植骨材料在口腔种植中的应用概况及进展

冯景媛

摘要：在口腔种植手术中，通过植入骨移植材料，可以重建缺失的骨组织，使种植体成功地恢复受影响区域的美观和功能。骨移植材料的使用历史悠久。从200年前到現在，骨移植材料队伍不断发展壮大。骨移植材料的生物相容性、骨传导、骨诱导和成骨对手术的成功有着至关重要的影响。常用的骨移植材料包括自体骨移植材料、同种异体骨、异种骨和合成材料。一些材料由于自身的问题而在使用上受到限制。它们的性能可以通过与生长因子或其他临床应用材料复合来优化。Bio-OSS和组织工程骨材料是临床上最常见的骨材料。随着科学技术的发展，越来越多的新材料进入人们的生活，并在临床上发挥了巨大的作用。

关键词：口腔种植;植骨材料;性能;新型材料

1 植骨材料的简介

1.1 生物医用材料的发展

公元200年前古人使用的金属假牙，埃及人使用植物做的手术用品，在第二次世界大战之后，医用材料迅速崛起被广泛的应用，像是人造血管、人工髋关节、纤维素、丝绸等材料陆续问世。

20世纪80年代中期，生物医用材料首先应用于口腔之中，惰性材料渐渐被生物活性材料所替代，此类材料被称为第二代生物医用材料，其存在的生物活性可与人体积极发生反应，促进机体伤口的局部愈合，但此类材料只具有生物活性或只具有生物降解性。

到目前为止，中国在这方面的发展与国外水平有一定差距，但中国的发展速度不可低估。从2010年到2016年的统计数据来看，中国生物医学材料的市场规模已经从670亿元快速增长到1730亿元，预计到2020年将翻一番。近年来，在国家“863”、“973”、“十三五”等计划的支持下，我国生物材料产业发展迅速，“中国制造”享誉全球。

1.2 植骨材料的性能要求

在体内应用骨移植材料后，其表面将首先与血液接触，并迅速被血液包围。由于许多生物大分子的吸附，在其表面会形成一个适应层，然后进行伤口修复。在这个阶段，骨吸收和骨形成将同时进行，材料表面会发生许多反应，表面钙化，细胞增殖，分泌细胞外基质，周围会形成胶原纤维，然后形成网状纤维，完成骨结合，最后矿化成骨。

2 植骨材料的应用及进展

2.1 常用到的生物技术

在制作材料时，常常需要借助生物技术来辅助材料的制作，常用到生物技术有：①纳米技术;②3D打印技术;③静电纺纳米纤维;④乳液模板法;⑤水凝胶技术。

植骨材料的制备技术很多，经过不断的发展，越来越多的材料经过改性优化、复合加上植骨技术（如Onlay植骨技术等）在口腔种植中发挥了巨大的作用。

2.2 自体来源植骨材料

自体骨移植后排斥反应发生率低，因其具有骨传导、骨诱导、成骨等生物学特性，一直被认为是最理想的骨移植材料。

自体骨具有最理想治疗效果的原因是：① 疗效好，操作简便;② 促进骨形成、诱导和传导;③ 成骨速度快;④ 理想的生物相容性和三维结构;⑤ 排斥反应低，不存在传播疾病的风险。然而，它也有一些缺陷，这限制了它的临床应用：① 数量有限;② 骨组织趋于萎缩;③ 存在安全问题、手术风险、额外的失血，并且骨提取容易引起炎症或其他疾病;④手术过程中患者较为痛苦。

2.3 人工合成材料

通过人工合成或者是生物技术制备的人工合成材料，成分清晰，工艺简单，容易实现产业化，相较于自体来源骨和同种异体骨，人工合成材料应用较多，越来越受到人们的青睐。研究发现，利用3D打印技术加CPC和成骨细胞整合用于治疗骨缺损，结果显示该新型CPC三维支架有良好的骨传导性能，可以模拟真实缺损的几何形状，但是骨愈合效果和降解性不是很理想，尽管如此，该实验为我们以后的研究提供了新的研究思路：CPC材料本身是有很好的降解性的，那么可以通过尝试对CPC材料的修饰或对CPC与3D打印之间的磨合来改善3D绘图的骨移植材料的降解性能，如果在此方面有新的突破，基于3D打印的简单方便相信该新型材料在临床上可以有很好的应用。

高分子材料是主要作为支架用于骨修复中，以生物降解性的高分子材料多见，天然的高分子有细胞相容性和降解性，有利于细胞的粘附和增长，而人工合成的比天然的材料缺少生物相容性，但是在力学性能方面是优于天然材料的，所以人工材料可通过与生长因子联合优化性能之后再做使用。近些年来我国在高分子材料方面呈高速发展的状态，在医学领域中发挥了很多作用。

3 植骨材料的性能优化

3.1 异种骨

异种骨是指来自于动物源性的骨骼，有时也利用海洋中的动物骨骼或是珊瑚等材料。在这些材料中煅烧骨、猪骨、牛骨等较为常见，尤其是Bio-Oss骨粉，该骨粉取自牛骨，其与人的骨组织相近，对种植牙体的骨再生引导非常强烈，是目前临床应用最多的材料。

在临床操作中，首先对入院的患者进行常规检查，然后做好术前的器械消毒和患者麻醉等工作，就举例拔除第三磨牙后促进第二磨牙远中成骨的操作来说：麻醉显效后，将患处龈沟切开，利用高速涡轮钻，将第三磨牙分开并将其拔出，把拔牙彻底清除干净，然后用无菌生理盐水冲洗口腔，将Bio-Oss骨粉填入，操作时可边放边压，密切接触周边骨壁。在Bio-Oss填入时，可添加新鲜的自体血液、富血小板纤维蛋白或是其他生长因子等联合应用，最后将患处无张力严密缝合。

3.2 组织工程骨

组织工程骨是目前来说最有前景的新型修复材料，他多与Bio-Oss骨粉等其他材料联合应用于临床。其种类众多，像是种子细胞、生长因子、支架等。种子细胞和生长因子本身存在的优势可减弱其他材料的缺点，优化材料的性能，促进骨生成。种子细胞应用广泛，可与生物材料如陶瓷类材料、药物、软骨细胞、生长因子等共同培养用于骨组织工程中，还可结合纳米技术等最大限度的促进成骨。种子细胞种类多且生物学特性不同，在临床应用时需要适用的支架作为载体。

4 总结与展望

随着科技的发展，越来越多新型材料被研发，像是3D打印技术、纳米技术、静电纺丝、还有水凝胶等在生物医学领域研究的火热，研究人员结合材料的性能加上生物技术制备的新型材料解决了许多问题，但是，我国现阶段中研究的材料多数还是限于实验阶段，真正用于临床的并不是太多，所以在接下来的发展中，不光要进一步对材料进行探索，材料与技术之间的磨合以及材料与临床之间的磨合都是必不可少的，相信在不久的未来会有更多的性能兼备且更理想的材料与大家见面并在临床中得到应用。

参考文献：

[1]王本力，张镇.我国生物医用材料产业现状、机遇和新模式[J].新材料产业，2019（12）：2-4.

[2]卢丙仑，刘宝林，洪咏龙，郭庆科.牙种植体即刻种植骨愈合过程的组织学观察[J].实用口腔医学杂志，1998（04）：37-38.