膠原膜聯(lián)合Bio-Oss骨粉成骨效果的實驗研究

王華，鄧春富，張翀，王飛

（中國醫(yī)科大學 附屬口腔醫(yī)院種植中心，沈陽 110002）

隨著口腔種植學的發(fā)展，人們逐漸開始應用多種骨移植材料和技術來修復種植體周圍骨缺損，恢復牙槽骨的應有高度和厚度，以提高術后遠期成功率。其中引導骨組織再生技術（guided bone regeneration，GBR）的應用愈來愈受到重視，成為修復各種類型骨缺損的常規(guī)治療手段。有學者聯(lián)合GBR技術和（或）其他骨移植材料修復骨缺損區(qū)取得了較滿意的效果［1~3］。本實驗將引導骨再生理論和骨誘導、骨傳導理論有機結合，旨在通過動物實驗評價膠原膜的應用與否對Bio-Oss人工骨粉成骨效果的影響，為其進一步的臨床應用提供實驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗動物、材料及儀器

健康雄性雜交犬3只，1～2歲，體質(zhì)量15～20kg（中國醫(yī)科大學附屬盛京醫(yī)院動物部提供）；Bio-Oss骨粉（蓋思特利有限公司生產(chǎn)）；生物膠原膜（海奧口腔修復膜，煙臺正海生物技術有限公司生產(chǎn)）；鈦釘；低速手機（韓國 STRONONG90）；顯微鏡（Nikon ECLIPSS80i）；掃描電鏡（JEDL JSM-T300）；速眠新合劑（中國醫(yī)科大學實驗動物中心提供）。

1.2 手術方法及實驗分組

速眠新0.1 ml/kg肌肉注射全身麻醉，動物保持側(cè)臥位，常規(guī)消毒鋪巾，切開雙側(cè)下頜骨頰側(cè)的肌肉及黏膜，剝離骨膜，暴露骨面。用低速手機和裂鉆在暴露的下頜骨面兩側(cè)分別取5個直徑約1 mm的小孔，以獲得良好血供，形成約1 cm×1 cm的實驗區(qū)，術中生理鹽水沖洗降溫。按照同體對照方法分為2組：左側(cè)為實驗組（Bio-Oss骨粉+膠原膜固定）：實驗區(qū)骨面放置適量Bio-Oss后，表面覆蓋膠原膜，并以鈦釘固定膜四角；右側(cè)為對照組（單純應用Bio-Oss骨粉）：只在實驗區(qū)骨面上放置同量骨粉，不予膜覆蓋。無張力分層縫合。術后5 d每日肌注青霉素80萬U。常規(guī)護理。

1.3 標本制備及觀察方法

于術后12周處死3只實驗動物，切取雙側(cè)下頜骨，按原實驗區(qū)切成約1.5 cm×1.5 cm的組織塊備用。大體觀察：膠原膜降解程度、與周圍組織的融合性以及骨粉顆粒吸收情況和植骨區(qū)新骨生長狀況，用大頭針探查其質(zhì)地。組織學觀察：10%多聚甲醛固定24 h，常規(guī)石蠟包埋，縱行組織切片，HE染色。掃描電鏡觀察：2.5%戊二醛固定24 h，沖洗、脫水、噴金。

2 結果

2.1 形態(tài)學觀察

實驗組：可見部分未降解的膠原膜及殘留骨粉顆粒，膜與周圍正常骨面粘連緊密，邊界不清，實驗區(qū)有骨樣組織隆起，質(zhì)地與宿主骨相似，不易區(qū)分，大頭針較難刺入；對照組：可見散在的骨粉顆粒殘留，部分新生骨樣組織隆起，表面凹凸不平，用大頭針刺入質(zhì)地較硬。

2.2 組織學觀察

實驗組：膠原膜結構依然存在，有大量成骨細胞分布，骨小梁密集，融合成片，排列較為有序，骨陷窩中可見成熟骨細胞，哈佛骨系統(tǒng)出現(xiàn)于新骨中，新骨結構與宿主骨較一致，兩者相融合，界限不清（圖1）；對照組：新骨與植骨材料之間有纖維組織，可見小腔隙、血管樣結構存在，大量無規(guī)則的骨小梁和成骨細胞存在，顯示成骨活躍，骨陷窩出現(xiàn)，新骨形成，與宿主骨間相融合（圖2）。

2.3 掃描電鏡觀察

實驗組：膜材料部分降解，形成大小不一的空隙，骨膠原密集粗大，團狀鈣鹽沉積，可見大量的成骨細胞及血管樣結構，新骨替代了部分植入材料，與宿主骨組織相融合不易區(qū)分，出現(xiàn)哈佛骨系統(tǒng)（圖3）；對照組：膠原纖維組織呈束狀排列，有鈣鹽呈珠樣沉積，可見大量鈣化的類骨樣基質(zhì)。有新骨生成，與宿主骨連接，新生骨組織排列不規(guī)則，成熟度不及實驗組（圖4）。

3 討論

引導骨再生是近幾年來應用到種植外科領域中一項新技術［4~6］。本實驗所采用的可吸收性膠原膜能在體內(nèi)完全降解，無需二次手術取出，是一種較為理想的膜材料；而Bio-Oss骨粉作為維持膜下空間的植骨材料，其化學成分和物理結構與天然骨相似，成骨細胞能識別Bio-Oss表面的生物磷灰石，并在上面沉積新骨。此外，本實驗是在骨表面進行，并且我們在骨面鉆孔以保證新骨再生區(qū)域可以獲得良好血供。

實驗組使用Bio-Oss并且表面覆蓋膠原膜，以鈦釘固定膜四角；對照組應用Bio-Oss不覆蓋膜。術后兩組均有新骨生成，表面可見未完全降解的膜和（或）骨粉。實驗組骨小梁密集，新生骨與宿主骨相似，融合無明顯界限，新骨成熟度較高。對照組出現(xiàn)無規(guī)則骨小梁和大量成骨細胞。通過結果的比較表明，Bio-Oss骨粉有良好的骨引導及成骨作用，單純應用也能夠誘導新骨生成，但成果效果遠不及與加以固定的膠原膜聯(lián)合應用所達到的效果。實驗結果進一步證明，生物膠原膜作為一種支架及物理屏障，可使源自骨膜、骨髓的骨生成細胞在其表面貼附，進而增殖分化為成骨細胞［7］。而膜下空間的存在及維持非常重要，膜良好的固定一方面可以使膜下的植骨材料有較穩(wěn)定的再生空間，另一方面還能阻擋鄰近組織的炎性細胞以減弱廣泛炎性浸潤的形成，降低骨吸收。

實驗結果表明植骨材料與膜聯(lián)合應用可以防止骨粉顆粒的流失和生物膜的塌陷，減少繼發(fā)感染的概率。然而在術中調(diào)塑膜形態(tài)和固定需花費較長時間。此外，生物膠原膜的昂貴費用也增加了患者的經(jīng)濟負擔。因此我們認為在較小面積的骨缺損中，當骨植入材料可以保證良好的固位時，可單純應用Bio-Oss骨粉材料，而不需要覆蓋膜。因為在此種情況下骨粉材料不會大量流失，也能夠較好的發(fā)揮其修復骨缺損的作用。如果骨缺損范圍較大，由于骨粉顆粒具有可移動性，此時不易被聚集及固定，就降低了它的骨修復效用，我們應使用以鈦釘固定的膠原膜來作為物理屏障，既可以為新生骨組織提供穩(wěn)定的再生環(huán)境，阻止其他組織細胞的長入，也可以防止骨粉流失，有利于聯(lián)合發(fā)揮作用。在臨床操作中醫(yī)生應該結合患者的具體情況，制定最佳的治療方案。

［1］宿玉成.現(xiàn)代口腔種植學 ［M］.北京：人民衛(wèi)生出版社，2004：205-216.

［2］Melo LG，Nagata MJ，Bosco AF，et a1.Bone healing in surgically created defects treated with either bioactive glass particles，a calcium sulfate barrier.or a combination of both materials.A histological and histometric study in rat tibias ［J］.Clin Oral Implants Res，2005，16（6）：683-691.

［3］寧博強，崔福齋，胡坤，等.活性膠原基納米骨修復下頜骨缺損的組織學檢測［J］.中國組織工程研究與臨床康復，2009，13（21）：4049-4054.

［4］Fang TD，Nacamulir P，Songh JM，et a1.Guidedtissue regeneration enhances bone formation in a rat model of failed osteogenesis［J］.Plast Reconstr Surg，2006，117（4）：1177-1185.

［5］Stavropoulos F，Dahlin C，Ruskin JD，et al.A comparative study of barrier membranes as graft protectors in the treatment of localized Bonedefects.An experimental study in acaninemodel［J］.Clin Oral Implants Res，2004，15（4）：435-442.

［6］King GN，King N，Hughes FJ.Effect of two delivery systems for recombinant human bone morphogenetic protein-2 on periodontal regeneration in vivo［J］.JPeriodont Res，1998，33（4）：226-236.

［7］Queiroz TP，Hochuli-Vieira E，Gabrielli MA，et al. ［J］.Int JOral Maxillofac Implants，2006，21（1）：29-35.