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利伐沙班对种植体早期骨结合影响研究

利伐沙班对种植体早期骨结合影响研究来源：本站时间：2024-01-10 00:00:00

关节退行性改变是老年人的常见疾病之一，关节置换术是其常用的治疗方法，但术后应注意预防静脉血栓栓塞（venous thromboembolism，VTE）的发生［1-2］。目前，口服抗凝药物已成为现代医学中预防心血管疾病的普遍方式之一，故关节置换术后的老年患者常需长期服用抗凝药，其也是行口腔种植术的主要群体之一。传统抗凝药如血小板抑制剂阿司匹林（aspirin，ASP）已被广泛应用于临床各领域，除被推荐为预防冠心病的二级用药外［3］，也被证实可用于老年患者骨科手术后VTE的预防［4-5］，推荐剂量一般为75 ~ 300 mg/次；1次/d［6-7］。而新型抗凝药利伐沙班（rivaroxaban，RIV）是首个口服凝血因子Ⅹa抑制剂，治疗窗范围较广［8-10］，可单独用于预防骨科术后VTE。10 ~30 mg/次、1 次/d 剂量的抗血栓效果优于依诺肝素［9］，且无需常规的凝血功能监测，是代替维生素K抑制剂及低分子量肝素预防和治疗血栓等并发症有效且安全的药物［11］。

研究表明，种植早期失败率比晚期更高［12］，约30%的早期种植失败发生于植入后1个月内［13］，观察种植体周围早期骨结合过程及衡量早期种植体-骨结合率（bone-implant contact，BIC）是预判种植术是否成功的重要方法。种植体植入后会引起周围组织的损伤并形成血凝块，血凝块不仅可为新生骨细胞从原骨壁迁移到种植体表面提供桥梁，还为早期骨结合提供了营养［14］。而抗凝药能通过多种信号传导途径影响成骨及破骨细胞的分化和增殖，进而影响骨生成及骨改建［15］，故口腔种植术前患者口服抗凝药常会影响治疗效果。但是，若停用抗凝药则会增加关节置换术后的老年患者VTE的发生风险。因此，需要寻找一种可在口腔种植术前口服的抗凝药。目前，通过动物实验比较传统抗凝药和新型抗凝药对种植体-骨结合影响的研究较少，故本研究通过建立大耳白兔动物模型，模拟并比较ASP和RIV对早期BIC的影响，以期为临床上新型抗凝药物RIV能否在口腔种植术前使用提供参考依据。

本研究于2019年9月至2020年2月在青岛市口腔医院中心实验室进行，经青岛市口腔医院医学伦理委员会实验动物伦理审批通过（批准号：2019KQYX011）。

99.99%纯钛种植体（威海市威高集团有限公司），种植体设计图见图1；RIV（上海源叶生物科技有限公司）；ASP（阿斯利康，英国）；丙泊酚（西安力邦制药有限公司）；咪达唑仑（杭州瑞太医药科技有限公司）；盐酸阿替卡因（碧兰，法国）；恩诺沙星注射液（拜尔，德国）；Micro-CT（μCT-100，SCANCO Medical AG，瑞士）；硬组织切磨系统（EXAKT，德国）。

1. 2. 1 动物模型建立与分组

选取12只4月龄新西兰大耳白兔，平均体质量3.5 kg。按后续灌胃方式的不同，将白兔随机分为3组，分别为空白对照组、ASP组和RIV组；每组各4只，每只白兔植入4颗种植体，共48颗。将白兔置于青岛市口腔医院中心实验室无菌动物房中适用性饲养7 d后开始灌胃。按人类推荐最大用药剂量换算白兔用药剂量，其中人类及白兔体表面积比例系数分别为70 kg和1.5 kg，换算系数为0.07，人类体质量按60 kg计算［16］。计算公式：白兔每次用药剂量=人类推荐最大用药剂量/ 60 × 70 × 0.07 / 1.5 。灌胃方式：空白对照组使用普通生理盐水灌胃，10 mL/次，1次/d；ASP组按人类推荐最大用药剂量300 mg/次、1次/d换算［6-7］，则白兔每次用药剂量为16.4 mg/kg，即每次使用含有57.4 mg ASP 的生理盐水灌胃，10 mL/次，1 次/d；RIV 组按人类推荐最大用药剂量30 mg/d的剂量换算［8-10］，白兔每次用药剂量为1.6 mg/kg，即每次使用含有5.6 mg RIV的生理盐水灌胃，10 mL/次，1次/d。3组白兔连续灌胃7 d后，动物模型即建立完成。

1. 2. 2 凝血功能的比较待白兔动物模型建立

完成后，取白兔耳缘静脉血，以国际标准化比值（in?ternational normalized ratio，INR）来衡量凝血功能，若3组白兔INR无统计学差异，则可行后续手术。

1. 2. 3 种植手术

3组白兔术前12 h禁饮食。使用咪达唑仑、丙泊酚行耳缘静脉注射麻醉。白兔仰卧于无菌手术台上，备皮、消毒、铺巾。再使用1.7 mL的4%盐酸阿替卡因局部麻醉，以防止术中白兔出现后肢抽搐。选择白兔双腿膝关节内侧近干骺端作为切口纵向切开约20 mm，翻瓣，暴露胫骨干骺端，每条腿两植入点间隔约3 mm，球钻定位，转速为1200 r/min，先锋钻预备深约5 mm，扩孔钻逐级预备直径3.3 mm、深约8 mm的窝洞，术中不断以生理盐水冷却降温，最终以5 ~ 10 N·cm的扭力在发育线两侧各植入1颗99.99%纯钛种植体，种植体顶端位于骨面下1 mm。可吸收缝合线分层缝合创口，消毒术区，术后注射恩诺沙星注射液预防感染。术区拍摄锥形束CT（cone beam CT，CBCT），确认种植体的三维位置（图2）。术后8 h实验动物按原分组的灌胃方式继续饲养。为保证第2、4周每组白兔及种植体数量一致，且每组种植体数量不少于3颗，按如下方法行后续实验：在第2、4周分别选取每组2只白兔的8颗种植体行后续研究，其中3颗种植体及周围组织行Micro-CT扫描及三维模型重建，其余5颗种植体及周围组织制作种植体-骨组织标本并进行组织学染色。

1. 2. 4 Micro-CT 及三维模型重建

术后第2、4周均使用Micro-CT扫描每组白兔术区的3颗种植体及其周围组织，并以种植体长轴为中轴线取直径2.8 mm的圆柱形进行扫描和三维模型重建。将种植体顶端向下2 mm设为上界，种植体根部向上2 mm设为下界，两界之间约3 mm设定为感兴趣区域。使用Evalustion 6.53图像分析软件（SCANCO Medical AG，瑞士）对BIC进行定量分析。通过肉眼观察Micro-CT图像中灰色骨小梁密度和三维重建图像中红色骨组织体积，来比较骨密度；再通过三维模型重建图像计算并比较每组感兴趣区域BIC的差异。计算公式：BIC=螺纹内新生骨面积/螺纹内腔总面积× 100%。

1. 2. 5 种植体-骨组织标本及组织学染色
术后第2、4周，分别各沿5颗种植体长轴切取种植体-骨组织标本。制成长10 mm、宽10 mm、厚15 mm的不脱钙种植体-骨组织磨片。行亚甲基蓝-酸性品红染色，通过观察磨片中骨小梁稀疏程度确定骨密度。计算感兴趣区域的BIC。计算公式：BIC=螺纹内骨结合长度/螺纹内腔总长度× 100%。

应用SPSS 20.0软件对数据进行统计学分析，正态分布的计量资料以“均数±标准差”表示。采用单因素方差分析比较各组INR差异；采用双因素方差分析及多重比较分析不同组别及各时间点BIC的差异。P < 0.05为差异有统计学意义。

动物模型建立后，检测3组白兔的INR。结果显示，空白对照组、ASP组和RIV组的INR分别为0.90 ± 0.13、0.92 ± 0.12、0.90 ±0.13，差异无统计学意义（F = 0.034，P = 0.967），可行后续研究。

术后第2周，Micro-CT及三维模型重建图像可见3组种植体螺纹内均有新生骨长入；空白对照组、RIV组分别与ASP组相比，新生骨小梁密度均较高。术后第4周情况与第2周类似，但3组骨小梁密度及骨量均较第2周时明显增高。见图3 ~ 4。

3组三维模型重建图像BIC的比较结果显示，随着时间的延长，3组BIC逐渐升高（F = 55.812，P < 0.001）；不同测量时间点3组BIC的比较，差异有统计学意义（F = 19.007，P < 0.001）；且随着时间的延长差异无明显变化（F = 0.031，P = 0.970）。其中术后第2、4周，空白对照组及RIV组的BIC均大于ASP组，差异均有统计学意义（均P < 0.05）；而空白对照组与RIV组BIC的比较，差异无统计学意义（P > 0.05）；且每组第4周的BIC均大于第2周，差异均有统计学意义（均P < 0.05）。见表1。

可清晰观察到新生骨与基骨之间的界限，细长的新生骨小梁相互交织，且大部分位于种植体螺纹腔内。间质内有较多成骨细胞、成纤维细胞、血管及类骨质。空白对照组和RIV组相对于ASP组新生骨小梁较多，主要集中于种植体螺纹侧壁上。术后第4周相较于第2周种植体周围新生骨量及骨小梁密度明显增加。见图5。

3组染色图像BIC的比较结果显示，随着时间的延长，3 组BIC 逐渐升高（F = 109.380，P <0.001）；不同测量时间点3组BIC的比较，差异有统计学意义（F = 67.609，P < 0.001）；且随着时间的延长差异无明显变化（F = 2.459，P = 0.107）。其中术后第2、4周，空白对照组及RIV组的BIC均大于ASP组，差异均有统计学意义（均P < 0.05）；而空白对照组与RIV组BIC的比较，差异无统计学意义（P > 0.05）。且3组第4周BIC均大于第2周，差异均有统计学意义（均P < 0.05）。见表2。

临床上ASP 和RIV 均可用于关节置换术后VTE的预防。ASP在临床上被推荐为预防冠心病的二级用药［3］，也可作为骨科手术后血栓栓塞的预防［4-5］；RIV除了可联合抗血小板药物预防动脉粥样硬化血栓的形成外［17］，也同时具有预防及治疗骨科大手术后VTE的作用［10］。有研究证明，两者对于预防关节置换术后VTE 形成无明显作用差异［18-19］。在口腔种植术中，术区翻瓣和备洞的过程会引起牙龈组织、骨膜、骨髓腔内的毛细血管断裂，在种植体周围形成血凝块，血凝块在早期骨结合过程中起关键作用［14，20］。而抗凝药可使机体处于低凝血状态，降低血凝块的形成速率，可能会影响种植体-骨结合过程。

ASP是一种非甾体抗炎药，同时也具有预防血栓形成的作用。有研究表明，ASP对骨形成过程中成骨细胞及破骨细胞的影响与使用剂量相关［21］。目前研究认为，ASP可通过影响前列腺素E2的合成影响骨代谢的过程。前列腺素E2一方面可抑制骨髓间充质干细胞凋亡促进成骨分化，通过环氧辅酶2-前列腺素E2-前列腺素E受体4信号通路参与膜内成骨和软骨化骨并影响新生骨的质量与强度［22］；另一方面还可促进成骨细胞中核因子κB受体活化因子配体的表达，在骨稳态中下调并抑制骨保护素的作用［23-24］。本研究中，ASP组白兔Micro-CT 和组织学染色证明其骨髓腔较大，骨小梁较空白对照组及RIV 组稀疏，且早期BIC较其余两组低，说明ASP组白兔骨密度低，可能会造成种植体-骨结合失败率增加，与Winnett等［25］研究非甾体抗炎药对种植体-骨结合影响的结果相似。

目前，对于长期口服新型抗凝药是否会延长骨折愈合周期存在争议。Pilge等［26］通过研究发现，在骨愈合的初期，RIV 对间充质干细胞的迁移、增殖、成骨标志物mRNA的表达影响很小，且不影响成骨分化。也有证据表明，RIV抑制骨折愈合第一阶段的骨形成［27］。Xia等［28］推测RIV主要影响松质骨的骨量，而对骨密度和骨质结构无明显影响。本研究中，组织学染色观察到空白对照组与RIV组中骨密度类似，丰富的新生骨小梁爬行在种植体螺纹表面和手术窝洞空隙处，较ASP组明显增多；计算BIC后发现，术后第2、4周空白对照组和RIV组BIC的差异也无统计学意义，而空白对照组和RIV组的BIC均比ASP组高，Mi?cro-CT 及三维模型重建图像结果与上述结果相同，说明ASP相较于RIV会对早期BIC产生抑制作用，而RIV对早期BIC抑制作用不明显，新型口服抗凝药物RIV可能无抑制种植体早期骨结合的副反应。但研究结果还存在一定的局限性。在研究中对白兔胫骨进行解剖发现，白兔胫骨干骺端髓腔粗大，松质骨较少，说明RIV对白兔的影响可能相对人类较小；且本研究选择的种植体表面进行了酸蚀喷砂的粗糙化处理，这种处理增加了种植体和骨组织的接触面积，可以获得良好的生物活性表面［29］，但降低了种植体表面成骨对RIV的敏感性。

综上，ASP对种植体早期骨结合具有抑制作用，而RIV作为一种具有代表性的新型口服抗凝药物对种植体早期骨结合并无明显的抑制作用。因此，关节置换术后的老年患者若拟行口腔种植术，可在无需停药的情况下优先选择新型口服抗凝药RIV，最大限度保证种植成功率。

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