MicroCT定量研究去势大鼠颌骨与胫骨的骨改变.pdf

中华老年口腔医学杂志2010 年 11 月第 8 卷第 6 期CHINESE JOURNAL OF GERIATRIC DENTISTRY NOVEMBER 2010 VOL.8 NO6MicroCT 定量研究去势大鼠颌骨与胫骨的骨改变*郭宏刘洪臣顾斌王晶孙建合汪瑷媛黎晓晖【摘要】目的：应用 MicroCT 对 Sprague-Dawley(SD)雌性大鼠去除双侧卵巢三个月后的下颌骨和胫骨进行对比研究。方法：分别从假手术对照(Sham)组和卵巢切除骨质疏松(OVX)组各取大鼠 8 只。将全部大鼠深度麻醉后处死。取一侧下颌骨和胫骨，去净软组织。行 MicroCT 检查、骨组织病理学研究。所得数据经 SPSS13.0统计分析。结果：大鼠去除双侧卵巢 3 月后，经 MicroCT 检查发现，OVX 组大鼠胫骨：骨小梁数目减少，排列稀疏，骨小梁断裂；骨小梁面积比和体积比、厚度和数目，骨矿含量和骨体积密度等均较 Sham 组显著降低，骨小梁分离度增加，P 0.05。OVX 组大鼠下颌骨：骨组织体积比、骨小梁厚度和单位体积骨小梁数目，均比 Sham组升高，骨小梁分离度较 Sham 组降低，P 0.05。与胫骨改变比较，结果完全相反。另外，大鼠下颌骨的三维骨矿含量和骨体积密度也升高，P 0.05。骨组织切片病理学观察：Sham 组胫骨松质骨呈条索状，骨小梁相互连接成网；下颌骨松质骨较致密，呈板状。OVX 组胫骨骨小梁变细，分离度增大，新生骨基质减少。磨牙下方松质骨骨髓腔增大，牙槽突新生骨基质减少。结论：SD 雌性大鼠切除卵巢 3 月后，下颌骨与胫骨的骨改变有差异。OVX 大鼠胫骨近心干骺端呈明显骨质疏松状态，与 Sham 组比较差异显著，MicroCT 影像直观、三维指标差异显著。OVX 大鼠下颌骨，与 Sham 组比较，骨量增加，结构致密，但已有骨生成减少表现。关键词：骨质疏松；动物模型；骨组织计量学；显微断层扫描中国图书分类号 R781文献标识码 A文章编号 1672-2973(2010)06-0324-05Study on the bone reconstruction of OVX rats mandible and tibia by Micro CTGUOHong,LIUHong-chen,GUBin,WANGJing,SUNJian-he,WANGYuan-yuan,LIXiao-hui.(Institute of Stomatology,General Hospital of Chinese PLA,Beijing 100853,China)Abstract Objective:To compare the performance in mandible with that in tibia of the OVX rats after ovariectomizedthree months.Methods:Sixteen rats from OVX group and sham group were anesthetized,then sacrificed.After microCTscanning,histopathological observation were made.The data were statistically analyzed by SPSS13.0.Results:After ratsovariectomized three months,trabecular bone volume,trabecular thickness,trabecular number,BMC and BMD of OVXgroup all were elevated than those of Sham group(P0.05).Trabecular separation was reduced statistical significantly.Thechanges of mandible after ovariectomized three months were opposite when compared with those of tibia.Compared withsham group,marrow cavity of trabecular bone under molars in OVX group expanded,trabecular bone area and new bonematrix in alveolar bone decreased.Conclusions:There are different appearances in trabecular bone morphology andarchitecture between tibia and mandible.After three months,changes in tibia and mandible are different dramatically.Thetibia of OVX rat is in osteoporotic status.But bone mass of the OVX mandible increased.Trabecular bone architecture ismore dense.Deeply studies are needed.Key words:osteoporosis;animal model;bone histomorphometry;micro computerized tomography*基金项目：国家自然科学基金(编号：30772450)北京市自然科学基金(编号：7082086)郭宏解放军总医院口腔医学中心副主任医师北京100853刘洪臣通讯作者解放军总医院口腔医学中心主任主任医师教授北京100853顾斌解放军总医院口腔医学中心主治医师北京100853王晶北京大学口腔医院病理科副主任技师北京100853孙建合解放军总医院耳研所副主任技师北京100853汪瑷媛解放军总医院骨研所主管技师北京100853黎晓晖解放军总医院检验科主管技师北京100853 论著 324CHINESE JOURNAL OF GERIATRIC DENTISTRY NOVEMBER 2010 VOL8 NO6中华老年口腔医学杂志2010 年 11 月第 8 卷第 6 期骨质疏松症是一种全身代谢性疾病，是目前世界上发病率、死亡率及保健费用消耗较大的疾病之一。前来口腔科就诊的老年患者中，常发现有骨质疏松，且同许多牙科疾病密切相关，如牙周病的发生，发展及治疗；义齿修复的设计与疗效；正畸治疗；种植义齿修复等等。随着骨质疏松研究的不断深入，骨质疏松症已引起多学科医生的高度重视。骨质疏松大鼠模型造成的骨骼系统骨质疏松，在不同的位点表现不同。以往研究关注较多的是股骨远端、胫骨近端和股骨颈、椎骨等，本实验研究去除双侧卵巢的大鼠，是否会引起颌骨的骨质疏松改变，其程度与以往较多研究的股骨、胫骨是否有差别。我们首次采用 MicroCT 对骨质疏松大鼠胫骨近心端及下颌骨松质骨进行扫描，继而对同一部位行骨组织病理学观察，对结果进行定量对比研究。与以往两维的组织病理切片计量学测量和双能 X线骨密度仪所测骨面积密度相比，MicroCT 所得三维体视学计量参数和骨密度参数更能真实反映骨组织的真实性状。三维体视学参数比二维形态计量学参数更重要，学术交流具有共同的基础。1.材料方法1.1 材料1.1.1 实验动物6 月龄 SD 雌性大鼠，行双侧卵巢切除术或假手术 3 月后，由解放军总医院医学实验动物中心(SPF 级医学实验动物中心，GB14925-2001)饲养管理。动物房温度 22-25，湿度 40-60%，压力 40-60 帕斯卡。SPF 级饲料由北京维通利华公司提供：Ca1.33%，P0.89%，粗蛋白 22.2%，粗纤维 4.19%，粗脂肪 4.5%，粗灰份 7.03%，水份 7.13%。1.1.2 主要实验试剂3%戊巴比妥钠，由解放军总医院医学实验动物中心提供。10%中性福尔马林5-10%的甲酸40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%乙醇正丁醇1.1.3 主要实验仪器美国通用公司 GEeXplore Locus MicroCT 扫描机德国徕卡显微系统有限公司 Leica DMI 4000Bdigital microscope 软件 IPP Image-Pro Express中文版骨组织切片机1.2 方法分别从 6 月龄 SD 雌性大鼠假手术对照(Sham)组和卵巢切除骨质疏松(OVX)组各取大鼠 8 只。将全部大鼠深度麻醉后处死。取一侧下颌骨、胫骨，去净软组织。分别对下颌骨第三磨牙下方、胫骨近心干骺端松质骨行 MicroCT 检查、组织病理学研究。所得数据经 SPSS13.0 统计分析。1.2.1 标本制备3%戊巴比妥钠腹腔注射深度麻醉后处死。立即取大鼠一侧胫骨、下颌骨，去净软组织，将骨标本置入 10%中性福尔马林液中固定。1.2.2 显微 CT(micro-computerized tomog-raphy,MicroCT)检查美国通用公司 GE eXploreLocus MicroCT 扫描机：voltage 80V，current450A，number of views 400，exposure time2000ms，bin mode 11(分辨率)27m。(1)对骨标本兴趣区进行 360连续断层扫描500 层：胫骨近端干骺端、下颌骨第三磨牙及其下方。(2)近端选取约 1.51.51.5mm3区域进行三维重建，分辨率 27m，灰度阈值为 1040；下颌骨第三磨牙下方选取约 0.80.50.1mm3区域进行三维重建，分辨率 27m，灰度阈值为 1214。(3)分别存储胫骨和下颌骨的三维体视计量学参数和骨密度参数。1.3 脱钙骨组织病理学检查1.3.1 胫骨、下颌骨骨组织脱钙切片的制备将存放于中性福尔马林液中 24-48h 的一侧胫骨、下颌骨取出，制备脱钙切片。1.3.2 观察光学显微镜下观察 Sham 组和OVX 组的胫骨近心干骺端松质骨的结构、形态。图 1Micro CT 选择兴趣区325中华老年口腔医学杂志2010 年 11 月第 8 卷第 6 期CHINESE JOURNAL OF GERIATRIC DENTISTRY NOVEMBER 2010 VOL.8 NO6主要观察区域为胫骨生长板下方约 1mm 处的次级海绵骨，下颌骨第三磨牙下方松质骨。1.4 统计学分析所得数据以 MeanSD(均值标准差)表示，应用 SPSS13.0 独立变量 t 经验，设定 P 0.05 差异具有显著性。2结果2.1 MicroCT 检查大鼠去除双侧卵巢 3 月后，下颌骨经 MicroCT扫描，选择第三磨牙下方松质骨固定区域进行三维重建，分析所得三维体视学数据，结果如下：骨组织体积比 BV/TV(%)、骨小梁厚度 Tb.Th(mm)、单位体积骨小梁数目Tb.N(1/mm)和骨小梁分离度 Tb.Sp(mm)均较Sham 组升高 P 0.05，与胫骨改变结果完全相反。另外，大鼠下颌骨的三维骨矿含量 BMC(mg)和骨体积密度 BMD(mg/cc)也升高，P 0.05。Sham组中，下颌骨骨小梁体积比、骨小梁厚度、骨小梁数目等三维体视学指标均明显小于胫骨，骨小梁分离度大于胫骨，P 0.05。OVX 组中，下颌骨骨小梁体积比、骨小梁厚度、骨小梁数目等三维体视学指标均明显大于胫骨，骨小梁分离度小于胫骨，P0.05。(表 1，2)2.2 骨脱钙组织病理学检查术后 3 月 Sham组胫骨骨小梁密集，相互交叉成网状(图 2-A)；OVX 组骨小梁数目明显减少，骨小梁变细，骨小梁之间缺乏连接，分离度增大。新生骨基质减少，即红染区域减少(图 2-B)。术后 3 月下颌骨磨牙下方松质骨 OVX 组与 sham 组比较，红染区域明显减少，即新生