同期种植水平骨增量中骨膜完整性在成骨中的作用探究

林志辉， 张歆缘， 满 毅

（1. 口腔疾病研究国家重点实验室，国家口腔疾病临床医学中心，四川大学华西口腔医院，四川 成都 610041；2. 四川大学华西口腔医院种植科，四川 成都 610041）

口腔种植义齿已成为牙列缺损和牙列缺失的重要修复手段之一。 缺牙患者常因牙周疾病、颌骨外伤等原因伴发牙槽骨缺损，导致种植体无法获得理想的三维植入空间，因而常需在种植前或种植同期进行骨增量术。 目前，临床中已经有多种骨增量技术，如自体块状骨移植、骨劈开技术、引导骨再生（guided bone regeneration, GBR）技术、牙本质壳技术及上颌窦底提升技术等[1-3]。 引导骨再生技术是一种常见的骨增量技术，其临床效果可预期、可重复[4-6]。GBR 技术利用可吸收或不可吸收膜在软组织与骨组织之间创造空间， 填入自体骨或骨替代材料， 从而防止生长速度较快的成纤维细胞长入，保证成骨顺利进行[7]。 尽管文献已证实GBR 技术具有较高的成功率，但还是存在着自身的局限性：①GBR 术后可能发生感染、软组织开裂、屏障膜暴露等并发症，影响其成骨效果[1]；②一些可吸收胶原膜在降解后仍然存在免疫原性；③不可吸收膜需要二次手术取出，增加了手术创伤；④一定程度上增加了患者的治疗费用。 针对GBR 的上述缺点，一些学者尝试采用自体骨膜作为屏障膜进行骨再生的引导。 一项关于20 例牙槽骨缺损患者使用自体块状骨移植技术进行骨增量的前瞻性研究表明，骨膜可以作为屏障膜保护自体移植骨块[8]。在Khoury等[9]的临床研究中，采用自体块状骨及颗粒骨进行三维骨重建， 而不使用任何骨替代材料及生物膜，骨缺损得到了良好的重建效果。 而在Hu 等[10]的临床研究中，骨移植材料直接与骨膜相接触，没有使用任何屏障膜，结果与上述的临床研究相似，种植体水平骨缺损获得了可观的恢复效果。

有学者对骨膜进行组织学分析，将骨膜分为外部的纤维层和紧贴骨皮质表面的生发层2 层致密结构[11]。纤维层含成纤维细胞、胶原纤维及神经末梢等，起抗压、抗牵张、稳定结构的作用；内层的生发层富含多种具有成骨作用的骨膜来源细胞，包括间充质干细胞、成骨细胞等。 生发层同时具有丰富的毛细血管网， 可为其下方的骨皮质提供至少1/3 的血供，对于正常骨修复的作用至关重要[12]。已有研究证实， 骨膜是参与骨修复的成骨细胞的主要来源，然而在临床上，骨膜的成骨潜能往往被忽视[13-15]。虽然目前已有部分研究证实骨膜具有骨再生潜能，但由于缺乏规范的临床随机对照试验，关于骨膜是否可以促进骨移植材料成骨的临床证据尚不充分。 因此，本研究将进行临床随机对照研究，纳入水平骨缺损的牙槽嵴种植病例，实验组采用骨膜引导骨再生技术（periosteum guided bone regeneration,PGBR），填入骨替代材料，同期植入种植体，并使用完整的骨膜覆盖骨替代材料；对照组采用传统的引导骨再生技术。 本研究旨在探究PGBR 与传统的GBR技术相比，在具有水平骨缺损的牙槽嵴中，能否获得可预期、可重复的成骨效果。

1 资料与方法

1.1 研究对象

本研究在四川大学华西口腔医院种植科完成， 并经四川大学华西口腔医院伦理委员会批准（批号：WCHSIRB-D-2017-033-R1）。 本研究通过对2017—2019 年行单颗牙种植手术同期水平骨增量手术患者进行回顾。 共纳入32 例患者， 利用SPSS 24.0 软件生成随机数对患者进行随机分组，分为引导骨再生组（GBR 组）与骨膜引导骨再生组（PGBR组）。 纳入标准为：①年龄为18~70 岁接受种植手术的患者；②单颗牙缺失者，存在近远中天然牙；③牙槽嵴存在唇、颊侧水平骨缺损，需行骨增量手术的患者； ④拔牙创愈合时间≥4 个月， 拔牙创愈合良好。 排除标准为：①需行种植手术的牙位为残冠、残根；②口腔卫生差；③未经治疗的牙周疾病者；④吸烟未控制的患者（≥10 支/d）；⑤有严重未控制的系统性疾病；⑥哺乳期、妊娠期妇女。

1.2 手术过程

手术操作均由同一名经验丰富的种植外科医生进行。PGBR 组于局麻下行牙槽嵴顶切口，术区近远中不进行垂直切口及骨膜减张切口，从而保留骨膜的完整性。 为充分暴露术区并进行骨重建，黏膜瓣需剥离至超过骨缺损区2～3 mm。 在翻瓣暴露术区后， 逐级备洞， 于理想位点完成种植体植入（Straumann 系统， 瑞士；NobelActive 系统, 瑞典；威高系统，中国），植入扭矩均达到35 N·cm。 旋入大直径愈合基台以支撑成骨空间及辅助关闭创口。 随后， 于颊侧骨缺损区填入Bio-Oss 脱蛋白小牛骨（deproteinized bovine bone mineral，DBBM）颗粒（盖氏制药有限公司， 瑞士） 以恢复缺牙区骨量， Bio-Oss 颗粒表面仅由完整的骨膜覆盖， 不使用屏障膜（图1）。 对照组GBR 组于局麻下行牙槽嵴顶切口，在术区近远中行2 个垂直减张切口，并翻起骨膜进行黏膜瓣减张， 必要时可对骨膜进行进一步减张。在翻瓣暴露术区后，逐级备洞，于理想位点完成种植体植入（Straumann 系统，瑞士；NobelActive 系统,瑞典；威高系统，中国），植入扭矩均达到35 N·cm。旋入大直径愈合基台以支撑成骨空间及辅助关闭创口。 随后，于颊侧骨缺损区填入Bio-Oss 颗粒以恢复缺牙区骨量，并在Bio-Oss 颗粒表面覆盖Bio-Gide可吸收胶原膜（盖氏制药有限公司，瑞士），最后严密关闭创口（图2）。 患者在种植术后需服用阿莫西林5 d 预防感染；同时用0.12%氯己定溶液漱口，每日3 次，持续1 周，进行菌斑控制。

图 1 PGBR 组手术步骤Figure 1 Surgical procedure of periosteum guided bone regeneration group

1.3 修复过程

在种植体植入6 个月后，采用全瓷冠或烤瓷冠进行冠修复， 随后嘱患者需定期进行临床及影像学检查。

1.4 随访

1.4.1 利用影像学进行骨量测量 患者需在种植术前（T1）、种植术后即刻（T2）及术后 6 个月（T3）进行CBCT 检查（图 3）（3Accuitomo 170，森田制造公司，日本）；在种植术后 6 个月（T3）、完成修复后 1 年（T4）采用平行投照技术拍摄根尖片。 观察指标如下（图 4）。 ①IO-1：种植体肩台下 1 mm 处，种植体表面至唇颊侧骨外侧壁的距离；②IO-3：种植体肩台下3 mm 处， 种植体表面至唇颊侧骨外侧壁的距离；③水平骨获得量（horizontal bone gain, HBG）：由于DBBM 颗粒密度低于自体骨，因此种植体唇颊侧的水平骨获得量为T2 时CBCT 测量种植体唇颊侧自体骨表面至骨替代材料表面的距离；④水平骨吸收量 （horizontal bone resorption, HBR）：CBCT 测量每颗种植体在T2、T3 时的唇颊侧骨量，T2 与 T3 的差值即为水平骨吸收量； ⑤边缘骨吸收量（marginal bone loss，MBL）：以种植体肩台为参考点，在近、远中侧分别测量参考点至牙槽嵴顶之间的距离，评价种植体周围边缘骨的变化。 通过平行投照的根尖片测量，T3 与T4 的差值为边缘骨吸收量，详见图4。

图2 GBR 组手术步骤Figures 2 Surgical procedure of guided bone regeneration group

图 3 术前、术后CBCT 检查Figure 3 CBCT images showing implant before and after surgery

图 4 CBCT 测量指标Figure 4 Landmarks used for CBCT measurements

1.4.2 软组织检查 在T2（术后即刻），T3（术后6 个月）时，进行以下临床检查。 愈合基台暴露量：软组织完全覆盖愈合基台记为0 分，软组织覆盖愈合基台超过50%记为1 分， 软组织部分覆盖愈合基台，但覆盖面积＜50%记为2 分，愈合基台完全暴露记为3 分。 在 T4（修复后 1 年随访）时，需要记录以下临床指标。 ①探诊深度（probing depth, PD）：通过牙周探针获取牙冠唇颊侧近中、正中、远中以及舌腭侧正中的探诊深度；②龈沟出血指数（sulcus bleeding index，SBI）[16]：不出血记为 0 分，点状出血记为 1 分，线状出血记为2 分，大量出血记为3 分；③龈乳头指数（papilla index score，PIS）：牙冠周围无龈乳头记为0 分，龈乳头高度不足邻间隙1/2 记为1 分，龈乳头高度超过邻间隙1/2，但未达到邻接触点记为2 分，龈乳头充满整个邻间隙，与邻牙龈乳头一致记为3 分，龈乳头增生，覆盖修复体或邻牙牙面过多记为4 分；④唇、颊侧丰满度（convex profile of the facial aspect，CPF）[17]： 从牙合面看修复体唇颊侧是否可观察到完整牙弓轮廓判断，如可完全观察到牙弓轮廓记为2 分，部分观察到牙弓轮廓记为1 分，未观察到牙弓轮廓则记为0 分； ⑤种植体存留率：根据是否存在持续性疼痛、种植体松动、种植体周围溢脓、种植体周围透射影等进行评估。

1.5 统计学分析

采用SPSS 24.0 软件进行统计学分析。 对于颊侧骨增加量、边缘骨丧失、探诊深度等定量数据，首先对数据进行正态性分布和方差齐性检验，对于满足正态分布和方差齐性的定量数据，采用单因素方差分析（One-way ANOVA）进行组间差异检验。 如果定量数据不满足正态分布或方差不齐，则采用秩和检验进行统计学分析。 而对于 SBI、PIS、CPF 等定性数据则使用Mann-Whitney U 检验评估2 组之间临床参数的差异。 定量数据均采用平均值±标准差的方式表示，另设定P＜0.05 为差异具有统计学意义。

2 结果

在本研究中，GBR 组共纳入男性9 例、女性7 例，平均年龄（37.75±18.11）岁；PGBR 组共纳入男性8 例、女性 8 例，平均年龄（40.44±13.24）岁。 对于性别、 年龄分布，GBR 组与PGBR 组之间差异没有统计学意义（P＞0.05）。 在 32 名纳入者中共植入 32 颗种植体， 包括 17 颗 Straumann 骨水平种植体、8 颗NobelActive 种植体及 7 颗威高种植体（表 1）。 种植体的直径为3.3～5.0 mm，长度为8～14 mm。

表1 种植体基本情况（颗）Table 1 Basic information of implants (piece)

2.1 影像学检查

T1 时的CBCT 测量结果显示，术前种植体肩台下 1、3 mm 处 GBR 组颊侧骨宽度分别为 （0.44±0.73）、（0.76±1.12） mm； 而 PGBR 组颊侧骨宽度分别为（0.43±0.60）、（1.10±0.98） mm。两组之间在种植体肩台下1 mm 及3 mm 处的差异均无统计学意义（表 2，P＞0.05）。

表2 T1 时种植体表面至唇颊侧骨外侧壁的距离（mm）Table 2 The distance between the implant surface and outer border of the buccal plate at T1（mm）

术后即刻种植体肩台下1 mm 及3 mm 处，GBR 组颊侧骨宽度分别为 （3.07±1.09）、（3.75±1.42） mm，而 PGBR 组颊侧骨宽度分别为（3.87±0.78）、（4.77±0.84） mm。两组之间在种植体肩台下1 mm 及 3 mm 处差异均有统计学意义 （表 3，P＜0.05）。

在T3 时，GBR 组种植体肩台下 1 mm 及 3 mm处颊侧骨宽度分别为 （2.00±1.77）、（2.86±1.78） mm。PGBR 组种植体肩台下1 mm 及3 mm 处颊侧骨宽度则分别为（2.25±1.14）、（3.22±1.34） mm，与 GBR组相比，两者之间差异无统计学意义（表4，P＞0.05）。

表3 T2 时种植体表面至唇颊侧骨外侧壁的距离（mm）Table 3 The distance between the implant surface and outer border of the buccal plate at T2（mm）

因此， 根据上述测量结果，GBR 组平均水平骨获得量为 （1.83±1.59） mm，PGBR 组平均水平骨获得量为（1.97±1.45） mm，两组在水平骨获得量上差异并没有统计学意义。 而在水平骨吸收量上，GBR组为（0.98±0.96） mm，PGBR 组为（1.59±1.31） mm，两者之间差异有统计学意义（P＜0.05）。

表4 T3 时种植体表面至唇颊侧骨外侧壁的距离（mm）Table 4 The distance between the implant surface and outer border of the buccal plate at T3（mm）

对于根尖片测量分析，在T4 时，GBR 组的平均边缘骨丧失为 （0.21±0.12） mm，PGBR 组为 （0.24±0.11） mm。 两组之间的边缘骨丧失差异没有统计学意义（P＞0.05）。

2.2 临床参数评估

GBR 组与PGBR 组在T2 时的愈合基台暴露量评分分别为（0.13±0.50）、（0.94±1.29）分，而 T3 时GBR 组与PGBR 组的愈合基台暴露量评分分别为（0.83±1.25）、（1.69±1.14）分，两组在 T2 及 T3 时差异均存在统计学意义（P＜0.05）。 种植体周围软组织的健康状态通过探诊深度、龈沟出血指数（SBI）、龈乳头指数（PIS）及唇颊侧丰满度（CPF）等进行评估（表 5）。 关于探诊深度，GBR 组在颊侧近中、颊侧正中、颊侧远中及舌侧正中分别为（1.69±0.46）、（1.69±0.26）、（1.50±0.46）及（0.94±0.56） mm，PGBR 组分别为（1.38±0.44）、（1.38±0.84）、（1.38±0.58）及（1.44±0.62） mm，与GBR 组相比，差异并不存在统计学意义。另外，对于SBI、PIS 及唇颊侧丰满度两组间差异均不存在统计学意义。 根据随访结果，32 颗种植体均成功负荷，没有出现种植体周炎症、种植体松动等并发症，存留率为100%。

表 5 T4 随访临床检查参数（分）Table 5 Clinical parameters at T4 （score）

3 讨论

本研究目的为探究在具有水平骨缺损的牙槽骨中填入DBBM 材料，同期植入种植体，并使用完整的骨膜覆盖骨替代材料，能否获得良好的骨重建效果。 在水平骨获得量上，尽管在研究中没有使用屏障膜， 但通过CBCT 测量可观察到唇颊侧的骨缺损得到了良好的重建，获得了（1.97±1.45） mm 的水平骨增加量。 GBR 组与PGBR 组相比，骨增量效果相近，两组之间差异并没有统计学意义。 结果提示与传统的GBR 治疗方案相比， 骨膜引导骨再生技术在单颗牙位的水平骨增量上或可获得相似的成骨效果。

近期的1 项系统评价得出， 在行GBR 的种植体病例中，平均水平骨获得量为（2.27±1.68） mm[4]，与本研究中GBR 组与PGBR 组的骨获得量相近。完整的骨膜与足量的骨替代材料或许是获得良好水平骨增量的重要因素。一方面，骨膜从组织学层面上讲是由致密的2 层组织构成， 外部的纤维层中具有成纤维细胞、胶原纤维及神经等，而内部的生发层则包含间充质干细胞、骨祖细胞、成骨细胞和成纤维细胞等多种影响骨生成、骨修复的骨膜来源细胞[18-19]。几项研究表明骨膜来源的干细胞活化可能导致骨移植材料的血管化和重塑[11，13，20-22]，而骨膜的保存对于正常的骨修复至关重要。 另一方面，GBR 术要求术区无张力缝合，达到良好的创口关闭，同时大量文献报道不可吸收膜（如钛膜或钛网）易出现软组织问题，且需要二次手术取出，增加了患者的创伤。因此，临床医生选择使用可吸收膜较多。 然而没有刚性支撑，骨替代材料易受到唇、舌的推挤而出现移位，无法提供稳定的成骨空间。 另外，可吸收膜存在免疫原性的问题不可忽视。 在本研究中，为保留缺损区骨膜的完整性， PGBR 组在术区均未进行骨膜减张切口， 足量的骨替代材料被完整的骨膜、种植体表面、 牙槽骨以及大直径愈合基台所包绕，可将骨替代材料固定在适当的位置，并在一定程度上解决骨粉移位的问题，同时简化了手术操作。 而T2时PGBR 组种植体肩台下1 mm 及3 mm 处唇颊侧骨宽度＞GBR 组，且差异有统计学意义。也正是由于PGBR 组未进行骨膜减张切口， 所填入的足量骨替代材料受到完整骨膜的限制而无法向近远中及根方产生移位，只能在张力的作用下向冠方产生少量移位堆积，从而形成PGBR 组种植体上段唇颊侧骨宽度高于GBR 组的情况， 同时也保证了种植体颈部的骨量[22]。

Ryohei 探究了骨膜在机械应力下对骨重建的反应，得出机械拉伸应力可激活骨膜，促进愈合期间的骨重建。 骨膜暴露在机械拉伸应力下时，可通过控制Wnt 和BMP 信号通路， 促进成骨细胞的分化和成骨。 多项研究显示，适当的机械应力可促进成骨[23]。 在本研究中，PGBR 组术中均填入了足量的骨替代材料， 而未进行垂直切口及骨膜减张切口，从而在术区的骨膜上产生了拉伸应变，也可能促进骨膜激活，从而促进成骨细胞的分化。

传统GBR 组中使用胶原膜的目的是为了防止生长速度较快的成纤维细胞长入，保证生长速度较慢的成骨细胞不受干扰，避免骨替代材料迅速降解吸收。 虽然在成骨期间的水平骨获得量上，两组之间差异无统计学意义，但在水平骨吸收量上，PGBR组骨吸收量高于GBR 组。 这可能由于PGBR 组填入了足量的骨替代材料而未破坏骨膜完整性，需要辅以大直径愈合基台关闭创口，PGBR 组愈合基台暴露量高于GBR 组。 因此在创口愈合期间存在骨替代材料通过愈合基台边缘溢出的可能性。 但由于PGBR 组在T2 时获得了较多的水平骨增量，对于愈合期间溢出的骨粉有一定补偿。 因此，骨愈合6 个月（T3）时GBR 组和PGBR 组的唇侧水平骨量没有明显差异。

在GBR 组病例中3 例患者牙周表型为薄龈生物型， 而PGBR 组中存在2 例薄龈生物型患者，其缺牙区唇颊侧均存在明显骨缺损。 为恢复良好的骨弓轮廓及保证种植体的长期稳定性，在完成种植体植入后同期于术区唇颊侧进行了骨增量手术。 但在愈合期间5 例患者均出现了部分骨替代材料逸散的情况，在T3 时5 例患者愈合基台均完全暴露，而在厚龈生物型患者中并未观察到这一现象，提示牙龈生物型对单颗牙位骨增量术后成骨效果或存在一定影响，但尚需相关临床研究进行证实。

随访期间，没有出现种植位点周围的软组织炎症。 良好的口腔卫生情况与菌斑控制措施或是必不可少的因素。 在本研究中，纳入的患者均无牙周炎，并定期接受牙周维护。在临床检查指标中，PGBR 组的唇颊侧丰满度评分为（1.38±0.74）分，提示PGBR组患者的骨缺损得到了良好的重建。

本研究仍存在一定局限性， 由于样本量较小、随访时间较短，需要进一步的研究来了解骨膜对机械应力的反应。 观察分析促进骨膜成骨的适宜机械应变范围至关重要，同时骨膜促进骨再生的潜力不可低估。 此外，也需要更长时间的临床随访以及组织学证据进行证明。

综上所述，将DBBM 颗粒与完整的骨膜以骨膜引导骨再生的方法应用于单颗牙缺失的水平骨缺损的同期种植病例中，其结果是可预期的，可以作为牙槽骨重建的替代方法。