Bio－Oss®材料在上颌窦外提升中的组织学研究

郭雪华 阮 宏 余优成

（复旦大学附属中山医院口腔科 上海 200032）

上颌后牙区由于受到牙槽骨萎缩以及上颌窦这一解剖结构的影响，在植牙术中通常会面临骨量不足的情况，且多以高度不足多见。为了解决这一问题，上颌窦提升技术应运而生。随之而来的是各种充填材料的层出不穷。作为“金标准”［1］的自体骨移植虽然成功率很高，但供骨区术后出现的失血、疼痛及感染等并发症促使学者们一直在寻求能够替代自体骨的移植材料。优良的移植材料必须具备良好的骨诱导性、骨传导性以及体积稳定性［2］。这其中源自牛骨的天然骨无机材料Bio－Oss®，因其各方面性能与理想的骨代用品材料的要求很接近而被广泛使用［3］。而我国对于该材料的运用与研究起步较晚，获得该材料在我国人群中的实际成骨率，一方面能提高对种植钉初期稳定性的预估，另一方面也能为临床实际用量提供数据来源。

材料和方法

患者来源与入选标准所有12例病例均系复旦大学附属中山医院口腔科2008至2009年间进行了单侧上颌窦外提升的男性患者（年龄52～65岁，平均56岁）。入选标准：（1）口腔卫生状况Ⅱ°，牙周炎Ⅱ°，无长期吸烟史和系统性疾病史；（2）上颌后牙区牙体均因松动、脱落导致缺失；（3）均为牙列缺损病例，均拟行单侧上颌窦提升术；（4）术前影像学研究显示，所有病例上颌窦区的剩余垂直牙槽骨量不足（平均＜3mm）。

手术与治疗过程参与本次研究的12例病例均拟进行二期种植手术：首先在局麻下进行了单侧上颌窦开放式提升术。术中将上颌窦颊侧骨壁磨除，推升上颌窦黏膜平均向上抬高约7～8mm，抬高空间所用的充填材料由Bio－Oss®松质骨颗粒（瑞士盖氏公司，规格为0．5g）伴少量手术创面的渗血组成，每位病例均给予了0．5g该材料的充填量。提升完成后颊侧骨缺损区以Bio－Gide®胶原膜进行覆盖，而后将黏膜瓣复位缝合。平均愈合6．5个月后拟进行二期种植体植入手术。

提升术后为预防感染，患者均口服抗生素（头孢拉定胶囊，中美上海施贵宝制药有限公司，1天3次，每次2粒）；为减轻上颌窦及鼻腔内的术后肿胀，每位患者均予呋嘛滴鼻液。术后14天，所有患者经检查确认伤口愈合正常后，进行了术区缝线的拆除。

愈合期间每位患者均被告知要保持口腔清洁，以及不要用力擤鼻子。

组织切片的获取术后平均6．5个月，在患者上颌窦提升区拟植入种植钉的部位用内径为3．7 mm、外径为4．2mm的Trephine牙钻由牙槽嵴顶处朝上颌窦方向垂直钻取骨质标本约8mm，钻取标本参照Donath ＆Breuner（1982）的标准方法进行切片及染色处理。随后，立即将Trephine牙钻随同钻取骨质一起浸入4%中性甲醛中，连续浸泡2天后流水冲洗4h。分别以乙醇溶液浸泡2天，85%乙醇溶液浸泡2天，95%乙醇溶液浸泡2天，100%乙醇溶液浸泡2天。甲基丙烯酸甲酯包埋，德产LEICA SP1600切片机切片至120μm，德产201胶水贴片，24h后进行磨片，1 200型砂石磨片至50μm，氧化铝抛光粉抛光，流水冲洗干净后放入0．1%甲醛溶液浸泡3min，流水冲洗2min，拭干，放入20%甲醇溶液2h，流水冲洗2min，拭干。最后用苦味酸品红进行染色（图1）。

图1 制作完成的组织切片Fig 1 Completed the production of tissue sections

组织形态的测定12位病例每例制备切片3张，共36张。倒置显微镜物镜（日产OLYMPUS DP70）下观察切片，并在每张切片上端即Trephine牙钻取样的近上颌窦底端5～8mm的空间范围内任取3个面积为0．5mm2的观察视野进行测量分析。

数据处理Image－Pro Plus图像分析软件对观察视野中新生骨所占体积、剩余Bio－Oss®颗粒所占体积以及软组织所占体积通过对像素的特殊的宏计算自动生成。取3组数据的均值作为单张切片的测量数值，而病例的最终数值则取自该病例的3张切片的均值（表1）。所有均数的统计由Stata10统计软件完成。描记Bio－Oss®颗粒的周径来测定其颗粒表面与新生骨组织的表面接触量。

结 果

一般情况术后平均6．5个月，所有手术患者均未出现明显的术后并发症，且外提升处伤口愈合良好，Bio－Gide®胶原膜未见有暴露。影像学的前后对比检查也显示充填物没有发生明显位移。

组织形态学结果切片在光镜下的低倍观察显示：Bio－Oss®颗粒呈淡橙色，边缘较锐，多呈岛状排列，且中间包含有许多空的骨细胞陷窝（图2A）。而在其周围包裹有明显的呈长条薄板状排列的、充斥着大量骨细胞的绛红染色新生骨组织，两者之间界限清晰，呈深染色。虽然这些由Bio－Oss®颗粒和新生骨组织组成的复合体之间存有大量的软组织（呈无色空泡状），但是这些新生骨组织总有部分彼此相连，在Bio－Oss®颗粒的支持下，构建了良好的骨生长支架，为今后骨组织的进一步生长发育奠定了良好的基础（图2B、C）。进一步放大观察倍数会发现切片中Bio－Oss®颗粒与新生骨组织在部分区域彼此交融，界限模糊，而且颗粒物中间组分也显现出明显的板层样结构，显示了充填物颗粒逐渐被骨组织取代的变化过程（图2D）。

图2 光镜下Bio－Oss®颗粒及新生骨组织（NFB）的切片观察Fig 2 Under the light microscope observation of the Bio－Oss® particles and the NFB A：×10；B：×40；C：×60；D：×80．

图3和表1显示了组织形态学分析测定结果：样本的新骨生成量为4．33%～24．05%，平均为12．56%±5．03%。Bio－Oss®颗粒平均存余量为26．78%±6．19%。测定还显示Bio－Oss®颗粒表面平均有57．03%±8．07%的区域与新生骨组织有直接接触。

图3 样本测定的均数及所占百分比Fig 3 Histomorphometric findings（mean values）after Bio－Oss® and blood grafting

讨 论

上颌窦提升作为上颌后牙区垂直骨高度不足条件下进行种植的一种行之有效的方法，是一项基于将上颌窦底黏膜推升至上颌窦腔的技术。它所拓展的空间和提供的骨量能为种植体植入后的有效骨整合提供保障［4］。而用于提升的材料，目前临床上种类繁多，包括自体骨、异体骨、异种骨、组织工程骨以及生长因子等。由于作为“金标准”的自体骨及异体骨取骨量有限，且供骨区术后易出现的失血、疼痛及感染等并发症，因此促使学者们一直在寻求能够替代自体骨而性能又接近自体骨的移植材料。

Bio－Oss®是从天然牛骨中提取出的高纯度的碳酸盐磷灰石结晶体，它的无机骨基质与人类松质骨具有类似的宏观与微观多孔结构，利于血液渗入，便于新生血管和骨组织的长入［5］。它是目前报道最多，运用最为广泛的异种骨移植物之一。国外有大量对该材料的实验室研究报道：Schlichewei等［6］通过动物实验对术后6个月充填与未充填Bio－Oss®材料的区域进行了比对，结果显示前者较后者有明显的新骨生成迹象，表明该材料具有良好的骨引导性；Margolin等［7］在对beagles犬的研究后提出单一充填Bio－Oss®材料其术后7．5个月新骨成骨率为34%，同期成骨率明显高出其他生物材料；之后也有相关的实验室报道，称Bio－Oss®单独植入后12周新骨生成率为23%［8］。

然而Bio－Oss®作为临床推广的骨替代材料，单凭实验室的研究结果是远不具说服力的。为此近年来研究重点逐渐转移至临床：Handschel等［9］对常用的几种材料的临床组织学检测进行了比较研究，其中包括自体骨，牛脱蛋白骨Bio－Oss®及β－磷酸三钙。以总骨容量（total bone volame，TBV）作为测定指标显示：术后30个月 Bio－Oss®及β－TCP的TBV指数急速上升，而自体骨的TBV却下降明显。这其中试验统计又以术后9个月为界分为前、后期。前期结果：自体骨的 TBV 最高，Bio－Oss®和β－TCP的TBV较低且两者差异无统计学意义。由于没有负重刺激自体骨的吸收率在前6个月会达到55%。后期随着非自体骨材料骨诱导性和骨传导性的不断显现，替代材料在被缓慢吸收的同时逐渐被新生骨所取代，其TBV指数不断上升。虽然这其间ß－TCP与Bio－Oss®的TBV指数差异无明显的统计学意义，但是β－TCP会在术后12～18个月完全吸收为新生骨所取代，而Bio－Oss®却能长时间的保持稳定或仅有少量吸收，这为今后的进一步成骨提供了条件。Tadjoedin等［10］在较早前对Bio－Oss®的吸收速度进行了观察比较，他将Bio－Oss®和自体骨的混合充填材料以Bio－Oss®所占20%～100%不等容积比例进行了细化研究，提出Bio－Oss®吸收缓慢，以Bio－Oss®占20%的病例组为例，这种由破骨细胞介导的缓慢吸收在植入后5个月后仅为4%，而每年的吸收量也只有10%左右。

我国对于该材料的运用与研究起步较晚，大多数的临床使用依据也都借助于国外的文献报道。然而国外的研究数据是否适用于我国人群，却由于目前国内缺乏相关的临床研究数据报道而无法进行确切判断。有鉴于此，我们展开了此次临床研究，就Bio－Oss®在我国人群中的实际成骨率与吸收率进行同期临床组织切片分析。研究中我们单一使用Bio－Oss®材料伴少量创面渗血对术区进行充填，而未混入任何自体骨成份，这可以有效避免由于自体骨的采集而导致的供骨区损伤，符合绝大多数患者的要求，即在运用生物替代材料的同时尽可能减少自身的额外损伤。Bassil等［11］就在最新的研究中将含量为100%的Bio－Oss®材料与生理盐水混合后进行了上颌窦外提升的术区充填，由于术中骨膜保存完整，因此术后未用生物膜覆盖创面。术后8个月对临床切片进行了分析，其新骨生成率为17．6%±2．8%，Bio－Oss®颗粒平均存余量为29．9%±4．9%。Yildirim等［12］也就100%Bio－Oss®材料与患者自身静脉血混合后采用外提升术对术区进行了充填且术后用Bio－Gide®胶原膜进行创面覆盖，术后9．5个月的临床组织学切片检测新骨生成率为14．7%±5．0%，Bio－Oss®颗粒平均存余量为29．7%±7．8%。我们此次的临床研究同样采取了外提升术，术中就将Bio－Oss®颗粒与取自术区的少量渗血混合后进行了充填，术后在创面用Bio－Gide®胶原膜覆盖。6．5个月后患者的组织切片显示平均新骨生成量为12．56% ±5．03%，其范围从4．33%±0．36%到24．05%±0．83%不等，较 Bassil等［11］与Yildirim等［12］的新骨生成率检出结果低，且Bio－Oss®颗粒平均存余量为26．78%±6．19%，也少于前两者。对于这一结果我们认为各研究组在操作时充填压力的差异以及术后观察时间段的不同可能会导致绝对数值上的差别。此次研究两者的比值0．4818，与Yildirim等［12］在术后9．5个月得到的两者比值0．494 9十分相近，但低于Bassil等［11］0．5886的比值。对于这一结果我们认为由于本次研究的材料运用如Bio－Oss®伴血液混合充填，Bio－Gide®胶原膜的创面覆盖等与Yildirim等［12］研究小组相似，因此两者的研究结果即成骨性能相似。而对于Bassil等［11］认为的较高成骨率可能与其完整保存并运用了原有的自身创面骨膜有关，还有待进一步的临床研究。

此外我们在切片观察中也发现Bio－Oss®颗粒与新生骨组织紧密接触，颗粒物中间组分存在板层样结构，证实了充填物颗粒逐渐被骨组织取代的变化过程。这与国外的一些研究报道相一致［13－15］。同时，我们在二期手术钻取组织标本后在该部位同期植入了Bego Semados®系列种植钉共12颗，其中（S4．5×L10）3颗；（S5．5×L8．5）3颗；（S5．5×L10）6颗，到目前为止负重1年，未出现种植钉松动及脱落现象。

通过这些初步研究我们发现在研究人群中运用Bio－Oss®，其成骨性能与国外相关报道的结果相似，且能达到较高的种植体初期稳定性。因此我们认为作为一种骨替代材料，Bio－Oss®的单独使用能较好地弥补种植患者上颌后牙区骨量不足的状况，同时有效降低因为自体骨的获取而造成的自身损伤。

本次研究的个体运用Bio－Oss®作为骨替代材料均未出现明显的不良反应，且术后6个月的组织切片显示研究人群的成骨量与国外的研究报道相近，而且种植体植入负重1年后存活率达到了100%。因此，可以认为Bio－Oss®是一种理想的成骨性能较稳定的骨替代材料。但基于此次研究样本量少，观察时间短，要得出确切、稳定的结论，还需我们对这些研究病例进行更长期的随访。同时还应扩大样本量，增设不同的取样时间点，对这些不同时间点取样标本进行分析对比，在研究临床成骨率的同时可以对材料的吸收率有更全面、可靠的认识。

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