低强度脉冲超声在正畸骨改建中的研究进展

低强度脉冲超声(low-intensity pulsed ultrasound,LIPUS)是强度介于30～100 mW/cm2、频率低于3 MHz的脉冲式超声波,其广泛参与调控成骨细胞、牙周膜细胞及牙骨质细胞的增殖、分化等多项生理功能,最终发挥加快牙移动速度、保护牙根组织的效应.本文就近年来LIPUS对正畸中骨改建调控作用的研究进展进行综述,以进一步加深对LIPUS生物学功能的理解.     

低强度脉冲超声在正畸骨改建中的研究进展

低强度脉冲超声(low-intensity pulsed ultrasound,LIPUS)是强度介于30～100 mW/cm2、频率低于3 MHz的脉冲式超声波,其广泛参与调控成骨细胞、牙周膜细胞及牙骨质细胞的增殖、分化等多项生理功能,最终发挥加快牙移动速度、保护牙根组织的效应.本文就近年来LIPUS对正畸中骨改建调控作用的研究进展进行综述,以进一步加深对LIPUS生物学功能的理解.     

低强度脉冲超声在颌骨牵张成骨中的应用

在颌骨牵张成骨中,缩短治疗时间和促进新骨形成以及设计理想的牵张器一直是研究的热点.超声以其独特的理化性质和生物学作用在医学领域有广泛的应用,尤其是低强度脉冲超声在促进骨愈合中显示出了巨大的潜力,已有学者将其用于牵张成骨中.低强度脉冲超声能促进新骨生成,加快骨组织愈合,缩短治疗时间,减少牵张成骨术的并发症.本文就低强度脉冲超声在颌骨牵张成骨中的作用及其机制作一综述.     

低强度脉冲超声对牵张成骨新骨形成的研究进展

低强度脉冲超声是一种波动形式,也是一种能量形式,以其机械效应和理化效应为作用基础,在体内传播时,可引起生物体系的功能或结构发生变化,有效促进牵张成骨的愈合,缩短治疗时间。笔者就低强度脉冲超声促进牵张成骨愈合的作用机制进行探讨,并对其动物试验、临床应用研究进行总结。作为促进牵张成骨愈合的一种方法,它具有无不良反应,应用简单等优点。     

低强度脉冲超声对正畸性牙根吸收修复性治疗的研究进展

低强度脉冲超声是一种非侵入性机械能,可在生物器官内产生高频率的声波,能加强治疗各种类型的外伤性结缔组织损伤和刺激牙体组织形成.本文对低强度脉冲超声的基本原理、治疗作用机理、临床应用以及低强度脉冲超声对正畸所致的牙根吸收的修复作用的研究进展作一综述.     

低强度脉冲超声作用下兔髁突软骨生长改建的半定量组织学研究

目的：评价低强度脉冲超声（LIPUS）对兔髁突软骨生长改建的影响,探讨LIPUS作为一种功能性矫形治疗辅助手段促进髁突生长改建的可行性。方法：选择6只10周龄的新西兰雄性大白兔,左侧髁突,低强度脉冲超声局部辐照,20min/d×4周,右侧作为实验对照侧。处死后取双侧髁突行HE染色,并采用JD801形态学图像分析系统,获得髁突软骨各层层厚及总层厚、单位面积细胞数目及单个细胞面积的半定量测量结果。结果：①.实验侧髁突软骨的总层厚为467.31um,与对照侧总层厚368.38um相比,二者具有显著性差异;②.厚度变化主要集中在生发层、过渡层及成熟层,尤其以成熟层厚度变化最为明显。③.与对照侧相比,实验侧生发层、过渡层及成熟层中单位面积细胞数目均有显著性增加,尤其以生发层和过渡层最为明显;④.与对照侧相比,实验侧过渡层、成熟层及移行层中单个细胞面积均有显著性增加,其中以成熟层的变化最为明显。结论：LIPUS能够有效刺激兔髁突软骨的生长改建,作为一种功能性矫形治疗辅助手段促进髁突生长改建具有一定的可行性。     

低强度脉冲超声在种植牙同期植骨术后的疗效观察

目的：观察低强度脉冲超声（low intensity pulsed ultrasound,LIPUS）对促进种植牙植骨后骨形成的影响。方法：将40例骨量不足、同期进行植骨和植入人工种植体的病例随机分为LIPUS治疗组和对照组,每组各20例,治疗组于术后第3 d开始应用LIPUS治疗8 w。对照组不做特殊处理。所有患者均于术后当日、2、8、12、24 w拍摄CBCT片,观察骨形成情况,对两组患者的骨形成定量检查结果进行统计学分析。结果：LIPUS治疗组新骨形成时间明显短于对照组,X线片新骨定量检查结果表明LIPUS治疗组8 w时新骨形成优于对照组。结论：临床应用LIPUS治疗能够显著促进种植牙同期植骨后的新骨形成。     

低强度脉冲超声在牙周组织再生中的作用

牙周病、根面龋以及颌面先天畸形和创伤等都会不同程度地导致牙槽骨、牙龈和牙周膜等牙周支持组织缺损。低强度脉冲超声（LIPUS）的温热效应和机械刺激可促进成骨质细胞、成牙本质细胞和牙周膜细胞（PDLC）的生成和分化。PDLC可分化成中胚层细胞谱系,进而生成牙槽骨、牙骨质和牙周膜等牙周组织。碱性磷酸酶（AKP）和骨钙蛋白（OCN）为骨形成或骨分化的晚期标志物,经LIPUS刺激过的PDLC,其AKP活性和OCN的表达皆提高。经LIPUS刺激可减少正畸过程中牙根的吸收,促进修复牙根缺损的成牙骨质细胞的增殖分化和矿化,促进牙周组织伤口愈合和血管生成的结缔组织生长因子的表达,从而加速牙周软组织的愈合。LIPUS刺激在牙周支持组织再生中为一种安全无创的治疗手段,但其最佳刺激强度和治疗时间尚需继续探索。     

低强度脉冲超声促进钛种植体骨结合的实验研究

目的 建立种植体植入动物模型,研究低强度脉冲超声(low intensity pulsed ultrasound,LIPUS)对种植体骨结合的促进作用.方法 选用雌性SD大鼠24只,每只大鼠双侧胫骨干骺端内侧植入螺纹状钛种植体.植入术后第2天对右侧胫骨种植体周围进行LIPUS刺激作为实验侧,每日20 min,左侧胫骨种植体植入部位不刺激作为自身对照侧.超声刺激后第4、8、12 周分批处死动物,每批8只,获取双侧胫骨标本.采用X线片、显微CT、组织切片等观察LIPUS对种植体骨结合的作用.结果 3个时间点种植体与骨组织之间均形成了不同程度的骨结合.显微CT组织形态计量学分析结果显示,种植体周骨结合率在实验侧第4、8、12周分别为(45.708±3.316)%、(46.231±1.954)%、(46.807±1.451)%,在对照侧分别为(43.021±3.558)%、(44.272±3.023)%、(44.894±4.215)%,第4周时差异具有统计学意义(P<0.05).种植体周骨体积分数在第4、8周,种植体周骨小梁厚度及第8周、第12周各向异性程度,实验侧均高于自身对照侧,差异有统计学意义(P<0.05).组织学切片可见实验侧种植体周新生骨组织厚度明显大于自身对照侧,骨结合量更多.结论 LIPUS可以促进种植体周围骨组织的愈合,加快种植体骨结合,并能促进骨小梁早期呈一定方向改建.

Abstract：

Objective To establish an animal model of titanium implant and to investigate the effects of low intensity pulsed ultrasound(LIPUS)on the implant osseointegration. Methods Twenty-four female Sprague Dawley(SD)rats were used. Titanium implants were inserted into tibia metaphysis bilaterally in each SD rat. Since the second day following implant surgery, LIPUS stimulation were carried out around the implant on the right side for 20 minutes per day, and implants on the left side remain untouched as self-control. Eight rats were sacrificed and tibiae specimens were harvested on the end of the 4th, 8th, and 12th week respectively. X-ray picture,micro-CT analysis and histological sections were performed to evaluate the effects of LIPUS on the implant osseointegration. Results Osseointegration at the interface between the implant and bone tissue was observed bilaterally. In the micro-CT histomorphometry analysis, the percentage of osseointegration(%OI)of experiment side were (45.708±3.316)%, (46.231±1.954)%, and (46.807±1.451)% on the end of the 4th, 8th, and 12th week. Meanwhile, the %OI of control side were (43.021±3.558)%, (44.272±3.023)%, and (44.894±4.215)% respectively. The %OI on the 4th weekend, bone volume ratio(BV/TV)on the 4th and 8th weekend,trabecular thickness(Tb. Th)and degree of anisotropy(DA)on the 8th and 12th weekend of the experiment side tibia were significantly greater than those on the control side(P<0.05). The histological examination showed that the thickness of new bone around the implant and the bone-implant contact area was obviously greater in the LIPUS treated side compared to the control side.Conclusions The LIPUS therapy may accelerate the bone healing and osseointegration at the interface between titanium implant and bone, and promote remodeling of bone trabecula on the early stage.     

99mTc-MDP骨显像观察低强度脉冲超声促进犬下颌骨牵张新生骨痂成熟的作用

目的:应用99mTc-MDP骨显像来观察低强度脉冲超声对犬下颌牵张新生骨痂的促成熟作用.方法:利用内置式牵张器行犬双侧下颌骨牵张延长术,7只杂种犬双侧下颌骨第2、3前磨牙之间行截骨术,术后7天开始牵引, 0.5 mm/次,2次/d,共20 d.牵张过程中随机一侧给予40 mW/cm2超声刺激,10 min/次,2次/d,另一侧做遮蔽对照.于牵张完成当日及1、2、4、6、8、12周时对动物进行放射性核素骨扫描观察.结果:牵张完成早期随时间的延长,实验侧牵张间隙区出现核素浓聚,放射强度明显高于对照侧.中后期对照侧核素浓聚度强于实验侧.牵张完成12周,实验侧和对照侧核素浓聚均变弱,基本与正常骨组织浓聚度相近,两侧的差异明显变少.结论:低强度脉冲超声有促进牵张新骨成熟的作用.     

低强度脉冲超声波对Beagle犬牙槽骨缺损的修复效应

目的利用低强度脉冲超声波（LIPUS）辐照Beagle犬下颌前磨牙水平型牙槽骨缺损模型,探讨其促进急性牙槽骨缺损修复的潜在效应。方法选用4只Beagle犬的下颌双侧第三、四前磨牙颊侧区,制备釉牙骨质界下6 mm深的水平型牙槽骨缺损模型。左右两侧随机分为实验组和对照组,实验组采用LIPUS辐照（ISATA 30 mW·cm-2,20 min·d-1）,对照组为不开功率源的假辐照。辐照8周后,使用双能X线骨密度仪检测新生牙槽骨骨密度,脱钙骨组织切片观察新生牙槽骨的组织学效应。结果实验组与对照组新生牙槽骨骨密度分别为（0.605 3±0.056 6）g·cm-2、（0.604 7±0.055 2）g·cm-2,2组之间的差异无统计学意义（P=0.983 9）。脱钙骨组织切片苏木精-伊红染色显示实验组新生牙槽骨周边成骨细胞成排排列,数量较多,而对照组成骨细胞散在分布,数量少;Masson染色示实验组新生骨组织中胶原呈鲜红色,成熟度高,而对照组以蓝色为主,可见绿色区域,成熟度偏低。结论LIPUS辐照对急性水平型牙槽骨缺损具有潜在的修复效应。     

A review of mechanisms by which low-intensity pulsed ultrasound affects bone regeneration

低强度脉冲超声（LIPUS）是临床常见的物理治疗手段之一,可用于促进骨折愈合以及治疗陈旧性骨不连。局部血管、神经和骨组织密切相关、互相影响,是骨组织再生的重要影响因素。近年来越来越多的数据表明LIPUS不仅能作用于成骨细胞、破骨细胞、间充质干细胞等发挥促成骨效应,还可通过其对血管、神经的作用对骨组织愈合与再生产生一定的积极影响。本文从LIPUS对骨组织的直接作用和LIPUS通过促进血管及神经再生对骨组织的间接作用2个方面,就LIPUS在骨组织再生方面相关分子机制的最新研究进展作一综述,为LIPUS治疗骨相关疾病提供新的思路。     

Cumulative effect of low-level laser therapy and low-intensity pulsed ultrasound on bone repair in rats

Many studies have assessed the effects of either low-level laser therapy (LLLT) or low-intensity pulsed ultrasound (LIPUS) on bone repair; however, an evaluation of the combination of these modalities (LLLT + LIPUS) has not yet been considered. The aim of this study was to demonstrate the effects of LLLT + LIPUS on bone repair. Male Wistar rats (n = 128; four groups of 32) were used; the animals underwent a partial tibial bone osteotomy. One group had the osteotomized limb treated with LLLT, the second group with LIPUS, and the third group with the combined treatment protocols of the LLLT and LIPUS groups; the fourth group received no further treatment (control). Each group was divided into two subgroups for assessment at two different time-points, 14 and 21 days. After the completion of treatment rats were sacrificed and the tibias submitted to a three-point bending test or to histomorphometric analysis. Histological evaluation showed increased bone trabeculae, increased vascularization, and decreased inflammation in the LLLT + LIPUS group. Mechanical evaluation revealed increased biomechanical properties including maximum force, maximum stress, and stiffness, in the LLLT + LIPUS group. Combined LLLT + LIPUS treatment enhanced bone healing both histologically and mechanically, shortening the length of the treatment period, when compared to treatment with LLLT or LIPUS alone.