自體牙骨粉的研究與應(yīng)用進展

張麗娟 王曉飛，2

（1. 山西醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院·口腔醫(yī)院，太原 030001；2. 山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院，太原 030001）

自體骨因具有良好的骨誘導(dǎo)及骨傳導(dǎo)性，被認(rèn)為是骨移植材料的金標(biāo)準(zhǔn)，其不足之處是來源受限且增加手術(shù)創(chuàng)傷及并發(fā)癥。因此新的骨移植材料的研究逐漸成為熱點。臨床上人們將外傷牙去除牙周韌帶再植后，發(fā)現(xiàn)牙根吸收并逐漸被骨組織替代，由此猜想牙齒是否可作為骨移植材料？自1967年Yeomans與Urist[1]首次發(fā)現(xiàn)兔的牙本質(zhì)具有骨誘導(dǎo)性后，學(xué)者們就一直利用牙齒作為骨移植材料進行實驗研究，2008年日本、韓國開發(fā)出自體牙骨粉（autogenous tooth bone graft material， AutoBT）。隨后，牙齒作為植骨材料的臨床報告陸續(xù)發(fā)表。本文就AutoBT成骨機制及相關(guān)影響因素、制備方法、臨床應(yīng)用等方面作一綜述。

1 AutoBT成骨機制

牙齒同牙槽骨、頜骨都來源于胚胎期神經(jīng)嵴細胞，雖然牙本質(zhì)與骨組織結(jié)構(gòu)不同，但兩者生化成分含量相似，都為70%無機物、20%有機物及10%水。AutoBT的骨誘導(dǎo)性主要與牙本質(zhì)基質(zhì)中的骨形成蛋白（Bone MorphogeneticProteins，BMPs）有關(guān)，學(xué)者認(rèn)為，BMPs作為骨誘導(dǎo)信號分子，以牙本質(zhì)基質(zhì)作為其緩釋系統(tǒng)，不斷釋放BMPs，通過與基質(zhì)中的生長因子結(jié)合而激發(fā)其活性，從而刺激骨缺損周圍未分化的間充質(zhì)細胞增殖并轉(zhuǎn)化為軟骨細胞和成骨細胞，進而形成新生骨組織[2]。除了 BMPs 外，牙本質(zhì)中還含有其他多種生長因子，如胰島素生長因子（GF-1ID）、骨形成蛋白 2（BMP-2）和轉(zhuǎn)化生長因子（TGF-β）及牙本質(zhì)中的非膠原蛋白，如骨鈣素、骨結(jié)合素、磷酸化蛋白和唾液蛋白，也被證明與新骨生成和促進骨改建有關(guān)[3]。無機物中的羥基磷灰石為低晶體構(gòu)造，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。研究表明，與高結(jié)晶相比，低結(jié)晶體骨引導(dǎo)能力更強；Kim等推斷羥基磷灰石可作為支架引導(dǎo)成骨細胞沿其表面生長，同時可保護BMPs等其他生長因子及蛋白不易被吸收，為新骨形成提供有效的支撐[4]。Kim[5]等應(yīng)用AuToBT誘導(dǎo)成骨，術(shù)后影像學(xué)顯示其密度與正常牙槽骨相似，3個月后組織學(xué)顯示植骨區(qū)與周圍骨組織無明顯區(qū)別。因此 AutoBT具有良好的骨誘導(dǎo)、骨形成和骨傳導(dǎo)性，是一種有效的新型骨移植材料。

2 AuToBT制備方法

AuToBT是將廢棄的牙齒做潔凈處理，如去凈牙髓、牙結(jié)石及表面肉芽組織、修復(fù)體等，經(jīng)蒸餾水過濾清洗掉雜質(zhì)，再行脫水、脫脂、半脫礦、凍干、環(huán)氧乙烷滅菌后可即刻用于臨床或放于儲存液中，成品的AuToBT可在室溫下貯存5年以上。有學(xué)者將新鮮制備的和儲存長達2年的AuToBT進行比較，發(fā)現(xiàn)兩者的牙本質(zhì)基質(zhì)無明顯變化，預(yù)估其可在液氮中保存10年以上[7]。

3 影響成骨的因素

3.1 處理方法

臨床上，研究者們?yōu)榱颂岣逜uToBT成骨活性，消除感染等風(fēng)險，采用多種方法對牙齒進行處理，如：脫礦、煅燒、煮沸、冷凍等[8]。其中煅燒、煮沸、冷凍等手段只能夠消除部分牙齒的感染物質(zhì)，對于其成骨能力提升并沒有明顯作用。而脫礦后的AuToBT，不但消除了牙本質(zhì)中大部分礦物成分和免疫原性物質(zhì)，而且保留大量的I型膠原和非膠原蛋白，且BMP-2的生物利用度比未經(jīng)處理的有所提高[9]，成骨性能也明顯改善。Tabatabae等人[10]對離體牙脫礦方法做了Mate分析， 確定EDTA、磷酸、鹽酸、硝酸、氧化氫、乙醚和乙醇是牙體脫礦和牙本質(zhì)小管暴露最常用的方法， 可以防止蛋白質(zhì)變性， 有助于釋放生長因子和和蛋白質(zhì)， 促進牙本質(zhì)的骨誘導(dǎo)作用。而在一定條件下，無論脫礦時間長短，硝酸溶液中的脫礦效率都高于鹽酸溶液[11]。Inoue[12]等比較0.6 mol/L鹽酸及9 mol/L檸檬酸脫礦的兩種AuToBT誘導(dǎo)成骨性能，發(fā)現(xiàn)檸檬酸脫礦的牙本質(zhì)基質(zhì)在誘導(dǎo)軟骨內(nèi)表面成骨的效果要弱于鹽酸。該差別可能是酸所導(dǎo)致的骨誘導(dǎo)環(huán)境和牙本質(zhì)小管中的生物活性因子暴露程度不同所致，而不同類別的酸對于非膠原蛋白成骨活性的影響還值得進一步研究。

3.2 脫礦程度

Koga T[13]將健康人群的牙齒根據(jù)脫礦程度分為部分脫礦組 （脫礦70%）和完全脫礦組，在術(shù)后4周和8周，顯微CT和組織學(xué)觀察顯示：兩組均有少量的新骨形成，而部分脫礦組形成新骨更多。分析結(jié)果可能是由于完全脫礦不僅去除了羥基磷灰石等無機物，而且大量破壞有機物中形成的新骨成分。部分脫礦組消除了牙本質(zhì)大部分無機物和免疫原性成分，保留了提供結(jié)構(gòu)性骨傳導(dǎo)的膠原和包含多種生長因子及可溶性骨形成蛋白部分，且脫礦后的牙齒表面粗糙，牙本質(zhì)小管變寬，形成因子釋放通道，使其成骨效果大量提升。

3.3 骨粉類型

自體牙骨粉可被制成塊狀和顆粒狀。塊狀又可分為根型和根上型，根型形狀與牙根相似，有利于支撐拔牙窩的形態(tài)， 適合于拔牙窩位點保存術(shù)[14]；根上型形狀同普通骨塊一樣， 適用于水平和垂直向的牙槽嵴骨增量術(shù)及增強種植體初期穩(wěn)定性的手術(shù)中，其優(yōu)點在于術(shù)者可以根據(jù)骨缺損區(qū)情況來改變塊狀牙骨粉的大小和形狀。顆粒狀骨粉一般被制作成400 ～ 1 000 μm大小的微粒，骨粉顆粒可塑性強，更適用于引導(dǎo)骨組織再生術(shù)和上頜竇提升術(shù)等術(shù)式。

4 自體牙骨粉臨床應(yīng)用

4.1 種植骨增量手術(shù)

Kim等[15]將AuToBT用于種植引導(dǎo)性骨再生術(shù)，結(jié)果顯示， 其短期成骨效果良好，術(shù)后5年種植體功能負(fù)載隨訪期發(fā)現(xiàn)成骨效果穩(wěn)定，未見明顯臨床并發(fā)癥；而應(yīng)用于牙周炎患牙拔除后即刻種植，術(shù)后半年CT片和臨床檢查顯示種植體達到骨整合，隨訪 1年內(nèi)種植牙功能良好[16]；Minamizato等[17]7例患者應(yīng)用AuToBT保存牙槽骨，共植入8枚種植體。所有種植體均具有初始穩(wěn)定性，植體功能負(fù)載3個月后，植體穩(wěn)定性平均值為72.6，所有病例均無明顯并發(fā)癥，經(jīng)過24個月的觀察，沒有植入物丟失且功能良好。kim[18]和lee[19]用Auto-BT進行上頜竇提升和引導(dǎo)骨再生，2個月和4個月后取組織標(biāo)本進行組織形態(tài)學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)有良好的新骨形成。靳夏瑩[20]等將自體牙骨粉用于上頜竇外提升術(shù)，一年后實驗組的牙本質(zhì)顆粒已經(jīng)吸收，并為新生骨替代，竇底骨質(zhì)完成改建。Pang等[21]將自體脫礦牙本質(zhì)顆粒用于拔牙窩位點保存并將其與Bio-oss骨粉組進行比較， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩組結(jié)果無差異，均維持了良好的牙槽窩形態(tài)。Pohl等[22]報道了20例患者使用自體阻生齒制作的AutoBT行牙槽嵴骨增量術(shù)，術(shù)后6、12、24個月的X線片分析評估種植體周骨喪失量分別為0、0.4和0.6 mm。說明AutoBT具有可靠的成骨效果。

4.2 頜面骨缺損

Kim[23]等人回顧性研究了10例用顆粒狀的自體牙骨粉和熟石灰以2∶1混合后移植于直徑＞20 mm的頜骨缺損區(qū)，在術(shù)后3個月X線片示：骨缺損區(qū)有良好的骨愈合，組織學(xué)上可見材料逐漸吸收，并被周圍新生骨組織所替代。劉曉芳[24]選取30名牙源性頜骨囊腫患者，術(shù)后囊腔置入自體牙骨粉，并與羥基磷灰石作對比，術(shù)后定期隨訪6 ～ 12個月，結(jié)果顯示AuToBT組無術(shù)后并發(fā)癥，對照組出現(xiàn)材料排斥和術(shù)后感染等情況；術(shù)后6個月X線片示： AuToBT與周圍正常骨組織融合，囊腔低密度影像基本消失，可見骨小梁結(jié)構(gòu)和新骨形成。而羥基磷灰石組原囊腔低密度影像面積有較明顯的縮小，骨粉顆粒部分溶解吸收，顆粒密度仍高于周圍正常骨組織。AuToBT作為新一代骨組織替代材料用于骨缺損的修復(fù)中，是安全有效的，可提高短期成骨效果，加快骨缺損修復(fù)速度，但對于較大的頜骨缺損 ，其對于骨移植材料的要求較高，AuToBT需要與其他的骨移植材料結(jié)合。

4.3 牙周組織再生

AuToBT除了誘導(dǎo)成骨，對牙體和牙周組織再生也有一定的影響。蔣月桂等[25]在根尖誘導(dǎo)成形術(shù)中將AuToBT作為一種根尖誘導(dǎo)劑與氫氧化鈣相比較，結(jié)果示AuToBT組的治愈率略高于氫氧化鈣組，而氫氧化鈣為臨床常用的根尖誘導(dǎo)劑。這說明AuToBT可能會誘導(dǎo)牙髓細胞分化為成牙本質(zhì)細胞，進而有形成牙本質(zhì)的潛力。對于牙周組織再生，Preeti等[26]研究AuToBT在下頜磨牙II°根分叉病變中的治療效果，于術(shù)后9個月和12個月測量實驗位點水平探測深度，分別減少了41%和44.7%，影像學(xué)上新骨平均形成量為50.9%和69.6%。孫娟斌等[27]將AuToBT用于垂直性骨吸收的牙周骨缺損患者， 可獲得與Bio-oss對照組相似的臨床效果， 1年后其牙周袋深度、附著喪失水平均改善， 且骨缺損處可見明顯骨形成。AuToBT具有對人牙周膜細胞增殖和成骨分化的能力。

4.4 其他

正畸治療中，若牙槽骨骨量不足時，應(yīng)用AuToBT行正畸骨增量手術(shù)，術(shù)后半年便可形成穩(wěn)定的骨結(jié)構(gòu)，并且擴大正畸牙齒的移動范圍[28]。此外還可用于腭裂、牙槽突裂[29]等手術(shù)中。

5 結(jié)語

經(jīng)動物和臨床實驗證明AuToBT確有良好的成骨效果，且多源于患者自身廢棄掉的牙齒，具備臨床安全性和有效性，是一種可應(yīng)用的新型骨移植材料。但在臨床制備AuToBT的方法及骨顆粒直徑中，目前無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)流程，機制也未詳細說明，這值得進一步探索研究。且如患者無可利用的廢棄牙齒或骨缺損較大時，則AuToBT使用受到限制，因此，臨床上應(yīng)依據(jù)骨缺損情況來選擇適宜骨移植材料，才會達到最佳的骨修復(fù)效果。