自體牙骨移植物臨床應(yīng)用進展

沈旭亮 陶德韜

在傳統(tǒng)的口腔疾病治療中，因正畸或阻生智齒而拔除的牙齒直接丟棄，隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展，拔除的牙齒也可作為骨材料植入到骨缺損區(qū)，為臨床上骨再生提供一種新的資源；目前臨床上用于引導(dǎo)性骨組織再生術(shù)的骨移植材料包括自體骨、同種異體骨、異種骨和人工合成骨材料等,但最理想的骨移植材料是自體骨[1]。Yeomans與Urist于1967年首次提出兔的牙本質(zhì)具有骨誘導(dǎo)性通過軟骨內(nèi)成骨使結(jié)締組織轉(zhuǎn)化為骨[2-4]。其作為自體牙植骨材料最早于2008年研制應(yīng)用，主要用于引導(dǎo)骨再生支持缺失牙種植修復(fù)，隨訪研究表明自體牙植骨材料移植后3～6個月牙槽骨的體積和形態(tài)維持穩(wěn)定，且邊緣骨吸收量小，符合種植的標準[5，6]。自體牙骨移植物在發(fā)育源性與頜骨，牙槽骨相同，同時含有的生長因子和骨形成蛋白等對于促進骨組織再生具有非常重要的作用，且具有較少的免疫反應(yīng)和感染率[7-11]。近年來已是骨移植新型材料的研究熱點。本文將對自體牙骨移植物的應(yīng)用機制、特性及臨床應(yīng)用進行探討。

1.自體牙骨移植物應(yīng)用機制及特性

1.1 自體牙骨移植物組織胚胎學(xué)特征 在人發(fā)育研究中，軀干與四肢骨(包括髂骨)是軟骨成骨，而頜骨與牙槽骨是膜內(nèi)成骨[12]；在胚胎發(fā)育中，神經(jīng)嵴源細胞具有多能性，能夠分化為中胚層間充質(zhì)細胞，具有自我更新的能力而且存在于成年人組織中，神經(jīng)嵴細胞可以分化為頜面骨，軟骨，牙齒，神經(jīng)和膠質(zhì)細胞[13]；牙齒與頜面骨在發(fā)育上來源相同。

1.2 自體牙骨移植物細胞生物學(xué)特點 雖然牙本質(zhì)和骨的組織結(jié)構(gòu)不同，但有機物和無機物含量的比例是相似的(即70%的礦物質(zhì)，20%的膠原蛋白，10%的體液)[14]。與礦化的牙本質(zhì)相比，脫鈣牙本質(zhì)具有更強的誘導(dǎo)作用，這主要是由于I型膠原基質(zhì)中生長因子如BMPS、骨鈣素、骨連接蛋白和牙本質(zhì)磷蛋白等參與礦化的過程[4，15]。牙本質(zhì)中含有多種生長因子如胰島素生長因子II(IGF-II)，骨形成蛋白-2(BMP-2)，和轉(zhuǎn)化生長因子(TGF-β)等[16]；Urist等研究表明在脫礦牙本質(zhì)基質(zhì)中骨形成蛋白(BMP)的表達有促進骨誘導(dǎo)性能的作用，雖然牙本質(zhì)基質(zhì)來源的BMP與骨組織來源不同，但是他們在體內(nèi)發(fā)揮的作用是相同的[14，17]。Murata等[18]發(fā)現(xiàn)脫礦牙本質(zhì)基質(zhì)可以釋放出BMP-2活性，是一種獨特的、具有骨誘導(dǎo)能力的可吸收基質(zhì)，它是BMP-2的載體和骨形成細胞的支架。因此，脫礦牙本質(zhì)基質(zhì)應(yīng)該被認為是一種有效的移植物材料。牙骨質(zhì)中含有轉(zhuǎn)化生長因子(TGF-B),胰島素生長因子(IGF-I)，I型和III型膠原等[19]。Saygin等[20]研究表明使用成牙骨質(zhì)細胞用于牙周組織再生是非常有價值的。

1.3 自體牙骨移植物與其他骨移植材料的區(qū)別 目前臨床上應(yīng)用的骨移植材料中，自體骨具有的骨誘導(dǎo)性，骨傳導(dǎo)性和骨形成能力被認為是促進骨形成和重建的的金標準，但其缺點是口內(nèi)供骨區(qū)位點有限，需要開辟第二術(shù)區(qū)，并且可能出現(xiàn)感染、骨塊吸收等并發(fā)癥；其他的骨替代材料如同種異體骨其骨生成和骨誘導(dǎo)性能要低于自體骨，且易導(dǎo)致免疫排斥反應(yīng)；異種骨如無機脫礦的小牛骨材料可能會攜帶一種朊病毒傳染到患者體內(nèi)或不能與新骨完全結(jié)合[21，22]。人工骨移植物相對便宜，不存在疾病傳播的風險，但它們?nèi)狈Υ龠M早期成骨和誘導(dǎo)成骨的能力[25]。

自體牙骨材料作為骨移植替代物的出現(xiàn)，牙體組織含有的有機基質(zhì)和羥磷灰石晶體等無機物，其生物，理化特性，等與皮質(zhì)骨相似(密度，硬度，發(fā)育源性等)[9]，臨床研究自體牙骨材料植入免疫排斥反應(yīng)和感染分險也較低[8-11，23]；這使得其更容易成為骨移植替代材料。Kang-Mi Pang等[22]研究表明從自體牙中分離的脫礦牙本質(zhì)基質(zhì)作為骨材料與無機牛骨有相同的成骨效果，說明自體牙骨粉可以作為臨床上骨材料。由于正常牙齒中由于其含有高礦化，高結(jié)晶成分和低多孔性會干擾血管和間充質(zhì)干細胞的遷移附著和分化，因此需要制備成脫礦的牙本質(zhì)基質(zhì)[24]。一旦牙本質(zhì)脫礦，牙本質(zhì)小管變粗，暴露出膠原纖維網(wǎng)作為蛋白質(zhì)釋放的通道，這些具有骨傳導(dǎo)性和骨誘導(dǎo)性的蛋白促進血管分化和成骨細胞活化進而促進骨組織形成[25，26]。

鑒于牙本質(zhì)與牙骨質(zhì)中含有的多種蛋白和生長因子具有骨誘導(dǎo)性，骨傳導(dǎo)性和骨形成能力，并且牙齒與骨組織在組織學(xué)發(fā)育上的同源性，所以牙齒中的無機與有機物質(zhì)可以被用來成為新的骨移植物[27]。

1.4 自體牙骨移植物制備方法 目前，臨床上制備自體牙骨移植物多采用自體牙骨粉制備系統(tǒng)制備而成。將患者拔出的牙齒在釉牙骨質(zhì)界處截斷牙冠去除釉質(zhì)，去除牙根表面殘留的牙周膜等軟組織、齲齒、結(jié)石，充填物，修復(fù)體等，拔除牙髓。然后在超聲儀器中清洗，使用自體牙骨粉制備系統(tǒng)進行研磨，研磨后的顆粒經(jīng)過脫水，脫礦，常溫消毒滅菌等處理后用蒸餾水或無菌磷酸鹽緩沖液洗兩次制得的自體牙顆粒，根據(jù)手術(shù)需要可制成塊狀或粉狀加熱烘干備用。動物研究表明，脫鈣牙本質(zhì)在4周可以誘導(dǎo)成骨，而非脫鈣牙本質(zhì)(所謂鈣化牙本質(zhì))在8至12周能誘導(dǎo)成骨，鈣化牙本質(zhì)的延遲誘導(dǎo)特性可能與磷灰石晶體抑制BMP的釋放有關(guān)。因此，自體牙移植物需要脫礦的過程。由于牙釉質(zhì)羥基磷灰石具有較高的結(jié)晶性磷酸鈣，其骨引導(dǎo)性性較差，需要去除牙冠部分的牙釉質(zhì)[28]。

2.臨床應(yīng)用

自體牙骨材料在臨床上可用于引導(dǎo)性組織再生術(shù)，拔牙創(chuàng)位點保存，種植區(qū)牙槽嵴骨增量，骨劈開術(shù)，上頜竇提升術(shù)骨增量，頜骨內(nèi)腫瘤切除術(shù)后，囊腫摘除術(shù)后等骨重建[29]。目前臨床上主要用于以下三方面。

2.1 種植牙骨增量手術(shù)中的應(yīng)用 目前牙缺失后進行人工種植牙修復(fù)已經(jīng)成為一種常規(guī)修復(fù)方式，但是牙齒缺失后，牙槽骨失去生理性刺激后逐漸吸收萎縮常導(dǎo)致種植區(qū)骨量不足。上頜后牙缺失后，由于上頜竇氣化、囊腫、炎癥等原因，常造成上頜后牙區(qū)種植手術(shù)骨量不足。Smukler等[30]研究表明缺失牙后下頜比上頜骨吸收顯著，唇頰側(cè)比舌腭側(cè)吸收明顯，主要是水平向的骨吸收明顯。因此，種植手術(shù)時常需要采用骨增量手術(shù)以獲得足夠的骨量，臨床醫(yī)生根據(jù)臨床實際、骨缺損范圍大小等多種因素選擇不同的骨移植材料。自體牙骨移植材料作為一種新型骨替代品已經(jīng)開始用于種植骨增量手術(shù)[31，32]。Schwarz等[33]研究表明自體牙骨粉與自體塊均能夠促進早期成骨達到與種植體鈦表面良好的骨結(jié)合；Young-Kyun Kim等[34]利用自體牙骨粉用于種植區(qū)引導(dǎo)性骨組織再生，長期隨訪表明種植體能夠達到良好的初期穩(wěn)定性且沒有明顯的并發(fā)癥發(fā)生。在自體牙骨粉移植材料用于上頜竇提升術(shù)研究中，在組織學(xué)上觀察牙骨粉材料逐漸吸收并為新生骨替代，竇底骨質(zhì)完成改建，結(jié)果表明將自體牙制成骨移植材料作為上頜竇外提升中的骨移植材料，可獲得較滿意療效[35，36]。Young-Kyun Kim等[6]使用自體牙骨移植物進行引導(dǎo)性骨再生術(shù)后五年發(fā)現(xiàn)種植體周圍的骨質(zhì)形成穩(wěn)定沒有明顯骨吸收。Schwarz F等[37]動物實驗研究表明使用自體牙骨移植物和自體骨進行骨增量術(shù)后三個月進行種植手術(shù)，均有新骨形成而且二者在牙槽骨寬度及種植體與骨結(jié)合等沒有統(tǒng)計學(xué)差異，組織學(xué)還發(fā)現(xiàn)在自體牙骨移植物區(qū)域沒有任何炎細胞浸潤。臨床研究將自體牙骨材料植入后3個月與5個月后種植手術(shù)位點局部去除一塊骨做組織學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)植骨區(qū)有新骨形成，種植修復(fù)18個月及33個月隨訪種植體周圍無骨吸收[38]。

2.2 頜骨缺損修復(fù)應(yīng)用 口腔頜面部先天頜骨缺損與后天感染，創(chuàng)傷，腫瘤等導(dǎo)致頜骨缺損，放射治療也可導(dǎo)致骨組織缺損，常見于放射性骨壞死；交通事故等外傷也可導(dǎo)致頜骨缺損，頜骨的炎癥均可引起頜面部軟硬組織缺損[39]。

有研究在動物體內(nèi)模擬骨缺損后植入自體牙骨塊作為一種骨替代材料來修復(fù)骨缺損促進骨形成，結(jié)果顯示牙組織移植物能和受區(qū)形成良好的結(jié)合并能參與到骨重建這一過程中[40]。Young-Kyun Kim等[41]研究表明自體牙骨移植物植入到受區(qū)逐漸吸收被新骨替代而且新骨與余留的自體牙骨直接融合，并能夠觀察到有層狀骨形成；Lydia Nabil Fouad Melek等[42]用自體牙骨粉與富含血小板的纖維蛋白修復(fù)拔牙窩骨缺損，術(shù)后3到6個月放射學(xué)觀察骨密度，及骨寬度和高度均顯著增加；T.Minamizato等[23]研究自體脫礦的牙本質(zhì)基質(zhì)用于種植術(shù)區(qū)牙槽骨再生重建，術(shù)后觀察臨床和組織學(xué)上有骨形成；Schwarz F等[43]研究利用牙周病所致牙齒拔除后制備成自體牙骨移植材料與自體骨比較植入磨牙區(qū)，延期植入種植體觀察牙槽骨增量，骨結(jié)合等，結(jié)果表明自體牙骨移植物與自體骨具有相似的臨床效果。目前，自體牙骨粉結(jié)合其他骨移植材料修復(fù)大面積骨缺損的臨床效果國外仍在研究中[44]。

2.3 牙周組織再生應(yīng)用 牙周病是一種慢性疾病，牙齒脫落的主要病因，牙周治療清除齦下菌斑和牙石防止牙槽骨的不可逆吸收，引導(dǎo)性組織再生利用屏障膜和骨移植材料阻止牙齦細胞在根面形成長結(jié)合上皮，從而促進牙根周圍骨組織再生。近年來不同的骨移植材料用于牙周組織缺損修復(fù)的作用為：作為骨組織再生支架(骨傳導(dǎo)性)，促進成骨細胞的分化(骨誘導(dǎo)性)，直接促進骨再生(如骨材料內(nèi)裝載成骨細胞)[45]。Pontoriero等[46，47]研究表明在II度根分叉病變中引導(dǎo)性組織再生術(shù)可以促進新的附著形成和牙槽骨再生；Keon-I1 Yang等[48]利用自體牙骨移植物修復(fù)狗牙周II度根分叉病變，結(jié)果顯示可以促進牙周周圍組織再生。臨床上利用自體牙骨移植物治療牙周II度根分叉病變隨訪一年后，發(fā)現(xiàn)患牙牙周探診深度降低，影像學(xué)上根分叉處有新骨形成[49]。

3.結(jié)論

綜上所述，理想的骨移植材料應(yīng)具備：穩(wěn)定血凝塊，為細胞遷移，增殖，分化提供生物化學(xué)支架，有特定的功能蛋白和多肽如生長因子，在新骨形成時有適當?shù)奈蘸椭亟ǖ忍攸c。臨床研究表明自體牙骨粉骨移植材料能夠達到自體骨及其他骨材料臨床和組織學(xué)上的效果，其優(yōu)點是低發(fā)病率，易處理，良好的阻射能力，無抗原性和骨誘導(dǎo)重建能力好等[50]；其臨床應(yīng)用局限在于脫水減少了保存期限，適應(yīng)癥局限，不適用于較大的骨缺損，或患者沒有可用的游離牙，僅限自體使用等[23]。自體牙骨移植物的臨床應(yīng)用還有待進一步研究。

臨床醫(yī)生在臨床操作中根據(jù)每位患者不同的情況制定個性化的治療方案，選擇合適的植骨材料，掌握材料的性能和技術(shù)的關(guān)鍵，注重每一步操作的精確性才能確保骨形成的質(zhì)和量。隨著口腔醫(yī)學(xué)的發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)的完善和應(yīng)用的普及，研究自體牙骨材料的內(nèi)容及方法為將來臨床應(yīng)用奠定堅實的基礎(chǔ)。