电刺激促进牙槽骨生长的研究进展

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1、电刺激促进牙槽骨生长的研究进展【关键词】牙槽骨;电刺激;促进生长　牙槽骨是高度的可塑性组织，是人体骨骼中代谢最活跃的部分。牙槽骨的正常生理代谢依赖于牙齿的功能性刺激，牙齿缺失后牙槽骨由于破骨与成骨间的动态平衡被破坏[1]，剩余牙槽嵴发生持续地不可逆地骨吸收，这为临床的修复工作带来极大困难，成为我们极待解决的问题。1812年，Horshorne首先用电刺激治疗骨不连取得成功，随后关于电刺激成骨的研究越来越多。目前，微量电刺激已被证实能影响机体骨代谢，并广泛应用于临床上多种骨骼相关疾病的预防和治疗，包括骨折延迟愈合或不连、新鲜骨折、骨质疏松等[2]，这为我们解决牙槽骨吸收这一问题提供了一个新的方

2、法。但由于口腔环境比较复杂，电刺激成骨尚未应用于口腔领域。近几年口腔领域关于电刺激促进牙槽骨生长的研究越来越多，本文就这一问题的研究进展综述如下。　　1电刺激的方法　　目前电刺激的方法有3种：埋入法、半埋入法和非埋入法。(1)埋入法即完全埋入直流电刺激法，是将纯铁缠绕的阴极放入骨组织，纯铂阳极和电源组植入到远离骨的软组织内。这种方法电刺激是连续的，而且不需要患病动物的合作[3]。(2)半埋入法是将不锈钢阴极棒，经皮肤植入骨组织处，阳极和皮肤接触，并且可以活动，以适应电流引起的不锈钢阳极棒振动的需要。可调晶体电源组置于体外，不论与电刺激有关的组织的电阻怎样变化，输出电流应随时监测，使之维持在恒

3、定水平。(3)非埋入法不用将电极植入组织内，创伤小，方法简单，因此更易为患者接受。根据下颌骨牙槽突的特异性，任战平等[4]设计了非埋入式自凝塑胶牙托电极，采用20μA脉冲方波直流电对家兔进行实验研究，证实该刺激可促进骨细胞的增殖和分化。　　2电刺激的形式　　电刺激的形式主要有恒定直流电、脉冲直流电和脉冲电磁场，其他还有周围神经功能电刺激、旋磁体、驻极体等[5]。　　2.1恒定直流电　　20世纪50年代初，日本学者Yasuda和Fukada提出骨受力后受压的凹面出现负电位，产生新骨，张力的凸面呈现正电位，产生骨吸收，并得出结论：机械应力作用于骨，引起电位变化，继而新骨形成，即压电效应[6]，此

4、后以该结论作为恒定直流电促进骨形成的基础进行了一系列研究。1971年，Brighton通过该方法促进骨折愈合，并认为电流量的大小与成骨多少有关，电流量小于5μA或大于20μA均无新骨形成。Supronoxicz[7]将成骨细胞培养于导电聚合材料表面，施加l0μA，10Hz，6h/d的电流刺激。发现细胞增殖的数目增多，细胞外钙离子浓度升高，培养过程中I型胶原mRNA受体表达持续增高。王前等[8]取兔骨髓基质干细胞的成骨细胞体外培养，给予电流密度为100μA/cm2的直流电刺激，结果发现直流电刺激能不仅能促进成骨细胞的增殖分化和分泌功能，而且对其排列方向也有一定影响。研究认为直流电刺激可通过引起

5、细胞膜电位改变，钙离子通透性增加，诱使细胞变形产生运动。　　2.2脉冲直流电　　王贵润等[9]采用微创小切口组合式外固定器手术后脉冲电流刺激治疗此类骨折，术后X线片显示大部分2～3个月骨折线模糊，骨痂形成;5～6个月骨折达到骨性愈合，并得出结论：脉冲电流在骨断端产生的电刺激能导致细胞再分化，使胶原纤维定向排列，血管增殖，造成酸性环境，有利于钙化，激活骨与软骨细胞的环磷酸腺苷，活化细胞内的各种酶，引起细胞的特殊生理反应，刺激骨的愈合。　　2.3脉冲电磁场　　20世纪70年代初矫形外科专家Bassett首先应用脉冲电磁场治疗骨不连取得成功。Li等[10]利用体外成骨细胞模型研究发现低频脉冲电磁场

6、能刺激成骨细胞生长，促进转化生长因子β1(TGF-β1)的释放，此外，还可增加碱性磷酸酶活性。　　3电刺激对牙槽骨生长的影响　　成骨细胞是牙槽骨中最主要的功能细胞，其分化增殖功能是反映牙槽骨修复功能的重要标志。破骨细胞是影响骨吸收的主要功能细胞，其与成骨细胞联合共同完成骨的改建。成纤维细胞是牙龈中的主要功能细胞，牙龈组织在牙齿缺失以后覆盖在牙槽骨表面，因此，本文将从电刺激对成骨细胞、破骨细胞、成纤维细胞的影响几个方面来讨论电刺激对牙槽骨的影响。　　3.1电刺激对成骨细胞的影响　　3.1.1促进成骨细胞增殖，减少成骨细胞凋亡　　电刺激可促进成骨系细胞的生长，激发DNA的合成，使大量的细胞从G1

7、、G2期转入S期，出现有丝分裂和细胞增殖。电学环境是骨系细胞生长的重要微环境之一，将直流电刺激应用于生物反应器，模拟体内电学环境是一种新的尝试，应该能够促进细胞的增殖。而电磁场刺激骨细胞增殖存在“窗口”效应，即只有低能量、低频率的电磁场才对骨细胞有作用(电场强度一般在10～100mA/m2，频率小于lkHz)，而且这种作用并非是一种线性关系，存在着场强、频率等的依赖性，这就是“窗口”效应。电磁场刺激骨细胞增殖