顱頜面骨臨界骨缺損的修復(fù)方法

田曉曄 劉笑涵 曹洪娟 吳琳

作者單位：110002 沈陽，中國醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院附屬口腔醫(yī)院口腔修復(fù)一科，遼寧省口腔疾病重點實驗室，遼寧省口腔疾病轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究中心

外傷、腫瘤、感染等原因引起的顱頜面骨臨界性骨缺損(C S D)因常造成骨不連接、延遲愈合或不愈合及局部功能障礙而成為骨科修復(fù)領(lǐng)域的一個治療難題，C S D是指動物體內(nèi)不能自行修復(fù)的最小骨缺損[1]。目前，修復(fù)CSD的方法有自體骨移植、異體骨移植及人工骨移植。每種修復(fù)方法都有各自的優(yōu)缺點，自體骨成骨能力強，但骨量有限，創(chuàng)傷大。異體骨包括同種異體骨和異種骨，易獲取，具有良好的骨傳導(dǎo)性，但價格貴且可能發(fā)生免疫排斥反應(yīng)或傳播血源性疾病。人工骨種類繁多，加工方式多樣，可單一或復(fù)合使用，與組織工程技術(shù)結(jié)合擁有極大的應(yīng)用潛力，表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。在修復(fù)骨缺損時輔以物理方法能夠改善骨愈合，促進骨形成。骨缺損的部位與大小、骨移植材料的種類與特性等均可以對選擇何種修復(fù)方法修復(fù)顱頜面骨臨界骨缺損產(chǎn)生影響，本文主要從骨移植材料的種類及其優(yōu)缺點的角度對顱頜面骨CSD的修復(fù)方法作一綜述。

1 自體骨移植

自體骨移植是從患者身體的其他部位切取合適大小的骨組織，植入到病變骨質(zhì)缺損的部位。它是臨床上最早應(yīng)用的骨缺損修復(fù)方法，被公認(rèn)為缺損區(qū)成骨的“金標(biāo)準(zhǔn)”，其優(yōu)點是無免疫排斥反應(yīng)，具有良好的骨生成、骨誘導(dǎo)、骨傳導(dǎo)的能力，若受床血供良好，骨愈合較快[2]。運用自體骨移植修復(fù)顱頜面部臨界骨缺損能夠取得較好的臨床與影像學(xué)效果。Rocchietta等[3]將自體骨聯(lián)合聚四氟乙烯膜行引導(dǎo)骨組織再生術(shù)，用于修復(fù)牙槽骨缺損，進行牙槽骨垂直骨增量，取得滿意的臨床與影像學(xué)效果。

雖然自體骨移植對骨缺損修復(fù)效果明顯，但因其骨量有限、創(chuàng)傷大、手術(shù)時間較長、費用高、易發(fā)生血腫等并發(fā)癥，且在自體骨移植中骨松質(zhì)較骨皮質(zhì)更容易發(fā)生吸收，局限了供體骨的選擇，進而局限了自體骨的臨床應(yīng)用。Mendoza-Azpur等[4]運用自體骨移植進行引導(dǎo)骨組織再生術(shù)進行牙槽骨的水平骨增量，發(fā)現(xiàn)術(shù)后供體部位可出現(xiàn)感覺障礙和血腫等并發(fā)癥，并且自體骨較容易吸收，發(fā)生宿主骨形成替代不足的現(xiàn)象，修復(fù)效果欠佳。

因此，可以運用自體骨移植來修復(fù)顱頜面骨的臨界骨缺損，但可能產(chǎn)生血腫等并發(fā)癥，如果供體組織位于受體附近，如若產(chǎn)生血腫可能影響該部位的愈合，如果供體部位不在受體附近，如需取髂骨或肋骨等，那么將增加患者的創(chuàng)傷以及經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。

2 異體骨移植

異體骨移植包括同種異體骨移植和異種骨移植，同種異體骨是指同源不同體的骨質(zhì)，異種骨是指來源于其他物種的骨移植材料。

2.1 同種異體骨移植 同種異體骨移植的優(yōu)點是低免疫原性、良好的骨誘導(dǎo)性、易獲取性，不會對供體造成新的缺損等。Walker等[5]在磨牙拔出后采用同種異體凍干骨移植進行位點保存術(shù)后發(fā)現(xiàn)，與不進行相應(yīng)移植相比，其對牙槽骨寬度以及頰側(cè)骨高度的維持可取得顯著效果，在后期的牙種植手術(shù)時需要植骨的可能性更低。雖然同種異體骨的免疫原性較低，但仍存在免疫排斥反應(yīng)，如引起組織滲出，減慢傷口愈合甚至干擾骨愈合，甚至有傳播血源性疾病的可能。Kolerman等[6]將凍干骨(同種異體骨)用于上頜竇提升，發(fā)現(xiàn)同種異體骨雖然具有較好的骨傳導(dǎo)性，但術(shù)后9個月仍可見輕度的慢性炎癥，主要由淋巴細胞和多核巨細胞組成。因此，同種異體骨移植可以用于修復(fù)顱頜面骨的臨界骨缺損修復(fù)，但其不易獲取，價格較高，還可能在移植后出現(xiàn)愈合不佳。

2.2 異種骨移植 異種骨移植材料目前常用的有牛骨、馬骨和豬骨等，其優(yōu)點是易于獲取且具有良好的骨引導(dǎo)能力和生物相容性。可將經(jīng)處理的異種骨用于頜骨骨增量及位點保存術(shù)等頜骨骨缺損修復(fù)。Lai等[7]在微創(chuàng)拔牙后分別植入牛骨和豬骨于牙槽窩中以行位點保存術(shù)，發(fā)現(xiàn)兩組移植物較穩(wěn)定地保持在所植位置，較好地修復(fù)了牙槽嵴寬度和高度的不足，以為后期行牙種植手術(shù)提供充足的骨量。有文獻報道，采用脫蛋白異種骨移植修復(fù)臨界骨缺損，能夠改變正畸加力時機，可以實現(xiàn)即刻或早期加力，且有利于牙周組織愈合[8]。但異種骨仍存在一些不足，如可能產(chǎn)生排斥反應(yīng)造成機體局部骨吸收等。因此，可以選用異種骨移植以修復(fù)顱頜面骨臨界骨缺損，但其免疫原性也不容忽視。

3 人工骨移植

人工骨材料是指可以修復(fù)骨組織缺損的人工生物材料。理想的人工骨材料應(yīng)具有良好的生物相容性、力學(xué)性能、易加工成型性及成骨性。人工骨按照材料種類可分為有機材料、無機材料和復(fù)合材料。

3.1 有機骨移植 有機材料包括天然有機物質(zhì)和人工合成的高分子有機材料。天然有機物質(zhì)中含有某些成骨因子，因而具有較好的骨誘導(dǎo)能力。人工合成高分子材料是由有機分子通過聚合和交聯(lián)而成，在分子量達到一定程度時可以呈現(xiàn)出很好的機械性能，如聚丙烯酸酯及具有生物降解性的聚乳酸等。目前，也有人工合成的相關(guān)生物因子用于人工骨移植以修復(fù)骨缺損，如重組人骨形態(tài)發(fā)生蛋白、重組人血小板衍生生長因子等，并取得良好治療效果。Aybuke等[9]將轉(zhuǎn)化生長因子a3(TGF-a3)和骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(BMP-2)的組合負(fù)載明膠薄膜夾在聚L-丙交酯/聚?-己內(nèi)酯之間用于修復(fù)牙槽骨臨界性骨缺損，促進了新骨生成，利于骨愈合。

3.2 無機骨移植 無機骨材料，可分為金屬填充材料和非金屬無機材料兩類。金屬材料可分為可降解與不可降解兩類，可降解醫(yī)用金屬材料主要包括鎂及鎂合金等，不可降解醫(yī)用金屬材料主要包括不銹鋼、鈦及鈦合金等。金屬材料具有良好的力學(xué)和加工性能、生物相容性和適宜的耐腐蝕性。在顱頜面部臨界骨缺損修復(fù)中，金屬材料主要用作正頜或頜面部骨折手術(shù)等中的夾板固定裝置[10-11]。

非金屬無機材料，具有良好的力學(xué)性能和易加工性，如陶瓷材料、羥基磷灰石、生物玻璃等被廣泛應(yīng)用，并且某些含有鈣磷鹽的陶瓷還具有很好的生物相容性以及骨傳導(dǎo)能力。非金屬無機材料包括可降解與不可降解兩類，可降解的非金屬無機材料以β-磷酸鈣(β-TCP)為代表，其具有良好的骨傳導(dǎo)性，其是修復(fù)兒童臨界骨缺損良好的再生材料，可用于修復(fù)牙槽裂。也有研究表明，將a-TCP用于下頜骨第三磨牙拔除后第二磨牙遠中骨缺損修復(fù)，與自然愈合相比，其垂直骨再生率更高，牙周探診深度更小，取得更好的臨床與影像學(xué)效果[12]。不可降解的無機非金屬材料以羥基磷灰石(H A)為代表，已被廣泛地應(yīng)用于臨床與科研，有文獻報道，將HA用于種植體同期植入的上頜竇內(nèi)提，可以增加骨高度和骨密度，有利于種植體獲得良好的初期穩(wěn)定性，也有利于種植體植入后的長期預(yù)后[13]。而雙相磷酸鈣生物陶瓷是由β-TCP和HA組合而成的，因其具有良好的生物相容性與骨傳導(dǎo)性亦被廣泛應(yīng)用于臨界骨缺損修復(fù)，由于β-TCP和HA的可降解性差異，可以通過兩者的比例不同，表現(xiàn)出更合適的性能及組織學(xué)效果[14]。有研究表明，雙相磷酸鈣(40%的β-TCP和60%的HA)和脫蛋白牛骨具有相似的生物相容性和骨傳導(dǎo)性，可用于上頜竇內(nèi)、外提升術(shù)或引導(dǎo)骨組織再生術(shù)等修復(fù)牙槽骨缺損，便于同期或后期的種植體植入[15]。

3.3 復(fù)合骨移植 復(fù)合骨材料是將有機材料和無機材料加工復(fù)合，旨在利用兩者的優(yōu)點，克服兩者的缺點。利用復(fù)合骨移植材料修復(fù)臨界骨缺損是一種安全有效的方式。有研究表明，3D打印的大孔聚乳酸/羥基磷灰石復(fù)合支架可以促進大鼠顱骨臨界骨缺損的骨形成，改善骨重建[16]。

組織工程骨由支架材料(多為人工骨)和種子細胞和生物因子組成，屬于復(fù)合人工骨的一種，可以促進骨愈合與骨形成。相關(guān)研究表明，將人工骨與種子細胞，如間充質(zhì)干細胞、間充質(zhì)基質(zhì)細胞、內(nèi)皮祖細胞、骨祖細胞、骨髓間充質(zhì)基質(zhì)細胞、牙齦成纖維細胞等復(fù)合植入骨缺損部位，可以改善骨愈合，促進骨形成[17]。將人工骨與生物因子，如血小板濃縮物組成的礦化血漿基質(zhì)、富含血小板的血漿、富血小板纖維蛋白、脂肪組織自體基質(zhì)血管部分、重組人血小板衍生生長因子-BB、重組人骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2等復(fù)合植入骨缺損部位也可以促進骨形成，改善骨愈合[18]。還有文獻報道，人工復(fù)合骨材料負(fù)載胰島素藥物進行骨移植，也具有促進骨愈合的作用[19]。隨著細胞培養(yǎng)技術(shù)和材料學(xué)的發(fā)展，組織工程技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于口腔頜骨缺損的修復(fù)，且取得較好的臨床效果，組織工程骨移植修復(fù)顱頜面骨臨界骨缺損具有良好的應(yīng)用前景與潛力。

此外，對于骨缺損修復(fù)也可加以物理方法來促進骨形成與骨愈合，如超聲、激光、沖擊波、電磁刺激、應(yīng)力等[20]。這些方法是在一定程度上刺激骨的修復(fù)及生長，促進功能的恢復(fù)，減少骨不愈合和延遲愈合的發(fā)生。物理方法運用得當(dāng)可以在促進骨愈合與骨形成的同時，讓骨缺損的修復(fù)更高效且安全。

4 小結(jié)與展望

隨著對顱頜面骨臨界骨缺損修復(fù)方法的深入研究，目前可以根據(jù)自體骨、異體骨和人工骨的優(yōu)缺點選擇最合適的骨移植方法：相較于自體骨移植，異體骨移植與人工骨移植手術(shù)創(chuàng)傷小，避免供體術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生；相較于異體骨，人工骨則更易于加工和獲取，減少或避免免疫排斥反應(yīng)的發(fā)生。人工骨與組織工程技術(shù)相結(jié)合，加入種子細胞和生物因子或藥物，能夠促進骨形成，改善骨愈合。同時在修復(fù)臨界性骨缺損時也可以輔以物理方法來達到加快骨形成，改善骨愈合的目的。對于臨界骨缺損修復(fù)，我們期望植入物具有良好的生物活性與生物安全性、骨誘導(dǎo)性與骨傳導(dǎo)性、適宜的降解性，通過組織工程技術(shù)選擇合適的支架材料、種子細胞、生物因子、藥物等能夠有望完成這一目標(biāo)，同時聯(lián)合物理手段有望能夠提高效率。目前看來，自體骨、異體骨和人工骨都可以用來修復(fù)顱頜面骨臨界骨缺損，可以根據(jù)缺損的部位、大小等進行合理的選擇，輔以物理方法值得提倡與應(yīng)用，人工骨尤其是組織工程骨具有良好的發(fā)展前景及應(yīng)用潛力，但如何能快速、高效、低損傷地修復(fù)顱頜面骨臨界性骨缺損仍需進一步研究。