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自体骨骨屑在口腔种植中的应用

2018-11-16 11:11  来源:北京口腔医学
编辑:梁超 李钧 阅读量:19312

    随着口腔种植学的不断发展,种植义齿修复已经逐渐成为牙列缺损和牙列缺失的理想治疗方案。众所周知,充足的骨量是保证种植成功的基础,但临床上牙齿缺失的患者经常伴有不同程度的牙槽骨萎缩,需要种植同期采用引导骨再生技术(guided bone regeneration,GBR)进行骨增量。

    目前,应用于GBR术的骨移植材料主要包括自体骨、同种异体骨、异种骨和羟基磷灰石人工材料等。其中,自体骨凭借良好的骨引导及骨诱导能力、极佳的生物相容性等优点被誉为骨移植材料中的“金标准”。而自体骨骨屑因其取材简便、无需复杂加工、应用灵活、性能优良等独特优势在口腔种植GBR手术中得到了广泛的应用。

    1.种植术中自体骨骨屑的获取方法

    在口腔种植临床中,用于骨移植的自体骨主要包括颗粒状和块状两种形式。块状骨最常取自下颌骨外斜线、颏部等。研究表明,下颌后牙区牙槽骨密度高,移植后吸取少,稳定性强,是获取块状骨的首选区域,当需要骨量较大时也可考虑全身供区取骨。块状自体骨移植凭借其骨组织量大、可以在水平向、垂直向同时增加牙槽骨骨量的特点,已经成为重度牙槽骨缺损的良好解决方案,但其获取需要开辟第二术区、手术创伤较大、并发症较多,不易被患者接受。

    相对于块状骨,颗粒状骨在口腔种植中的应用更为广泛,在种植手术中,种植窝内骨屑、术区周围皮质骨骨屑等皆为良好的颗粒状自体骨来源。其获取过程原本即为种植手术操作的一部分,未增加手术时间和复杂程度,不需要进行二次手术,可以获得更好的骨增量效果,是修复中小型骨缺损的最佳选择方案。下面分别对几种常见的种植术中颗粒状自体骨获取技术进行概述。

    1)常规备洞模式下滤过式集骨器收集法

    在种植手术窝洞制备的过程中,扩孔钻的切削会产生一定量的自体骨骨屑,目前临床上已经采用多种方法有效收集这部分骨屑并应用于骨移植,以修复种植体周围的骨缺损。在常规冲水冷却的种植备洞过程中,可采用滤过式骨屑收集装置收集扩孔时所产生的颗粒状自体骨,这一技术操作简便,回收利用了原本会随冷却水被吸弃的自体骨。王克涛等研究证实,使用负压吸引装置配合滤过式集骨器收集的骨屑成骨能力强,用于修复种植骨缺损实用可靠,可以减少骨替代材料的用量,增加骨移植物的生物活性。近年来,国内亦有学者自主研发此类装置并将其应用于临床。

    丁熙等使用自行研制的带控制阀骨屑收集器收集种植术中产生的自体骨骨屑并观察其临床应用效果,结果显示,由这一装置所获取的骨屑使用方便,修复骨缺损效果良好。蒋嫒等设计的集骨器由吸引器头、过滤器体部及负压连接管三部分组成,同样采用滤网过滤的原理收集骨屑,在种植骨增量手术中也获得了良好的临床应用效果。但需要注意的是,Manzano-Moreno等对滤过式集骨器等3种工具所获取的自体骨骨屑中的微生物含量进行分析,结果显示滤过式集骨器所取骨屑中需氧菌和厌氧菌的含量均较大,表明此收集过程易被污染,所以严格的无菌操作以及术后抗生素的应用都是必不可少的。

    2)无水冲洗的低速种植备洞收集法

    在不使用集骨器的情况下,临床上还可以应用无水冲洗的低速种植备洞方式来收集自体骨骨屑。在低转速模式下(50r/min)制备种植窝,骨屑可以保留在扩孔钻的凹槽内,术中只需收集扩孔钻上的骨屑便可即刻应用于骨移植,这一方法无需额外的手术步骤、也不需要其他装置即可在种植术中完成取骨,方法简单易行。在常规种植手术中,采用冷水冲洗是为了冷却扩孔钻及术区骨组织从而避免热灼伤,而Kim等的研究表明,在低转速(<50r/min)的条件下制备种植窝,即使不使用冷水冲洗亦不会产生过度的热量以损伤骨组织。Oh等的研究中分别采用1500r/min伴冷却水冲洗和50r/min无水冲洗两种模式对骨组织进行切削,结果显示两种模式的产热量并没有统计学差异,这也充分证明使用低速扩孔钻收集自体骨骨屑具有良好的可行性。另外,冷却水的冲洗过程会使骨屑基质中大量的活性物质随之流失,从而使骨屑的骨诱导能力显著降低。

    Manzano-Moreno等认为使用无水冲洗的低速扩孔钻获取自体骨骨屑的最大特点在于其最大限度保留了骨屑中的成骨相关细胞及各种细胞因子,在成骨潜能上具有较大优势。此方法所获取的自体骨骨屑生物活性良好,数量较为可观,操作方法易于掌握,相信未来会被更多种植医生所采用。以上两种自体骨骨屑的收集方法均在种植窝洞制备的过程中完成,由于扩孔钻备洞时会穿过牙槽骨的骨皮质到达骨松质,所以所获取的骨屑皆为皮质骨和松质骨的混合物,从组织学角度分析,皮质骨稳定性良好,吸取慢,有利于载荷的承担及传递,松质骨血管再生速度较快,抗感染能力强,细胞因子丰富,有利于诱导新骨形成。所以这两种方法所收集的自体骨骨屑兼有上述两种骨组织的优良性能。

    3)刮骨刀取骨法

    在种植手术中,刮骨刀也是良好的获取自体骨的工具,通常被用来收集皮质骨骨屑。刮骨刀取骨的部位主要包括下颌骨颏部、外斜线、鼻脊、下颌磨牙后区域、颧牙槽嵴、种植术区牙槽嵴等。Buser等的临床研究表明,刮骨刀所收集的自体皮质骨可以在引导骨再生、上颌窦提升、位点保存等骨增量手术中发挥良好的临床作用。Raghoebar等的研究证实,在上颌窦外提升术中可以使用刮骨刀获取上颌窦外侧壁自体皮质骨骨屑,并将其植入上颌窦底,以达到骨增量的目的。Caubet等对使用刮骨刀所取骨屑进行上颌窦提升植骨术的患者进行5年的随诊观察,结果显示,患者的新骨形成情况、种植成功率及其满意度均比较理想。

    Miron等曾以小型猪为动物模型,分别采用刮骨刀、环形骨钻配合骨磨、扩孔钻配合滤过式集骨器、超声骨刀4种方式获取自体骨骨屑,并将成骨细胞接种于这4种骨移植物上,通过细胞计数、PCR、钙结节染色等方式比较成骨细胞在这4种骨移植物上的附着、增殖、分化能力。随后,这一课题组又对以上4种自体骨取骨方式所得骨屑的生长因子释放情况进行深一步的研究,结果表明,刮骨刀所获取的自体骨骨屑具有更高的成骨潜能。另外,刮骨刀取骨可以避免额外的手术损伤、避免类似块状骨获取的相关术后不适,是良好的自体骨骨屑获取技术。

    4)环形骨钻获取柱状骨配合骨磨研磨法

    在种植手术中,还可以使用环形骨钻配合骨磨获取颗粒状自体骨。在这种方法中,术者首先采用环切刀经牙槽嵴顶切除粘骨膜,再使用空心环形骨钻获取圆柱状自体骨,取出后使用骨磨研磨为颗粒状,即可应用。这种方法所获取的骨屑同样可以很好地修复种植体周围的小范围骨缺损,而且此方法的供骨区域可以选择种植位点的牙槽嵴,术中使用环形骨钻取骨后可继续使用扩孔钻制备种植窝,不必开辟新的手术区域。在口腔种植临床中,骨磨的应用已经比较成熟,国内外已有很多学者采用环形骨钻配合骨磨获取自体骨骨屑并应用于种植同期植骨。

    Deatherage等报道,牙槽骨萎缩的患者植入种植体并使用此类骨屑修复骨缺损后其种植成功率和植体存活率尚佳。此方法获取的自体骨骨屑数量可观,且有较强的刺激成骨和释放生长因子的能力,移植后新骨形成良好。而Springer等的少数研究表明,骨磨研磨的方式会减少骨屑中的活细胞数量。另外在此技术中,骨屑的获取和研磨过程也可能受到微生物的污染,应引起重视。目前,这项技术已经逐渐被前3种更加简便快捷的取骨方式所取代。

    2.自体骨骨屑的应用方式

    目前,应用于种植骨增量手术的植骨材料较多,而自体骨骨屑仍然是种植医生的最佳选择。自体骨骨屑不仅可以像其他材料一样为细胞及血管的生长提供桥梁,并且其基质中所含的多种细胞因子能够诱导间充质干细胞向成骨细胞的分化。另外自体骨骨屑组织相容性可靠,符合生理要求。当然,自体骨骨屑也有一些缺陷,首先,Dimitriou等认为自体骨骨屑的获取量一般较为有限,不能满足受区的要求,此外在稳定性方面,Galindo-Moreno等研究表明自体骨骨屑吸取速度较快,并且容易受到外部应力的影响。

    但目前临床中已经从骨屑的应用方式上找到了很多良好的解决办法。在引导骨组织再生术、上颌窦提升术等骨增量手术中,自体骨骨屑既可单独应用,也可与Bio-oss颗粒等其他骨替代材料混合应用,还可采用三明治植骨的方法进行骨缺损的修复,从而弥补上述不足。

    1)自体骨骨屑单独应用

    在自体骨骨屑的获取技术中,虽然获取量通常不大,但仍然可以单独应用于小型骨缺损的修复。在GBR术中,可将自体骨骨屑移植于种植体颈部或根方螺纹暴露处,并覆盖生物膜,从而保持骨缺损区域组织学上的稳定性,避免新骨形成受到干扰。Benic'等认为自体骨骨屑本身已为颗粒状,无需再行加工即可直接应用于种植体暴露面的覆盖,其研究表明骨屑单独移植后种植成功率为85.7%~100%。Miron等研究表明,自体骨骨屑是体内具有最佳成骨活性的骨移植材料,植骨后各种生长因子能够快速释放,新生血管数量显著,可使骨移植获得更好的临床效果。

    2)与骨替代材料混合应用

    为弥补自体骨骨屑在数量及稳定性上的不足,临床还可以将自体骨骨屑与Bio-oss颗粒等骨替代材料混合应用进行植骨。Bio-oss颗粒的吸取速率较慢,稳定性良好。Peng等研究比较自体骨与Bio-oss颗粒混合应用及单纯应用自体骨植骨后移植物稳定性之间的差异,结果表明,混合Bio-oss颗粒后,骨移植物的吸取率大大降低。同时,临床观察及实验研究表明,自体骨骨屑可明显促进新骨生成,Schmitt等研究比较自体骨与Bio-oss颗粒1∶1混合移植及单纯Bio-oss颗粒移植之间成骨性能的差异,结果表明,Bio-oss颗粒与自体骨混合植入后有更大量的新骨形成及更高的种植治疗成功率。自体骨骨屑与Bio-oss颗粒相辅相成,互补缺陷,二者的联合应用不失为一种一举两得的良好方法。

    3)三明治植骨技术

    自2004年Wang等学者先容三明治骨增量技术以来,三明治植骨已经被广泛应用于种植体螺纹暴露的覆盖以及骨量不足的修复。在这一技术中,首先在种植体表面植入自体骨,之后在自体骨表面覆盖人工骨粉,采用两层植骨材料和可吸取胶原膜在骨缺损区域建立成骨空间并提供良好的成骨环境,以用于修复种植骨缺损。成贤基等许多国内学者也曾将这种方式应用于种植骨增量,并获得良好的临床效果。

    三明治植骨最大限度地利用不同颗粒状骨移植物的优势,自体骨骨屑生物性能良好、成骨能力强、细胞及骨形成蛋白丰富,将其直接覆盖于种植体暴露面有利于这部分骨组织的再生以及骨结合的完成;而外侧的异种骨、人工骨等骨替代材料相对于自体骨吸取缓慢,并且可抵抗一定的外部压力,有利于骨移植材料的稳定以及骨增量空间的维持。综上所述,自体骨骨屑目前在口腔种植临床的应用已经比较成熟,自体骨骨屑因其无抗原性、无免疫排异反应、兼备骨引导及骨诱导能力、成骨性能良好而在口腔种植领域有广阔发展前景。然而哪种骨屑获取方式更简单可靠、骨屑成骨能力更佳、远期效果更好,目前还没有明确理论依据。

    而随着诱导多功能干细胞、重组人骨形态发生蛋白-2及富血小板纤维蛋白等的研究不断深入,骨增量技术又有了更多新的选择,因此笔者认为,与其他多种新兴材料、技术的联合应用可能是未来自体骨骨屑应用的一个主要发展方向,但这仍需要进一步研究和探索。

编辑: 陆美凤

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