復(fù)合骨生長刺激因子的膠原膜修復(fù)下頜骨缺損的應(yīng)用研究.pdf

1、目的：為了明確膜引導(dǎo)骨再生技術(shù)在頜骨修復(fù)中的成骨機(jī)制和愈合過程，我們設(shè)計(jì)了應(yīng)用自體顆粒骨移植，以復(fù)合骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2的膠原膜覆蓋移植創(chuàng)面，修復(fù)下頜骨部分缺損的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ团c成骨指標(biāo)檢測。通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)了解復(fù)合膠原膜引導(dǎo)自體顆粒骨的成骨機(jī)制和檢驗(yàn)成骨效果，尋求一種操作簡便、行之有效的頜骨部分缺損修復(fù)的臨床治療方法。 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)部分： 實(shí)驗(yàn)一 大體標(biāo)本、X線檢查和組織學(xué)檢測 大體標(biāo)本及X線觀察：術(shù)后2周時(shí)缺損清晰可見，

2、顆粒骨移植側(cè)形成薄層骨痂，X線表現(xiàn)為缺損處骨密度低，質(zhì)不均；對照組缺損明顯，與原缺損基本一致。在4周實(shí)驗(yàn)組的標(biāo)本上，近遠(yuǎn)中向及頰舌側(cè)可見缺損處由新生骨充滿，骨皮質(zhì)白線模糊不清。而對照組的標(biāo)本亦可見周圍有新骨形成，但骨小梁尚不清楚。新生骨與復(fù)合骨生長刺激因子的膠原膜緊密接觸，已開始向缺損中心方向生長，尚未完全覆蓋下頜骨缺損。二者相比，植入與未植入復(fù)合骨生長刺激因子的膠原膜其骨生長速度有明顯不同。實(shí)驗(yàn)組骨密度高于對照組、且速度快，但新生骨的

3、密度均低于原骨質(zhì)。對照組缺損明顯，但較術(shù)后2周標(biāo)本略有縮小。術(shù)后8周時(shí)兩側(cè)新生成骨質(zhì)地孥硬、表面凹凸不平，實(shí)驗(yàn)組X線表現(xiàn)為缺損處骨質(zhì)增生，密度均勻升高并有不規(guī)則骨紋理，下頜骨皮質(zhì)連續(xù)，骨密度略低于玤常；但對照側(cè)缺損較實(shí)驗(yàn)側(cè)略大，骨皮質(zhì)不連續(xù)。實(shí)驗(yàn)組12周后的標(biāo)本可見遠(yuǎn)中新生骨的密度和骨小梁排列方向接近于原骨質(zhì)，復(fù)合骨生長刺激因子的膠原膜完全吸收，膜近缺損側(cè)可見新生骨痂覆蓋，靠缺損中心部分密度與周邊接近，近缺損邊緣的部分密度幾乎于正常骨一

4、致。對照組的標(biāo)本其新生骨量不如實(shí)驗(yàn)組，且密度亦低于實(shí)驗(yàn)組，有一標(biāo)本近邊緣未見明顯骨生長，僅見邊緣毛糙。實(shí)驗(yàn)組24周后的標(biāo)本無論復(fù)合骨生長刺激因子的膠原膜近遠(yuǎn)中、中心及邊緣均可見新生骨的密度和骨小梁排列的方向與原骨質(zhì)一致。而對照組除少數(shù)標(biāo)本近缺損中心部骨質(zhì)密度略低于實(shí)驗(yàn)組外，余無明顯差別。 HE染色鏡檢：實(shí)驗(yàn)組術(shù)后2周時(shí)表現(xiàn)為纖維組織填充，問質(zhì)細(xì)胞增生，毛細(xì)血管增生長入缺損內(nèi)，缺損兩端成骨細(xì)胞增殖、形成薄層骨痂，可見殘留顆粒骨包裹

5、，周圍可見破骨細(xì)胞，但異物反應(yīng)較輕，可見少量巨噬細(xì)胞，新生骨小梁呈網(wǎng)狀；術(shù)后4周時(shí)的標(biāo)本可見復(fù)合骨生長刺激因子的膠原膜呈淺灰白色，未見明顯吸收，膜內(nèi)側(cè)可見新生骨，尤以缺損與膠原膜之間隙可見大量新生的骨小梁，但排列紊亂，可見膠原纖維穿插其中，數(shù)量減少，炎癥反應(yīng)明顯，有大量淋巴細(xì)胞、漿細(xì)胞浸潤，尤以近缺損中心明顯；術(shù)后8周時(shí)骨小梁排列結(jié)構(gòu)也大量恢復(fù)呈編織骨，骨小梁形成的編織骨已逐漸向板層骨過渡，部分髓腔貫通，其中可見大量髓細(xì)胞和脂肪細(xì)胞，基

6、本沒有殘留顆粒骨和炎癥反應(yīng)；術(shù)后12周時(shí)幾乎不見復(fù)合骨生長刺激因子的膠原膜殘余，骨質(zhì)成熟呈板狀骨，骨質(zhì)較厚為片狀，骨陷窩大量分布其中，未發(fā)現(xiàn)殘留顆粒骨。24周的標(biāo)本可見新生骨已成熟，已改建為板狀骨，與受骨床無區(qū)別。而對照組術(shù)后2、4周時(shí)相仿，鏡下可見大量肉芽組織和疤痕修復(fù)，亦可見肌肉纖維嵌入其中，缺損內(nèi)細(xì)胞玻璃樣變，炎癥反應(yīng)重；術(shù)后8周時(shí)仍可見大量炎癥反應(yīng)，新生骨小梁數(shù)量少，分布分散。術(shù)后12周時(shí)仍可見肌肉組織嵌入骨缺損內(nèi)，新生骨質(zhì)薄。

7、24周時(shí)除近中心部外，其它與實(shí)驗(yàn)組無明顯差別。 實(shí)驗(yàn)二 超微結(jié)構(gòu)觀察掃描電鏡觀察： 1、實(shí)驗(yàn)組2周標(biāo)本：缺損區(qū)內(nèi)有大量低電子密度的新生纖維組織，膠原纖維排列基本按缺損方向走行，并與兩端原骨組織界線明顯。基質(zhì)中有大量表現(xiàn)為高密度影像的點(diǎn)狀、小團(tuán)塊狀及絮狀鈣鹽沉積。 2、實(shí)驗(yàn)組4周標(biāo)本：新生骨質(zhì)區(qū)電子密度增高，纖維成份明顯減少，骨基質(zhì)鈣化程度提高，晶體沉積物粗大致密，呈短棒狀、大團(tuán)塊狀，成骨細(xì)胞數(shù)量增多，有較長突起，

8、彼此相連呈網(wǎng)狀，尚見較多紅細(xì)胞，缺損間隙逐漸變窄形成多孔較疏松的新骨組織，但缺損區(qū)新生骨和原骨交接處的密度差異仍較大，正常骨組織與新生組織之間開始有纖維連接；新生疏松的編織骨占據(jù)絕大部分空間，新生骨小梁形成，新骨超微結(jié)構(gòu)呈“蜂窩狀”。 3、實(shí)驗(yàn)組8周標(biāo)本：骨小梁鈣化程度繼續(xù)升高，缺損區(qū)充滿成熟的骨組織，新生骨組織由多孔疏松的結(jié)構(gòu)向致密性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，呈板層狀，且排列出現(xiàn)一定方向性，出現(xiàn)哈佛氏系統(tǒng)，有少量成熟骨細(xì)胞埋于陷窩中，缺損區(qū)和

9、原有骨組織骨密度相近，界線不清，新原骨組織基本上融為一體產(chǎn)生骨性結(jié)合，髓腔相通。24周時(shí)實(shí)驗(yàn)與對照組無明顯差別。 實(shí)驗(yàn)三 成骨的定量檢測 1.骨密度檢測和統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：所有檢測指標(biāo)以(x±s)表示，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的析因方差分析。結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)組和對照組間差異有顯著性意義(F=30.835，P=0.000)；不同時(shí)間之間差異有顯著性意義(F=252.3775，P=0.000)；組別和時(shí)間之間有交互作用(F=23.842，P

10、=0.000)。結(jié)果顯示應(yīng)用復(fù)合骨形態(tài)發(fā)生蛋白2的膠原膜引導(dǎo)自體顆粒骨移植修復(fù)下頜骨缺損可以促進(jìn)成骨，效果良好。 2.術(shù)后4周實(shí)驗(yàn)組骨密度是19.902±1.313，對照組骨密度是16.512±1.002；術(shù)后12周實(shí)驗(yàn)組近中心部骨密度是21.536±1.176，對照組骨密度是21.051±1.650；術(shù)后12周實(shí)驗(yàn)組其他部骨密度是22.226±1.946，對照組骨密度是21.878±0.936；術(shù)后24周實(shí)驗(yàn)組骨密度是24.2

11、75±1.633，對照組骨密度是24.429±1.597；配對t檢驗(yàn)結(jié)果顯示4周時(shí)差異有顯著性(P=0.000)。12周時(shí)近中心部的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.028)，12周其他部骨密度(P=0.437)及24周骨密度(P=0.711)的差異無顯著性，無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 3.各組內(nèi)不同劇之間的比較經(jīng)單因素方差分析，結(jié)果顯示均有顯著性意義(P均=0.000)。表咧各時(shí)間點(diǎn)間成骨不同。 4.骨密度檢測12刷時(shí)近中心部與其他部進(jìn)

12、行比較，經(jīng)配對t檢驗(yàn)，結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)組二者間差異無顯著性意義(t=1.533，P=0.138)；對照組二者問差異有顯著性意義(t=2.358，P=0.027)。表明實(shí)驗(yàn)組12周時(shí)新生骨已成熟，缺損中心部及其他部均有新骨形成包繞，實(shí)驗(yàn)組與對照組成骨無差別。而對照組近中心與其他部差異有顯著性，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明缺損區(qū)間成骨不同。 5.骨組織形態(tài)染色切片鏡檢。 Masson-Goldner三色法染色切片鏡檢：染色后，應(yīng)用普通

13、電子顯微鏡觀察，骨質(zhì)為綠色，邊緣可見未礦化的類骨質(zhì)染為紅色，骨細(xì)胞位于骨小梁中，胞漿紅染，胞核染為灰藍(lán)色。實(shí)驗(yàn)組鏡下觀察骨質(zhì)豐富，骨小梁分布廣泛，形態(tài)好，骨細(xì)胞大量分布在骨小梁之間；而對照組仍可見多量類骨質(zhì)成分，骨小梁分布較稀疏，骨細(xì)胞較少。 Von Kossa染色切片鏡檢：在熒光顯微鏡下觀察，沉積在骨表面的四環(huán)素?zé)晒獬庶S色，沉積在骨表面的鈣黃綠素呈綠色，在兩條熒光帶之間為標(biāo)記的骨質(zhì)礦化沉積，表明了骨質(zhì)礦化沉積的速率。半自動(dòng)圖像數(shù)字化分

14、析儀分析實(shí)驗(yàn)組的沉積率高于對照組。 臨床應(yīng)用部分： 實(shí)驗(yàn)四 臨床顱頜面骨缺損修復(fù)重建中的三維螺旋CT的輔助指導(dǎo)作用 采用64排螺旋CT對下頜骨缺損和先天性下頜骨發(fā)育不良患者以0.65mm層厚進(jìn)行橫掃，所得CT資料經(jīng)由聯(lián)機(jī)圖像工作站采用表面投影顯示法將其重建為顱面三維影像。通過對三維影像分析得出診斷和治療方案，進(jìn)行術(shù)前設(shè)計(jì)和術(shù)后比對。 實(shí)驗(yàn)五 應(yīng)用膜引導(dǎo)骨再生技術(shù)引導(dǎo)自體顆粒骨修復(fù)顱頜面骨缺損的臨床應(yīng)用

15、 7例手術(shù)均獲得成功，術(shù)后無傷口感染，傷口均Ⅰ期愈合，雙側(cè)對稱性較術(shù)前有明顯改善，面部輪廓外形良好。隨訪1個(gè)月至6個(gè)月，行三維螺旋CT重建檢查，顯示均出現(xiàn)骨愈合，有少量骨吸收，無脫鈣及壞死現(xiàn)象，缺損修補(bǔ)區(qū)變硬，堅(jiān)實(shí)如健側(cè)，所有患者對治療結(jié)果滿意。 結(jié)論： 一、通過成骨指標(biāo)檢測證實(shí)應(yīng)用復(fù)合膜引導(dǎo)骨再生技術(shù)引導(dǎo)自體顆粒骨修復(fù)下頜骨部分缺損成骨效果可靠，愈合時(shí)間縮短。本實(shí)驗(yàn)采用由中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程研究所研制的BME

16、-10X膠原膜，復(fù)合r11BMP-2后，具有組織相容性，可吸收性、促組織再生能力。組織引導(dǎo)再生術(shù)的機(jī)理，主要是通過阻止軟組織長入缺損內(nèi)，維持缺損空間，有利于成骨細(xì)胞及其它骨修復(fù)細(xì)胞的活動(dòng)。通過旁分泌及內(nèi)分泌機(jī)制產(chǎn)生的促骨生成因子在骨形成區(qū)域內(nèi)濃聚而達(dá)到骨愈合的目的是當(dāng)骨缺損較大及局部成骨能力較弱時(shí)，單純使用膜屏障常顯不足。將骨形態(tài)發(fā)生蛋白與生物可吸收性促骨生成膜(膠原膜)相復(fù)合，既阻止了軟組織的長入，又增加了局部成骨生長因子的濃度，從而

17、加速骨愈合，并在一定程度上彌補(bǔ)了膠原膜吸收速度過快的不足。自體顆粒骨移植后經(jīng)歷了吸收、血管及其周圍組織長入，新生骨從缺損斷端逐漸向內(nèi)生長替代移植顆粒骨的過程，屬于典型的爬行替代。骨愈合發(fā)生的主要機(jī)理是骨傳導(dǎo)，同時(shí)兼有骨誘導(dǎo)及骨形成，成骨方式是膜性化骨。 二、通過骨組織形態(tài)計(jì)量學(xué)指標(biāo)檢測證實(shí)了應(yīng)用復(fù)合膜引導(dǎo)骨再生技術(shù)引導(dǎo)自體顆粒骨修復(fù)下頜骨部分缺損效果良好，定量、形象地描述了在成骨愈合過程中新骨組織細(xì)微形態(tài)學(xué)的動(dòng)態(tài)變化。