数字化技术辅助齿槽嵴裂骨缺损精准修复的临床研究及动物实验

来源 :北京协和医学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gksword
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研究目的1、建立数字化技术辅助的齿槽嵴裂修复精准评估体系。通过三维数字化测量,分析并计算术前缺损体积、术后成骨效率,为手术方案设计及术后效果评估提供参考依据。实现齿槽嵴裂的术前准确测量,术中精准修复,术后定量评价。2、基于数字化技术辅助的齿槽嵴裂修复精准评估体系,探讨rhBMP-2对齿槽嵴裂自体骨移植修复效果的影响。3、开展前瞻性随机对照临床试验,验证自体浓缩骨髓血复合β-TCP支架材料对齿槽嵴裂骨缺损治疗效果非劣效于自体髂骨松质移植。4、建立兔齿槽嵴裂动物模型,使该动物模型满足骨移植修复成骨机制的研究以及应用不同生物材料修复齿槽嵴裂骨缺损的疗效研究。建立可靠的兔齿槽嵴裂模型骨修复效果评价方法便于后续基础研究。研究方法1、对2016年12月至2018年12月于我中心接受二期齿槽嵴裂修复手术治疗的26名患者进行回顾性研究。将26例患者术前CT数据进行数字化分析,分别采用我中心改良的镜像法和差减法测量齿槽嵴裂缺损体积,分析、对比这两种测量方法的准确性、一致性、观察者间信度。2、对上述26例接受自体髂骨或rhBMP-2复合自体髂骨修复齿槽嵴裂临床对照患者进行术后成骨效果的评估。采用我中心提出的齿槽嵴裂术后修复效果精准评估方法,将术前、术后12个月三维重建数据导入Geomagic软件中,进行布尔运算相减,得到齿槽嵴裂植骨区域的骨组织形态差异。计算新生骨的体积,并直观分析新生骨块的形态。统计分析验证该方法的准确性、有效性、可重复性。3、2019年1月至2020年8月于中国医学科学院整形外科医院行齿槽嵴裂修复的患者,按入选、排除标准入组共20例患者,签署知情同意书后通过中央随机系统随机进入2种手术方法组:自体浓缩骨髓血复合β-TCP支架材料组10例,传统自体髂骨松质移植组10例。术后5天、1个月评估不良事件,髂部供区疼痛量表评分;术后6、12个月行头颅CT检查。随访结束后,对术前、术后6月、术后12月CT数据行三维影像学分析,评估缺损修复情况和移植物变化。4、将12只实验兔随机分成三组,采用外科手术方式制作不同大小的右侧齿槽嵴裂缺损并拔除左侧中切牙,中切牙侧:4mm缺损;A组:6mm缺损;B组:8mm缺损;C组:10mm缺损。术后8周通过CT扫描三维重建及大体解剖学观察兔齿槽嵴裂自我修复情况,确定标准的兔齿槽嵴裂模型缺损大小。然后,将18只实验兔建立齿槽嵴裂模型后随机分为2组,分别植入等量自体髂骨松质骨和等量β-TCP。术后第2、4、8周每组分别随机挑选3只兔子行头颅CT扫描后处死,对兔齿槽嵴裂模型行解剖学、组织学观察,观察骨小梁、血管及造血组织、成骨破骨情况。结果1、镜像法测量26例患者齿槽嵴裂骨缺损体积均值:1.29±0.31cm3,平均测量时间:11.93±1.75min;差减法测量骨缺损体积均值:1.22±0.35cm3,平均测量时间:9.52±1.24min。皮尔逊相关系数显示这两种方法测量的体积之间呈很强的正相关(r=0.904,p<0.05)。两者的差异从-0.32cm3到0.44cm3,配对t检验显示两者差异无统计学意义(p>0.05)。在Bland-Altman散点图显示3.8%(1/26)的点在95%—致性界限以外,说明镜像法和差减法测量齿槽嵴裂缺损体积的一致性高。镜像法两位观察者的ICC为0.964,差减法两位观察者ICC为0.975,说明两种测量方法的观察者间信度及复测信度高。2、ICBG组与BMP组患者性别(p=0.899)、年龄(p=0.919)无统计学差异。26例患者的齿槽嵴裂平均缺损体积:1.25±0.32cm3。ICBG组(n=12):新生骨体积平均值:0.52±0.20cm3,平均 BF%:42.01±15.57%。BMP 组(n=14):新生骨体积平均值为0.69±0.21cm3,平均BF%为55.79±11.84%,ICBG组和BMP组的术后骨修复比率有统计学差异(p=0.022)。两位观察者测得的新生骨体积之间的ICC为0.923,观察者LB两次测量之间ICC为0.948,观察者LBH两次测量之间的ICC为0.939,证明该测量方法的观察者间信度及复测信度高。3、我院共入组20例单侧齿槽嵴裂患者,平均术前缺损体积为1.27±0.32cm3。实验组术后5天、30天疼痛量表评分均值:1.2±0.87分、0.3±0.64分。对照组术后5天、30天疼痛评分均值:4.1±0.94分、1.1±0.83分。两组术后5天及术后30天疼痛评分均有统计学差异。实验组:术后6月新生骨体积均值:0.65±0.24cm3,BF%:57.66±17.95%;术后 12 月新生骨体积均值:0.52±0.18cm3,BF%:52.38±14.37%。对照组:术后 6 月新生骨体积均值:0.74±0.14cm3,BF%:52.13±15.73%;术后12月新生骨体积均值:0.68±0.23cm3,BF%:48.06±21.10%。实验组与对照组在术后6月和12月的修复比例无显著差异。4、中切牙侧(4mm)牙槽窝缺损完全愈合;右侧齿槽造模6mm组:齿槽造模部位成骨良好,骨缺损接近愈合,平均缺损体积:48.75±11.65mm3;8mm组:造模部位骨壁有较明显的凹坑状骨缺损,平均缺损体积:97.94± 13.94mm3;10mm组:造模部位骨壁凹坑明显,齿槽嵴高度下降明显,平均缺损体积:175.16±23.00mm3。自体髂骨组:术后2周骨吸收率为17.21±2.62%;术后4周骨吸收率为37.61 ±4.74%;术后8周,骨吸收率为22.48±10.59%。β-TCP组:术后2周骨吸收率为17.78±1.74%;术后4周骨吸收率为33.77±12.22%;术后8周骨吸收率为21.95±5.16%。自体髂骨组与β-TCP组在术后2周、4周、8周的骨吸收率方面无显著差异。结论1、我们所建立的数字化技术辅助的齿槽嵴裂修复评估体系准确性高、可重复性好、耗时短且临床实用。差减法较镜像法应用范围更广。2、在齿槽嵴裂修复术中,rhBMP-2联合自体骨移植比单独自体骨移植的成骨效率更高。3、自体浓缩骨髓血复合β-TCP支架材料修复齿槽嵴裂缺损成骨效果与自体髂骨松质移植相当,且住院天数和髂骨区术后疼痛较对照组显著减少。4、手术制作10mm*5mm的兔齿槽嵴缺损可建立足够大小,且稳定、可靠的齿槽嵴裂模型。数字化测量与免疫组化分析是兔齿槽嵴裂模型骨修复效果评价的有效方法。
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