植骨材料在口腔種植中的應(yīng)用概況及進(jìn)展

馮景媛

摘要：在口腔種植手術(shù)中，通過(guò)植入骨移植材料，可以重建缺失的骨組織，使種植體成功地恢復(fù)受影響區(qū)域的美觀和功能。骨移植材料的使用歷史悠久。從200年前到現(xiàn)在，骨移植材料隊(duì)伍不斷發(fā)展壯大。骨移植材料的生物相容性、骨傳導(dǎo)、骨誘導(dǎo)和成骨對(duì)手術(shù)的成功有著至關(guān)重要的影響。常用的骨移植材料包括自體骨移植材料、同種異體骨、異種骨和合成材料。一些材料由于自身的問(wèn)題而在使用上受到限制。它們的性能可以通過(guò)與生長(zhǎng)因子或其他臨床應(yīng)用材料復(fù)合來(lái)優(yōu)化。Bio-OSS和組織工程骨材料是臨床上最常見(jiàn)的骨材料。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的新材料進(jìn)入人們的生活，并在臨床上發(fā)揮了巨大的作用。

關(guān)鍵詞：口腔種植;植骨材料;性能;新型材料

1 植骨材料的簡(jiǎn)介

1.1 生物醫(yī)用材料的發(fā)展

公元200年前古人使用的金屬假牙，埃及人使用植物做的手術(shù)用品，在第二次世界大戰(zhàn)之后，醫(yī)用材料迅速崛起被廣泛的應(yīng)用，像是人造血管、人工髖關(guān)節(jié)、纖維素、絲綢等材料陸續(xù)問(wèn)世。

20世紀(jì)80年代中期，生物醫(yī)用材料首先應(yīng)用于口腔之中，惰性材料漸漸被生物活性材料所替代，此類(lèi)材料被稱(chēng)為第二代生物醫(yī)用材料，其存在的生物活性可與人體積極發(fā)生反應(yīng)，促進(jìn)機(jī)體傷口的局部愈合，但此類(lèi)材料只具有生物活性或只具有生物降解性。

到目前為止，中國(guó)在這方面的發(fā)展與國(guó)外水平有一定差距，但中國(guó)的發(fā)展速度不可低估。從2010年到2016年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，中國(guó)生物醫(yī)學(xué)材料的市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)從670億元快速增長(zhǎng)到1730億元，預(yù)計(jì)到2020年將翻一番。近年來(lái)，在國(guó)家“863”、“973”、“十三五”等計(jì)劃的支持下，我國(guó)生物材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，“中國(guó)制造”享譽(yù)全球。

1.2 植骨材料的性能要求

在體內(nèi)應(yīng)用骨移植材料后，其表面將首先與血液接觸，并迅速被血液包圍。由于許多生物大分子的吸附，在其表面會(huì)形成一個(gè)適應(yīng)層，然后進(jìn)行傷口修復(fù)。在這個(gè)階段，骨吸收和骨形成將同時(shí)進(jìn)行，材料表面會(huì)發(fā)生許多反應(yīng)，表面鈣化，細(xì)胞增殖，分泌細(xì)胞外基質(zhì)，周?chē)鷷?huì)形成膠原纖維，然后形成網(wǎng)狀纖維，完成骨結(jié)合，最后礦化成骨。

2 植骨材料的應(yīng)用及進(jìn)展

2.1 常用到的生物技術(shù)

在制作材料時(shí)，常常需要借助生物技術(shù)來(lái)輔助材料的制作，常用到生物技術(shù)有：①納米技術(shù);②3D打印技術(shù);③靜電紡納米纖維;④乳液模板法;⑤水凝膠技術(shù)。

植骨材料的制備技術(shù)很多，經(jīng)過(guò)不斷的發(fā)展，越來(lái)越多的材料經(jīng)過(guò)改性?xún)?yōu)化、復(fù)合加上植骨技術(shù)（如Onlay植骨技術(shù)等）在口腔種植中發(fā)揮了巨大的作用。

2.2 自體來(lái)源植骨材料

自體骨移植后排斥反應(yīng)發(fā)生率低，因其具有骨傳導(dǎo)、骨誘導(dǎo)、成骨等生物學(xué)特性，一直被認(rèn)為是最理想的骨移植材料。

自體骨具有最理想治療效果的原因是：① 療效好，操作簡(jiǎn)便;② 促進(jìn)骨形成、誘導(dǎo)和傳導(dǎo);③ 成骨速度快;④ 理想的生物相容性和三維結(jié)構(gòu);⑤ 排斥反應(yīng)低，不存在傳播疾病的風(fēng)險(xiǎn)。然而，它也有一些缺陷，這限制了它的臨床應(yīng)用：① 數(shù)量有限;② 骨組織趨于萎縮;③ 存在安全問(wèn)題、手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、額外的失血，并且骨提取容易引起炎癥或其他疾病;④手術(shù)過(guò)程中患者較為痛苦。

2.3 人工合成材料

通過(guò)人工合成或者是生物技術(shù)制備的人工合成材料，成分清晰，工藝簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，相較于自體來(lái)源骨和同種異體骨，人工合成材料應(yīng)用較多，越來(lái)越受到人們的青睞。研究發(fā)現(xiàn)，利用3D打印技術(shù)加CPC和成骨細(xì)胞整合用于治療骨缺損，結(jié)果顯示該新型CPC三維支架有良好的骨傳導(dǎo)性能，可以模擬真實(shí)缺損的幾何形狀，但是骨愈合效果和降解性不是很理想，盡管如此，該實(shí)驗(yàn)為我們以后的研究提供了新的研究思路：CPC材料本身是有很好的降解性的，那么可以通過(guò)嘗試對(duì)CPC材料的修飾或?qū)PC與3D打印之間的磨合來(lái)改善3D繪圖的骨移植材料的降解性能，如果在此方面有新的突破，基于3D打印的簡(jiǎn)單方便相信該新型材料在臨床上可以有很好的應(yīng)用。

高分子材料是主要作為支架用于骨修復(fù)中，以生物降解性的高分子材料多見(jiàn)，天然的高分子有細(xì)胞相容性和降解性，有利于細(xì)胞的粘附和增長(zhǎng)，而人工合成的比天然的材料缺少生物相容性，但是在力學(xué)性能方面是優(yōu)于天然材料的，所以人工材料可通過(guò)與生長(zhǎng)因子聯(lián)合優(yōu)化性能之后再做使用。近些年來(lái)我國(guó)在高分子材料方面呈高速發(fā)展的狀態(tài)，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中發(fā)揮了很多作用。

3 植骨材料的性能優(yōu)化

3.1 異種骨

異種骨是指來(lái)自于動(dòng)物源性的骨骼，有時(shí)也利用海洋中的動(dòng)物骨骼或是珊瑚等材料。在這些材料中煅燒骨、豬骨、牛骨等較為常見(jiàn)，尤其是Bio-Oss骨粉，該骨粉取自牛骨，其與人的骨組織相近，對(duì)種植牙體的骨再生引導(dǎo)非常強(qiáng)烈，是目前臨床應(yīng)用最多的材料。

在臨床操作中，首先對(duì)入院的患者進(jìn)行常規(guī)檢查，然后做好術(shù)前的器械消毒和患者麻醉等工作，就舉例拔除第三磨牙后促進(jìn)第二磨牙遠(yuǎn)中成骨的操作來(lái)說(shuō)：麻醉顯效后，將患處齦溝切開(kāi)，利用高速渦輪鉆，將第三磨牙分開(kāi)并將其拔出，把拔牙徹底清除干凈，然后用無(wú)菌生理鹽水沖洗口腔，將Bio-Oss骨粉填入，操作時(shí)可邊放邊壓，密切接觸周邊骨壁。在Bio-Oss填入時(shí)，可添加新鮮的自體血液、富血小板纖維蛋白或是其他生長(zhǎng)因子等聯(lián)合應(yīng)用，最后將患處無(wú)張力嚴(yán)密縫合。

3.2 組織工程骨

組織工程骨是目前來(lái)說(shuō)最有前景的新型修復(fù)材料，他多與Bio-Oss骨粉等其他材料聯(lián)合應(yīng)用于臨床。其種類(lèi)眾多，像是種子細(xì)胞、生長(zhǎng)因子、支架等。種子細(xì)胞和生長(zhǎng)因子本身存在的優(yōu)勢(shì)可減弱其他材料的缺點(diǎn)，優(yōu)化材料的性能，促進(jìn)骨生成。種子細(xì)胞應(yīng)用廣泛，可與生物材料如陶瓷類(lèi)材料、藥物、軟骨細(xì)胞、生長(zhǎng)因子等共同培養(yǎng)用于骨組織工程中，還可結(jié)合納米技術(shù)等最大限度的促進(jìn)成骨。種子細(xì)胞種類(lèi)多且生物學(xué)特性不同，在臨床應(yīng)用時(shí)需要適用的支架作為載體。

4 總結(jié)與展望

隨著科技的發(fā)展，越來(lái)越多新型材料被研發(fā)，像是3D打印技術(shù)、納米技術(shù)、靜電紡絲、還有水凝膠等在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究的火熱，研究人員結(jié)合材料的性能加上生物技術(shù)制備的新型材料解決了許多問(wèn)題，但是，我國(guó)現(xiàn)階段中研究的材料多數(shù)還是限于實(shí)驗(yàn)階段，真正用于臨床的并不是太多，所以在接下來(lái)的發(fā)展中，不光要進(jìn)一步對(duì)材料進(jìn)行探索，材料與技術(shù)之間的磨合以及材料與臨床之間的磨合都是必不可少的，相信在不久的未來(lái)會(huì)有更多的性能兼?zhèn)淝腋硐氲牟牧吓c大家見(jiàn)面并在臨床中得到應(yīng)用。

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