细胞行为抑制和破骨细胞活性增强均不利于骨结合的形成。

    2.2高脂血症对钛种植体周围骨密度和骨接触率的影响

    Lac等研究发现,与正常大鼠相比,高脂血症大鼠植入钛种植体4~8周后,种植体-骨结合界面的骨密度降低,种植体周围出现骨小梁结构紊乱,骨量明显减少。Keuroghlian等亦通过动物实验证实,高脂血症大鼠体内钛种植体周围的骨质较为疏松,种植体骨结合界面骨密度降低,种植体周围股骨和胫骨的骨量和骨小梁体积均有下降。同时,高脂血症形成的脂质氧化产物增强了种植体周围的骨吸收,降低了骨接触率,使得钛种植体在骨愈合过程中缺乏足够的支持组织,影响种植体与骨组织的结合。

    2.3高脂血症对骨矿化的影响

    骨矿化是指钙磷等无机盐在一定条件下以羟基磷灰石晶体的形式沉积至类骨质中形成正常骨质的过程,与Ca/P原子个数百分比有关。而高脂血症会抑制新骨形成,促进骨吸收,打破既有的骨重建平衡,影响骨矿化。在种植体的早期骨结合阶段,骨重建较为活跃,成骨破骨同时存在,而新生骨小梁的Ca/P原子个数百分比较低,矿化程度较低,钛种植体植入早期Ca/P原子个数百分比呈逐渐增加趋势。

    Lu等通过动物实验发现,高脂血症大鼠植入钛种植体后的早期阶段,种植体周围骨组织中的Ca/P原子个数百分比显著下降,骨矿化程度低,对种植体骨结合的形成具有不良影响。Tirone等对227例患者(高脂血症患者139例)在种植治疗完成后6个月的骨结合情况进行临床回顾性研究显示,高脂血症与骨移植材料的成骨失败密切相关,并最终影响种植体的骨结合。

    3.高脂血症对种植体周围炎症的影响

    种植体周围炎是指口腔种植体周围软硬组织的炎症性损害,表现为种植体周围骨吸收、种植体-骨界面丧失、种植体周袋形成等一系列症状。炎症反应是常见的临床现象,是诸多疾病发生、发展的病理生理基础。高脂血症时,血浆中总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇水平明显升高,而增高的脂质会导致多种炎症因子上调,诱发全身或局部的炎症反应。Chen等研究发现,过量的胆固醇晶体可通过激活NF-κB信号通路诱导炎症细胞因子如白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、白细胞介素-10(interleukin-10,IL-10)等的表达。血浆脂蛋白可通过与一些化合物(氧化脂质或溶血磷脂等)结合以清理体内的内毒素,产生更多的ROS,诱发氧化应激,促进成脂,抑制成骨,上调炎症因子,促进炎症反应,导致细胞凋亡或坏死。

    在免疫反应方面,Cutler等研究报道,高脂血症会导致多核中性粒细胞的功能障碍,从而影响对早期感染的细胞免疫,不利于伤口愈合。在牙周感染的早期细胞免疫中,多核中性粒细胞至关重要,其功能障碍易引起严重的急性牙周感染。高脂血症引起的免疫细胞对伤口愈合的调节异常,显著增加了患者对牙周炎以及其它炎症感染的易感性。临床流行病学研究结果显示,在排除年龄、口腔卫生习惯、吸烟及其它系统疾病病史等混杂因素后,高脂血症患者的牙周状况往往较健康正常人差,进一步印证了脂质代谢异常对牙周组织的负面影响。

    种植义齿的结构、外观和功能都类似于天然牙,发生在种植体周围的疾病也与牙周病有一定的相似性。Alsaadi等通过对412例种植修复后患者进行为期两年的随访观察发现,高脂血症会显著增加种植体周围炎的发生率。由此可见,高脂血症能通过上调炎症因子表达和ROS引发炎症反应,同时,干扰早期细胞免疫,延长组织炎症的持续时间,从而增加种植体周围炎的发生风险,导致种植体周围骨吸收,甚至种植体的松动、脱落。

    4.高脂血症对种植体周围微血管循环的影响

    高脂血症状态下,由于血脂异常升高,血管内皮细胞会发生肿胀和增生,增强了血管对低密度脂蛋白胆固醇的通透性,引发血管壁脂质过量沉积,影响血液循环。当高脂血症患者出现局部损伤时,血管内皮细胞分泌合成的缩血管物质如血管紧张素等显著增多,使损伤部位出现异常的血管收缩和痉挛,发生血液微循环障碍。因此,高脂血症状态会影响种植术区以及种植体周围的微血管循环,造成局部血供不足,导致种植体周围骨质生成减少,骨质丧失增加。

    5.高脂血症与继发性骨质疏松的关系

    骨质疏松是以骨量减少、骨微结构破坏、骨脆性增加、骨强度降低及骨折高发生率为特征的一种全身代谢性疾病。牙槽骨的骨质疏松主要表现为牙槽骨密度降低、骨丧失、骨量减少等,严重影响种植修复的远期成功率。高脂血症作为一种代谢性疾病,与骨质疏松合并发生的临床现象较为多见。美国国民健康和营养调查数据显示,63%的骨质疏松患者同时患有高脂血症。

    高脂血症时骨组织间隙中沉积的过量脂质易触发炎症反应,引起骨营养血管钙化,加剧细胞损伤,抑制成骨细胞活性,阻碍骨质生成。因此,高脂血症导致的骨代谢紊乱,易引起继发性骨质疏松,致使钛种植体周围骨愈合不良、骨小梁减少,不利于种植体的早期骨结合。

    6.总结与展望

    综上所述,高脂血症对钛种植体骨结合的影响表现在多个方面,内在机理复杂。高脂血症会导致种植体-骨结合界面的成骨细胞行为抑制和破骨细胞活性增强,而钛金属引发的脂质氧化以及高脂血症造成的脂质异常聚集、氧化应激、炎症反应、微血管循环障碍等均会加剧骨代谢紊乱,不利于种植体与骨组织的结合。目前,高脂血症干扰钛种植体周围骨重建的分子机制尚未明确,还有待于进一步的深入研究。现如今,越来越多的高脂血症患者选择种植义齿修复缺失牙。鉴于高脂血症对钛种植体骨结合的负面影响,该类患者行种植治疗时应格外谨慎,须通过药物、饮食、中医等途径进行血脂控制,并定期随访观察。

    总之,相应药物的应用、合理的种植治疗计划、精准的种植手术、成骨活性更佳的钛种植体表面以及口腔卫生的保持,是高脂血症患者种植治疗获得成功的关键。

编辑: 陆美凤

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