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目的: 作为头颈部恶性肿瘤放疗后严重的并发症之一,颌骨放射性骨坏死(Osteoradionecrosis of jaws,ORNJ)极大地限制了肿瘤的放疗疗效。鉴于ORNJ的难治性,如何预防放疗患者ORNJ的发生已成为一个受到广泛关注的课题。高压氧(Hyperbaric oxygen,HBO)是一种重要的辅助预防手段,常被用于头颈部肿瘤患者放疗前后以降低并发ORNJ的风险。然而HBO存在疗效有争议、毒副作用大、价格昂贵、可利用的设备少等缺点,极大地限制了它的应用。研究证实低强度超声对ORNJ具有良好的疗效。经超声治疗后,已发生ORNJ的下颌骨微血管明显增加,下颌骨代谢水平和代谢能力显著增强,骨的结构也出现好的改善。由于超声具有简单、方便、安全、经济、超声仪器易于购得等优点,已有学者提出使用低强度超声预防ORNJ的发生。但是目前国内外尚无相关的体内实验证明。本课题尝试探索低强度超声对ORNJ的预防作用,同时探讨超声预防ORNJ形成的机制,以期为临床应用奠定理论基础。 方法: 健康成年杂种犬15只,雌雄不限,年龄2-3岁,体重12-16kg,随机分为实验组(n=10)和对照组(n=5)。实验组接受单次剂量为28Gy的X射线照射后,又随机分为A组(n=5)和B组(n=5);对照组不接受射线照射。放疗结束后1个月,拔除所有动物下颌双侧第四前磨牙。B组立即予以低强度超声处理,超声作用方式为强度150mW/cm2,以1kHz的频率发射,周期为200μ s(1∶4脉冲),频率为1MHz的正弦脉冲波,20分钟/次,1次/天,共20天。A组和对照组不做处理。拔牙后2个月,局部检查拔牙创愈合情况并通过CBCT观察照射区下颌骨骨质变化。Micro-CT扫描观察拔牙创周围骨组织的骨体积分数(BV/TV)、骨表面积和骨体积比值(BS/BV)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁数量(Tb.N)、骨小梁分离度(Tb.Sp)、及骨小梁模式因子(TBPF)。扫描电镜观察骨组织的超微结构形态变化。CD31免疫荧光检测骨组织中的微血管密度变化。所有数据采用SPSS19.0进行处理,P<0.05为差异有统计学意义。 结果: ①照射后1周,A组和B组均出现进食困难、流口水、口腔内黏膜溃烂等症状。拔牙后2个月,检查发现A组局部口内拔牙创口仍不愈,骨面暴露,牙槽窝骨壁无活力,而B组在经过20天超声预防处理后,拔牙创口可见软组织覆盖,趋于愈合;对照组拔牙创口已经愈合。 ②CBCT扫描示A组动物照射区骨质局限性密度减低,骨小梁稀疏,骨皮质表面不光滑,遭受不规则破坏,呈虫蚀状;但经过超声预防的B组骨密度明显高于A组,骨质破坏程度相对较轻;对照组骨密度正常,无骨质破坏。A组、B组及对照组的拔牙创周围骨密度分别为609.48±53.77、829.65±81.46、1051.26±99.55HU。各组之间比较均有统计学差异(P<0.01)。 ③根据大体观察和CBCT扫描结果,无论是A组还是B组,所有的动物均形成ORNJ,尽管B组动物临床表现好于A组,提示低强度超声无法预防ORNJ的形成。 ④Micro-CT扫描结果显示,对照组的骨体积分数、骨小梁厚度、骨表面积和骨体积比值和骨小梁数量大于A组和B组,而B组的上述这些参数均大于A组。B组的骨小梁分离度和骨小梁模式因子小于A组,而对照组的骨小梁分离度和骨小梁模式因子则小于A组和B组。统计结果显示,各组比较均有统计学意义(P<0.05)。 ⑤扫描电镜结果显示A组骨皮质有较多裂隙,骨松质局部多处呈现窝洞样的破坏;B组骨皮质裂隙较少,骨松质亦有窝洞样的破坏,但程度明显减轻。对照组骨皮质完整,无裂隙,骨松质无破坏。 ⑥A组动物骨组织切片中,极少量的CD31阳性表达;B组中有一定表达,而在对照组中表达最高,提示A组牙槽骨中微血管密度很低,B组中微血管密度明显高于A组,但仍较对照组低。 结论: ①成功建立犬下颌骨放射性骨坏死模型。 ②低强度超声不能预防ORNJ的形成,但能显著改善ORNJ的症状。 ③低强度超声可能是通过抵抗射线对骨组织的损伤和增强血管形成从而改善ORNJ的症状,但更为深入的分子机制尚需进一步研究。 ④相较于传统的螺旋CT,CBCT扫描时间短,分辨率更高,更适合对颌骨密度,尤其是牙槽骨等小范围骨骼的检测,而Micro-CT则能准确地分析出拔牙创周围骨组织的微观数据结构。