内蒙古口腔颅颌面疾病研究重点实验室简介
时间:2022-06-21
内蒙古口腔颅颌面疾病研究重点实验室始建于1981年,起步较早。实验室占地面积 4257平方米,设备1552台件,总价值:2222.84万元,是具备一定规模,设备先进的口腔医学实验室。实验室以赤峰市口腔医院和金沙威尼斯欢乐娱人城附属医院为支撑,以金沙威尼斯欢乐娱人城综合性高等院校为依托开展国际前沿的跨领域交叉研究,学术成果丰硕。实验室包含流动人员及固定人员共105人。负责人为姜喜玲副院长,现有学术骨干18人,其中博士5人,硕士13人;45岁以下14人;副高职称以上17人。
内蒙古口腔颅颌面疾病研究重点实验室以三级甲等综合医院-金沙威尼斯欢乐娱人城附属医院和三级口腔专科医院-赤峰市口腔医院作为实验室的有利支撑,为内蒙古口腔颅颌面疾病研究重点实验室提供强大的设备支持,丰富的样本来源,多学科医学人才资源和先进的信息化服务。同时,金沙威尼斯欢乐娱人城是一所综合性高等院校,专业设置涵盖11个学科门类,具备医科与多学科深度交叉融合的有利条件。实验室目前的三个主要研究方向均是口腔医学与计算机科学、口腔医学与化学、口腔医学与临床医学的深度交叉融合。
实验室可开展数字化模拟和精准诊疗,修复体精密性研究等应用基础研究及新型口腔材料研发,口腔肿瘤的发生和转移机制研究等基础研究。近5年,实验室共承担包括国家自然科学基金、内蒙古自然科学基金等各类科研项目30余项,共有科研经费350余万元。发表学术论文100余篇,产生一批拥有自主知识产权的发明专利等科研成果。实验室注重学术交流与合作,与英国New College Lanarkshire大学和蒙古国等建立合作关系,参与“一带一路口腔健康教育项目”与北京海纳医信公司合作研发软件,实现科研成果转化。实验室除承担口腔医学和口腔医学技术专业本科生的实验教学任务外,还为200余家口腔医疗单位提供义齿加工服务和技术指导,参与科普宣传和口腔健康宣教。
实验室与海纳医信(北京)软件科技有限责任公司建立了实质性的科技成果转化协作关系,该公司于2008年由数位留美医学影像信息化专家归国创立,是业界领先的医学影像大数据平台、远程医疗平台及医学影像人工智能平台的研发、生产与服务提供商。公司总部位于北京市中关村清华科技园,具备自主创新的核心研发能力。公司研发的音视频医学影像实时交互、电子胶片影像云平台等核心技术和产品处于国际领先水平。实验室的数字化科研成果经海纳医信转化为软件,利用口腔工艺实验室3D打印技术转化为产品,优化了科研转化流程,真正做到“产学研用”深度融合。
秉承“项目牵引、交叉融合、持续推进”原则,实验室目前已形成3个稳定的研究方向,内含9个研究内容。
研究方向一:口腔颅颌面疾病数字化诊疗研究
本研究方向包含三个研究内容:
研究内容1:MRI-only三维头影测量研究
由于X线影像的固有缺陷,使基于CBCT的三维头影测量研究存在电离辐射、软组织信息缺乏、正中矢状平面争议等难点。本研究独辟蹊径,依据交叉学科关于头部结构的共性研究成果,引入MRI-only流程,提出基于人类头部结构一体化与模块化特点的MRI-only三维头影测量设想,以正常对照组与颅颌面畸形患者为样本,通过比较MRI合成CT和真CT,完成MRI合成CT的生成与优化,满足三维头影测量精确性要求;借鉴神经科学中的4种MRI脑中线定位方法,筛选脑中线正中矢状平面,并依据模块化界限,构建头部结构的MRI-only三维参考坐标系;利用MRI-only流程中软硬组织显示的双重优势,参照Gateno-Xia原则,实现颅颌面软硬组织的全面、精准、三维分析。为脑-颅-颌-面生长发育、畸形发生、科学治疗等研究提供全新方法和科学视角。
研究内容2:3D打印三维导板辅助牙源性颌骨囊肿开窗手术的临床研究
数字化三维打印技术实现了科技设备、临床技术和患者体验于一体。最突出的表现在于:根据口内扫描数据以及锥形束CT扫描数据,在计算机上重建患牙及邻牙整体立体模型,根据手术需求,确定病变开窗的位置、角度、深度等,模拟生成科学、精准的手术方案和舒适的塞制器。关于运用数字化技术,打印三维导板来辅助牙源性颌骨囊肿开窗手术的临床技术,鲜有文献报道。为了确认数字化技术的有效性及创新性,需要更多的临床研究来检验临床操作过程和术后治疗效果,并且需要通过影像学分析来确定术前设计和术后结果的一致性。本研究意义在于:为广大牙源性颌骨病损患者解决病患,提高医疗质量降低医患纠纷,使手术医师在围手术期有目的性的完成诊疗工作,以期提高科室及医院层次乃至填补地区技术空白。
研究内容3:计算机辅助模拟种植研究
随着计算机辅助设计技术(CAD)及计算机辅助制造技术(CAM)的发展,其应用领域不断的扩大。在牙种植领域,CAD技术可以精确重建病人的三维模型,而且使医生可以在二维、三维方向上进行种植方案的设计,使种植体避开重要的解剖结构,并能将植体的位置调整到即能满足骨量的要求,又能满足后期修复的需求,在计算机上完成植体的模拟种植。CAM技术的发展可以通过加工导航模板,将种植方案准确的在手术中实施。构建数字化模型并设计修复体:将超硬石膏模型在口外扫描,获取软硬组织表面形态,构建数字化模型,确认咬合情况。根据天然牙残根颈部形态设计修复体颈部形态,使修复体颈缘轮廓与原有天然牙一致;按正常牙弓弧度与覆颌、覆盖关系,结合红白美学等原则确定修复体的三维形态。最后,导入患者面部照片,确认模拟修复效果。
本研究方向的发展前景:口腔数字化诊疗技术指借助数字化扫描、诊断、设计与制造、临床手术治疗等技术手段实现口腔疾病诊疗的一系列技术。口腔数字化诊疗技术融合了三维数据采集技术、数学建模技术、计算机辅助设计与增材制造技术(CAD/CAM和 3D打印)、机器人技术、人工智能技术、手术导航技术及相关材料技术,展示了令人振奋的应用前景。从学科分布看,我国口腔数字化技术在正畸、修复(含种植牙)和颌面外科的应用最多。近年来,伴随手术设计、导航与机器人技术的成功应用,数字化口腔颌面外科成为口腔数字化诊疗领域的新星。
本研究方向的特色:在本研究方向,最具特色的是MRI-only三维头影测量研究,提出基于人类头部结构一体化与模块化特点的 MRI-only 三维头影测量设想。并利用正常人和颅颌面畸形患者的影像数据,通过 MRI 合成CT 的优化、MRI 脑中线正中矢状平面的筛选、三维参考坐标系的建立、颅颌面软硬组织的精准分析等,完成这一设想的临床实现及评价,项目特色之处在于用脑中线代替融合的面中线,将神经科学中先进的MRI脑中线定位技术“拿来”构建颅颌面正中矢状平面,建立参考坐标系,利用MRI-only流程同时实现脑及颅颌面软硬组织的三维分析,搭建脑面研究的桥梁,项目的创新之处在于根据头部进化发育规律提出基于人类头部结构一体化与模块化特点的三维头影测量理念。利用其他领域的MRI-only流程体现头部结构特点,提出基于人类头部结构一体化与模块化特点的MRI-only三维头影测量设想。
本研究方向的学术地位:该研究方向学术带头人,从2010年以来,一直专注于头影测量方面的研究,从二维到三维,从CT到MRI,不断专研和探索,共获得6项省部级以上科研项目的资助,发表8篇学术论文,其中3篇在SCI收录期刊发表,目前已申请并被国家知识产权局受理了10项发明专利,将于近期内与软件公司合作实现科研成果转化。基于人类头部结构一体化与模块化特点的MRI-only三维头影测量分析系统的建立,将从根本上解决目前基于CBCT的三维头影测量研究中无法逾越的辐射暴露、正中矢状面、缺乏软组织信息等问题,为进一步研究扫清了障碍,使充满困惑的三维头影测量研究豁然开朗。将搭建脑面研究的桥梁,为脑-颅-颌-面生长发育、畸形发生、精准治疗等的研究提供全新方法和科学视角,具有划时代意义和国际领先地位。
研究方向二:口腔肿瘤发生与转移行为研究
本研究方向包含三个研究内容:
研究内容1:成釉细胞瘤细胞增殖和侵袭的机制研究
制取AB组织切片,进行免疫组织化学检测Notch1、Notch2、Notch4及其配体(Jagged1 和Delta1)、Notch 信号通路负性转录调控因子(Hes1、Hes5、Hey1)、PGE2、Snail、E-cadherin、MMP-2、MMP-9、VEGF和ERK1/2在AB中的表达,采用real-time PCR实验检测COX-2、PEG2、Survivin、MMP-2、MMP-9和Notch1、Notch2、Notch4及其配体(Jagged1 和Delta1)、Notch 信号通路负性转录调控因子(Hes1、Hes5、Hey1)、Snail、E-cadherin mRNA水平的表达。在上述工作的基础上,在AB原代培养的细胞上,采用CCK-8法观察Notch对AB细胞生长的影响,采用Transwell小室的方法检测Notch对AB细胞生长、增殖与侵袭能力的影响。应用Notch阻断剂阻断 Notch 信号通路,观察对AB细胞生长、增殖与侵袭能力的影响。
研究内容2:成釉细胞瘤的复发与恶变预测及治疗靶点研究
环氧化酶-2(COX-2)、基质金属蛋白酶(MMPs)、E-钙黏蛋白(E-cadherin)均是参与AB侵袭的重要基因,已知AB的高侵袭性与E-cadherin的丢失和异常表达、MMP-2的高表达有关。本研究拟利用AB的原代细胞,从基因、蛋白等层面运用免疫组化、RT-PCR和Western Blot等技术对COX-2在AB中促进细胞侵袭的机制进行研究,明确COX-2在AB中的作用机理,为进一步用于AB复发与恶变的预测及治疗靶点提供理论及实践上的依据。
研究内容3:人乳头瘤病毒相关头颈部鳞状细胞癌侵袭转移的分子机制研究
人乳头瘤病毒(human papillomavirus,HPV)目前已成为头颈部鳞状细胞癌(head and neck squamous cell carcinoma, HNSCC)的主要致病因素之一,HPV阳性HNSCC患者发病率逐年上升,且在HNSCC患者中的比例愈来愈高。HPV阳性HNSCC患者具有独特的致癌机制、临床表现、治疗方法及预后,因此深入探究HPV致癌因子在HNSCC中的致病机制有重要价值。目前研究最多的是E6、E7蛋白及其作用的p53和pRb,及引发的一系列细胞的基因、表观遗传和生物学行为的改变;此外,在肿瘤的能量代谢、肿瘤细胞多种微环境及肿瘤休眠中也发现HPV具有一定的调控作用。探讨HPV在肿瘤细胞发生发展过程中调控细胞元件及肿瘤微环境具有重要意义。
本研究方向的发展前景:研究肿瘤的分子病理机制结合肿瘤的生物学行为特点可以为预后提供参考并提示外科手术的方式选择,甚至为寻求包括靶向治疗在内的新的治疗方法提供依据。口腔肿瘤的发生是受多因素影响,多步骤、多阶段的生物过程,但其生物学基础是基因异常。随着对口腔肿瘤发生和生物学行为研究认识的深入,有一些基因和信号通路从诸多研究的结果中逐渐被确定。伴随着口腔肿瘤发生与转移行为的分子病理研究的深入,将会使人们真正了解其发病机理,为临床治疗提供依据,发现新的药物和治疗方法,提高患者的生存率和生存质量,因此本研究方向具有广阔的发展前景。
本研究方向的特色:本研究方向最具特色的是关于成釉细胞瘤的研究,分别研究其发病机理和治疗方法。环氧化酶-2(COX-2)、基质金属蛋白酶(MMPs)、E-钙黏蛋白(E-cadherin)均是参与成釉细胞瘤侵袭的重要基因,已知成釉细胞瘤的高侵袭性与E-cadherin的丢失和异常表达、MMP-2的高表达有关。本研究拟利用成釉细胞瘤的原代细胞,从基因、蛋白等层面运用免疫组化、RT-PCR和Western Blot等技术对COX-2在AB中促进细胞侵袭的机制进行研究,明确COX-2在成釉细胞瘤中的作用机理,为进一步用于成釉细胞瘤复发与恶变的预测及治疗靶点提供理论及实践上的依据。
本研究方向的学术地位:在本研究方向,目前已获批两项内蒙古自然科学基金,分别为:《COX-2对成釉细胞瘤增殖与侵袭能力的影响及相关机制的研究》和《COX-2抑制剂塞来昔布对成釉细胞瘤侵袭能力的影响及相关机制研究》。已发表4篇SCI收录论文,分别为:《Myofibroblasts from salivary gland adenoid cystic carcinomas promote cancer invasion by expressing MMP2 and CXCL12》,《Myofibroblasts in Salivary Gland Adenoid Cystic Carcinomas Promote Cancer Invasion by MMP2》,《Correlation between the proliferation markers P63, BCL-2, PCNA, KI-67 and MCM2 and clinicopathology and prognosis in ameloblastoma》,《Ameloblastomas growth was mediated by the Notch signaling through the cell cycle》。本研究方向已形成稳定的研究团队,将陆续产出高水平研究成果,目前在内蒙古自治区有一定的学术影响力和学术地位。
研究方向三:口腔材料与修复体精密性研究
本研究方向包含三个研究内容:
研究内容1:口腔用树脂类粘接剂基质改性研究
目前口腔树脂基质粘接材料以其优越的性能得到了临床医生和患者的充分肯定。然而,机械性能和耐磨性相对较差以及聚合收缩等缺点,一直是限制其更广泛应用的主要因素,特别是由于牙本质结构的特殊,树脂充填后很难达到理想的效果。本研究方向拟对粘接剂树脂基质改性为手段,达到降低聚合收缩、增加机械强度与韧性的同时增加材料的流动性为目的,添加不同比例纳米无机填料,通过对聚合收缩、动态粘弹性特性、机械性能等的测定,确定树脂基质与无机填料合适比例。进而尝试制备出一种流动性好、弯曲(韧性)强度大的、聚合收缩小的新型口腔粘接材料。
研究内容2:树脂夹板印模和合金夹板印模的精确性研究
“精密是修复的灵魂”,种植修复体的边缘适合性是其加工精密程度的衡量标准之一,印模和模型的精确性,种植零件的机械加工误差,修复体的制作技术等都是影响种植修复体边缘适合性的主要因素。不准确的种植印模导致修复体边缘适合性差,研究证明印模和模型的不准确在上部修复体就位时产生约 50%的应力。因此,种植修复体获得良好边缘适合性的前提是准确地转移种植体的三维位置关系,即获得精密的种植印模,这在多个植体制取印模时尤为关键。本研究比较主模型制作的种植固定桥在其树脂夹板印模和合金夹板印模模型以及主模型上边缘适合性的差异,评价两种印模技术的精确性。
研究内容3:扫描仪与传统取印模方式对全瓷冠边缘密合性影响的研究
随着数字化技术的发展,扫描仪越来越多地应用于临床。口内扫描仪在给临床医生和患者带来便利的同时,在精确性方面也遭到质疑。很多研究证实,随着扫描牙弓长度的延长,数字化印模精度会下降,主要是扫描区域跨度大,多次扫描的顺序和移动轨迹存在差别,随扫描区域的增加,建立三维图耗费更多时间、图片,产生更大偏差。本研究选取了3Shape D900(台式)、SIRONA X5(台式)、IMMETRIC D104I(台式)、先临DS100+(台式)和3Shape trio2(口内扫描仪)、频泰光电科技的P1(口内扫描仪)等扫描设备作为研究对象,比较不同扫描仪以及扫描仪与传统印模间修复精确度的差异。
本研究方向的发展前景:中国大约有3亿人缺牙,对口腔修复材料的需求量很大。随着生活水平的不断提高,人们对于口腔健康的关注日益加深,对于口腔材料这种半植入性的生物材料的研究也日益广泛。通过对口腔生物材料相关的基础和应用基础研究的开展,开发具有我国自主知识产权的口腔生物材料,促进口腔材料的国产化具有良好的发展前景和战略意义。另外,“精密是修复的灵魂”,修复体的边缘适合性是其加工精密程度的衡量标准之一,是指施加功能负载前修复体与其各自基台间的间隙大小,也是影响种植修复长期成功的一个重要方面。通过开展修复体精密性的研究,可为临床提高修复体的质量与修复效果提供第一手资料,为更好服务患者提供强有力保障。
本研究方向的特色:本研究方向最有特色的是口腔用树脂类粘接剂基质改性研究。本研究借鉴口腔医学领域外的其他医学和工业领域中复合树脂基质的最新研究成果,对树脂基质的低粘性化问题进行思考、设计与研究。利用有机高分子科学中分子设计合成的方法,利用新型基质具有低粘性特点,可大幅度增加无机填料量,达到降低聚合收缩,增加强度、韧性、稳定性的目的。实验室合成UDMA系丙烯酸衍生物的新型低粘性树脂基质。并与常规树脂基质Bis-GMA,UDMA和TEGDMA的混合物为比较对象,添加纳米无机填料后的聚合收缩,动态粘弹性特性,机械性能等方面进行比较研究,进而确定新型树脂基质混合物的最理想配比。
本研究方向的学术地位:该研究方向学术带头人在日本冈山大学就读期间,其博士课题主要研究方向就是口腔粘接材料。在铃木教授,田仲先生的指导下,对UDMA/MAA的不同摩尔比混合物进行研究,归国后,学术带头人坚持口腔用树脂类粘接剂基质改性研究。取得了阶段性的研究成果。该研究方向目前承担省部级项目4项,其中《义齿修复粘接剂被摸测评装置及测评方法》获得国家发明专利和实用新型专利,正在成果转化中。学术带头人在第九次全国口腔材料学学术交流会上做了《纳米填料对实验树脂水门汀粘弹性的影响》的演讲发言,受到了国内外学术同行的一致好评。本研究方向在省内外,甚至国内外均有一定学术影响力。