膠原膜聯合Bio-Oss骨粉成骨效果的實驗研究

王華，鄧春富，張翀，王飛

（中國醫科大學 附屬口腔醫院種植中心，沈陽 110002）

隨著口腔種植學的發展，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治療手段。有學者聯合GBR技術和（或）其他骨移植材料修復骨缺損區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。

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，體質量15～20kg（中國醫科大學附屬盛京醫院動物部提供）；Bio-Oss骨粉（蓋思特利有限公司生產）；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）；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，動物保持側臥位，常規消毒鋪巾，切開雙側下頜骨頰側的肌肉及黏膜，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，術中生理鹽水沖洗降溫。按照同體對照方法分為2組：左側為實驗組（Bio-Oss骨粉+膠原膜固定）：實驗區骨面放置適量Bio-Oss后，表面覆蓋膠原膜，并以鈦釘固定膜四角；右側為對照組（單純應用Bio-Oss骨粉）：只在實驗區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，切取雙側下頜骨，按原實驗區切成約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新骨生長狀況，用大頭針探查其質地。組織學觀察：10%多聚甲醛固定24 h，常規石蠟包埋，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，實驗區有骨樣組織隆起，質地與宿主骨相似，不易區分，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，哈佛骨系統出現于新骨中，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，大量無規則的骨小梁和成骨細胞存在，顯示成骨活躍，骨陷窩出現，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分，出現哈佛骨系統（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。有新骨生成，與宿主骨連接，新生骨組織排列不規則，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。對照組出現無規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，減少繼發感染的概率。然而在術中調塑膜形態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定的再生環境，阻止其他組織細胞的長入，也可以防止骨粉流失，有利于聯合發揮作用。在臨床操作中醫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.現代口腔種植學 ［M］.北京：人民衛生出版社，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.