GBR術后骨替代材料與骨界面的影像學分析和組織學觀察

謝靜，蘆帥，孫勇

引導骨再生技術(GBR)是在骨缺損區(qū)，以膜作為屏障形成一個隔離空間，阻止軟組織中的成纖維細胞及上皮細胞長入，而骨源性細胞則緩慢進入骨缺損區(qū)內，進行成骨細胞轉化，從而促進骨組織的愈合。許多基礎研究和動物實驗中，引導骨再生技術對于成骨的引導及其成骨效果已經得到充分肯定[1]。但是對于GBR術后，骨替代材料與天然骨所形成的誘導界面的影像學和組織學表現的研究則鮮有報道。為此，本研究搜集進行GBR的患者資料，從影像學和組織學上觀察誘導界面的生長特點，為后續(xù)的臨床研究提供參考。

1 對象與方法

1.1 研究對象選擇2014年6月～2015年12月在成都軍區(qū)機關醫(yī)院口腔科就診的10例患者的10個骨缺損位點，其中男4例，女6例；年齡27～50歲，平均42歲；病因：牙折8例，牙周炎2例。所有患者咬合關系基本正常，術前行全身檢查，排除手術禁忌證。

1.2 材料與設備Bio-Oss骨粉[瑞士Geistlich公司，國食藥監(jiān)械（進）字2014第3460922號]，海奧口腔修復膜[煙臺正海生物技術有限公司，國食藥監(jiān)械（準）字2013第3461200號]；FONA口內X線設備（西諾德牙科設備有限公司）；數碼三目攝像顯微鏡（BA400 Digital，麥克奧迪實業(yè)集團有限公司）；石蠟，蘇木素染液，4%多聚甲醛固定液，10%EDTA脫鈣液，伊紅染液，乙醇，蒸餾水。

1.3 手術治療牙折患者：術區(qū)局部麻醉，微創(chuàng)拔除牙折患牙，避免頰側或舌側牙槽骨折裂，保留牙槽嵴頂完整性，刮凈肉芽組織；牙周炎患者：患牙術區(qū)局麻后翻瓣，小刮匙去凈肉芽組織。從骨缺損區(qū)抽取少量血液混合Bio-Oss，將混合物分次填滿骨缺損處，上覆海奧生物膜隔離，創(chuàng)口進行輕微拉攏減張縫合。術后口服抗生素3 d，西帕依含漱液漱口2 w。

1.4 觀察指標

1.4.1 創(chuàng)口愈合情況：術后7～10 d復診，觀察手術創(chuàng)口愈合情況。

1.4.2 骨生長情況分別于術后當天和術后1、3、6個月時，拍攝X線小牙片。觀察X線片中骨紋理數量、粗細和疏密等特征，評估骨生長情況。所有操作均由同一人采用相同的拍攝方法完成。

1.4.3 誘導界面特征術后6個月，牙折患者擬行種植手術前，拍攝CBCT，準確測量天然骨與Bio-Oss接觸界面到牙槽嵴頂的高度，并將CBCT數據傳送至義齒加工中心，制作局部導板。種植手術中在導板的輔助下，利用中空取骨鉆準確取出界面組織，測量取出組織的長度，大于術前CBCT測量的骨高度，送實驗室行HE染色，顯微鏡下觀察，采用數碼攝像顯微系統(tǒng),進行圖像采集。出于臨床治療方案以及倫理學方面的考慮，牙周炎患者GBR術后6月無需再進行種植手術，只作X線影像學觀察，不取出新生骨組織進行組織學觀察。見圖1。

2 結果

2.1 創(chuàng)口愈合情況復診時，見創(chuàng)口愈合良好，無紅腫、溢膿，無Bio-Oss顆粒溢出。

2.2 骨生長情況術后當天及術后3個月，植骨區(qū)骨密度明顯高于周圍正常骨，清晰可見骨粉顆粒，骨小梁結構不明顯。隨著時間的推移，術后3個月，植骨區(qū)域呈現范圍有所縮小的高密度影，可見正常形態(tài)的骨小梁，而誘導界面處可見低密度影像環(huán)繞（圖2C）。術后6個月，界面骨小梁結構清晰，排列有序，新生骨與周圍天然骨邊界難以區(qū)分，植骨區(qū)域中心呈現形狀不規(guī)則的高密度影。同時發(fā)現，隨著時間的延長，誘導界面的低密度暗影區(qū)域由四周向中央遷移。見圖2。

2.3 組織學觀察天然骨與Bio-Oss連接處有新生骨組織生成，新生骨周圍成骨細胞核較大，排列整齊。界面區(qū)域可見大量新生的骨小梁、部分幼稚的軟骨細胞、紅細胞、骨髓腔和骨髓，部分骨細胞尚未鈣化。另外，Bio-Oss中間可見較多染色較淺的團塊以及條索狀HE紅染的新生骨樣組織。見圖3。

誘導界面上段組織中多為尚未成熟的編織骨，新生骨小梁較細小，形態(tài)不明顯，成骨細胞散在分布，尚未形成骨髓腔和骨髓。而誘導界面下段組織多為較成熟的板層骨，可見大量的新生骨小梁和幼稚的軟骨細胞，新生骨組織逐漸成熟，有骨髓腔和骨髓中形成，骨進一步成熟，哈佛氏系統(tǒng)形成，板層骨形成。見圖4。

3 討論

一般來說，骨缺損的自我修復過程需要經歷炎癥機化期、原始骨痂形成期、骨板形成塑形期3個時期，需要中性粒細胞、巨噬細胞、成骨細胞、破骨細胞等大量細胞的參與，以及多種生物活性因子的共同調節(jié)，經過一系列復雜的變化過程，最終完成缺損區(qū)骨改建和修復[2]。經此自然愈合過程修復的牙槽骨常伴有高度和寬度的喪失及骨密度的下降，而GBR則能彌補這一過程帶來的骨損失，最常見的就是拔牙后的位點保存術[3]。位點保存術是利用GBR修復拔牙后所形成的牙槽窩骨缺損，先拔除不能保留的患牙，刮凈肉芽組織后，在牙槽窩內填入骨替代材料，再以膜作為屏障，創(chuàng)造一個相對封閉的環(huán)境，允許有潛在生長能力、遷移速度相對較慢的前體成骨細胞優(yōu)先進入骨缺損區(qū)，實現缺損區(qū)的骨再生[4]。位點保存術在一定程度上能夠預防及減少牙槽嵴的廢用性萎縮和吸收，使牙槽嵴骨量的高度、寬度及密度滿足后期種植需要，以獲得較為滿意的修復效果。另外，對于一些牙周袋較深、伴牙頸部明顯骨吸收的牙周炎患者，利用GBR進行牙周手術也能恢復一定的骨高度，改善牙周狀況。

圖1 獲取新生骨組織

圖2 GBR術后不同時間影像學表現

圖3 界面新生骨組織學觀察（HE染色）

圖4 新生骨組織組織學觀察（HE染色、低倍）

GBR常與骨替代材料結合應用，臨床最常使用的骨替代材料是Bio-Oss，它具有高度的骨引導結構，可引導骨缺損周圍骨細胞的爬行、遷移、骨組織新生和血管的再生，起到支架的作用。同時它在人體內有一定的代謝周期，其代謝過程與骨的新生同時進行。大量基礎實驗和臨床研究顯示，Bio-Oss具有良好的生物相容性及可靠的成骨效果[5-6]。GBR使得Bio-Oss與骨缺損區(qū)周圍的天然骨相互接觸，形成一個材料與骨組織的界面。

X線片可以清晰的反映骨組織的正常形態(tài)，骨小梁的結構，排列規(guī)律，骨密度的高低，骨吸收、改建的情況等[7]。Bio-Oss是碳酸鹽磷灰石晶體，X線下表現為高密度影像。早期，植骨區(qū)域密度明顯高于周圍正常骨組織，這并非成骨造成，而是植入材料自身的密度。隨著時間的推移，界面處骨形成活躍，骨小梁呈現一定規(guī)律性，Bio-Oss開始代謝吸收，而新生骨尚未完全成熟，故呈低密度暗影，植骨區(qū)域為范圍有所縮小的高密度影。后期，界面處骨形成良好，新生骨接近正常骨組織，與周圍天然骨互相移行難以區(qū)分，Bio-Oss完全吸收，低密度暗影區(qū)域變窄。而接近Bio-Oss中心的區(qū)域，骨生長較弱，骨鈣化程度較低，Bio-Oss還未徹底代謝，故呈現中心殘留的形狀不規(guī)則的高密度影。

通過組織學切片觀察到天然板層骨與Bio-Oss之間聯系緊密，連接處有大量新生的骨小梁。該界面便是生發(fā)中心。成骨細胞從界面開始，沿Bio-Oss爬行、遷移，逐漸形成新生的骨樣組織，同時伴有血管的再生[8]。在骨形成的過程中，Bio-Oss逐漸代謝，新生骨樣組織形成并逐漸成熟，占領原來Bio-Oss所在的空間，材料與新生骨交互纏繞，切片中便可見較多染色較淺的不規(guī)則團塊和條索狀HE紅染的新生骨樣組織連接緊密。在誘導界面上段，即較接近Bio-Oss中心的組織多為尚未成熟的編織骨，新生骨小梁較細小。而誘導界面下段，即較接近誘導界面的組織中多為成熟的板層骨，有大量的新生骨組織形成，說明近Bio-Oss中心的界面上段組織的骨生長較弱，而界面下段組織的骨生長更為活躍，進一步證明新骨的生長是從誘導界面開始的，誘導界面是骨形成的生發(fā)中心。隨著時間的推移，誘導界面的新骨形成，Bio-Oss逐漸代謝徹底，其所在的空間便被新生骨組織占領。最初的誘導界面處骨形成改建完成以后，界面便向Bio-Oss中心逐步進展，局部骨生長與Bio-Oss的代謝吸收同時進行，形成新生骨，最終完全修復骨缺損，呈向心性生長的趨勢。

臨床上應用GBR對拔牙后的牙槽窩進行位點保存術后6個月，常規(guī)行種植手術，接近Bio-Oss中心、生長活躍性較低、未完全成熟的骨質在種植窩洞預備過程中被去除，使得包繞種植體周圍的多為誘導界面的新生骨，該處為生發(fā)中心，是成骨最活躍的區(qū)域。種植體植入以后，誘導界面生長旺盛的成骨細胞，沿種植體表面爬行、遷移，在種植體周圍形成新生骨，包繞種植體，形成穩(wěn)定的骨結合，這對種植術后獲得滿意的修復效果以及種植體的長期穩(wěn)定都具有重要意義。

引導骨再生術后，在影像學上可觀察到骨與骨替代材料Bio-0ss的界面，新生骨的生長是從誘導界面開始的，呈向心性生長的趨勢。

[1]Kimy Leem Dh.Post traumatic immediate GBR alveolar ridge preservation,after a comminuted fracture of the anterior maxilla[J].Dent trauma tol,2015,31(2):156-159.

[2]紀經濤,胡永成,夏群,等.血管內皮生長因子和骨形態(tài)發(fā)生蛋白在骨組織工程中的作用[J].中國組織工程研究,2015(33):5356-5363.

[3]楊明德,唐毅.拔牙后牙槽嵴位點保存在口腔種植學中的應用[J].國際口腔醫(yī)學雜,2012,39(2):211-213.

[4]陳紅亮,趙承初,孫勇,等.人引導骨再生修復頜骨缺損的組織學觀察[J].中國組織工程研究,2012,14(46):8589-8592.

[5]李文彥.犬種植體周圍骨缺損應用骨誘導活性材料修復的研究[J].中國醫(yī)藥導報,2010,7(24):164-167.

[6]楊春羚,陳卓凡,王炎,等.GBR技術在修復外科中的應用[J].臨床口腔醫(yī)學雜志,2009,25(10):613-615.

[7]Kuchler U,Chappuis V,Gruber R,et al.Immediate implant placement with simultaneous guided bone regeneration in the esthetic zone:10 year clinical and radiographic outcomes[J].Clin Oral Implants Res,2016,27(2):253-257.

[8]陳江,楊進,黃文秀,等.膠原膜聯合自體骨髓基質細胞及富血小板血裝修復牙槽骨缺損的實驗研究[J].中國修復重建外科雜志,2007,21(5):523-527.