口腔颌面部骨组织缺损修复材料进展

中国实用口腔科杂志2011年3月第4卷第3期

口腔颌面部骨组织结构是支撑面型的重要基础，发生在颌面部的外伤、肿瘤、先天畸形等是引发患者颌面部骨组织缺损的主要原因，而如何较好地对患者面型及骨组织缺损进行一期修复也是口腔颌面外科手术中亟待解决的重点和难点问题。近年来，随着手术技术的不断发展及生物材料在临床上日益广泛的应用，口腔颌面部骨组织缺损的修复治疗也得到了迅猛的发展。目前应用于临床的口腔颌面部骨缺损修复材料主要包括以下几类，综述如下。

1骨组织移植

1.1自体骨自体骨移植的优点是对宿主不存在免疫原性，不存在术后组织排斥或传染疾病的风险，预后较好。目前临床常用的移植骨包括髂骨、肋骨、腓骨等，尤其是带血管蒂的骨段移植后与周围血管吻合，为骨段的生长及愈合提供了充足的营养。缺点是存在供骨量不足及骨塑形的限制，难以应用于大范围组织缺损的修复，并且在手术过程中需要开辟第二术区，造成新的手术创伤，患者恢复慢。

1.2异体骨异体骨移植包括同种异体和异种异体两大类，主要取自他人或动物骨，经过特殊处理后应用于临床。优点是供骨量充足，术中不需要开辟第二术区，创伤小，有利于患者恢复。但异体骨虽经处理，仍存在免疫原性，移植后可能产生组织排斥或疾病传播及伦理学问题等。目前在临床上应用受到一定限制。

2骨替代材料

2.1金属材料金属材料应用于人体组织缺损修复历史悠久，主要有金、不锈钢固定装置等。近年来，人们发现金属钛具有与骨组织相匹配的硬度、弹性模量、良好的生物相容性和机械强度，能够与骨组织发生生物愈合［1-2］，不产生排异反应。利用纯钛修复体修复下颌骨缺损在临床上也取得了较好的效果，具有良好的应用前景［3］。

2.2人工合成无机材料人工合成无机材料主要有羟基磷灰石（HA）、磷酸三钙（TCP）、生物陶瓷等，其主要的化学成分与人骨相似，在体内具有较好的生物相容性及骨诱导性，并能与新生骨直接结合。采用高温煅烧后，HA中生成少量TCP，制成双向陶瓷，TCP比HA能更好地被吸收和降解，有利于材料与机体间保持生物学平衡，TCP与HA对细胞无毒副反应，是理想的成骨细胞的载体［4］。若在载体内复合骨形成蛋白或其他细胞生长因子后，使其具备骨诱导活性，可在体内诱导成骨，但降解时间难以掌控，在材料制备过程中难以保证材料的孔隙率，不利于新生骨的长入和改建，影响移植材料与骨组织的融合。金钫等［5］利用陶瓷化骨结合成骨样细胞修复下颌骨缺损的动物实验也证明了此点。

2.3天然生物材料珊瑚是人们较早应用于临床修复颌

基金项目：国家自然科学基金（401011240108026）

作者单位：昆明医学院口腔医院口腔颌面外科，昆明650031通讯作者：陈希哲，电子邮箱：chenxizhe@ 综述

口腔颌面部骨组织缺损修复材料研究进展

王琰综述，陈希哲审校

文章编号：1674-1595（2011）03-0175-03中图分类号：Ｒ78文献标志码：Ａ

提要：口腔颌面部骨组织结构是支撑面型的重要基础，发生在口腔颌面部的外伤、肿瘤、先天畸形是引发患者口腔颌面部骨组织缺损的主要原因，而如何在一期对患者面型及骨组织缺损进行修复也是口腔颌面外科手术中亟待解决的重点和难点问题。本文主要总结了口腔颌面部骨组织缺损修复材料的发展。

关键词：口腔颌面部；骨缺损；修复材料

Reseach development of repair materials for oral and maxillofacial bone defects.WANG Yan，CHEN Xi-zhe.

Department of Oral and Maxillofacial Surgery，Stomatology Hospital of Kunming Medical College，Kunming650031，Chi⁃na

Summary：The oral and maxillofacial bone structure is an important basis for supporting face，and oral and maxillofa⁃cial trauma，tumor and congenital deformity are the cause of oral and maxillofacial bone defects.It is difficult as well as important in oral and maxillofacial surgery to make a proper repair of the patient's face and the bone defects.This paper summarizes the development of the repair materials for oral and maxillofacial bone defects.

Keywords：oral and maxillofacial；bone defect；repair materials

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Chinese Journal of Practical Stomatology Mar.2011Vol.4No.3

面部硬组织缺损的材料之一。珊瑚是一种海生无脊椎动物死亡后骨骼的沉积物，其化学成分99%为碳酸钙及少量其他元素，珊瑚经过适当热处理后，可转变为机械性能较强的HA，而其孔隙结构不会被破坏，类似于天然骨。尤其是珊瑚具有多微孔性结构，同时具有良好的生物相容性及生物可降解性，易被加工成型，其理想的三维空间框架结构为细胞的长入与融合提供了良好的基础。动物实验研究表明，将成骨细胞及骨形成蛋白接种于预成型珊瑚中内进行骨组织缺损修复获得了较好的效果，可顺利与原有骨骼愈合，加之珊瑚取材方便，在临床上具有较好的应用前景［6-8］。

2.4复合材料虽然珊瑚具有良好的生物相容性，易于加工成型，取材方便，骨融合性较好；但珊瑚本身非常稳定而不易被吸收，植入物无法完全转化为自身骨组织。因此，珊瑚只适合于骨骼端的小块缺损填补，若在骨干缺损区加以填补，会因长期负重而产生疲劳性断裂，若配以钛网及种子细胞进行加固强化和诱导，对于珊瑚与骨组织之间的融合则更为有利。虽然钛板不可吸收，永久存在于体内，但却更有利于恢复缺损区骨组织的功能，在骨缺损的修复部位以钛板加强，可在不影响骨修复过程的同时，获得有效的固定和较高的机械强度［9］。

2.5可注射性软骨对于因牙周炎等病因造成的小范围颌骨缺损，骨移植修复受到一定限制。移植骨过大，则无法置于骨缺损区；移植骨过小，又无法进行有效的固定，易被吸收，或难以保证移植骨成活及改建。有研究表明，利用合成水凝胶及藻酸盐为载体，结合软骨细胞，注射入骨缺损区进行缺损修复在动物实验中取得较好效果［10-11］。

新骨的形成是一个软骨内成骨的过程，早期主要为软骨形成，随着骨髓腔的形成，软骨逐渐钙化为成熟骨组织并形成骨小梁。动物实验研究表明，异体兔髁突软骨细胞移植能够形成类似正常的关节软骨修复髁突软骨缺损［12］。

2.6组织工程骨随着电脑三维组织构建、设计、加工技术的不断提高，在手术初期可以通过CT扫描、数字化三维组织重建、对移植材料预塑形、手术模拟等步骤为患者构建一套精确的个性化移植体，可减少在术中对移植材料反复塑形、扭曲、折叠造成移植材料及细胞的损伤，此种技术的发展对组织工程骨大规模的临床应用具有重要意义［13］。

在体外构建的组织工程骨是细胞与材料的复合体，本身无营养来源，植入体内后，脱离了体外培养环境的种子细胞在缺乏足够营养时，其增殖、分泌、分化功能将受影响，造成成骨能力下降，但可通过周围组织血管的长入使其逐渐和周围组织建立血液循环并获得营养，保证复合物的成活。若植入组织过大，仅依靠周围组织血管的长入则存在速度慢和血供不足的问题。因此，构建具有血管化的组织工程骨对临床骨组织缺损的修复重建有着十分重要的意义［14］。Frerich等［15］将血管内皮细胞与骨髓基质细胞体外共同培养后接种于支架材料表面，在体外构建人工骨的血管网络，提示了体外复合不同细胞并预构血管化组织工程骨的可行性。王学明等［16］用带血管蒂筋膜瓣和带血供肌瓣包绕细胞材料复合物的方法构建血管化组织工程骨，均再生出带血管的组织工程骨，并在动物实验中移植成功。通过血管局部转移或吻合血管的方法，使之成为有血运的移植骨，利用其内在的血供系统，快速充足地获得血液供应，使组织工程骨与宿主的愈合更接近于正常的骨折愈合过程［17］。

3固定材料

颌面部骨组织缺损修复后，移植材料在骨缺损部位能否成活，与骨缺损之间能否形成准确的融合，坚固而稳定的固定是至关重要的保证。对于骨断端的固定早期主要是采用不锈钢结扎丝、钴铬合金、钛金属等。1976年Spiessl采用预攻螺丝固定下颌骨矢状劈开截骨术获得良好效果，使得颌骨坚固内固定技术在临床上得以广泛应用。

3.1金属夹板钛板、钛钉坚固内固定技术可多方位固定颌骨断端，固定效果可靠。实验研究表明，在钛-骨界面存在良好的物理性嵌合和化学性结合，有利于骨折断端的愈合［18］。Van Sickels等［19］采用钛钉坚固内固定技术和不锈钢结扎丝结扎固定技术两种方法对骨断端愈合情况进行对照试验，研究发现，两种方法的骨质愈合存在明显差异。颌骨钢板坚固内固定可减少或避免颌间固定，使患者早期即可行使生理功能，不影响患者的正常生活，尤其是对复杂性、粉碎性骨折的固定有着不锈钢丝结扎无法比拟的优点；缺点是固定钢板在骨折愈合后必须实行二次手术将钢板取出，若钢板长期留存在组织内可能会发生骨吸收、螺丝钉或夹板松脱，甚至生锈引起炎症或疼痛［20］。而钛板能够在钛-骨组织界面形成物理性嵌合与化学性结合，增加了夹板的稳定性，植入后可永久存留于体内而不用去除。因此，钛制品在颌面外科已基本取代了不锈钢夹板［21］。3.2生物可降解材料生物可降解材料组织相容性好，易操作塑形，适宜作为体内短期存在的植入物，待组织愈合后即开始降解吸收，并不妨碍骨折的愈合，使手术治疗更为便捷。生物可降解材料在动物实验研究中已取得了良好的治疗效果［22］。生物可降解材料虽然不需进行二次手术取出，但其机械强度不如金属夹板，并有迟发型炎症反应的报道，今后在提高生物可降解材料的机械强度、预防迟发型炎症反应、控制降解速度等方面尚需进一步研究［23］。

4展望

目前，尚无一种材料能够满足支架材料的全部要求，充分考虑各种材料的优缺点，发挥各自优势，取长补短，形成复合材料取得最佳成骨效果。随着生物材料在口腔颌面外科应用范围的不断扩大，口腔颌面部骨组织缺损的治疗方法也趋于简化，减轻了患者手术后的痛苦，提高了患者的生活质量。近年来，随着生物技术与临床实践相结合的日益深入，各种生物材料在临床上植入修复组织缺损造成

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