蒋欣泉

    上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔修复科 上海交通大学口腔医学院国家口腔疾病临床医学研究中心 上海口腔医学先进技术与材料工程技术研究中心上海市口腔医学重点实验室 上海市口腔医学研究所，上海200011

    肿瘤术后、外伤、牙周病、先天畸形是导致口腔颌面部缺损的主要原因[1]，严重影响人的身心健康。如何有效保存和功能性修复口腔颌面部骨和牙等硬组织一直是临床治疗的重点和难题。近年来，再生医学及先进制造技术的发展使组织工程技术取得了长足的进步，基于组织工程技术的颌面部硬组织的再生治疗具有良好的临床应用前景。目前已有大量研究着眼于生物材料和干细胞投递方式的功能化改性以提高骨组织再生的速度及质量，其中，通过模拟生物的天然结构及成分进行仿生设计的策略通常简洁而高效，逐渐成为研究热点[2]。为有效行使承重、咀嚼、保护等重要功能，骨与牙进化出了独特的组织结构，其基质成分也与其他器官迥异，具有高度矿化的特征。研究者通过模拟硬组织的微纳结构、组成成分等对修复材料进行改性，在治疗颌骨缺损、种植区骨量不足、牙槽骨吸收等领域取得了较大进展[3]。本文围绕仿生策略用于口腔颌面部骨再生与牙种植的基础与临床研究，分别从仿硬组织微纳结构改性、仿硬组织离子成分改性和仿生细胞膜片等三个方面的研究进展进行综述，以期为硬组织缺损和缺失的治疗提供新思路。

    1 仿硬组织微纳结构改性用于牙种植的研究进展

    仿生微纳结构改性指模拟天然组织的微米级或纳米级结构，为细胞提供类似天然组织的微环境，具有一定的尺寸和表面效应，促进组织再生修复。口腔硬组织，以骨组织为例，具有独特的微纳结构，微米尺度上骨组织由致密的皮质骨和疏松多孔的松质骨组成，纳米尺度上则是由胶原纤维多级矿化形成。利用天然骨组织结构特点指导种植体表面从宏观到微观多尺度仿生设计，从而模拟体内骨组织发育物理信号诱导干细胞或前成骨细胞的成骨分化，有望提高种植体周围骨再生及种植体骨结合效果。常见骨组织微米结构特征包括粗糙表面、取向排列、沟槽结构等[4]，主要是源于骨组织非均一矿化的细胞外基质、胶原纤维的取向排列以及破骨细胞在骨组织表面形成的吸收坑。纳米尺度上，骨组织细胞外基质中胶原纤维表面散落着片状或者棒状的羟磷灰石纳米晶体，片状纳米晶体宽15～30 nm，长30～50 nm，釉质中的棒状纳米晶体厚25～100 nm，长100 nm 到数微米之间[5]。模拟天然羟磷灰石纳米晶体，合成尺寸和形状可控的纳米晶体，被认为是生物复合材料生物矿化和发挥成骨诱导功能的重要先决条件。尽管目前微纳结构诱导细胞成骨分化机制尚不明晰 ......