羧甲基殼聚糖促進牙周組織再生的安全性

【摘要】  目的 研究羧甲基殼聚糖在牙周局部應用中的安全性。方法將32只小鼠隨機分為4組，每組8只。A組為空白對照組；B組為腹腔注射環(huán)磷酰胺陽性對照組；C、D組為羧甲基殼聚糖梯度實驗組，在手術缺損區(qū)置入不同劑量的羧甲基殼聚糖。術后4周處死動物，應用彗星試驗、嗜多染紅細胞微核試驗計算彗星尾數(shù)和微核率；同時收集牙周組織標本進行組織學觀察。結果術后4周C、D組骨缺損區(qū)可見少量新骨形成，A組未見明顯新骨形成；A組、C組、D組間紅細胞微核率及彗星尾數(shù)差異無顯著性(P>0.05)，而B組的紅細胞微核率及彗星尾數(shù)遠高于A、C、D組（F=8.32、47.61，P<0.01）。結論 局部應用羧甲基殼聚糖促進牙周組織再生安全可靠。 
【關鍵詞】  殼聚糖；牙周組織；安全性；彗星試驗；微核試驗
［ABSTRACT］ Objective To study the safety of topical use of N, 0?Carboxymethy chitosan on periodontium.  MethodsThirty?two mice were equally randomized to four groups: group A, a blank group; group B, positive control group (intraperitoneal injection of cyclophosphamide, CTX); groups C and D, gradient experiment groups, different doses of N,0?Carboxymethy chitosan were implanted into the operative?defect area. The mice were killed four weeks after the procedure. Comet assay to observe the genetic toxicity and histological study were performed.  Results Newly formed bone tissue was noticed in bone defect area in groups C and D, no new bone was seen in group A. The micronucleus rate and number of comet tail in group B were much higher than that in groups A, C and D (F=8.32,47.61;P<0.01); but no significant differences were found among groups C, D and A (P>0.05). Conclusion Local application of N, 0?Carboxymethy chitosan in stimulating the periodontal regeneration is safe and reliable.
    ［KEY WORDS］ Chitosan; Periodontium; Safety; Comet assay; Micronucleus test
    牙周疾病是導致成年人牙齒喪失的主要病因，嚴重影響病人生活質(zhì)量。牙周治療的最終目標不僅要消除致病因子，更要重建因牙周病而喪失的支持組織，恢復牙周組織的生理形態(tài)和功能，因而牙槽骨的再生就顯得尤為重要。理想的能引導牙槽骨再生的材料應具有良好的生物相容性，不引起免疫排斥反應和超敏反應，兼具含有鈣、磷成分和引導骨再生的作用，無需手術提供骨源，能與人體骨整合或降解并誘導牙槽骨的再生和重建，同時應取材方便、價格低廉等。目前，臨床上引導或誘導牙周組織再生的材料很多，如各種生長因子及骨替代用品等。但是由于來源困難、價格昂貴、致基因突變等原因使它們在臨床上難以廣泛應用。殼聚糖作為一種天然的生物材料，親水性好，細胞容易貼附并有一定的骨傳導性，不失為一種有發(fā)展?jié)摿Φ拇傺乐芑蜓啦酃窃偕�材料�?a target="_blank" title="羧">羧甲基殼聚糖是經(jīng)醚化改性后的殼聚糖，具有更高的水溶性[1]。本研究旨在探討羧甲基殼聚糖應用于牙周局部組織的安全性，為將來羧甲基殼聚糖在臨床上的安全應用提供參考依據(jù)。
    1       材料與方法
    1.1       試劑及儀器
    羧甲基殼聚糖（由中國海洋大學生物實驗室惠贈），環(huán)磷酰胺（山東普德藥業(yè)有限公司，國藥準字H14023686），20 g/L戊巴比妥鈉；倒置相差顯微鏡（OLYMPUS，Japan），高速離心機，電泳儀，恒溫水浴箱，光學顯微鏡。
    1.2       動物分組
    健康昆明種清潔級小鼠50只，雌雄各半，購自青島藥物檢驗所，合格證號：SCXK(魯)20030010，符合實驗動物質(zhì)量要求。經(jīng)適應性飼養(yǎng)1周后挑選體質(zhì)量30～35 g的小鼠32只，以隨機數(shù)字表法分為陰性對照組(A組)、陽性對照組(B組)、羥甲基殼聚糖小劑量組(C組)和大劑量組(D組)，每組8只。
    1.3       動物模型制作 
    A、C、D組小鼠均在20 g/L戊巴比妥鈉腹腔注射（45 mg/kg）麻醉下行前牙區(qū)牙槽骨缺損動物模型制作（A、C、D組制備動物模型所用的球鉆直徑分別為0.15、0.15、0.45 cm）[2]。術后，A組小鼠直接原位縫合，C、D組小鼠按牙槽骨缺損的大小分別置入不同量的羧甲基殼聚糖，嚴密縫合手術創(chuàng)口。B組小鼠腹腔注射環(huán)磷酰胺100 mg/kg,每天1次,連續(xù)3 d[3]。
    1.4       微核試驗與彗星試驗
    術后4周處死各組小鼠后，立即取胸骨骨髓，常規(guī)制片，Giemsa染色，每只小鼠油鏡下計數(shù)1 000個嗜多染紅細胞，計算微核率[4]。同時，小鼠于處死前通過眼球取血，分離淋巴細胞完成彗星電泳，計算彗星尾數(shù)[5]。
    1.5       組織切片
    動物處死后立即取其牙齒及牙周組織塊，置于40 g/L甲醛中固定，常規(guī)脫鈣，乙醇梯度脫水，二甲苯透明，石蠟包埋，連續(xù)切片，蘇木精?伊紅染色，光鏡下觀察新生牙周組織情況。
    1.6       統(tǒng)計學分析
    采用SPSS 13.0 及PPMS 1.5[6]統(tǒng)計軟件對資料進行F檢驗。
    2       結 果
    2.1       動物入組情況
    經(jīng)適應性飼養(yǎng)與挑選，最終有32只小鼠進入本文實驗。術后各組小鼠活動正常、反應靈敏，均未出現(xiàn)死亡。
    2.2       大體觀察
    各組小鼠術后創(chuàng)口愈合良好，置入材料未見暴露及溢出，局部軟組織充血水腫較輕，術后4周切片顯示C、D組缺損處牙槽骨有少量骨組織再生，而A組幾乎未觀察到新生骨形成。
    2.3       微核率與彗星尾數(shù)
    術后4周, B組的紅細胞微核率及彗星尾數(shù)遠高于A、C、D組（F=8.32、47.61，P<0.01），而A、C、D組之間比較差異無顯著意義(P>0.05)。見表1。
    3       討 論
    牙周組織再生是治療慢性牙周炎的最終治療目標，可以有效保留患牙。目前，促進牙周組織再生的材料品種較多，但各有利弊，諸多弊端使其應用受到限制。殼聚糖作為一種來源豐富、取材方便的生物表1 羧甲基殼聚糖對小鼠嗜多染紅細胞微核率及淋巴細胞彗星尾數(shù)的影響

   材料，近年來受到國內(nèi)外各學科的廣泛重視[7]。在口腔領域的應用也逐漸受到人們的重視，很多學者都已通過實驗室或動物實驗證實了殼聚糖具有促進骨組織再生修復的作用，能取得良好的引導牙槽骨再生的效果[8]。PARK等[9]研究發(fā)現(xiàn)，殼聚糖可以阻止上皮組織根方遷移，誘導牙周組織再生。同時，殼聚糖還可促進成骨細胞增殖和分化[10]。羧甲基殼聚糖是醚化改性后的殼聚糖，來源豐富，價格低廉，理化性質(zhì)穩(wěn)定，已被應用于多個領域。同時，它所具有的獨特的理化性質(zhì)、多種生物學活性如良好的生物相容性、促進牙周膜細胞的增殖、抗菌性及增加細胞黏附等，使其在牙周組織再生方面的應用越來越受到人們的關注。根據(jù)國際標準化組織（ISO）和國家衛(wèi)生部的規(guī)定，對于長期置入機體的材料必須進行相關毒性評價。本實驗分別采用微核試驗和彗星電泳對其遺傳學毒性進行測定，以期得到比較全面的評價。
    本實驗在分組時盡量挑選體質(zhì)、健康狀況等各方面一致的小鼠，以減少實驗誤差，使結果更加精確，可重復性好。在為期30 d的實驗期間，未出現(xiàn)動物的死亡，有效地保存了樣本量。但在預實驗期間，小鼠在模型制作時的死亡率高達39.8%，大多數(shù)都在手術后1 h內(nèi)死亡。分析原因可能與所給予的麻醉藥物劑量、全麻后體溫喪失過快有關[11]。
    小鼠骨髓嗜多染紅細胞微核試驗是評價環(huán)境理化因子對動物體細胞遺傳毒性的一種常用的細胞水平的手段[5]；彗星試驗可定性或定量分析單個細胞基因DNA單鏈斷裂水平，可用于評價細胞基因損傷[4]。本實驗聯(lián)合采用這兩種檢驗手段，希望能對羧甲基殼聚糖在牙周局部應用中的全身的潛在遺傳毒性有一個較全面的認識。結果表明，羧甲基殼聚糖在牙周局部應用中未顯示毒性，這與很多學者的有關研究結論是一致的。
    綜上所述，羧甲基殼聚糖本身所具有的多種生物活性及獨特的理化性質(zhì)、良好的生物安全性，使其作為一種新型的牙周再生材料成為可能，而且具有良好的發(fā)展前景。已有實驗證實了其在牙周組織再生中的促進作用，但這僅限于小型缺損。由于其強度差、易塌陷、降解速率與新生組織的生成率不匹配等缺點[12]，使其在大型缺損中的應用仍需進一步進行探討。
【參考文獻】
  [1]夏文水,陳潔. 甲殼素和殼聚糖的化學改性及其應用[J]. 無錫輕工業(yè)學院學報, 1994,13(2):162?165.

[2]李志勇,孫建寧. 水合氯醛和戊巴比妥鈉對SD大鼠麻醉效果的比較[J]. 四川動物, 2008,27(2):299?302.

[3]劉靜,于洪升. 低劑量輻射對環(huán)磷酰胺所致小鼠DNA及遺傳物質(zhì)損傷的影響[J]. 青島大學醫(yī)學院學報, 2008,44(1):44?47.

[4]邢衛(wèi)平,趙恒奎,姜宗榮,等. 微核及微核試驗在遺傳毒理學中的應用[J]. 安徽預防遺傳雜志, 2002,8:317?332. 

[5]王培昌,張宗玉,張建. 彗星試驗——一種DNA損傷水平與修復能力的測定方法[J]. 中華檢驗醫(yī)學雜志, 2006,7(29):651?652.

[6]周曉彬,紀新強,徐莉. 醫(yī)用統(tǒng)計學軟件PPMS 1.5的組成和應用特點[J]. 齊魯醫(yī)學雜志, 2009,24(1):29?32.

[7]李牧. 殼聚糖的性質(zhì)及應用研究[J]. 科技信息, 2007,20:52?54.

[8]PARKY J, LEE Y M, PARK S N, et al. Platelet derived growth factor releasing chitosan sponge for periodontal bonefegeneration[J]. Biomaterials, 2000,21(2):153?159.

[9]PARK J S, CHOI S H, MOON I S, et al. Eight?week histological analysis on the effect of chitosan on surgically created on?wall intrabony defect in beagle dogs[J]. J Clin Periodontal, 2003,30(5):443?453.

[10]STUM P G, HAGES S M. The effect of poly?N?acety lucosam inoglycan (chitosan) on osteogenesis in vitra[J]. Periodontal, 1996, 67(11):1170.

[11]李建輝,邵友光. 試驗大鼠麻醉方法及搶救措施[J]. 上海試驗動物科學, 2002,22(3):180.

[12]SOANE R J, FRIER M, PERKINS A C, et al. Evaluation of the clearance characteristics of bioadhesive system in humans [J]. Eur J Pharm Sci, 1996,4:23?31.

【羧甲基殼聚糖促進牙周組織再生的安全性】相關文章：

論空中交通管制的安全性11-21

技能探究 促進高效11-21

淺析教育信息網(wǎng)中網(wǎng)絡的安全性12-06

中藥注射劑安全性問題的探討及防范11-15

建筑結構設計的安全性分析02-28

如何促進學生記憶03-17

支架管理促進班級建設11-21

金斛春沖劑安全性毒理學評價11-14

淺談再生混凝土的性能特點及其應用工學論文06-20