聚乳酸膜和脱钙冻干胚胎骨促进骨修复的比较研究
作者：侯劲松 李祖兵
单位：430070武汉，湖北医科大学口腔医学院颌面外科
关键词：胚胎骨；聚乳酸膜；骨修复
临床口腔医学杂志990405 提 要 目的 比较聚乳酸(PLA)膜和脱钙冻干胚胎骨(Fetal Bone,FB)促进骨修复的能力。方法 在12只日本大耳白兔双侧下颌骨下缘中份作方块切除形成骨缺损，一侧缺损植入FB，另一侧缺损表面覆盖PLA膜。术后4、8、12周分期处死动物，下颌骨标本行放射学和组织学观察。结果 两种材料均能有效修复骨缺损。FB植入4W后术区内有大量新骨形成，术后8W缺损内骨形成活跃程度和骨形成量均高于PLA膜侧。结论 FB植入后骨缺损内骨修复启动早，成骨活跃，用于颌骨缺损修复较PLA膜理想。
A Comparative Study of Promoting Bone Healing by PLA Membrane and Demineralized Freeze-Dried Fetal Bone.
, http://www.100md.com
Hou Jinsong,Li Zubing.
School of Stomatology,Hubei Medical University Wuhan,430079.
Abstract Objective To compare the effection of PLA membrane and demineralized freeze-dried fetal bone on promoting bone formation. Materials and Methods Bilateral mandibular defects were created in twelve adult rabbits.Left defects were filled with FB,and the right defects were covered by PLA membranes.Animals were sacrified at 4,8,12 weeks after operation.The mandible specimens were assessed by radiograph and light macroscopy. Results Newly-formed bone in left bone defect was greater than those in right defect at each stage. Conclusion This study indicates that FB is the more preferable material for repairing mandibular defect.
, 百拇医药
Key words Demineralized Freeze-Dried Fetal Bone Polylactic Acid Membrane Bone Defect Repair
胚胎骨(Fetal Bone,FB)移植和PLA膜引导骨再生(Guided Bone Regeneration,GBR)作为两类不同的促进骨形成技术，在骨缺损修复中被广泛应用。FB经过一定处理后，临床上已用于节段性骨缺损和根尖切除术后的骨科治疗[1，2]，而GBR膜在种植体周围骨量不足和牙周硬组织缺损的引导性再生方面也发挥着重要作用[3，4]。但在同类型骨缺损中，选用哪种骨修复材料更有利于骨缺损的早期愈合，尚未见报道。本实验将对此进行研究。
材料和方法
材 料
1. FB的制备：处死同种孕兔一只，取胎兔四肢骨，作者单位：430070武汉，湖北医科大学口腔医学院颌面外科
, 百拇医药
去干骺端及骨髓，洗净，剪成米粒大小骨粒，室温25℃下经1：1氯仿—甲醇液脱脂，0.6mHC1彻底脱钙,充分漂洗，冻干，环氧乙烷熏蒸消毒，无菌试管等量分装备用。
2. PLA膜:分子量19KDa，厚约200μm，孔径小于5μm，武汉工业大学生物材料研究所提供。
动物实验及指标观察
体重2.0～2.5kg的雄性日本大耳白兔12只，2%戊巴比妥钠(25mg/kg)耳缘静脉麻醉。沿双侧下颌骨下缘切开皮肤、皮下、肌肉和骨膜，剥离骨膜，在下颌骨下缘中份作约1.0cm×0.5cm的方块骨切除。在所形成的右侧骨缺损内植入FB，在另一侧骨缺损表面用PLA膜严密覆盖，分层缝合，术后预防性应用抗生素5日。4、8、12周后分期处死动物，取双侧下颌骨标本拍X线片，动态观察骨愈合情况。各期标本经10%中性福尔马林固定后，常规制取脱钙石蜡切片，HE染色，光镜观察。
, 百拇医药
结 果
X线检查
术后4W PLA膜侧骨缺损内出现均匀骨痂影像,但缺损区清晰可辨，两端下缘皮质骨不连续。8W时缺损内骨密度增加，截骨面模糊，下缘皮质骨与两端宿主骨连续但密度低于宿主骨。12W后缺损内及缺损下缘骨密度均与周围宿主骨相近。在FB植入区，术后4W缺损内骨密度即接近宿主骨，但下缘皮质骨密度低于两端自体骨。8W时下缘骨密度增高。12W后缺损区完成骨修复，下缘皮质骨与两端宿主骨连接良好，骨密度与宿主皮质骨密度一致。
组织学观察
术后4W PLA膜侧骨缺损内见少量新生骨组织，下缘新生骨小梁较粗大，中部骨小梁较细小(图1)；在FB侧，缺损内见大量新骨，骨小梁粗大致密，其间有丰富的新生血管(图2)，偶见FB残片周围有新骨沉积，缺损表面见骨膜成骨。8W时PLA膜侧缺损下缘骨小梁融合成片状，部分切片可见较连续的皮质骨与近远中宿主骨融合，缺损中部骨小梁稀少，骨髓丰富(图3)。FB侧，除缺损下缘外，在缺损中部亦为致密的新生骨组织充满(图4)，此外，缺损表面骨膜成骨仍活跃，骨膜下可见密集成排的成骨细胞及其分泌的未钙化骨基质。12周后，两侧缺损下缘均为典型的皮质骨，但PLA膜侧较薄，局部皮质骨不连续(图5)，FB侧则皮质骨较厚，连续性较好(图6)。
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图1 PLA膜侧术后4W，骨缺损内有少量新骨(HE×40)
图2 FB植入区术后4W，骨缺损内有较多新骨(HE×40)。
图3 PLA膜侧术后8W，缺损下缘新骨与宿主骨融合，中部骨小梁稀少(HE×40)。
图4 FB植入区术后8W，骨缺损中部见大量新骨(HE×40)。
图5 PLA膜侧术后12W，下缘皮质骨局部不连续(HE×40)。
图6 FB植入区术后12W，下缘皮质骨连续而致密(HE×40)。
讨 论
研究显示，PLA膜和FB植入后促进骨形成的方式不同：PLA膜植入后只有引导性成骨作用[1，3，4]，引导骨形成的过程表现为新骨沿PLA膜表面爬行延伸的“平板效应”。本实验组织学观察发现，术后早期沿PLA膜表面的新骨量高于缺损内，即可能与PLA膜引导骨形成的平板效应有关。FB植入后，在缺损内除引导性成骨作用外，还表现出良好的骨诱导活性[2，6]。FB引导骨形成的组织学特征为FB残片被新骨“爬行替代”，诱导成骨的组织学特征为FB周围间充质细胞聚集，分化为成骨细胞而成骨。间充质细胞聚积主要发生在骨诱导材料植入后的1～2W，2W后即有新骨形成[7]，本研究术后4W时已不见间充质细胞聚积，仅在FB周围见骨基质沉积和新骨形成。FB植入后的另一特点是可诱导骨膜成骨，术后4、8W均可观察到缺损表面有活跃的骨膜成骨，可能与FB释放骨诱导因子有关。基于以上认识，可以从理论上推断：FB植入区成骨活动比PLA膜侧活跃，成骨量更高。本实验的各项观察也支持这一结论。此外，术后12W组织学观察还发现，PLA表面皮质骨有局部不连续现象，反映出PLA膜引导性成骨能力的不足。
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以往研究多将PLA膜用于牙周及种植体周围硬组织的引导性修复再生[8]，FB则多用于节段性骨缺损或腔窦性骨缺损的修复。本研究将两种材料用于下颌骨方块切除术后的骨缺损修复，结果表明：FB植入后骨缺损内骨修复启动早，成骨活跃，成骨量高，骨愈合快，愈合后皮质骨组织结构连贯致密，用于颌骨缺损修复比PLA膜理想。这一结果为临床上同类型骨缺损选择修复材料提供了依据。从临床应用效果看，FB和PLA单独应用都还存在一定不足。若将两种材料联合应用，则有可能发挥材料间协同成骨作用，更有利于骨缺损的早期愈合。对此有待进一步研究证实。
参考文献
1 张浩，卢世壁，王继芳.引导性骨再生模型成骨特点及骨髓的作用.中华骨科杂志，1998，18(9)：540
2 张之木 梁，张重生，刘德根.人胚胎脱钙骨在根尖周病变的初步临床应用.中华口腔医学杂志，1994，29(4)：220
, 百拇医药
3 Becker W,Schenk K-Higuchi K,et al.Variation in bone regeneration adjacent to implants augmented with barrier membranes alone or with demineralized freeze-dried bone or autolagous grafts:a study in dogs.Int J Oral Maxillofac Implants,1995,10(2):143
4 Anderegg CR,Martin SJ,Gray JL,et al.Clinical evaluation of the use of decalcified freeze-dried bone allograft with guided tissue regeneration in the treatment of molar furcation invasions.J Periodontol.1991,62(4):264
, http://www.100md.com
5 姚晖，史弘道.生物隔膜技术在口腔医学领域的应用。中华口腔医学杂志，1995，30(4)：250
6 侯希敏，严秋哲，刘建林，等.胎儿骨骨基质异位诱导成骨的实验研究.中华口腔医学杂志，1993，28(6)：325
7 胡晓波，夏筠，李群，等.骨诱导性载体复合骨形态发生蛋白的双重成骨作用.中华骨科杂志，1998，18(2)：80
8 李祖兵，Cranin A N.Mehrali MC.生物可吸收引导组织再生膜的实验研究.口腔医学纵横杂志，1998，14(4)：198
(收稿：1999—07—20), http://www.100md.com
单位：430070武汉，湖北医科大学口腔医学院颌面外科
关键词：胚胎骨；聚乳酸膜；骨修复
临床口腔医学杂志990405 提 要 目的 比较聚乳酸(PLA)膜和脱钙冻干胚胎骨(Fetal Bone,FB)促进骨修复的能力。方法 在12只日本大耳白兔双侧下颌骨下缘中份作方块切除形成骨缺损，一侧缺损植入FB，另一侧缺损表面覆盖PLA膜。术后4、8、12周分期处死动物，下颌骨标本行放射学和组织学观察。结果 两种材料均能有效修复骨缺损。FB植入4W后术区内有大量新骨形成，术后8W缺损内骨形成活跃程度和骨形成量均高于PLA膜侧。结论 FB植入后骨缺损内骨修复启动早，成骨活跃，用于颌骨缺损修复较PLA膜理想。
A Comparative Study of Promoting Bone Healing by PLA Membrane and Demineralized Freeze-Dried Fetal Bone.
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Hou Jinsong,Li Zubing.
School of Stomatology,Hubei Medical University Wuhan,430079.
Abstract Objective To compare the effection of PLA membrane and demineralized freeze-dried fetal bone on promoting bone formation. Materials and Methods Bilateral mandibular defects were created in twelve adult rabbits.Left defects were filled with FB,and the right defects were covered by PLA membranes.Animals were sacrified at 4,8,12 weeks after operation.The mandible specimens were assessed by radiograph and light macroscopy. Results Newly-formed bone in left bone defect was greater than those in right defect at each stage. Conclusion This study indicates that FB is the more preferable material for repairing mandibular defect.
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Key words Demineralized Freeze-Dried Fetal Bone Polylactic Acid Membrane Bone Defect Repair
胚胎骨(Fetal Bone,FB)移植和PLA膜引导骨再生(Guided Bone Regeneration,GBR)作为两类不同的促进骨形成技术，在骨缺损修复中被广泛应用。FB经过一定处理后，临床上已用于节段性骨缺损和根尖切除术后的骨科治疗[1，2]，而GBR膜在种植体周围骨量不足和牙周硬组织缺损的引导性再生方面也发挥着重要作用[3，4]。但在同类型骨缺损中，选用哪种骨修复材料更有利于骨缺损的早期愈合，尚未见报道。本实验将对此进行研究。
材料和方法
材 料
1. FB的制备：处死同种孕兔一只，取胎兔四肢骨，作者单位：430070武汉，湖北医科大学口腔医学院颌面外科
, 百拇医药
去干骺端及骨髓，洗净，剪成米粒大小骨粒，室温25℃下经1：1氯仿—甲醇液脱脂，0.6mHC1彻底脱钙,充分漂洗，冻干，环氧乙烷熏蒸消毒，无菌试管等量分装备用。
2. PLA膜:分子量19KDa，厚约200μm，孔径小于5μm，武汉工业大学生物材料研究所提供。
动物实验及指标观察
体重2.0～2.5kg的雄性日本大耳白兔12只，2%戊巴比妥钠(25mg/kg)耳缘静脉麻醉。沿双侧下颌骨下缘切开皮肤、皮下、肌肉和骨膜，剥离骨膜，在下颌骨下缘中份作约1.0cm×0.5cm的方块骨切除。在所形成的右侧骨缺损内植入FB，在另一侧骨缺损表面用PLA膜严密覆盖，分层缝合，术后预防性应用抗生素5日。4、8、12周后分期处死动物，取双侧下颌骨标本拍X线片，动态观察骨愈合情况。各期标本经10%中性福尔马林固定后，常规制取脱钙石蜡切片，HE染色，光镜观察。
, 百拇医药
结 果
X线检查
术后4W PLA膜侧骨缺损内出现均匀骨痂影像,但缺损区清晰可辨，两端下缘皮质骨不连续。8W时缺损内骨密度增加，截骨面模糊，下缘皮质骨与两端宿主骨连续但密度低于宿主骨。12W后缺损内及缺损下缘骨密度均与周围宿主骨相近。在FB植入区，术后4W缺损内骨密度即接近宿主骨，但下缘皮质骨密度低于两端自体骨。8W时下缘骨密度增高。12W后缺损区完成骨修复，下缘皮质骨与两端宿主骨连接良好，骨密度与宿主皮质骨密度一致。
组织学观察
术后4W PLA膜侧骨缺损内见少量新生骨组织，下缘新生骨小梁较粗大，中部骨小梁较细小(图1)；在FB侧，缺损内见大量新骨，骨小梁粗大致密，其间有丰富的新生血管(图2)，偶见FB残片周围有新骨沉积，缺损表面见骨膜成骨。8W时PLA膜侧缺损下缘骨小梁融合成片状，部分切片可见较连续的皮质骨与近远中宿主骨融合，缺损中部骨小梁稀少，骨髓丰富(图3)。FB侧，除缺损下缘外，在缺损中部亦为致密的新生骨组织充满(图4)，此外，缺损表面骨膜成骨仍活跃，骨膜下可见密集成排的成骨细胞及其分泌的未钙化骨基质。12周后，两侧缺损下缘均为典型的皮质骨，但PLA膜侧较薄，局部皮质骨不连续(图5)，FB侧则皮质骨较厚，连续性较好(图6)。
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图1 PLA膜侧术后4W，骨缺损内有少量新骨(HE×40)
图2 FB植入区术后4W，骨缺损内有较多新骨(HE×40)。
图3 PLA膜侧术后8W，缺损下缘新骨与宿主骨融合，中部骨小梁稀少(HE×40)。
图4 FB植入区术后8W，骨缺损中部见大量新骨(HE×40)。
图5 PLA膜侧术后12W，下缘皮质骨局部不连续(HE×40)。
图6 FB植入区术后12W，下缘皮质骨连续而致密(HE×40)。
讨 论
研究显示，PLA膜和FB植入后促进骨形成的方式不同：PLA膜植入后只有引导性成骨作用[1，3，4]，引导骨形成的过程表现为新骨沿PLA膜表面爬行延伸的“平板效应”。本实验组织学观察发现，术后早期沿PLA膜表面的新骨量高于缺损内，即可能与PLA膜引导骨形成的平板效应有关。FB植入后，在缺损内除引导性成骨作用外，还表现出良好的骨诱导活性[2，6]。FB引导骨形成的组织学特征为FB残片被新骨“爬行替代”，诱导成骨的组织学特征为FB周围间充质细胞聚集，分化为成骨细胞而成骨。间充质细胞聚积主要发生在骨诱导材料植入后的1～2W，2W后即有新骨形成[7]，本研究术后4W时已不见间充质细胞聚积，仅在FB周围见骨基质沉积和新骨形成。FB植入后的另一特点是可诱导骨膜成骨，术后4、8W均可观察到缺损表面有活跃的骨膜成骨，可能与FB释放骨诱导因子有关。基于以上认识，可以从理论上推断：FB植入区成骨活动比PLA膜侧活跃，成骨量更高。本实验的各项观察也支持这一结论。此外，术后12W组织学观察还发现，PLA表面皮质骨有局部不连续现象，反映出PLA膜引导性成骨能力的不足。
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以往研究多将PLA膜用于牙周及种植体周围硬组织的引导性修复再生[8]，FB则多用于节段性骨缺损或腔窦性骨缺损的修复。本研究将两种材料用于下颌骨方块切除术后的骨缺损修复，结果表明：FB植入后骨缺损内骨修复启动早，成骨活跃，成骨量高，骨愈合快，愈合后皮质骨组织结构连贯致密，用于颌骨缺损修复比PLA膜理想。这一结果为临床上同类型骨缺损选择修复材料提供了依据。从临床应用效果看，FB和PLA单独应用都还存在一定不足。若将两种材料联合应用，则有可能发挥材料间协同成骨作用，更有利于骨缺损的早期愈合。对此有待进一步研究证实。
参考文献
1 张浩，卢世壁，王继芳.引导性骨再生模型成骨特点及骨髓的作用.中华骨科杂志，1998，18(9)：540
2 张之木 梁，张重生，刘德根.人胚胎脱钙骨在根尖周病变的初步临床应用.中华口腔医学杂志，1994，29(4)：220
, 百拇医药
3 Becker W,Schenk K-Higuchi K,et al.Variation in bone regeneration adjacent to implants augmented with barrier membranes alone or with demineralized freeze-dried bone or autolagous grafts:a study in dogs.Int J Oral Maxillofac Implants,1995,10(2):143
4 Anderegg CR,Martin SJ,Gray JL,et al.Clinical evaluation of the use of decalcified freeze-dried bone allograft with guided tissue regeneration in the treatment of molar furcation invasions.J Periodontol.1991,62(4):264
, http://www.100md.com
5 姚晖，史弘道.生物隔膜技术在口腔医学领域的应用。中华口腔医学杂志，1995，30(4)：250
6 侯希敏，严秋哲，刘建林，等.胎儿骨骨基质异位诱导成骨的实验研究.中华口腔医学杂志，1993，28(6)：325
7 胡晓波，夏筠，李群，等.骨诱导性载体复合骨形态发生蛋白的双重成骨作用.中华骨科杂志，1998，18(2)：80
8 李祖兵，Cranin A N.Mehrali MC.生物可吸收引导组织再生膜的实验研究.口腔医学纵横杂志，1998，14(4)：198
(收稿：1999—07—20), http://www.100md.com