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基于核磁共振氢谱的骨平面种植体周围炎患者唾液代谢组学分析

2021-06-21 08:58 出处:未知 人气: 评论(0
摘    要:目的:分析健康植入物和健康天然牙唾液(PISF)中的代谢产物,探讨PISF的组成。方法:选择2017年5月-2018年5月接受牙种植体治疗并完成上颌及口腔功能修复超过1年的患者13例(13颗牙科植入物),作为研究组;同期选择13颗健康天然牙,作为对照组。从两组参与者中收集健康植入物和健康天然牙齿周围的PISF,采用质子核磁共振波谱(1H-NMR)检测两组PISF,并进行主要成分分析和正交信号校正-偏最小二乘方法进行的数据分析。结果:两组牙周组织斑块指数、牙龈出血指数及PISF指数比较,差异无统计学意义(P>0.05);两组牙周检测深度/牙周植入深度比较,差异有统计学意义(P<0.05)。在1H-NMR图中,对照组的峰比研究组略多,且峰的位置基本相同;分析发现,两组之间无显著差异。数据标准化后,进行偏最小二乘分析,发现两组数据交织在一起,无法区分。结论:健康植入物和健康天然牙齿之间的PISF组成无显著差异。
关键词:核磁共振氢谱 骨平面 种植体 周围炎 唾液 代谢组学

与固定齿和活动义齿相比,种植义齿舒适、美观、功能恢复较好,对相邻牙齿具有无损伤的益处,是修复缺牙的重要方法之一。随着植入技术的发展,其成功率越来越显著。周围骨组织形成良好的骨整合,是确保植入物能够成功的主要条件,天然牙齿与植入物周围组织之间存在一定差异。植入物通过牙周膜及骨组织连接天然齿[1]。唾液(PISF)能够反映植入物周围组织及牙周组织生理状态。通过研究,可了解到植入物和天然牙齿的PISF成分组成是研究参与生物代谢的代谢物维持生长发育的有效方法。该分析包括气相色谱法、高效液相色谱法、核磁共振技术、质谱法等组合技术[2]。NMR是最常用的分析技术之一,实验使用质子核磁共振波谱(1H-NMR)代谢组学技术研究健康植入物和健康天然牙齿的PISF组成。

资料与方法

选取2017年5月-2018年5月接受牙科植入物的患者13例(13颗牙科植入物)作为研究组;男8例,女5例;年龄39~74岁,平均(55.7±8.3)岁。同期选择13颗健康天然牙,作为对照组,要求牙周组织健康,并且需要与健康植入物同名的对侧牙齿。选择同名对侧颌骨的牙齿或来自同一健康的相邻牙,且数据相同。本研究经过医学伦理委员会批准,所有患者均签署知情同意书。
研究方法:CPMG脉冲序列[RD-90°(τ-180°-τ)-ACQ]被使用;1H磁共振频率为599.9 sMHz,累积扫描128次,采样数据点32 k,频谱宽度为10 000Hz,采样延迟2 s,采样时间1.64 s,测试温度25℃,水通过预饱和方法抑制峰。偏最小二乘判别分析(PLS-DA)是一种由老师监督的模式识别方法,主成分分析结合了线性回归分析和规范相关分析。因而,除提供更合理的模型外,还可同时完成一些与主成分分析和标准相关分析相似的研究内容。此外,由于考虑到更复杂的干扰因素,通常使用正交噪声过滤(OSC)方法删除与样品分类无关的信息。
检测指标:(1)菌斑斑块指数(mPLI)评分标准:0分为牙龈边缘无菌斑;1分为无可见斑块,将探针尖端轻轻拉到牙齿或种植体表面;2分为可见牙龈边缘斑;3分为许多软污垢。(2)牙周探测深度(PD)的测量:用20 g或25 g的压力探查要检查的牙齿或植入物,即内部、中心、远端和舌头(眩晕)。记录勘探深度,使用平均值作为最终测量值。(3)PPD的测量:首先要检查牙齿的mPLI,然后收集PISF,依次检查PPD或GBIPD,最后采用聚合物树脂薄片进行成像检查[3]。
统计学方法:数据采用SPSS 18.0软件分析;计量资料以表示,采用t检验;方差不齐用t'检验;干预前后对比采用均值,配对用t检验;用Fisherc 2检验计数资料;假设检验标准:P>0.05为差异无统计学意义。

结果

两组周围组织的临床指标分析:两组周围组织的mPLI、GBI和GCF/PISF指数比较,差异无统计学意义(P>0.05);两组PD/PPD比较,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。
表1 两组周围组织的临床指标分析

两组周围PISF的核磁共振分析:在1H-NMR谱图中,两组之间的峰值存在一定差异。对照组有更多的峰,且峰值位置几乎一样。分析主要成分可以发现,两组之间无显著差异。对两组数据标准化后,进行PLS分析,可见两组数据相交且无法区分。见图1。


图1 两组周围PISF的核磁共振分析

讨论

代谢组学维持正常生理功能以及生长和发展生物体内代谢产物的有效方法。该技术广泛用于临床诊断和微生物学研究,药物代谢途径和功效以及营养学和环境科学领域的代谢组学分析方法包括核磁共振技术、高效液相色谱法、气相色谱法、质谱法以及组合技术。NMR是最常用的分析技术之一[4],该技术的使用使待测样品的公正性不会被破坏,也无需复杂的预处理就能够检测大多数的物质。基于核磁共振的代谢组学技术已广泛用于临床前毒理学和药理研究,并取得了重要的领先作用。植入物周围的软组织结构类似于天然牙齿的牙周组织。植入物周围的上皮组织和牙龈沟上皮组织形成软组织环,以便密封植入物上皮和牙龈沟上皮,从而形成近似于牙龈沟的解剖结构。PISF的成分主要来源牙菌斑和牙周组织血清中的微生物,包括蛋白质、葡萄糖、酶补体等各种电解质。抗体系统中包含了脱落的上皮细胞和少量白细胞。PISF是一种口腔组织的渗出液,其流出与牙周组织的炎症程度成正比关系。PISF的流量以及成分可以反映出牙周组织的健康状况。在生化特征和组织学上,植入物的牙龈沟与天然牙龈沟相似;植入物周围的PISF还包含了与炎症和免疫反应相关的各种酶和因素,该研究结合了健康的植入物和天然健康的材料。牙科PISF剂量的比较表明两者之间没有显著差异,这与许多学者的研究结果一致。试验证明,健康的植入物和健康的天然牙齿能分泌相似的PISF。PISF主要来源于牙菌斑中的细菌,牙菌斑能在牙周中产生大分子产物。研究表明,PISF的量随牙菌斑的积累时间而增加。在健康牙龈的牙齿周期中,几乎没有牙菌斑[5],因此PISF的量较小。研究证明,健康植入物和健康的天然牙齿周围龈下微生物群落的组成结构类似。PISF能分泌出相似的成分,纯钛植入物其上部结构具有良好的生物反应性和安全。它是无毒的,无刺激的,不致敏的,不会引起免疫系统的排斥。它可以保持良好的反应性和安全性,并与牙周组织结合保持稳定状态。纯钛的表面可以吸收白蛋白纤维的黏附力。如胶原酶的蛋白质分子支持组织细胞的增殖和分化,不会干扰周围组织的代谢,促进细胞附着。
因此,通过研究可以得出天然健康牙齿和健康的植入物周围的PISF的组成类似,值得临床大力推广应用。

参考文献
[1]戴方毅,刘敏.种植体周围炎龈沟液炎症因子表达水平及其对骨吸收的影响[J].中国实验诊断学,2018,22(6):1022-1024.
[2]任小华,韩红娟,吴浩.下颌单颗后牙即刻种植负载后种植体周围龈沟液TNF-α、IL-1β、TGFα及OCN的变化及意义[J].四川医学,2018,39(8):904-908.
[3]郭苏伟,田博.3种不同种植体-基台连接方式对唾液内毒素含量水平的影响分析[J].全科口腔医学杂志(电子版),2019,6(24).
[4]马文浩,刘琰.种植体唾液中IL-6浓度与种植体周围炎的临床相关性研究[J].中国高新区,2018(21):267.
[5]李隽.种植体周围黏膜炎唾液中HIF-1ɑ、MMP-2的检测水平及意义[J].安徽医药,2019.

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