種植體周圍神經再生的研究進展

王艷穎 宮 蘋 張 健

牙種植體的骨感知現象成為口腔種植領域近年來的研究熱點[1～3]。大量關于骨感知的神經生理學和心理生理學的證據表明，種植體周圍確實存在感覺神經反饋通路，證實種植體周圍有感覺神經分布[4]。但是，臨床研究顯示，種植義齒與天然牙的感覺有所不同，種植體對負荷的定位能力及觸覺靈敏度比天然牙弱[5，6]。因此，促進種植體周圍神經再生，對于改進種植體的感覺功能是十分必要的。同時，大量組織學研究表明種植體周圍存在神經纖維，主要分布在螺紋區骨組織和骨髓腔內[7]。而正常骨組織中含有一些自主神經纖維，有調節骨代謝的作用[8]。無論種植體周圍神經是自主神經還是感覺神經，對于種植體周圍骨組織的代謝和改建都有著重要作用。近年來，學者們圍繞種植體周圍神經再生與骨感知的作用關系，以及種植體周圍神經結構對于成骨的調控作用展開一系列的研究。本文就近幾年有關種植體周圍神經再生的研究進行總結，旨在為提高種植體骨感知能力，以及促進神經調節骨代謝和改建提供一定的思路和啟發。

一、種植體周圍骨組織的神經分布

大量組織學研究已經證實了種植體周圍的神經分布。動物的組織學研究表明種植體周圍存在神經纖維，這些神經結構主要分布在螺紋區骨組織和骨髓腔內，多數為游離的神經末梢，神經纖維束數量較少，可見部分神經纖維與種植體界面直接接觸[7，9～11]。粘骨膜可觀察到明顯的神經纖維束[12]。Ysander 等發現種植體周圍骨組織中存在神經軸突和小直徑感覺神經纖維，與血管伴行或在管腔內[13]。Wada 等[14]觀察到種植體植入后種植體周圍的神經纖維出芽生長，同時，種植體-骨界面附近的游離神經末梢數量在種植體植入后的第一周內逐漸增加。2014年dos Santos Corpas 等[7]首次描述了人類骨結合種植體周圍的神經纖維。研究表明，種植體螺紋附近的骨單位哈弗斯系統中均可發現有髓神經纖維和無髓神經纖維。種植體周圍的編織骨中也可以發現有髓神經纖維。然而，在種植體周圍并未觀察到分化的神經末梢。此外，有學者在種植體螺紋區發現了大量無髓神經纖維，并發現游離神經末梢的數量隨種植體負荷的增加而增多[15]。

二、種植體周圍的神經支配在骨感知中的作用

骨感知的定義：在沒有功能性牙周機械感受傳入時，來源于骨錨著修復體的機械刺激感受通過顳下頜關節、肌肉、皮下、黏膜和骨膜組織等機械感受器進行傳導。同時，中樞神經系統在感覺和運動功能的維持中發生可塑性的改變[10]。骨結合種植體在口腔內最終形成生理性整合，表明種植體周圍的確存在神經支配，并且能影響口腔功能。然而，目前對于這種神經支配作用的研究尚不完善[16]。

研究表明，牙齒拔除后，最初支配牙齒和牙周膜的神經纖維仍然存在于下牙槽神經內。此外，Jacobs R[17]認為在緊鄰種植體的骨組織和種植體周圍上皮組織內存在特異的魯菲尼機械感受器末梢，其主要來源于有髓神經纖維。動物的神經生理學研究也證實，種植體周圍存在感覺神經反饋通路。喬士沖等[12]利用Beagle 犬模型，檢測種植體植入后不同時間點刺激種植體誘發的下牙槽神經感覺動作電位，發現植入1 周的種植體誘發的神經動作電位幅值明顯小于植入6 周和12 周的種植體誘發的神經動作電位幅值，具有顯著差異。結果表明，非負載狀態下種植體外周神經傳導能力的提高與種植體植入后的愈合時間具有明顯相關性。因此，種植體周圍骨內神經支配在骨感知現象中的作用是不可忽略的。

三、骨組織代謝中的神經調控

感覺神經和自主神經廣泛分布于正常骨組織及軟組織，這些神經纖維分布在骨膜、皮質骨和骨髓腔等代謝活躍的區域，通常伴血管走行，參與調節骨代謝和骨組織損傷后的再生[8]。早在1977年就有學者用免疫組化和免疫熒光的方法，觀察到兔骨內有自主交感神經支配[18]。Herskovits M 等[19]對交感神經做化學切斷，發現成骨細胞的骨基質沉積顯著減少，活性減低，證明交感神經能調節成骨細胞的活性，對骨生成有著重要作用。Yamashiro T 等[20]報道破骨細胞在骨形成過程中也受神經調節。而組織形態學上觀察，骨組織內的神經大多數分布和血管相關，主要分布于動脈中膜內和毛細血管周圍，骨髓腔也分布有散在神經終末支，在骨髓細胞和骨內膜的成骨前體細胞周圍均有環狀神經末梢。這些分布和結構為神經調節血管運動提供了解剖學的依據。大量研究均證實神經在骨組織生長發育、骨再生以及骨改建過程中都發揮至關重要的作用。

骨組織內除了經典的單胺能（如多巴胺、去甲腎上腺素、5-羥色胺）神經和膽堿能（如乙酰膽堿）神經，也有肽能神經直接支配骨組織。大量免疫組織化學研究結果表明，骨組織中的肽能神經顯示鈣素基因相關肽（calcitonin gene-related protein，CGRP）、P 物 質（substance P，SP）、神 經 肽Y（neuropeptide Y，NPY）、血管活性腸肽（vasoactive intestinal protein，VIP）、酪氨酸羥化酶（tyrosine hydroxylase，TH）和腦啡肽（met-enkephalin）免疫陽性[21]。這些神經纖維來自如感覺神經系統的背根神經節和自主神經系統的交感神經節等。多項研究顯示，這些神經肽在骨愈合過程中可以調節成骨細胞分化和抑制破骨細胞形成，從而發揮其對成骨效應的促進作用[22，23]。另外，González-Hernández A 等報道這些神經肽也是較強的內源性擴血管肽，在骨損傷時可以直接調節局部血流來促進骨愈合[24]。最新研究發現，CGRP 陽性神經纖維在種植體周圍呈現出有規律的分布變化，同時與局部微血管的分布相關，這種分布關系提示CGRP 陽性神經與種植體周圍血管再生和骨再生存在著密切聯系[25]。

四、種植體周圍神經再生的影響因素

1.種植體周圍神經再生的機制

無論是拔牙還是種植手術，都無法避免地造成周圍神經損傷，該損傷屬于“軸突切斷型”，即造成傳導的完全阻斷。神經損傷部位隨后會發生一系列病理性改變，包括神經軸突的變性和髓鞘的破碎、溶解、吸收。伴隨神經變性退化的發生，一方面，包裹神經軸突的雪旺細胞（schwann cells，SCs）開始迅速增殖，形成Bungner 帶，為再生神經軸突提供管道[26]。另一方面，神經元胞質內加快物質合成，通過軸漿運輸到軸突斷端，軸突斷端膨大形成生長圓錐，長出軸芽，完成神經再生[27]。

2.種植體表面性質

在種植術后的組織恢復過程中，種植體的表面性質是一個極其重要的因素。同時，隨著材料表面處理技術的發展，越來越多的研究關注到種植體表面與種植體周圍神經再生的關聯，希望探尋到有利于神經再生的種植體表面。李保勝等[28]研究了4 種不同種植體表面，包括光滑表面、電解刻蝕技術（electrolytic etching，EE）、大顆粒噴砂酸蝕表面（sand-blasted，large-grit，acid-etched，SLA）和羥基磷灰石涂層（hydroxyapatite-coated，HA），對神經再生和神經傳導性能的影響。結果表明種植體表面處理方式在種植體愈合早期對神經的愈合和再生有顯著影響，后期并無顯著影響，但具體機制尚不明確。

神經元和神經膠質細胞的生物學行為在周圍神經再生過程中至關重要。Yuan 等[29]探討了SCs在不同處理鈦片表面的生長增殖及相關蛋白和基因表達情況，發現HA 涂層對于SCs 生物學功能的促進作用最顯著，但具體的分子機制仍不清楚。Yin 等[30]在不同表面處理鈦片上培養大鼠背根神經元，認為SLA 和EE 表面比光滑表面更利于神經元的粘附以及蛋白質的附著。而Collazos-Castro 等[31]在氧化鈦表面培養胚胎大鼠大腦皮質神經元，發現與硼硅玻璃對照組相比，神經元的生長與分化在初期并沒有受到影響，但神經突的伸長卻受到了顯著的抑制，其中樹突比軸突更受影響。Saghiri 等[32]使用P19 神經細胞系評估不同類型表面處理種植體的神經相容性。5 種不同表面處理包括Laser-Lok、可吸收研磨介質（resorbable blasted media，RBM）、OsseoSpeed、Nanotite和SLActive表面。結果表明，盡管5 種表面均顯示出較好的神經相容性，但是5 種表面的細胞計數存在顯著差異，其中，Laser-Lok、RBM 和OsseoSpeed表面的細胞計數高于Nanotite和SLActive表面。

Li 等[33]在鈦片表面將牙周膜干細胞誘導分化為SC 樣細胞，并研究其生物學行為。結果表明SC 樣細胞在SLA 表面上顯示出良好的細胞活性。牙周膜干細胞、脂肪干細胞、骨髓間充質干細胞等細胞在種植體周圍神經組織工程中的應用非常重要，它們或許能夠發揮促進種植體周圍神經再生的潛能。

3.神經營養因子和神經肽

He 等[34]提出一種新型的牙種植體仿生設計，利用納米彈簧在種植體內構建應力緩沖結構的同時，利用神經生長因子（nerve growth factor，NGF）對于神經細胞的生物學活性促進種植體周圍神經再生。姚洋[35]等認為，外源性NGF 不僅能強烈地促進神經再生，還能加速小鼠鈦種植體周新生骨膠原的早期成熟，促進種植體植入早期的骨再生。

Ma等[36]發現αCGRP 作為一種廣泛分布于整個中樞和外周神經系統的神經肽，能夠促進局部SCs 的增殖，認為局部應用αCGRP 可以促進種植體周圍神經再生，改善種植體的感覺功能。向琳等[25]等總結發現，CGRP 這種生物活性神經肽類物質，主要由感覺神經釋放，不僅能夠促進周圍神經再生，同時，CGRP在種植體骨結合和種植體周圍血管再生過程中也發揮著重要作用。

4.種植術式和負重方案

研究發現，種植術式和負重方案也是影響種植體周圍神經再生的重要因素。朱一博等[11]認為，種植體周圍骨組織內功能性神經感受器的數量少于天然牙，然而種植手術方式及負重方案對外周神經傳導的影響并無顯著差異。而孫琳琳等[37]對于犬下頜骨種植體進行組織學研究，觀察即刻負重及延期負重種植體周圍骨組織內的神經末梢分布情況，證實不同負重時間種植體周圍骨組織內神經密度有顯著差異。此外，Huang 等[15]系統綜述證實，負重種植體與非負重種植體和拔牙窩愈合后的骨組織相比，可以增加種植體周圍組織內的神經數量，然而沒有足夠的證據來區分即刻種植和延期種植，以及不同負重方案的神經支配方式的差異。

5.其他因素

低頻脈沖超聲（low-intensity pulsed ultrasound，LIPUS）是一種廣泛應用于臨床的促進骨折修復的治療手段，近年來LIPUS 開始應用于單純神經損傷的修復[38]。楊博[39]等探討LIPUS 對大鼠截斷下牙槽神經后的神經損傷和骨質病變的修復效果，發現LIPUS 可以促進神經損傷的恢復，表現為感覺功能的恢復和骨髓腔內的CGRP 陽性纖維數量的增加，同時可以顯著促進由神經損傷導致的骨質病變修復。研究提示LIPUS 可以促進下牙槽神經損傷的修復。然而，目前LIPUS在促進種植體周圍神經再生中的作用尚不明確，需進一步探索研究。