骨組織工程應用于口腔頜面部骨組織缺損修復研究進展

肖日勇

【摘要】目前，口腔額面部畸形、感染、腫瘤、外傷等原因所致的頜面部骨組織缺損疾病已經成為口腔醫學界的重點關注問題之一。通常情況下，臨床一般會選擇骨移植進行治療，因此過程中骨替代材料的選擇則顯得至關重要。替代材料中，常見的有人工骨、異種骨、同種異體骨、自體骨、組織工程骨等。而組織工程骨在其中的優勢十分顯著，其自身的生物相容性、安全性、傳導性、誘導性、生物降解性等均較高，是較為理想的一種骨替代材料。鑒于此，本文將圍繞骨組織工程展開以下研究。

【關鍵詞】骨組織工程;口腔頜面部骨組織缺損;修復;研究進展

【中圖分類號】R783 【文獻標識碼】A 【DOI】10.12332/j.issn.2095-6525.2021.03.267

頜面部骨組織缺損患者的危害極大，臨床口腔醫學中也一直在尋求最佳的治療方案，但目前采用最多的還是骨移植方法[1]。進行骨移植治療時需要選擇相應的骨替代材料，其中人工骨、異種骨、同種異體骨、自體骨、組織工程骨等均可作為替代材料。但經諸多的實驗證明，組織工程骨的優勢更為顯著，更利于臨床實踐。

組織工程學屬于細胞生物學結合材料科學的一門綜合學科，系專門針對體內、體外組織器官的構建所開發的新科種。此學科開展的主要目的是促進生代材料的發展，并通過替代、修復實現人體器官功能的提升。就該學科而言，主要有四大重要要素，即材料、細胞、骨構建方式、誘導因子。

1材料

材料主要為生物支架材料，屬于種子細胞誘導分化所需的一個過渡場所。若其生物支架材料需要合用于組織工程學中，還應具備一定條件。（1）必須有三維立體空間結構，以便細胞生長黏附所需，確保多孔率高于80%。（2）塑形性強。能夠加工為各種形狀，并且在移植后依舊可保持原樣。（3）生物相容性佳。不會破壞種子細胞的增殖和分化誘導，不干擾宿主的順利生長，降解性強，能夠自我降解或符合組織生成速度。有研究表示，在羊股骨缺損中使用BMP骨基質修復，效果將與自體骨移植無顯著差異[2]。因此可見，異體骨與異種骨有著類似的效果，并給在結構力學性能良好、取材方便、加工便捷等優勢。然而移植后會出現相應的免疫反應，進而造成預后不良;同時，在移植前還需要進行冷凍、脫鈣等處理，骨的基本生理特性可能發生改變，骨誘導過程則無法完成，并且還可能伴有一定的病毒傳播風險。因此，臨床研究方向也轉向了人工合成骨的研制方面。人工合成骨的材料有磷酸三鈣、生物活性玻璃、輕基磷灰石等生物活性陶瓷材料，手術開展前無須采骨，也不會受到骨量限制，對并發癥有預防效果，骨傳導性、生物降解性、機械力學性等均較好，不過在骨誘導性方面卻存在一定不足。

2細胞

組織工程學的關鍵與核心便是種子細胞，與此同時，種子細胞也是器官和再生組織的重要來源[3]。就一顆完美的種子細胞而言，必須具備取材方便、誘導分化力強、增殖能力強等特點。而骨組織工程中種子細胞又包括成骨細胞、其他類型的干細胞兩類。成骨細胞的成骨能力較強，但是取材需要從骨膜生發層進行，存在一定局限性。并且在體外培養后，成果骨能力會與體外細胞有所差異，增殖能力也會對應下降，對成骨能力有一定阻礙。而其他類型的干細胞多指那些復制能力強、潛能多的細胞，主要分為成體干細胞與胚胎干細胞。有研究表示，人體諸多器官組織中均有成體干細胞，而其中的牙源性干細胞與骨髓間充質干細胞對于口腔頜面部骨組織缺損有著重要意義。

3骨構建方式

構建組織工程骨的方式主要有三種。（1）支架材料+生長因子+種子細胞;（2）支架材料+單純種子細胞;（3）支架材料+生長因子。目前，臨床中研究支架材料+單純細胞方式較多，但經典方式主要為三維支架材料+種子細胞，這種方式屬于體外構建，已在臨床投入使用，并獲得了積極的效果，不過操作時間偏長，有排斥風險。口腔頜面部骨組織工程在牙槽骨缺失、頜骨缺損、種植區骨量缺乏牙槽骨吸收等方面均已有巨大的研究進展，對中、小尺寸的骨缺損修復問題已能順利解決，不過在厚組織培養、大塊骨缺損、血管化組織工程骨塊的體外構建方面仍有待深入。此外，國內外研究的熱點均在神經化構建方面，有國外學者在研究中還發現，動物若缺乏神經支配，其自身的骨結構力學特征也會下降[4]。現階段，國際上對組織工程化骨中神經支配影響新骨生成的作用方式還未達成一致，而有團隊研究顯示，影響成骨細胞受體的原因中，下丘腦激素占據重要部分，并且還能干預成骨的過程，由此可以推測，骨形成過程中的激素調節可借助下丘腦進行[5]。

4誘導因子

誘導因子中主要涵蓋骨生長因子（SCF）、骨形態發生蛋白（BMP）、酸堿性成纖維細胞生長因子（aFGF、bFGF）、成纖維細胞生長因子（ FGFs）、血小板衍生生長因子（PDCF）、β-轉化生長因子（TCF-β）、表皮生長因子（ECF）、血管內皮生長因子（ VECF）等多種[6]。并且以上誘導因子均可推動骨髓間充質干細胞、牙源性干細胞的多向分化和增殖，意義價值重大。

5總結

綜上所言，目前組織工程修復口腔頜面部骨缺損的研究還在不斷進行和發展，但是，國內外諸多專家和學者，已在動物實驗中證實了骨組織再生效果的有效性。未來在醫療技術的不斷革新下，此項研究還將更加深入，并會對臨床口腔頜面部骨組織缺損的治療提供積極有效的理論基礎，促進患者的早日康復和預后。

參考文獻：

[1]陳旭卓，周知航，鄭吉駟， 等.3D生物打印技術在口腔頜面部骨組織缺損修復的研究進展[J].中國口腔頜面外科雜志，2018，16（3）：279-283.

[2]陳佳娜，邱燕玲，聶敏海， 等.組織工程支架材料修復口腔頜面部軟組織缺損[J].中國組織工程研究，2021，25（4）：644-650.

[3]劉夢楠，戚孟春.口腔頜面部骨組織缺損修復材料研究進展[J].全科口腔醫學雜志（電子版），2019，6（6）：57-58.

[4]宋喬健.口腔頜面部骨組織缺損修復材料的研究進展[J].臨床醫藥文獻電子雜志，2017，4（25）：4943-4944.

[5]李明煒.引導骨組織再生技術種植修復口腔頜面部創傷后牙缺失伴骨缺損的臨床效果分析[J].全科口腔醫學雜志（電子版），2020，7（5）：84，97.

[6]周燕忠.評價引導骨組織再生技術在口腔頜面部創傷后牙缺失伴骨缺損種植修復中的應用[J].全科口腔醫學雜志（電子版），2020，7（5）：54，72.