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编号:10228515
聚乳酸膜复合脱钙冻干异体骨修复下颌骨缺损
http://www.100md.com 《口腔颌面外科杂志》 2000年第4期
     作者:李祖兵 侯劲松 程勇

    单位:武汉大学口腔医学院颌面外科 430070

    关键词:聚乳酸膜;脱钙冻干异体骨;骨缺损修复

    口腔颌面外科杂志000409 摘 要:目的 探讨聚乳酸(polylactic acid,PLA)膜复合脱钙冻干异体骨(demineralized freeze-dried bone,DFDB)修复下颌骨缺损的可行性,比较单纯PLA膜和PLA膜复合DFDB的骨修复能力。方法 在24只日本大耳白兔双侧下颌骨下缘中份形成1.0cm×0.6cm×0.4cm的矩形缺损。左侧缺损覆以PLA膜,右侧缺损植入DFDB后表面覆盖PLA膜。术后4、8、12周分期处死动物,取双侧下颌骨标本作大体观察,组织学观察,以及X线片计算机灰度值分析。结果 PLA膜复合DFDB侧成骨活跃,成骨量高,计算机灰度值分析表明,术后4、8周两侧缺损区内骨密度差异有显著性(P<0.01),复合材料侧骨密度较高。结论 PLA/DFDB复合材料是一种较理想的骨修复材料。
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    中图分类号:R782.2 文献标识码:A

    文章编号:1005-4979(2000)04-0312-04

    REPAIR OF MANDIBULAR DEFECT USING POLYLACTIC ACID MEMBRANE COMBINED WITH DEMINERALIZED FREEZE-DRIED FETAL BONE:AN EXPERIMENTAL STUDY IN RABBITS

    LI Zu-bing,HOU Jin-song,CHEN Yong

    (School of Stomatology,Hubei Medical University,Wuhan 430071)

    Abstract:Objective To investigate the possibility of repairing mandibular defect by using polylactic acid (PLA) membrane combined with demineralized freeze-dried bone (DFDB),and to evaluate the effection on bone repair of PLA membrane alone and PLA membrane combined with DFDB.Methods Bilateral mandibular defects were created in eighteen adult rabbits.Left defects covered with PLA membranes.Rigth defects were first filled with DFDB,and then were covered by PLA membraned.Animals were sacrified at 4,8,12 weeks of postoperation.The mandible specimens were assessed by gross inspection,light macroscopy,computer image analysis system.Results The defects repaired by PLA membrane combined with DFDB showed a higher activity of bone formation,and the quantities of newly-formed bone in right defects were much more than those in left defects,Statistic analysis on bone density showed a significent difference between the tow sides.Conclusion This study indicated that PLA membrane combined with DFDB was the more preferable compound materials for repairing mandibular defect.
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    Key words:Polylactic acid membrane;Demineralized freeze-dried bone;Bone defect repair

    复合材料用于骨缺损修复,可以克服单一材料理化性能的不足,发挥协同作用,从而提高材料的骨修复能力[1,2]。Andrregg[3]和Harris等[4]曾将脱钙冻干异体骨和引导组织再生(guided tissue regeneration,GTR)膜复合用于牙周硬组织缺损和种植体周围骨量不足的修复再生,结果发现脱钙冻干异体骨(DFDB)可以显著提高GTR膜的成骨效应。但Becker[5]所做的类似研究则得出了相反的结论。这些研究都是针对牙周或种植体周围小面积骨缺损的修复再生。两者复合用于较大面积颌骨缺损是否可行,成骨效应如何,至今尚未见报道。本研究将可降解PLA膜和DFDB复合应用,试图对上述问题进行探索。
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    1 材料与方法

    1.1 材料

    (1) PLA膜:分子质量19kD、厚度200μm、孔径<5μm。武汉工业大学生物材料研究所提供。

    (2) DFDB的制备:取同种兔四肢长骨皮质骨,碾碎、洗净,25°C置入1∶1氯仿甲醇液脱脂0.5h,2°C 2mol/L CaCl2 1h,0.05mol/L乙二胺四乙酸1h,0.6mol/L HCL脱钙至透明,针刺无阻力,8mol/L氯化锂浸泡1h,55°C水4h,每次处理后用足量盐水漂洗10min,冻干,环氧乙烷消毒,等量分装无菌试管,常温密封保存。

    1.2 实验方法

    雄性日本大耳白兔18只(原湖北医科大学实验动物中心提供),体重2.0~2.5kg,2%戊巴比妥钠耳缘静脉麻醉,沿双侧下颌骨下缘切开皮肤、皮下、肌肉、骨膜、剥离骨膜,暴露下颌骨,于下颌骨中段用裂钻作1.0cm×0.6cm×0.4cm的矩形缺损,左侧缺损覆以PLA膜,右侧植入DFDB后表面覆盖PLA膜,分层缝合,术后预防性应用抗生素,每日两次,持续5日。
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    1.3 标本处理及指标观察

    1.3.1 一般观察 术后4、8、12周各处死6只动物,取双侧下颌骨,去软组织,观察缺损愈合,新骨外形及质地。

    1.3.2 X-ra6片计算机图像分析 在特定条件下(50kV,100mA,0.06s,50cm)拍取标本X-ray平片。用计算机图像处理系统(Deskscan扫描软件;photoshop图像分析软件,原武汉测绘科技大学图像图形实验室提供)获取各缺损区平均灰度值(代表该区骨密度高低),用u检验对两侧骨密度均值作统计分析。

    1.3.3 组织学观察 标本经10%中性福尔马林固定、冲洗、脱钙、脱水、透明、浸蜡、石蜡包埋、矢状切成6μm薄片,常规HE染色,光镜观察。

    2 结果

    2.1 大体观察
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    所有动物伤口一期愈合,术后4、8周两侧缺损外PLA膜均完整,8周时变薄,12周质脆、有裂纹。各期均见薄层新骨沿PLA膜外表面生长,中间较薄,周边较厚,PLA侧较薄,新骨较少。PLA/DFDB侧较厚,面积较大。

    术后4周去PLA膜,单纯PLA膜侧可见疏松的松质骨样新骨充填缺损,8周时新骨仍呈松质骨外观,结构相对致密(图1),12周新骨外观更致密、质地、色泽似自体骨,PLA/DFDB侧,术后4周缺损区内见松质骨样新骨,8周时部分新骨似皮质骨,部分仍呈松质骨外观(图2),12周时新骨质地致密如皮质骨。

    2.2 组织学观察

    2.2.1 PLA膜侧 术后4周缺损区内新骨结构稀疏,下缘骨小梁较粗大,中部小梁细小,近牙根部可见未钙化的骨样组织,小梁周围见少量成骨细胞,小梁间新生血管丰富,8周时下缘小梁融合成片状,部分标本可见较连续的皮质骨,与近远中自体骨大部分融合(图3),中部小梁粗大,骨髓中可见脂肪细胞。14周时PLA膜内侧形成连续而致密的皮质骨,两端与自体骨完全融合,中部小梁吸收改建,结构稀疏,骨髓中可见大量脂肪细胞(图4)。
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    2.2.2 PLA/DFDB侧 术后4周缺损内有中等量新生骨小梁,小梁排列基本与骨长轴一致,小梁周围成骨细胞排列整齐,某些区域可见DFDB残片。8周后下缘出现较连续的皮质骨结构,部分标本局部可见异体骨残片,残片部分被吸收以新骨“爬行替代”,残片内可见血管长入,血管周围新骨形成,偶见间充质细胞聚积,细胞团块周边和中部均见未钙化的骨样组织(图5),中部小梁粗大,骨髓丰富,12周植骨区下缘为典型皮质骨(图6),内侧不梁致密成熟。DFDB基本被吸收改建。

    此外,也发现PLA膜外有新骨形成。t31301.gif (11009 bytes)

    图1 PLA侧术后8周,新骨呈松质外观

    2.3 计算机灰度值分析
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    术后不同时期两侧缺损区X-ray片的计算机灰度值见附表。统计分析表明,术后4、8周两侧骨密度差异有高度显著性(P<0.01),PLA/DFDB侧较高,12周时,两侧骨度无显著性差异(P>0.05)。

    附表 两种材料术后不同时期灰度值比较(0.gif (881 bytes)±s) 时间(周)

    PLA侧(n)

    PLA/DFDB侧(n)

    P值

    4

    130.61±28.98(452)
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    142.24±24.14(404)

    <0.01

    8

    168.60±6.38(1305)

    173.68±10.55(1846)

    <0.01

    12

    219.45±24.00(946)

    221.02±22.86(1242)

    >0.05

    n:为缺损区扫描点数t31401.gif (13725 bytes)
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    图2 PLA/DFDB侧术后8周,部分新骨呈松质骨外观,部分似皮质骨t31402.gif (14123 bytes)

    图3 PLA侧术后8周,下缘新骨与自体骨大部分融合(HE ×40)t31403.gif (12308 bytes)

    图4 PLA侧术后12周,下缘新骨与自体骨完全融合(HE ×40)

    3 讨论

    3.1 PLA膜“膜外成骨”的机理
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    本实验术后各期标本的大体观察和组织学切片发现了PLA膜“膜外成骨”现象,即在PLA膜和骨膜是有薄层新骨形成。“膜外成骨”的原因有:PLA降解产物刺激骨膜成骨;骨膜成骨细胞沿PLA膜表增殖、分化、分泌骨基质钙化成骨;缺损内某些促进骨形成的生长因子渗透至膜外诱导骨膜成骨[6]。实验还发现,PLA膜周边成骨比中心厚,DFDB/PLA侧“膜外成骨”比PLA侧厚,可能与PLA膜与自体骨表面贴附不严密,生长因子容易沿此间隙渗透,以及DFDB可能释放某种生长因子,渗透到膜外提高局部生长因子浓度有关。t31404.gif (14425 bytes)

    图5 PLA/DFDB侧术后8周,间充质细胞团块围边及中部均见骨样组织(HE ×40)t31405.gif (14400 bytes)
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    图6 PLA/DFDB侧术后12周,下缘为典型皮质骨(HE ×40)

    3.2 DFDB的骨诱导活性

    DFDB是否存在骨诱导活性尚有争议,有人认为DFDB只有骨引导活性[5],植入后以“爬行替代”的方式引导新骨形成[7],另一些学者则认为DFDB兼备骨引导和骨诱导活性[8,9]。本研究8周时见DFDB周围大量间充质细胞聚积,细胞团块四周和内部均可见未钙化基质沉积,提示DFDB确实具有骨诱导活性。

    3.3 PLA/DFDB复合材料的优点

    GTR膜和DFDB单独应用均能修复骨缺损,但GTR膜仅有骨引导活性,因强度限制,用于较大缺损修复时膜下骨再生空间难以维持[10,11],若通过提高分子质量或增加厚度来提高PLA膜强度,则可能提高PLA膜植入后的异物反应程度[12]。DFDB虽具备骨诱导活性,因常被制成颗粒状或小片状,植入后赋形固位均有困难。两者复合则可克服不足,并发挥协同作用。Becker等[5]认为DFDB不能提高GTR膜的成骨活性,本实验组织学观察和灰度值分析均证实,PLA/DFDB复合植入区成骨活跃,成骨量明显高于单纯PLA侧,说明两者具有促进作用,这一结果与Anderregg[3]和Harris[4]的研究结果一致。本研究认为,尽管12周时两侧缺损区骨密度平均值差异无显著性,组织学观察仍发现PLA/DFDB侧下缘皮质骨更成熟,新骨与自体骨融合更紧密。
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    3.4 PLA/DFDB复合人工骨的应用价值

    理想的复合模式是骨引导材料与骨诱导材料的联合应用,PLA膜与DFDB复合符合这一模式。研究表明,该复合材料具有较强的成骨活性,除牙周及种植体周围硬组织缺损外,还可用于较大面积下颌骨缺损的修复。是一种理想的骨修复材料,值得临床推广应用。

    作者简介:李祖兵(1954-),男,教授.

    参考文献:

    [1]Schliephake H,Neukan FW,Hutamcher D,et al.Enhancement of bone ingrowth into a porous hydroxyapatite-matrix using a resorbale polylactic memebrane:an experimental pilot study[J].J Oral Maxillofac Surg,1994;52(1):57.
, 百拇医药
    [2]Miki T,Harada K,Imai Y,et al.Effect of freeze-dried poly-L-Lactic acid discs mixed with bone morphogenetin protein on healing of rat skull defects[J].J Oral Maxillofac Surg,1994;52(4):387.

    [3]Anderegg CR,Martin SJ.Gray JL,et al.Clinical evaluation of the use of decalcified freeze-dired bone allograft with guided tissue regeneration in the treatment of molar furcation invasions[J].J Periodontol,1991;62(4):264.

    [4]Harris RJ.A clinical evaluation of guided tissue regeneration with a bioabsorbable matrix membrane combined with an allograft bone graft:a series of case reports[J].J Periodontol,1997;68(6):598.
, 百拇医药
    [5]Becker W,Schenk K,Higuchi K,et al.Variation in bone regeneration adjacent to implants augmented with barrier membranes alone or with demineralized freezedried bone or autologous grafts:a study in dogs[J].Int J Oral Maxillofac Impalants,1995;10(2):143.

    [6]Sandberg E,Dahlin C,Linde A,et al.Bone regeneration by the osteopromotion technique using bioabsorbable membranes:an experimental study in rats[J].J Oral Maxillofac Surg,1993;51(10):1106.
, http://www.100md.com
    [7]侯希敏,陈德喜,唐胜建,等.同种异体胎儿骨临床应用的研究[J].中华骨科杂志,1990;10(6):411.

    [8]李祖兵,钟林生,傅豫川,等,深冷冻同种胚胎骨移植重建下颌骨23例回顾和介绍一种HCL分类方法[J].口腔医学纵横杂志,1993;9(1):11.

    [9]Marx RE,Miller RL,Ehler WJ,et al.A comparison of particulate allogeneic and particulate autogenous bone grafts into Maxillary alveolar clefts in dogs[J].J Oral Maxillofac Surg,1984;42(1):3.

    [10]Linde A,Thoren C,Dahlin C,et al.Creation of New bone by an Osteopromotion[J].J Oral Maxillofac Surg,1993;51(8):892.
, 百拇医药
    [11]Fugazzotto PA.The use of demineralized Laminar bone sheets in guided bone regeneration procedure:report of three cases[J].Int J Oral Maxillofac Implants,1996;11(2):239.

    [12]Bessho K,Izuka T,Murakami K.A bioabsorbable poly-L-Lactide miniplate and screw system for osteosynthesis in oral and maxillofacial surgery[J].J Oral Maxillofac Surg,1997;55(9):941.

    收稿日期:1999-09-27, http://www.100md.com