自体牙骨移植物临床应用进展

沈旭亮 陶德韬

在传统的口腔疾病治疗中，因正畸或阻生智齿而拔除的牙齿直接丢弃，随着医学的发展，拔除的牙齿也可作为骨材料植入到骨缺损区，为临床上骨再生提供一种新的资源；目前临床上用于引导性骨组织再生术的骨移植材料包括自体骨、同种异体骨、异种骨和人工合成骨材料等,但最理想的骨移植材料是自体骨[1]。Yeomans与Urist于1967年首次提出兔的牙本质具有骨诱导性通过软骨内成骨使结缔组织转化为骨[2-4]。其作为自体牙植骨材料最早于2008年研制应用，主要用于引导骨再生支持缺失牙种植修复，随访研究表明自体牙植骨材料移植后3～6个月牙槽骨的体积和形态维持稳定，且边缘骨吸收量小，符合种植的标准[5，6]。自体牙骨移植物在发育源性与颌骨，牙槽骨相同，同时含有的生长因子和骨形成蛋白等对于促进骨组织再生具有非常重要的作用，且具有较少的免疫反应和感染率[7-11]。近年来已是骨移植新型材料的研究热点。本文将对自体牙骨移植物的应用机制、特性及临床应用进行探讨。

1.自体牙骨移植物应用机制及特性

1.1 自体牙骨移植物组织胚胎学特征 在人发育研究中，躯干与四肢骨(包括髂骨)是软骨成骨，而颌骨与牙槽骨是膜内成骨[12]；在胚胎发育中，神经嵴源细胞具有多能性，能够分化为中胚层间充质细胞，具有自我更新的能力而且存在于成年人组织中，神经嵴细胞可以分化为颌面骨，软骨，牙齿，神经和胶质细胞[13]；牙齿与颌面骨在发育上来源相同。

1.2 自体牙骨移植物细胞生物学特点 虽然牙本质和骨的组织结构不同，但有机物和无机物含量的比例是相似的(即70%的矿物质，20%的胶原蛋白，10%的体液)[14]。与矿化的牙本质相比，脱钙牙本质具有更强的诱导作用，这主要是由于I型胶原基质中生长因子如BMPS、骨钙素、骨连接蛋白和牙本质磷蛋白等参与矿化的过程[4，15]。牙本质中含有多种生长因子如胰岛素生长因子II(IGF-II)，骨形成蛋白-2(BMP-2)，和转化生长因子(TGF-β)等[16]；Urist等研究表明在脱矿牙本质基质中骨形成蛋白(BMP)的表达有促进骨诱导性能的作用，虽然牙本质基质来源的BMP与骨组织来源不同，但是他们在体内发挥的作用是相同的[14，17]。Murata等[18]发现脱矿牙本质基质可以释放出BMP-2活性，是一种独特的、具有骨诱导能力的可吸收基质，它是BMP-2的载体和骨形成细胞的支架。因此，脱矿牙本质基质应该被认为是一种有效的移植物材料。牙骨质中含有转化生长因子(TGF-B),胰岛素生长因子(IGF-I)，I型和III型胶原等[19]。Saygin等[20]研究表明使用成牙骨质细胞用于牙周组织再生是非常有价值的。

1.3 自体牙骨移植物与其他骨移植材料的区别 目前临床上应用的骨移植材料中，自体骨具有的骨诱导性，骨传导性和骨形成能力被认为是促进骨形成和重建的的金标准，但其缺点是口内供骨区位点有限，需要开辟第二术区，并且可能出现感染、骨块吸收等并发症；其他的骨替代材料如同种异体骨其骨生成和骨诱导性能要低于自体骨，且易导致免疫排斥反应；异种骨如无机脱矿的小牛骨材料可能会携带一种朊病毒传染到患者体内或不能与新骨完全结合[21，22]。人工骨移植物相对便宜，不存在疾病传播的风险，但它们缺乏促进早期成骨和诱导成骨的能力[25]。

自体牙骨材料作为骨移植替代物的出现，牙体组织含有的有机基质和羟磷灰石晶体等无机物，其生物，理化特性，等与皮质骨相似(密度，硬度，发育源性等)[9]，临床研究自体牙骨材料植入免疫排斥反应和感染分险也较低[8-11，23]；这使得其更容易成为骨移植替代材料。Kang-Mi Pang等[22]研究表明从自体牙中分离的脱矿牙本质基质作为骨材料与无机牛骨有相同的成骨效果，说明自体牙骨粉可以作为临床上骨材料。由于正常牙齿中由于其含有高矿化，高结晶成分和低多孔性会干扰血管和间充质干细胞的迁移附着和分化，因此需要制备成脱矿的牙本质基质[24]。一旦牙本质脱矿，牙本质小管变粗，暴露出胶原纤维网作为蛋白质释放的通道，这些具有骨传导性和骨诱导性的蛋白促进血管分化和成骨细胞活化进而促进骨组织形成[25，26]。

鉴于牙本质与牙骨质中含有的多种蛋白和生长因子具有骨诱导性，骨传导性和骨形成能力，并且牙齿与骨组织在组织学发育上的同源性，所以牙齿中的无机与有机物质可以被用来成为新的骨移植物[27]。

1.4 自体牙骨移植物制备方法 目前，临床上制备自体牙骨移植物多采用自体牙骨粉制备系统制备而成。将患者拔出的牙齿在釉牙骨质界处截断牙冠去除釉质，去除牙根表面残留的牙周膜等软组织、龋齿、结石，充填物，修复体等，拔除牙髓。然后在超声仪器中清洗，使用自体牙骨粉制备系统进行研磨，研磨后的颗粒经过脱水，脱矿，常温消毒灭菌等处理后用蒸馏水或无菌磷酸盐缓冲液洗两次制得的自体牙颗粒，根据手术需要可制成块状或粉状加热烘干备用。动物研究表明，脱钙牙本质在4周可以诱导成骨，而非脱钙牙本质(所谓钙化牙本质)在8至12周能诱导成骨，钙化牙本质的延迟诱导特性可能与磷灰石晶体抑制BMP的释放有关。因此，自体牙移植物需要脱矿的过程。由于牙釉质羟基磷灰石具有较高的结晶性磷酸钙，其骨引导性性较差，需要去除牙冠部分的牙釉质[28]。

2.临床应用

自体牙骨材料在临床上可用于引导性组织再生术，拔牙创位点保存，种植区牙槽嵴骨增量，骨劈开术，上颌窦提升术骨增量，颌骨内肿瘤切除术后，囊肿摘除术后等骨重建[29]。目前临床上主要用于以下三方面。

2.1 种植牙骨增量手术中的应用 目前牙缺失后进行人工种植牙修复已经成为一种常规修复方式，但是牙齿缺失后，牙槽骨失去生理性刺激后逐渐吸收萎缩常导致种植区骨量不足。上颌后牙缺失后，由于上颌窦气化、囊肿、炎症等原因，常造成上颌后牙区种植手术骨量不足。Smukler等[30]研究表明缺失牙后下颌比上颌骨吸收显著，唇颊侧比舌腭侧吸收明显，主要是水平向的骨吸收明显。因此，种植手术时常需要采用骨增量手术以获得足够的骨量，临床医生根据临床实际、骨缺损范围大小等多种因素选择不同的骨移植材料。自体牙骨移植材料作为一种新型骨替代品已经开始用于种植骨增量手术[31，32]。Schwarz等[33]研究表明自体牙骨粉与自体块均能够促进早期成骨达到与种植体钛表面良好的骨结合；Young-Kyun Kim等[34]利用自体牙骨粉用于种植区引导性骨组织再生，长期随访表明种植体能够达到良好的初期稳定性且没有明显的并发症发生。在自体牙骨粉移植材料用于上颌窦提升术研究中，在组织学上观察牙骨粉材料逐渐吸收并为新生骨替代，窦底骨质完成改建，结果表明将自体牙制成骨移植材料作为上颌窦外提升中的骨移植材料，可获得较满意疗效[35，36]。Young-Kyun Kim等[6]使用自体牙骨移植物进行引导性骨再生术后五年发现种植体周围的骨质形成稳定没有明显骨吸收。Schwarz F等[37]动物实验研究表明使用自体牙骨移植物和自体骨进行骨增量术后三个月进行种植手术，均有新骨形成而且二者在牙槽骨宽度及种植体与骨结合等没有统计学差异，组织学还发现在自体牙骨移植物区域没有任何炎细胞浸润。临床研究将自体牙骨材料植入后3个月与5个月后种植手术位点局部去除一块骨做组织学分析，发现植骨区有新骨形成，种植修复18个月及33个月随访种植体周围无骨吸收[38]。

2.2 颌骨缺损修复应用 口腔颌面部先天颌骨缺损与后天感染，创伤，肿瘤等导致颌骨缺损，放射治疗也可导致骨组织缺损，常见于放射性骨坏死；交通事故等外伤也可导致颌骨缺损，颌骨的炎症均可引起颌面部软硬组织缺损[39]。

有研究在动物体内模拟骨缺损后植入自体牙骨块作为一种骨替代材料来修复骨缺损促进骨形成，结果显示牙组织移植物能和受区形成良好的结合并能参与到骨重建这一过程中[40]。Young-Kyun Kim等[41]研究表明自体牙骨移植物植入到受区逐渐吸收被新骨替代而且新骨与余留的自体牙骨直接融合，并能够观察到有层状骨形成；Lydia Nabil Fouad Melek等[42]用自体牙骨粉与富含血小板的纤维蛋白修复拔牙窝骨缺损，术后3到6个月放射学观察骨密度，及骨宽度和高度均显著增加；T.Minamizato等[23]研究自体脱矿的牙本质基质用于种植术区牙槽骨再生重建，术后观察临床和组织学上有骨形成；Schwarz F等[43]研究利用牙周病所致牙齿拔除后制备成自体牙骨移植材料与自体骨比较植入磨牙区，延期植入种植体观察牙槽骨增量，骨结合等，结果表明自体牙骨移植物与自体骨具有相似的临床效果。目前，自体牙骨粉结合其他骨移植材料修复大面积骨缺损的临床效果国外仍在研究中[44]。

2.3 牙周组织再生应用 牙周病是一种慢性疾病，牙齿脱落的主要病因，牙周治疗清除龈下菌斑和牙石防止牙槽骨的不可逆吸收，引导性组织再生利用屏障膜和骨移植材料阻止牙龈细胞在根面形成长结合上皮，从而促进牙根周围骨组织再生。近年来不同的骨移植材料用于牙周组织缺损修复的作用为：作为骨组织再生支架(骨传导性)，促进成骨细胞的分化(骨诱导性)，直接促进骨再生(如骨材料内装载成骨细胞)[45]。Pontoriero等[46，47]研究表明在II度根分叉病变中引导性组织再生术可以促进新的附着形成和牙槽骨再生；Keon-I1 Yang等[48]利用自体牙骨移植物修复狗牙周II度根分叉病变，结果显示可以促进牙周周围组织再生。临床上利用自体牙骨移植物治疗牙周II度根分叉病变随访一年后，发现患牙牙周探诊深度降低，影像学上根分叉处有新骨形成[49]。

3.结论

综上所述，理想的骨移植材料应具备：稳定血凝块，为细胞迁移，增殖，分化提供生物化学支架，有特定的功能蛋白和多肽如生长因子，在新骨形成时有适当的吸收和重建等特点。临床研究表明自体牙骨粉骨移植材料能够达到自体骨及其他骨材料临床和组织学上的效果，其优点是低发病率，易处理，良好的阻射能力，无抗原性和骨诱导重建能力好等[50]；其临床应用局限在于脱水减少了保存期限，适应症局限，不适用于较大的骨缺损，或患者没有可用的游离牙，仅限自体使用等[23]。自体牙骨移植物的临床应用还有待进一步研究。

临床医生在临床操作中根据每位患者不同的情况制定个性化的治疗方案，选择合适的植骨材料，掌握材料的性能和技术的关键，注重每一步操作的精确性才能确保骨形成的质和量。随着口腔医学的发展，数字化技术的完善和应用的普及，研究自体牙骨材料的内容及方法为将来临床应用奠定坚实的基础。