在种植手术中常因垂直、水平骨量不足,或种植体周围骨缺损,亦需要进行植骨。植骨材料需要具有成骨能力、骨诱导能力、骨引导能力以及良好的生物相容性和可吸收性等特性。
牙周炎症常导致牙槽骨吸收,并进而形成骨下袋或根分叉病变,而这一类的病损常需进行牙周植骨治疗。牙周植骨术可采用骨或骨替代材料恢复牙槽骨的解剖形态,以使之促进部分骨再生和形成少量的新附着。在种植手术中常因垂直、水平骨量不足,或种植体周围骨缺损,亦需要进行植骨。植骨材料需要具有成骨能力、骨诱导能力、骨引导能力以及良好的生物相容性和可吸收性等特性。
目前所用的植骨材料有自体骨、异体骨、异种骨和骨替代品等。自体骨虽有成骨能力,但易吸收,结果不可预测,而且供区有创伤,手术时间长。异体骨中的脱矿冻干骨因在脱钙处理后暴露了骨形成蛋白(bonemorphogeneticprotein,BMP),从而具有骨诱导作用,但并不能完全排除其抗原性及疾病传播的危险性。异种骨如小牛骨Bio-oss及骨替代品如生物活性玻璃、磷酸钙生物材料等,多数植骨材料仅具有骨引导作用,且吸收率低。由此可见,现有的植骨材料均各有优缺点,因此探寻新的骨移植材料一直是骨再生领域的研究热点。
自体牙本质颗粒作为一种自体移植材料具有来源充足、排异性低、骨引导和骨诱导能力强,且制作简单、操作方便等特点,并经动物实验和临床研究证实,其具有良好的成骨效果。本文就自体牙本质颗粒在牙周和种植领域骨再生手术中的应用作一综述。
1.自体牙本质颗粒作为骨移植材料的机制
牙齿由釉质、牙本质和牙骨质等构成,牙本质是一种与骨组织类似的钙化组织。牙本质基质不仅包含了羟基磷灰石,还含有20%的有机成分。此外,牙本质基质中还存在BMP,该蛋白可引导周围未成熟的间叶细胞形成软骨组织,并进而钙化为骨组织。牙本质有机成分中的非胶原蛋白——牙本质磷蛋白和牙本质涎蛋白,是目前公认的牙本质特异性蛋白。此两种蛋白与骨组织中的骨涎蛋白在本质上均属于酸性涎蛋白,而酸性涎蛋白在骨矿化过程中具有重要作用。
临床上将脱位的牙齿去除牙周膜后进行再植,此方法可导致牙槽骨固连,随后又会出现牙根吸收并继而被骨组织替代。正是这种理化性质的相似性和牙齿固连的临床现象,提示牙本质具有替代自体骨材料的可能。自体牙本质颗粒多来自于自体需要拔除的第三磨牙、正畸减数牙、残根残冠或松动牙以及乳牙等。
Park等报道,将乳牙拔除后制取自体牙本质颗粒,可将其保存起来生成自体牙库。对于一些唇腭裂伴有牙槽嵴裂且需要做植骨手术的患儿,可以将自体牙本质颗粒作为植骨材料,从而避免了自体髂骨取骨而造成的创伤。目前,骨移植材料多采用自体牙本质颗粒,若将其用于同种异体的患者时仍然存在免疫排斥、伦理等相关问题。
2.自体牙本质颗粒的制备方法
自体牙本质颗粒的制备方法有冻干、脱矿、煅烧和煮沸等,这些方法制备的牙本质颗粒均能不同程度的促进骨缺损的愈合。早期牙本质颗粒的制备主要采用脱矿法,因去除无机物后,会使牙本质中的BMP和生长因子快速释放,从而有利于新骨的快速生长。此外,脱矿处理还能够降低免疫原性和感染风险,并可使牙本质中有机成分与无机成分的比例降低,从而更有利于成骨细胞的粘附及材料本身的吸收。但由于脱矿牙本质的制作周期较长,且脱矿过程中盐酸等药物的使用具有一定的危险性,因此未脱矿牙本质颗粒的研究随之展开。
虽然未脱矿牙本质颗粒的支撑作用好,且制作简单方便、无安全隐患,但其中的羟基磷灰石会阻碍BMP的释放,从而导致成骨作用缓慢。因此,未来的植骨材料应兼具制备简单快捷、安全性能好、成骨效率高等特点。
煮沸法制备未脱矿牙本质颗粒的具体步骤:去除牙齿表面的牙周膜及牙髓等组织后,先用涡轮机磨除牙结石、釉质和牙骨质,然后在骨磨中将其粉碎成直径约0.25~0.5mm的颗粒。所得牙本质颗粒分别经煮沸2h、异丙醇脱脂2h后,即可消毒备用。
机械制备自体牙本质颗粒的具体方法:用手动器械去除牙齿表面的软组织及牙结石后,将其置于专用机器内,并依次进行脱水、脱脂、部分脱矿、冰冻、环氧乙烷杀菌等处理,最终获得块状牙本质;再根据需要将其切割成适当的大小和形状,或采用牙体研磨机将其粉碎成直径为200~1000μm的粉末。该方法制成的骨粉可在室温下保存5年,但此方法未去除釉质、牙骨质及牙髓等组织,不完全是牙本质颗粒,尚含有釉质和牙骨质等成分。
3.自体牙本质颗粒在基础研究中的应用
Kim等研究发现,自体牙本质颗粒的表面结构和钙磷溶出均与皮质骨一致。Gomes等将自体牙本质颗粒植入兔牙槽骨缺损模型中,1个月后检测发现,骨缺损处有大量原始骨细胞、成骨细胞、破骨细胞以及不成熟的骨小梁,并可见部分自体牙本质颗粒被新生骨小梁取代;而空白对照组仅有少量不成熟的骨小梁形成。deOliveira等将第二前磨牙用脱矿法制备牙本质颗粒并将其植入大鼠的牙槽窝内,组织学观察发现,植入脱矿牙本质颗粒后,在成骨细胞内可短暂聚集大量BMP2和BMP4;说明脱矿牙本质颗粒可促进成骨细胞分化和新骨形成。
4.自体牙本质颗粒在临床中的应用
自体牙本质颗粒已广泛应用于临床,如拔牙后牙槽窝位点保存术、种植时骨缺损的植骨术、引导性骨再生术、上颌窦提升术以及牙周垂直骨吸收的植骨术等多个领域。Kim等在临床椅旁制作自体脱矿牙本质颗粒,并将其植入拔牙窝内,从而获得了良好的牙槽窝位点保存效果。Pang等将自体脱矿牙本质颗粒用于拔牙窝位点保存并将其与Bio-oss骨粉组进行比较,结果发现,无论是垂直骨增量,还是组织学成骨或种植术后种植体稳定性,两组结果均相当。
另外,Kim等将椅旁制作的自体脱矿牙本质颗粒用于种植术前或术中植骨,并于术后1年观察其疗效,发现其成骨效果和软组织愈合均良好,未出现明显并发症,亦无种植体脱落;38例中有2例做病理组织学观察,均可见大量新骨形成。Kim等在另一个研究中将自体牙本质颗粒用于种植引导性骨再生术,结果显示,短期成骨效果良好,并在5年随访期发现成骨效果稳定。
Jeong等将自体牙本质颗粒用于种植手术中的上颌窦提升术,结果显示,该材料可发生渐进性吸收,并具有骨引导和骨诱导作用。孙娟斌等报道,将自体牙本质颗粒用于垂直性骨吸收的牙周骨缺损患者时,可获得与Bio-oss对照组相似的临床效果,1年后其牙周袋深度、附着丧失水平等均有明显改善,且骨缺损处可见明显骨修复。在牙体牙髓病专业中,自体牙本质颗粒也广泛应用。蒋月桂等将自体脱矿牙本质颗粒作为根尖诱导剂和盖髓剂用于根尖诱导成形术,并以氢氧化钙糊剂作为对照组,2年后发现两组在促进根尖孔闭合及根尖牙周骨再生方面的效果均无显著性差异(P>0.05)。此外,自体牙本质颗粒还可用于颌骨缺损的治疗。Kim等将牙本质颗粒与熟石膏混合后,用于颌骨缺损超过20mm的病例,术后达到了良好的颌骨修复效果,而且感染率和复发率均较低。
5.自体牙本质颗粒与其他再生材料的组合应用
在目前的研究中,主要是将自体牙本质颗粒与生长因子混合进行应用。因为生长因子是组织工程技术的重要组成部分,与植骨材料结合能更有效的促进骨再生。
有研究表明,富血小板纤维蛋白(Platelet-richFibrin,PRF)中含有大量生长因子,将其与自体牙本质颗粒混合后植入新西兰兔的颅骨缺损处,可有效促进新骨形成。靳夏莹等报道,将粒径为0.5~1.0mm的自体牙本质颗粒与PRF联合用于上颌窦外提升术,并以Bio-oss作为对照组;术后观察发现,两组均获得了良好的成骨效果。柏宁等以自体牙本质颗粒作为骨移植材料,同时以PRF膜作为屏障膜治疗Ⅱ°根分叉病变,术后12个月可见根分叉处骨密度明显增加,与Bio-oss颗粒加Bio-guide胶原膜组相比无明显差异。
6.非颗粒状自体牙本质的应用
将自体牙本质制成片状或块状亦可用于种植植骨术。Schwarz等报道了1例自体牙本质片用于种植术中水平骨增量的病例,首先拔除该患者的第三磨牙并将其牙本质制成大小合适的片状,然后再将牙本质片用螺钉固定于水平骨量不足的牙槽骨上;术后24周行种植术时发现,其水平骨量从4.5mm增加到11mm;种植修复后8个月,临床和影像学检查均显示水平骨量增加且种植修复效果良好。此后,Schwarz等又比较了自体牙本质片与自体皮质骨在种植一期水平骨增量中的效果,结果显示,两组各15例均可达到9~10mm的水平骨量。
Kim等也报道了系列病例:首先取患者自体牙的根部牙本质,并在其表面打孔(孔径为0.2mm),随后的处理方法与脱矿自体牙本质颗粒相同,但保留原始牙根形态;在种植术中再将其形态修整合适,并同期放置于种植体周围骨缺损部位,无需螺钉固位和盖膜;术后44个月观察发现,12例上颌种植体中有2例出现种植体边缘骨丧失,其丧失量分别为2.5mm和1.0mm,其余均未出现边缘骨丧失;10例下颌种植体中亦有2例出现种植体边缘骨丧失,其丧失量分别为10mm和2mm,其余均未出现边缘骨丧失;组织学研究结果显示,自体牙本质片具有骨引导和骨诱导作用。
上述两组病例报道均未将自体牙本质制成颗粒,而是制成片状或块状等适合种植手术的形状,其中前者未进行脱矿处理,而后者则进行了常规脱矿处理。
综上所述,牙本质颗粒作为一种自体骨移植材料,不仅具有骨引导和骨诱导作用,同时还具有生物相容性好、自体移植排异反应小、制作简捷、操作方便等优点。动物试验和临床研究均显示其具有良好的成骨效果,并已初步应用于牙周和种植领域。但关于自体牙本质是否必需脱矿,以及如何提高未脱矿牙本质的成骨效果还有待进一步研究。
来源:裴喜燕,孙凤.自体牙本质颗粒在牙周和种植领域骨再生手术中的应用[J].牙体牙髓牙周病学杂志,2018,28(10):605-608.
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