局部和全身应用甲硝唑对大鼠下颌骨缺损骨愈合的影响

The effects of local and systemic metronidazole on bone healing in mandibular defects: a rat model.

作者信息Aysan Lektemur Alpan, Alper Kızıldağ, Özlem Özmen, Necati Zavrak, Zeynep Özdoğan, Aysun Akpınar
PMID40604835
发布时间2025-07
DOI10.1186/s12903-025-06254-1

实验完整度

包含组织学、免疫组化、ELISA和显微CT等多项独立证据层级,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

大鼠下颌骨缺损模型 Wistar大鼠

重点核对

模型:雄性Wistar大鼠(4月龄,体重350-400克) 分组:对照组、L-MTZ组、S-MTZ组,每组10只 局部MTZ:0.75%甲硝唑凝胶与感染唾液异种移植物混合 全身MTZ:术后235 mg/kg甲硝唑口服灌胃,每日三次,持续7天 检测时间:8周后处死

摘要

目的:本研究使用大鼠模型评估局部和全身应用甲硝唑(MTZ)对感染性下颌骨缺损骨愈合的影响。研究设计:将三十只Wistar大鼠分为对照组、局部MTZ(L-MTZ)组和全身MTZ(S-MTZ)组。用来自牙周炎患者的异种移植物混合唾液处理下颌骨缺损。通过显微CT和组织学分析评估骨再生。评估骨形态发生蛋白-2(BMP-2)、碱性磷酸酶(ALP)、核因子κB受体活化因子配体(RANKL)、骨钙素(OCN)、β-连环蛋白和超敏C反应蛋白(hs-CRP)水平。结果:与对照组相比,L-MTZ组骨形成增加,破骨细胞数量减少。L-MTZ组β-连环蛋白表达显著升高,L-MTZ和S-MTZ组BMP-2和Runx2水平均升高。ALP和OCN水平在L-MTZ组最高,但L-MTZ和S-MTZ组间无显著差异。MTZ治疗组hs-CRP水平显著降低。显微CT分析显示,所有组中S-MTZ组的骨体积/总体积(BV/TV)比值最高。结论:局部应用MTZ通过促进成骨细胞活性、激活β-连环蛋白和BMP-2/Runx2信号通路以及减少炎症来增强骨再生。全身应用MTZ也改善了骨愈合,尤其是在体积方面。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
局部和全身应用甲硝唑对感染性下颌骨缺损骨愈合的影响及其潜在机制是什么?
核心机制
MTZ通过激活Wnt/β-catenin和BMP-2/Runx2信号通路促进成骨,并通过降低炎症(hs-CRP)增强骨再生。
主要证据
组织学显示L-MTZ组总愈合面积和新骨形成增加,破骨细胞减少;免疫组化显示β-catenin、BMP-2、Runx2、ALP和OCN表达增加;ELISA显示hs-CRP降低;显微CT显示S-MTZ组骨体积和BV/TV最高。
研究意义
研究表明局部应用MTZ可作为临床牙科和颌面外科中骨缺损治疗的有效辅助手段,尤其在避免全身抗生素副作用方面。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立感染性下颌骨缺损模型

模拟感染环境下的骨缺损,并评估MTZ的干预效果。

在Wistar大鼠下颌骨第一磨牙周围创建标准缺损(5×4×1 mm3),并将xenograft与牙周炎患者唾液混合应用于缺损。

2

MTZ治疗分组与干预

比较局部和全身应用MTZ对骨愈合的影响。

大鼠分为三组:对照组(仅异种移植物)、L-MTZ组(异种移植物+0.75%甲硝唑凝胶)、S-MTZ组(异种移植物+术后口服MTZ)。

3

组织学评估

评估骨愈合的组织学指标,如总愈合面积、新骨形成和细胞计数。

下颌骨样本脱钙、包埋、切片、HE染色,进行组织形态学测量,计数成骨细胞和破骨细胞。

4

免疫组化分析

检测骨形成和信号通路相关蛋白的表达。

对切片进行免疫组化染色,评估ALP、β-catenin、BMP-2、OCN、RANKL和Runx2的表达,并进行半定量评分。

5

ELISA检测

检测血清中hs-CRP水平,评估炎症反应。

使用ELISA试剂盒检测血清样本中的hs-CRP浓度。

6

显微CT分析

评估骨体积和微结构参数。

使用micro-CT扫描下颌骨样本,重建三维图像,分析BV、TV、BV/TV、BS、Tb.Th、Tb.N、Tb.Sp等参数。

7

统计分析

比较组间差异并确定统计显著性。

使用SPSS 23.0软件,对正态数据采用单因素方差分析和Tukey事后检验,对非正态数据采用Kruskal-Wallis和Mann-Whitney U检验。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
10%聚维酮碘溶液----
异种移植物Geistlich Bio-Oss--
0.75%甲硝唑凝胶ORVA İlaç--
4/0可吸收缝线Doğsan--
10% EDTA脱钙液Elabscience USAE-IR-R112
碱性磷酸酶抗体Affinity Bioscience#DF6225
β-连环蛋白抗体Affinity Bioscience#AF6266
骨形态发生蛋白-2抗体Affinity Bioscience#AF5163
骨钙素抗体Affinity Bioscience#DF12303
核因子κB受体活化因子配体抗体Affinity Bioscience#AF0313
Runt相关转录因子2抗体Affinity Bioscience#AF5186
UltraVision检测系统大容量抗多价HRP(即用型)Thermo ScientificTP-060-HL
大鼠超敏C反应蛋白ELISA试剂盒ELK Biotechnology--
Skyscan 1272显微CT系统Bruker--
Olympus CX41光学显微镜Olympus Corporation--
ImageJ软件National Institutes of Health--
CellSens生命科学成像软件----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型
大鼠品系、性别、年龄、体重
阅读提示:Materials and methods, Animals
手术和缺损创建
缺损尺寸、位置、手术细节
阅读提示:Materials and methods, Experimental procedure
分组和处理
分组数量、MTZ剂量、给药途径、频率
阅读提示:Materials and methods, Experimental procedure
组织学分析
固定、脱钙、切片、染色、分析参数
阅读提示:Materials and methods, Histopathological analysis
免疫组化分析
抗体信息、稀释、二抗、显色、评分
阅读提示:Materials and methods, Immunohistochemical method
ELISA
试剂盒、检测范围、样本处理
阅读提示:Materials and methods, ELISA analysis
Micro-CT
扫描参数、ROI定义、分析指标
阅读提示:Materials and methods, Micro CT
统计分析
统计方法、软件、显著性水平
阅读提示:Materials and methods, Statistical analysis