引导骨再生膜复合异体骨移植促进兔下颌骨缺损修复
作者：侯劲松 黄洪章 李祖兵
单位：侯劲松 黄洪章(中山医科大学孙逸仙纪念医院口腔颌面外科， 广东 广州 510120)；李祖兵(湖北医科大学口腔医学院颌面外科， 湖北 武汉 430070)
关键词：骨再生；引导组织再生；膜；人工；骨移植；下颌骨；外科学
中山医科大学学报000410
摘 要：【目的】 比较聚乳酸(PLA)膜复合脱钙冻干异体骨(Demineralized Freeze-Dried Bone, DFDB)和胚胎骨(Fetal Bone, FB)的骨修复能力。【方法】 在12只日本大耳白兔双侧下颌骨下缘中份形成方形骨缺损，左右侧骨缺损分别植入FB和DFDB，表面覆盖PLA膜。术后4、8、12周分期处死动物，下颌骨标本行放射学及组织学观察。【结果】 术后4周两侧缺损内有大量新生骨组织。8周后植入的FB完全被吸收改建，右侧缺损内仍见DFDB残片。12周双侧新生皮质骨与宿主骨连结紧密。术后各期PLA/FB侧新骨量均高于PLA/DFDB侧。【结论】 PLA/FB用于骨缺损修复较PLA/DFDB理想。
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中图分类号：R782. 2 文献标识码： A
文章编号：1000-257X(2000)04-0268-03
Promoting Rabbit Mandible Healing by Guided Bone Regeneration
Membrane Combined with Allogenic Bone Grafts
HOU Jing-song，HUANG Hong-zhang
(Department of Stomatology, Sun Yat-sen Memorial Hospital, SunYat-sen University of Medical Sciences,Guangzhou 510120, China)
, 百拇医药
LI Zu-bing
(School of Stomatology, Hubei Medical University, Wuhan 430070, China)
Abstract: 【Objective】 To compare the osteoblastic activity of PLA membrane combined with demineralized freeze-dried bone (PLA/DFDB) and PLA membrane combined with fetal bone (PLA/FB). 【Methods】 12 adult rabbits were involved and bilateral mandibular defects were formed in all animals. FB and DFDB were filled into left and right defects respectively. Animals were killed at 4, 8, 12 weeks postoperation. The mandible specimens were assessed by radiograph and light microscopy.【Results】 FB was almost absorbed at 4 weeks and completely reconstructed at 8 weeks postoperatively. The remnant of DFDB was still visible 8 weeks later. The new bone in the defects filled with FB were greater than these which filled with DFDB at each stage. 【Conclusion】 PLA membrane combined with FB is a preferable compound materials for repairing mandibular defects.
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Key words:bone regeneration; guided tissue regeneration; membrane, artificical; bone transplantation; mandible/surgery
颌骨缺损修复为口腔颌面外科研究重点之一。本实验将聚乳酸(PLA)膜分别与脱钙冻干异体骨(DFDB)和脱钙冻干胚胎骨(FB)复合，用于实验性下颌骨缺损修复，比较两种复合材料的成骨作用和骨修复效果。
1 材料和方法
1.1 材 料
1.1.1 FB的处理 处死同种孕兔，取胎兔四肢骨，去干骺端及骨髓，洗净后剪成1～2 mm骨粒。25 ℃经1∶1氯仿-甲醇脱脂，0.6 mol/L HCl彻底脱钙，生理盐水充分漂洗，冻干，环氧乙烷薰蒸消毒，无菌试管等量分装备用。
, 百拇医药
1.1.2 DFDB的制备 取同种兔四肢长骨皮质骨，去骨髓，洗净，粉碎成小骨粒，同上条件脱脂，脱钙、冻干、消毒、无菌试管等量分装。
1.1.3 PLA膜 武汉工业大学生物制品研究所全大萍博士惠赠。分子质量19 ku，厚200 μm，孔径<5 μm。
1.2 实验方法
选取雄性成年日本大耳白兔12只，20 g/L戊巴比妥钠耳缘静脉注射麻醉。切开双侧下颌骨下缘皮肤、皮下肌肉及骨膜，暴露下颌骨。用700号裂钻在下颌骨下缘中份形成1.0 cm×0.5 cm的骨缺损，左侧植入FB，右侧植DFDB，表面均用PLA膜严密覆盖，分层缝合。术后4、8、12周分期处死动物，取下颌骨，拍X线片，观察骨愈合情况。标本经100 mL/L中性福尔马林固定，常规制取脱钙石蜡切片，HE染色，光镜观察。
2 结 果
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2.1 X线观察
PLA/FB侧术后4周所有标本截骨区明显，缺损内有均匀骨痂影像，边缘处骨密度稍高(图1a)。8周时缺损内骨密度增高，与宿主骨相近，下缘骨密度仍低于两端自体骨。在PLA/DFDB侧，术后4周骨缺损内亦见絮状骨痂影，其中3例密度稍低于PLA/FB侧(图1b)。8周时缺损内骨密度接近周围宿主骨，下缘新生皮质骨白线模糊。12周大部分标本两侧缺损内新骨与宿主骨形成骨性连接，截骨区不易分辨，此时PLA/FB侧皮质骨白线明显，连贯(图1c)，PLA/DFDB侧皮质骨白线连续，但密度稍低(图1d)。
2.2 组织学观察
术后4周PLA/FB侧骨缺损内见大量新生骨组织，近下缘处骨小梁粗大致密，沿骨长轴方向平行排列(图2a)。在PLA/DFDB侧，新骨量相对较少，下缘骨小梁纤细，略呈网状，走向与骨长轴基本一致(图2b)。此时两侧缺损内均见植入物残片，PLA/FB侧较少，FB周围可见新骨沉积。术后8周，两侧缺损下缘新骨融合成片。PLA/FB侧中部骨小梁致密(图2c)，罕见FB残余。PLA/DFDB侧骨小梁稀疏(图2d)，多数标本局部仍见DFDB残片，残片周围间充质细胞聚集，细胞团块之间和周边均见骨组织或骨样组织沉积。术后12周，PLA/FB侧下缘为典型的皮质骨，中部骨小梁成熟，其间有丰富的骨髓组织。PLA/DFDB侧新骨结构与PLA/FB侧基本一致，下缘皮质骨致密，与宿主骨融合良好。
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图1 术后各期植骨区的X线图像
Fig.1 Postoperative radiograph of mandibular defects
A: PLA/FB after 4 weeks, B: PLA/DFDB after 4 weeks, C: PLA/FB after 12weeks, D: PLA/DFDB after 12weeks
图2 术后各期植骨区组织学图像
Fig.2 Postopertive micrograph of mandibular defects
A: Thick parrellel trabecular in the inferior defect repaired by PLA/FB after 4 weeks; B: Fine trabecular in the inferior defect repaired by PLA/DFDB after 4 weeks; C: A dense cancellous bone structure inside the defect repaired by PLA/FB after 8 weeks; D: A sparse cancellous bone structure inside the defect repaired by PLA/DFDB after 8 weeks (HE×40)
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3 讨 论
一般认为，同种异体骨移植新骨形成与移植骨的“爬行替代”过程及骨诱导活性有关[1]，而“爬行替代”速度取决于移植骨的组织学结构。FB由非板层骨构成，骨小梁间有大量吸收腔，对宿主血管和间充质细胞长入十分有利，故FB植入后吸收和取代时间短，“爬行替代”较成熟异体骨快。本实验PLA/FB侧术后4周 FB即基本被吸收改建，仅有少量残余，而PLA/DFDB侧8周后仍可见较多DFDB残余，说明前种复合形式有利于骨改建的早期完成。FB的骨诱导活性目前已成共识，有资料显示，其骨诱导活性与自体脱钙骨相近[1]。DFDB是否具有骨诱导活性尚存分歧。本实验组织学观察发现，术后8周 DFDB残片周围有大量间质细胞聚集，其间还可见骨基质沉积或有新骨形成，说明DFDB确实具有一定骨诱导活性，但从两侧成骨量来看，则DFDB的骨诱导活性明显低于FB，证明PLA膜与FB复合应用更具合理性。
除上述因素外，异体骨移植后新骨形成还与移植骨的免疫原性及缺损内的骨形成环境有关。降低局部免疫反应有利于提高植入物诱导成骨作用[2]。FB移植最大优点是免疫原性低，经脱钙冻干等去抗原性处理后，用于骨缺损修复，在本实验整个观察期内均未发现炎性细胞浸润。此外，在骨缺损修复过程中，成骨性间充质细胞和非成骨性纤维结缔组织细胞同时进入缺损，非成骨性结缔组织细胞的增殖对间充质细胞增殖能产生竞争抑制[3,4]。用引导骨再生膜覆盖在骨缺损表面，可以阻止快增殖的结缔组织细胞进入骨缺损，使骨缺损在无干扰状态下进行，并能发挥引导性成骨作用，从而加速骨愈合过程。将PLA/DFDB复合应用于骨缺损修复，国内外虽有相关报道[5]，但较少用于颌骨方块切除术后骨修复。将PLA膜与FB复合应用尚未见报道。综合分析异体骨移植后新骨形成的相关因素，不难发现相对DFDB，FB移植具有免疫原性低，骨诱导活性高，“爬行替代”快等优点。推断PLA/FB复合移植的成骨作用优于PLA/DFDB。本实验研究结果证实了这一观点。PLA/FB移入后成骨活跃，术后各期新骨量均高于PLA/DFDB侧，且FB植入后吸收改建快，有利于骨早期愈合，因此，PLA/FB是更理想的骨修复材料。
, 百拇医药
作者简介：侯劲松(1969-)，男，湖北荆门人，博士生.
参考文献：
[1] 侯希敏，陈德喜，唐胜建，等. 同种异体胎儿骨临床应用的研究[J]. 中华骨科杂志，1990，10(6)：411.
[2] 郭 征，胡蕴玉，吕 荣，等. 异种植骨局部细胞因子表达与诱导成骨的关系研究[J]. 中华骨科杂志，1998，18(11)：686.
[3] Schliephake H, Neukam, F W, Hutmacher D, et al. Enhancement of bone ingrowth into a porous hydroxylapatite-matrix using a resorbable polylactic membrane: an experimental study[J]. J Oral Maxillofac Surg, 1994，52(1): 57.
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[4] Crump T B, Hidalgo F R, Harrison J W. Influence of three membrane types on healing of bone defects[J]. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod，1996，82(4): 365.
[5] Waterman C A. Guided tissue regeneration using a bioabsorbable membrane in the treatment of human buccal recession: a re-entry study[J]. J Periodontol, 1997，68(10): 982.
稿日期：2000-03-16, 百拇医药
单位：侯劲松 黄洪章(中山医科大学孙逸仙纪念医院口腔颌面外科， 广东 广州 510120)；李祖兵(湖北医科大学口腔医学院颌面外科， 湖北 武汉 430070)
关键词：骨再生；引导组织再生；膜；人工；骨移植；下颌骨；外科学
中山医科大学学报000410
摘 要：【目的】 比较聚乳酸(PLA)膜复合脱钙冻干异体骨(Demineralized Freeze-Dried Bone, DFDB)和胚胎骨(Fetal Bone, FB)的骨修复能力。【方法】 在12只日本大耳白兔双侧下颌骨下缘中份形成方形骨缺损，左右侧骨缺损分别植入FB和DFDB，表面覆盖PLA膜。术后4、8、12周分期处死动物，下颌骨标本行放射学及组织学观察。【结果】 术后4周两侧缺损内有大量新生骨组织。8周后植入的FB完全被吸收改建，右侧缺损内仍见DFDB残片。12周双侧新生皮质骨与宿主骨连结紧密。术后各期PLA/FB侧新骨量均高于PLA/DFDB侧。【结论】 PLA/FB用于骨缺损修复较PLA/DFDB理想。
, http://www.100md.com
中图分类号：R782. 2 文献标识码： A
文章编号：1000-257X(2000)04-0268-03
Promoting Rabbit Mandible Healing by Guided Bone Regeneration
Membrane Combined with Allogenic Bone Grafts
HOU Jing-song，HUANG Hong-zhang
(Department of Stomatology, Sun Yat-sen Memorial Hospital, SunYat-sen University of Medical Sciences,Guangzhou 510120, China)
, 百拇医药
LI Zu-bing
(School of Stomatology, Hubei Medical University, Wuhan 430070, China)
Abstract: 【Objective】 To compare the osteoblastic activity of PLA membrane combined with demineralized freeze-dried bone (PLA/DFDB) and PLA membrane combined with fetal bone (PLA/FB). 【Methods】 12 adult rabbits were involved and bilateral mandibular defects were formed in all animals. FB and DFDB were filled into left and right defects respectively. Animals were killed at 4, 8, 12 weeks postoperation. The mandible specimens were assessed by radiograph and light microscopy.【Results】 FB was almost absorbed at 4 weeks and completely reconstructed at 8 weeks postoperatively. The remnant of DFDB was still visible 8 weeks later. The new bone in the defects filled with FB were greater than these which filled with DFDB at each stage. 【Conclusion】 PLA membrane combined with FB is a preferable compound materials for repairing mandibular defects.
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Key words:bone regeneration; guided tissue regeneration; membrane, artificical; bone transplantation; mandible/surgery
颌骨缺损修复为口腔颌面外科研究重点之一。本实验将聚乳酸(PLA)膜分别与脱钙冻干异体骨(DFDB)和脱钙冻干胚胎骨(FB)复合，用于实验性下颌骨缺损修复，比较两种复合材料的成骨作用和骨修复效果。
1 材料和方法
1.1 材 料
1.1.1 FB的处理 处死同种孕兔，取胎兔四肢骨，去干骺端及骨髓，洗净后剪成1～2 mm骨粒。25 ℃经1∶1氯仿-甲醇脱脂，0.6 mol/L HCl彻底脱钙，生理盐水充分漂洗，冻干，环氧乙烷薰蒸消毒，无菌试管等量分装备用。
, 百拇医药
1.1.2 DFDB的制备 取同种兔四肢长骨皮质骨，去骨髓，洗净，粉碎成小骨粒，同上条件脱脂，脱钙、冻干、消毒、无菌试管等量分装。
1.1.3 PLA膜 武汉工业大学生物制品研究所全大萍博士惠赠。分子质量19 ku，厚200 μm，孔径<5 μm。
1.2 实验方法
选取雄性成年日本大耳白兔12只，20 g/L戊巴比妥钠耳缘静脉注射麻醉。切开双侧下颌骨下缘皮肤、皮下肌肉及骨膜，暴露下颌骨。用700号裂钻在下颌骨下缘中份形成1.0 cm×0.5 cm的骨缺损，左侧植入FB，右侧植DFDB，表面均用PLA膜严密覆盖，分层缝合。术后4、8、12周分期处死动物，取下颌骨，拍X线片，观察骨愈合情况。标本经100 mL/L中性福尔马林固定，常规制取脱钙石蜡切片，HE染色，光镜观察。
2 结 果
, http://www.100md.com
2.1 X线观察
PLA/FB侧术后4周所有标本截骨区明显，缺损内有均匀骨痂影像，边缘处骨密度稍高(图1a)。8周时缺损内骨密度增高，与宿主骨相近，下缘骨密度仍低于两端自体骨。在PLA/DFDB侧，术后4周骨缺损内亦见絮状骨痂影，其中3例密度稍低于PLA/FB侧(图1b)。8周时缺损内骨密度接近周围宿主骨，下缘新生皮质骨白线模糊。12周大部分标本两侧缺损内新骨与宿主骨形成骨性连接，截骨区不易分辨，此时PLA/FB侧皮质骨白线明显，连贯(图1c)，PLA/DFDB侧皮质骨白线连续，但密度稍低(图1d)。
2.2 组织学观察
术后4周PLA/FB侧骨缺损内见大量新生骨组织，近下缘处骨小梁粗大致密，沿骨长轴方向平行排列(图2a)。在PLA/DFDB侧，新骨量相对较少，下缘骨小梁纤细，略呈网状，走向与骨长轴基本一致(图2b)。此时两侧缺损内均见植入物残片，PLA/FB侧较少，FB周围可见新骨沉积。术后8周，两侧缺损下缘新骨融合成片。PLA/FB侧中部骨小梁致密(图2c)，罕见FB残余。PLA/DFDB侧骨小梁稀疏(图2d)，多数标本局部仍见DFDB残片，残片周围间充质细胞聚集，细胞团块之间和周边均见骨组织或骨样组织沉积。术后12周，PLA/FB侧下缘为典型的皮质骨，中部骨小梁成熟，其间有丰富的骨髓组织。PLA/DFDB侧新骨结构与PLA/FB侧基本一致，下缘皮质骨致密，与宿主骨融合良好。
, http://www.100md.com
图1 术后各期植骨区的X线图像
Fig.1 Postoperative radiograph of mandibular defects
A: PLA/FB after 4 weeks, B: PLA/DFDB after 4 weeks, C: PLA/FB after 12weeks, D: PLA/DFDB after 12weeks
图2 术后各期植骨区组织学图像
Fig.2 Postopertive micrograph of mandibular defects
A: Thick parrellel trabecular in the inferior defect repaired by PLA/FB after 4 weeks; B: Fine trabecular in the inferior defect repaired by PLA/DFDB after 4 weeks; C: A dense cancellous bone structure inside the defect repaired by PLA/FB after 8 weeks; D: A sparse cancellous bone structure inside the defect repaired by PLA/DFDB after 8 weeks (HE×40)
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3 讨 论
一般认为，同种异体骨移植新骨形成与移植骨的“爬行替代”过程及骨诱导活性有关[1]，而“爬行替代”速度取决于移植骨的组织学结构。FB由非板层骨构成，骨小梁间有大量吸收腔，对宿主血管和间充质细胞长入十分有利，故FB植入后吸收和取代时间短，“爬行替代”较成熟异体骨快。本实验PLA/FB侧术后4周 FB即基本被吸收改建，仅有少量残余，而PLA/DFDB侧8周后仍可见较多DFDB残余，说明前种复合形式有利于骨改建的早期完成。FB的骨诱导活性目前已成共识，有资料显示，其骨诱导活性与自体脱钙骨相近[1]。DFDB是否具有骨诱导活性尚存分歧。本实验组织学观察发现，术后8周 DFDB残片周围有大量间质细胞聚集，其间还可见骨基质沉积或有新骨形成，说明DFDB确实具有一定骨诱导活性，但从两侧成骨量来看，则DFDB的骨诱导活性明显低于FB，证明PLA膜与FB复合应用更具合理性。
除上述因素外，异体骨移植后新骨形成还与移植骨的免疫原性及缺损内的骨形成环境有关。降低局部免疫反应有利于提高植入物诱导成骨作用[2]。FB移植最大优点是免疫原性低，经脱钙冻干等去抗原性处理后，用于骨缺损修复，在本实验整个观察期内均未发现炎性细胞浸润。此外，在骨缺损修复过程中，成骨性间充质细胞和非成骨性纤维结缔组织细胞同时进入缺损，非成骨性结缔组织细胞的增殖对间充质细胞增殖能产生竞争抑制[3,4]。用引导骨再生膜覆盖在骨缺损表面，可以阻止快增殖的结缔组织细胞进入骨缺损，使骨缺损在无干扰状态下进行，并能发挥引导性成骨作用，从而加速骨愈合过程。将PLA/DFDB复合应用于骨缺损修复，国内外虽有相关报道[5]，但较少用于颌骨方块切除术后骨修复。将PLA膜与FB复合应用尚未见报道。综合分析异体骨移植后新骨形成的相关因素，不难发现相对DFDB，FB移植具有免疫原性低，骨诱导活性高，“爬行替代”快等优点。推断PLA/FB复合移植的成骨作用优于PLA/DFDB。本实验研究结果证实了这一观点。PLA/FB移入后成骨活跃，术后各期新骨量均高于PLA/DFDB侧，且FB植入后吸收改建快，有利于骨早期愈合，因此，PLA/FB是更理想的骨修复材料。
, 百拇医药
作者简介：侯劲松(1969-)，男，湖北荆门人，博士生.
参考文献：
[1] 侯希敏，陈德喜，唐胜建，等. 同种异体胎儿骨临床应用的研究[J]. 中华骨科杂志，1990，10(6)：411.
[2] 郭 征，胡蕴玉，吕 荣，等. 异种植骨局部细胞因子表达与诱导成骨的关系研究[J]. 中华骨科杂志，1998，18(11)：686.
[3] Schliephake H, Neukam, F W, Hutmacher D, et al. Enhancement of bone ingrowth into a porous hydroxylapatite-matrix using a resorbable polylactic membrane: an experimental study[J]. J Oral Maxillofac Surg, 1994，52(1): 57.
, http://www.100md.com
[4] Crump T B, Hidalgo F R, Harrison J W. Influence of three membrane types on healing of bone defects[J]. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod，1996，82(4): 365.
[5] Waterman C A. Guided tissue regeneration using a bioabsorbable membrane in the treatment of human buccal recession: a re-entry study[J]. J Periodontol, 1997，68(10): 982.
稿日期：2000-03-16, 百拇医药