GBR术后骨替代材料与骨界面的影像学分析和组织学观察

谢静，芦帅，孙勇

引导骨再生技术(GBR)是在骨缺损区，以膜作为屏障形成一个隔离空间，阻止软组织中的成纤维细胞及上皮细胞长入，而骨源性细胞则缓慢进入骨缺损区内，进行成骨细胞转化，从而促进骨组织的愈合。许多基础研究和动物实验中，引导骨再生技术对于成骨的引导及其成骨效果已经得到充分肯定[1]。但是对于GBR术后，骨替代材料与天然骨所形成的诱导界面的影像学和组织学表现的研究则鲜有报道。为此，本研究搜集进行GBR的患者资料，从影像学和组织学上观察诱导界面的生长特点，为后续的临床研究提供参考。

1 对象与方法

1.1 研究对象选择2014年6月～2015年12月在成都军区机关医院口腔科就诊的10例患者的10个骨缺损位点，其中男4例，女6例；年龄27～50岁，平均42岁；病因：牙折8例，牙周炎2例。所有患者咬合关系基本正常，术前行全身检查，排除手术禁忌证。

1.2 材料与设备Bio-Oss骨粉[瑞士Geistlich公司，国食药监械（进）字2014第3460922号]，海奥口腔修复膜[烟台正海生物技术有限公司，国食药监械（准）字2013第3461200号]；FONA口内X线设备（西诺德牙科设备有限公司）；数码三目摄像显微镜（BA400 Digital，麦克奥迪实业集团有限公司）；石蜡，苏木素染液，4%多聚甲醛固定液，10%EDTA脱钙液，伊红染液，乙醇，蒸馏水。

1.3 手术治疗牙折患者：术区局部麻醉，微创拔除牙折患牙，避免颊侧或舌侧牙槽骨折裂，保留牙槽嵴顶完整性，刮净肉芽组织；牙周炎患者：患牙术区局麻后翻瓣，小刮匙去净肉芽组织。从骨缺损区抽取少量血液混合Bio-Oss，将混合物分次填满骨缺损处，上覆海奥生物膜隔离，创口进行轻微拉拢减张缝合。术后口服抗生素3 d，西帕依含漱液漱口2 w。

1.4 观察指标

1.4.1 创口愈合情况：术后7～10 d复诊，观察手术创口愈合情况。

1.4.2 骨生长情况分别于术后当天和术后1、3、6个月时，拍摄X线小牙片。观察X线片中骨纹理数量、粗细和疏密等特征，评估骨生长情况。所有操作均由同一人采用相同的拍摄方法完成。

1.4.3 诱导界面特征术后6个月，牙折患者拟行种植手术前，拍摄CBCT，准确测量天然骨与Bio-Oss接触界面到牙槽嵴顶的高度，并将CBCT数据传送至义齿加工中心，制作局部导板。种植手术中在导板的辅助下，利用中空取骨钻准确取出界面组织，测量取出组织的长度，大于术前CBCT测量的骨高度，送实验室行HE染色，显微镜下观察，采用数码摄像显微系统,进行图像采集。出于临床治疗方案以及伦理学方面的考虑，牙周炎患者GBR术后6月无需再进行种植手术，只作X线影像学观察，不取出新生骨组织进行组织学观察。见图1。

2 结果

2.1 创口愈合情况复诊时，见创口愈合良好，无红肿、溢脓，无Bio-Oss颗粒溢出。

2.2 骨生长情况术后当天及术后3个月，植骨区骨密度明显高于周围正常骨，清晰可见骨粉颗粒，骨小梁结构不明显。随着时间的推移，术后3个月，植骨区域呈现范围有所缩小的高密度影，可见正常形态的骨小梁，而诱导界面处可见低密度影像环绕（图2C）。术后6个月，界面骨小梁结构清晰，排列有序，新生骨与周围天然骨边界难以区分，植骨区域中心呈现形状不规则的高密度影。同时发现，随着时间的延长，诱导界面的低密度暗影区域由四周向中央迁移。见图2。

2.3 组织学观察天然骨与Bio-Oss连接处有新生骨组织生成，新生骨周围成骨细胞核较大，排列整齐。界面区域可见大量新生的骨小梁、部分幼稚的软骨细胞、红细胞、骨髓腔和骨髓，部分骨细胞尚未钙化。另外，Bio-Oss中间可见较多染色较浅的团块以及条索状HE红染的新生骨样组织。见图3。

诱导界面上段组织中多为尚未成熟的编织骨，新生骨小梁较细小，形态不明显，成骨细胞散在分布，尚未形成骨髓腔和骨髓。而诱导界面下段组织多为较成熟的板层骨，可见大量的新生骨小梁和幼稚的软骨细胞，新生骨组织逐渐成熟，有骨髓腔和骨髓中形成，骨进一步成熟，哈佛氏系统形成，板层骨形成。见图4。

3 讨论

一般来说，骨缺损的自我修复过程需要经历炎症机化期、原始骨痂形成期、骨板形成塑形期3个时期，需要中性粒细胞、巨噬细胞、成骨细胞、破骨细胞等大量细胞的参与，以及多种生物活性因子的共同调节，经过一系列复杂的变化过程，最终完成缺损区骨改建和修复[2]。经此自然愈合过程修复的牙槽骨常伴有高度和宽度的丧失及骨密度的下降，而GBR则能弥补这一过程带来的骨损失，最常见的就是拔牙后的位点保存术[3]。位点保存术是利用GBR修复拔牙后所形成的牙槽窝骨缺损，先拔除不能保留的患牙，刮净肉芽组织后，在牙槽窝内填入骨替代材料，再以膜作为屏障，创造一个相对封闭的环境，允许有潜在生长能力、迁移速度相对较慢的前体成骨细胞优先进入骨缺损区，实现缺损区的骨再生[4]。位点保存术在一定程度上能够预防及减少牙槽嵴的废用性萎缩和吸收，使牙槽嵴骨量的高度、宽度及密度满足后期种植需要，以获得较为满意的修复效果。另外，对于一些牙周袋较深、伴牙颈部明显骨吸收的牙周炎患者，利用GBR进行牙周手术也能恢复一定的骨高度，改善牙周状况。

图1 获取新生骨组织

图2 GBR术后不同时间影像学表现

图3 界面新生骨组织学观察（HE染色）

图4 新生骨组织组织学观察（HE染色、低倍）

GBR常与骨替代材料结合应用，临床最常使用的骨替代材料是Bio-Oss，它具有高度的骨引导结构，可引导骨缺损周围骨细胞的爬行、迁移、骨组织新生和血管的再生，起到支架的作用。同时它在人体内有一定的代谢周期，其代谢过程与骨的新生同时进行。大量基础实验和临床研究显示，Bio-Oss具有良好的生物相容性及可靠的成骨效果[5-6]。GBR使得Bio-Oss与骨缺损区周围的天然骨相互接触，形成一个材料与骨组织的界面。

X线片可以清晰的反映骨组织的正常形态，骨小梁的结构，排列规律，骨密度的高低，骨吸收、改建的情况等[7]。Bio-Oss是碳酸盐磷灰石晶体，X线下表现为高密度影像。早期，植骨区域密度明显高于周围正常骨组织，这并非成骨造成，而是植入材料自身的密度。随着时间的推移，界面处骨形成活跃，骨小梁呈现一定规律性，Bio-Oss开始代谢吸收，而新生骨尚未完全成熟，故呈低密度暗影，植骨区域为范围有所缩小的高密度影。后期，界面处骨形成良好，新生骨接近正常骨组织，与周围天然骨互相移行难以区分，Bio-Oss完全吸收，低密度暗影区域变窄。而接近Bio-Oss中心的区域，骨生长较弱，骨钙化程度较低，Bio-Oss还未彻底代谢，故呈现中心残留的形状不规则的高密度影。

通过组织学切片观察到天然板层骨与Bio-Oss之间联系紧密，连接处有大量新生的骨小梁。该界面便是生发中心。成骨细胞从界面开始，沿Bio-Oss爬行、迁移，逐渐形成新生的骨样组织，同时伴有血管的再生[8]。在骨形成的过程中，Bio-Oss逐渐代谢，新生骨样组织形成并逐渐成熟，占领原来Bio-Oss所在的空间，材料与新生骨交互缠绕，切片中便可见较多染色较浅的不规则团块和条索状HE红染的新生骨样组织连接紧密。在诱导界面上段，即较接近Bio-Oss中心的组织多为尚未成熟的编织骨，新生骨小梁较细小。而诱导界面下段，即较接近诱导界面的组织中多为成熟的板层骨，有大量的新生骨组织形成，说明近Bio-Oss中心的界面上段组织的骨生长较弱，而界面下段组织的骨生长更为活跃，进一步证明新骨的生长是从诱导界面开始的，诱导界面是骨形成的生发中心。随着时间的推移，诱导界面的新骨形成，Bio-Oss逐渐代谢彻底，其所在的空间便被新生骨组织占领。最初的诱导界面处骨形成改建完成以后，界面便向Bio-Oss中心逐步进展，局部骨生长与Bio-Oss的代谢吸收同时进行，形成新生骨，最终完全修复骨缺损，呈向心性生长的趋势。

临床上应用GBR对拔牙后的牙槽窝进行位点保存术后6个月，常规行种植手术，接近Bio-Oss中心、生长活跃性较低、未完全成熟的骨质在种植窝洞预备过程中被去除，使得包绕种植体周围的多为诱导界面的新生骨，该处为生发中心，是成骨最活跃的区域。种植体植入以后，诱导界面生长旺盛的成骨细胞，沿种植体表面爬行、迁移，在种植体周围形成新生骨，包绕种植体，形成稳定的骨结合，这对种植术后获得满意的修复效果以及种植体的长期稳定都具有重要意义。

引导骨再生术后，在影像学上可观察到骨与骨替代材料Bio-0ss的界面，新生骨的生长是从诱导界面开始的，呈向心性生长的趋势。

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