复合膜修复骨缺损的研究进展

吴倩倩，罗世君，王　拓，孙　勇，陈红亮



复合膜修复骨缺损的研究进展

吴倩倩，罗世君，王拓，孙勇，陈红亮

复合膜；骨再生；骨缺损；修复；研究进展

骨再生技术的产生使骨缺损修复的适应证更加广泛，同时也越来越多地应用到口腔种植技术中。在引导骨再生的过程中，生物屏障膜的放置成为了修复骨缺损的成功的关键[1]。近年来，随着口腔种植技术的不断发展，对于屏障膜的研究也成为了热点。在骨增量的手术中，为了扩大其适应证，在传统单一的屏障膜的基础上，复合膜被学者们所提出。复合膜是将具有生长因子的血小板制品或骨再生能力较强的种子细胞与生物膜联合使用的膜性材料。复合膜与传统屏障膜相比，除了具有良好的屏障隔离作用外，还具有引导和/或促进骨再生修复的作用。笔者对复合膜修复骨缺损的研究进展做一简要综述。

1　纳米羟磷灰石与胶原复合膜修复下颌骨缺损

纳米羟磷灰石（nano-hydroxyapatite，nano-HA）因其与天然牙、自然骨的元素组成和结构相似，较普通的羟磷灰石具有更优异的生物及理化性能。且取材过程简单，已广泛的应用于人工骨材料。研究显示，纳米羟磷灰石具有与骨键合的能力是因为其含有碳酸根和低结晶度。纳米羟磷灰石植入骨缺损处后，纳米羟磷灰石在植入区域的表面呈现孔隙分布，此环境将促进钙磷的沉积和胶原及成骨细胞的黏附[2]。Lewandrowski等[3]用纳米羟磷灰石和小颗粒纳米羟磷灰石来修复鼠胫骨缺损，3 w时，纳米组的骨形成能力最强。学者认为，纳米颗粒的大小和其复合材料形成的网状结构，增强了动物的骨组织生物活性，为新骨的长入提供了容纳场所，加速了骨生长。在引导组织再生中，胶原已经成为常用的生物材料，但胶原的缺点在于抗拉强度低、缺乏柔韧性和加工性能差，单独应用于软骨细胞培养基质材料很难达到理想要求[4]。

张莉等[5]用纳米羟磷灰石和胶原复合膜修复兔下颌骨缺损。将纳米羟磷灰石与胶原复合，增加了胶原的强度和韧性，改变了其强度低、柔韧性差等缺点。两者复合后，复合材料呈现出表面多孔的网状结构，其三维空间结构为新骨长入提供了容纳场所和通道。纳米羟磷灰石在胶原膜上均匀分布，与天然骨的结构相似。在实验中发现，复合膜植入后其组织学出现了典型的阶段性特征，依次为肉芽组织和间充质细胞、编织骨与板层骨软、骨与软骨基质，有明显的时间、空间过渡的关系。通过实验能够看到成骨明显加快，可推测复合材料中的成骨为多中心成骨，纳米羟磷灰石提供了大量的钙磷，起着中心支架的作用，纳米羟磷灰石不仅改变局部钙磷的浓度，同时参与了其钙化，从而促进了新骨的形成；胶原能够对成骨细胞起到营养作用。因此得出结论，纳米羟磷灰石与胶原的复合膜有免疫性低、骨传导性好、生物降解速度快等优点，其骨诱导和骨引导等特性使其成为优异的骨移植材料[6]。

2　胶原膜联合富血小板血浆及自体骨髓基质细胞修复牙槽骨缺损

拔牙后牙槽嵴的吸收已成为种植医师首要解决的问题之一。有报道显示，在拔牙后的0.5～2年后，牙槽嵴的吸收率为11%～23%[7]。在引导骨组织再生术（GBR）中，屏障膜将有利于骨生长的细胞因子隔离到一个相对封闭的环境中，把不利于骨缺损区修复的周围组织隔离开来。复合膜中的胶原膜在牙槽骨缺损的修复过程中，充当着屏障膜的角色。胶原膜将浓缩生长因子进行分隔，确保其不向周围组织进行扩散，在局部形成相对较高浓度的生长因子环境[8]。有学者在实验中把单独使用胶原膜与胶原膜复合骨髓基质细胞(bonemarrow stromal cells,BMSCs)的复合膜做对比，在实验的8 w内，两组在成骨上有明显的促进作用[9-10]。但二者在组织学结构上却未见明显差异。移植的BMSCs能否顺利在成骨过程中发挥重要作用，在很大程度上取决于移植细胞的数量、种类及功能之间是否能够达到一个相对平衡的状态等[11]。将BMSCs复合在胶原膜上，进行体外培养，发现在第3 d细胞数量呈对数生长期增多[12]。但将BMSCs移植到体内后，其生物活性是否会受到影响有待进一步研究。BMSCs取材方便，临床应用可行，体外培养方法成熟，还有免疫排斥反应小的优点，使得BMSCs在骨再生的技术中仍具有很好的潜在价值。

GBR术的进步主要是在以往技术基础上联用了生长因子。有研究学者认为[13]，与生长因子联用能够更好地促进骨的再生。富血小板血浆(PRP)是将全血通过两次离心，得到高于生理浓度数倍的血小板血浆，通过血小板中生长因子的激活和释放，发挥促进骨缺损区修复的作用[14]。

陈江[15]将PRP与胶原膜复合后植入骨缺损区，与单纯胶原膜对比发现，复合膜组在8 w内的成骨效果明显，但二者间组织学观察却无明显统计学差别。因PRP的生长因子释放较快，直接将其应用到骨缺损区，在体内将会被迅速分解。提示在PRP制备过程中生长因子的收集、制备方式的缺陷等方面的问题还有待研究。

3　富血小板纤维蛋白与胶原膜复合膜修复骨缺损

当受植区的骨量不足时，如何增加其骨量，一直是研究的热点。随着引导骨再生技术的日渐成熟，学者们也越来越多地将引导骨再生技术应用到牙种植的过程中，屏障膜即可在引导骨再生中发挥非常重要的作用。生物屏障要保证膜下成骨所需的时间和空间的充足，确保在骨生成之前，骨的生长不会受到上皮结缔组织的干扰，还要保证膜在骨生成后没有残留而影响成骨量。

当今人类的血液制品在口腔中的应用已很广泛。从1998年Marx等[16]提出的富血小板血浆开始，先后经历了PRP到PRF的演变。PRP对于口腔中的软硬组织的生长愈合均有促进作用。但其操作过程较为复杂，需添加抗凝制剂，不宜长时间保存，PRP中的生长因子的释放速度也较快[17]。为了解决这些问题，Choukroun等[18]在2000年提出了富血小板纤维蛋白(platelet-rich fibrin，PRF)，PRF针对上述问题做了改进，其制备过程简单，也无需添加异体的生物抗凝制剂。PRF基本成分中的纤维蛋白具有促进骨再生的能力，PRF中还含有多种浓缩生长因子和成骨相关蛋白，加之其取材方便等优点，PRF已广泛用于基础和临床研究。

将胶原膜与具有生物活性的细胞及细胞因子联合制备成复合膜使用,使GBR技术的适用范围扩大。将体外分离的含多种生长因子的PRF与可吸收胶原膜复合后，应用在GBR术中，既能够维持膜下成骨空间的支架材料，又存在能够诱导骨再生的来自自体的多种生长因子。

4　展望

复合膜的使用已越来越多，其兼顾了良好的屏障膜的隔离作用，又有促进和引导骨再生的作用，但是也存在一些问题需要研究解决。因此，复合膜的广泛应用，尤其在口腔种植领域，尚需深入的临床观察与实践。

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R 783.9

A

1004-0188（2016）03-0332-03

10.3969/j.issn.1004-0188.2016.03.041

全军“十二五”科研面上课题（CWS11J024）

646000四川泸州，四川医科大学口腔医学院（吴倩倩，罗世君，王拓）；成都军区机关医院口腔科(孙勇，陈红亮)

孙勇，电话:028-86687041

（2016-01-07）