可吸收性胶原膜引导即刻植入种植体周围骨组织再生的实验研究

发表者：费伟人已读

摘要 目的：探讨可吸收性胶原膜引导即刻植入种植体周围骨组织再生的效果。方法：在16只成年杂种狗下颌骨新鲜拔牙创即刻植入种植体的近中形成3mm×3mm×5mm骨缺损区，按自身同期对照研究设计，实验侧骨缺损区上覆盖可吸收性胶原膜，对侧不作覆盖为空白对照，术后1，2，4，6个月分别取标本，采用大体观察、X线摄片、组织学观察等方法检测缺损区骨组织再生的情况。结果：实验组种植体周围骨缺损区较空白对照组新骨形成量多、外形好、骨成熟时间早，加速了骨组织的再生过程。结论：可吸收性胶原膜具有良好的生物相容性和可降解性，可用作骨组织引导再生膜，以期促进骨缺损的再生修复。

关键词 可吸收性胶原膜引导骨再生即刻种植

Experimental Study of the Bioresorbable Collagen Membrane Used for Guided Bone Regeneration Around Dental Implants

Fei Wei, Yang Xiaomin ,Li Zheng, et al

Department of Oral and Maxillofacial Surgery, Sichuan Medical Science.Sichuan Provincial People’s Hospital

Abstract

Objective: To investigate the effects of using guided bone regeneration technique with an bioresorbable collagen membrane for the repair of bone defects around dental implants. Methods: In 16 mongrel dogs, pure titanium implants were immediately implanted in mandibles after extraction of the mandibular third and forth premolars both sides, in which standard bone defects of 3mm×3mm×5mm were created at the mesial side of the implants. The defects on right side were covered with bioresorbable collagen membrane, the left side was uncovered as control. The dogs were sacrificed 1, 2, 4, 6 months postoperatively, the specimens were removed and studied by gross observation, X-ray radiograph and histological examination. Results: The quantity and quality of new bone formation in experimental group which bone defects covered with Co membrane were much better than the control group. Conclusion: With the biodegradable property and excellent biocompatibility, Co membrane can be used for guided bone regeneration to promote the bone repair progress.

Key words: bioresorbable collagen membrane guided bone regeneration immediate implantation

常规牙种植手术一般在拔牙后3～6个月牙槽嵴吸收改建趋于稳定、牙槽嵴形态良好的状况下进行，然而，随着人们美观要求的不断提高及现代口腔种植技术的不断发展与完善，即刻种植技术成为当前的研究热点。在即刻种植中，种植体植入早期周围骨缺损区的存在是影响种植体获得良好骨性结合的主要原因^[1]。本研究采用引导骨组织再生（guided bone regeneration, GBR）技术，旨在通过动物实验评价可吸收性胶原膜引导即刻植入种植体周围骨组织再生的效果，为其进一步的临床应用提供依据。

1 材料和方法

1.1 实验材料

种植体及种植机：CDIC^TM纯钛锥状螺纹种植体，型号SGN3012；CDIC－Ⅲ型牙种植机及其专用相应配套器械。

可吸收性胶原膜：BME-10X医用组织引导再生膜/医用胶原膜，简称Co膜，由中国医学科学院生物医学工程研究所研制。

医用生物蛋白胶：中外合资广州倍特生物技术有限公司生产，其粘合力10min为201g/cm²，30min为287 g/cm²。

1.2 动物分组

四川省医学科学院四川省人民医院动物实验中心提供的16只健康成年杂种狗，体重15～20kg，雌雄不限，检查无明显口腔疾患，随机分为4组，每组4只。按自身同期对照研究设计原则，每组动物右侧拔牙创种植体即刻植入后近中骨缺损区覆盖Co膜作实验组，左侧骨缺损区则不覆盖作空白对照组。

1.3 实验方法

以3％戊巴比妥钠30mg/kg行腹腔内麻醉，常规消毒铺巾，拔除双侧下颌第3、4前磨牙，术中尽量减少对牙槽骨的损伤。参照国内卢丙仑等^[2]建立的即刻种植动物模型，于3、4前磨牙远中根近中区适当去骨，用相应型号种植钻在远中根拔牙窝内制备相应的种植床，加深拔牙创3～4mm，转速控制在1,200r/min以下，术中用生理盐水降温。立即植入CDIC^TM纯钛锥状螺纹种植体，并在种植体植入后其近中形成3mm×3mm×5mm骨缺损区。适当修剪Co膜，使之完全覆盖骨缺损区并超过牙槽骨缘2~3mm，Co膜与骨缘之间以生物蛋白胶粘合封闭，潜行剥离颊舌侧粘骨膜瓣，褥式加间断严密缝合辅以固定。术后肌注青霉素80万单位，3d，每日两次预防感染。分别于术后1，2，4，6月各处死一组动物，动物处死前一周按50mg/kg肌注四环素，完整摘取下颌骨作大体观察及X线记录。

每组4个标本，其中1个新鲜标本用作生物力学测定，另外三个标本用金刚砂片距种植体两侧3～5mm切开，制成包绕种植体的长方形标本。其一用10％中性甲醛溶液固定，常规脱钙后取出种植体，石蜡包埋，沿骨长轴切片，HE染色，光镜下观察并记录；其一用2.5％戊二醛固定，其一用95％乙醇固定，备用。

2 结果

2.1 大体标本观察

所有创口Ⅰ期愈合，无1例发生术后感染或排异反应。实验组术后1月， Co膜尚较为完整，与深面组织稍有粘连，缺损区有新骨样组织形成，包埋部分种植体。术后2月～4月，Co膜逐渐吸收变薄甚或消失，缺损区大部分为新生骨组织充填。术后6月，Co膜已吸收消失，缺损区完全为新生骨组织充填，与种植体结合紧密；空白对照组术后1月，缺损区粘膜稍显内陷，其内主要为纤维结缔组织充填。术后2月，缺损区底部有新骨组织形成，近牙槽嵴顶主要为纤维结缔组织。术后4月～6月，缺损区逐渐为新骨组织充填，近牙槽嵴顶仍可见部分纤维结缔组织。

2.2 X线观察

术后1月，实验组缺损区底部有密度稍低的新骨生成，近牙槽嵴顶见有新生骨组织自宿主骨侧向内生长，与种植体之间可见密度较低的透光区。而空白对照组缺损区呈较为明显透光区，仅见少量新骨自宿主骨侧生长（图1）；术后2月～4月，实验组缺损区底部及顶部新骨生长量增多，与种植体之间隐约可见透光区，新生骨密度低于周围宿主骨。空白对照组底部及顶部新骨生成量亦明显增加，近牙槽嵴顶部可见较为明显透光区；术后6月，实验组种植体近中骨缺损区完全为新生骨组织充填，骨小梁排列方向与周围宿主骨一致，密度接近宿主骨，两者之间未见明显分界线。空白对照组缺损区大部分为新骨组织充填，种植体近牙槽嵴顶部仍可见较窄的透光区（图2）。

2.3 组织学观察

实验组术后1月，新骨沿牙槽窝骨壁边缘向缺损区中心方向生长，新生骨小梁较为粗壮，彼此连接呈网状（图3）。术后2～4月，缺损区新生骨组织量逐渐增多，由下至上逐渐充填骨缺损区，主要为编织状骨，底部编织状新骨开始改建为板层状骨，并与种植体紧密接触。术后6月，骨缺损区为成熟板层状骨修复，可见哈佛氏系统，骨小梁内为大量骨陷窝，周围有少量成骨细胞，与种植体呈完全骨性结合（图4）；空白对照组术后1月，缺损区主要为纤维结缔组织充填，其间可见稀疏细条状的骨小梁。术后2～4月，缺损区新生骨小梁逐渐增多，变粗，彼此连接呈网状或片状，内含大量骨髓组织。术后6月，缺损区主要为编织骨修复，骨小梁周边可见成骨细胞，近牙槽嵴顶部见有少量结缔组织（图5）。

3 讨论

种植区骨量不足降低了种植修复的成功率，限制了种植义齿的适用范围，是种植外科医师所面临的主要难题。人们相继应用多种骨移植材料和技术来修复种植体周围骨缺损，以恢复牙槽骨的高度和丰满度，提高种植修复的远期成功率并获得理想的美学效果。其中引导骨组织再生技术的应用愈来愈受到重视，成为修复各种类型骨缺损的常规治疗手段^[3]。引导骨组织再生技术的基本原理是：将膜置于软组织与骨缺损之间建立生物屏障，阻止干扰骨形成且迁移速率较快的龈结缔组织细胞和上皮细胞进入而允许有潜在再生能力、迁移速率较慢的骨细胞优先进入骨缺损区，优势生长，同时保护血凝块，减缓覆盖组织的压力，实现缺损区骨组织的再生修复。自20世纪80年代末期Dahlin等首次将引导骨组织再生技术引入口腔种植学，其后大量研究表明，以聚四氟乙烯膜为代表的不可吸收性膜需二次手术取出，增加了患者的痛苦，同时易发生感染及膜暴露，导致新生骨量下降。而以胶原膜为代表的可吸收性膜由于其自身的可吸收性，无需二次手术取出，极大减轻了患者的痛苦而倍受国内外学者推崇^[4-7]。

本研究所采用的医用生物胶原膜主要由牛腱中提取的Ⅰ型胶原构成，具有双层结构，外层致密，面向软组织，可防止纤维结缔组织细胞过早进入骨缺损区，内层粗糙多孔，面向骨缺损区，可稳定血凝块，为成骨细胞的粘附和骨的沉积提供支架，从而引导骨组织再生。本研究大体标本观察发现，Co膜术后1月尚较完整，其下有新骨样组织生成，术后2～4月，Co膜逐渐吸收变薄甚或消失，缺损区大部分为新生骨组织充填，术后6月，Co膜已完全吸收消失。整个观察期内组织学检测未发现明显炎性反应，表明本研究所采用的医用生物胶原膜具有良好的生物相容性和可吸收性。然而，该膜吸湿后变软，单独使用易发生移位或塌陷。有研究显示膜的固定为新骨组织的再生提供稳定的环境，其微小的移动将会影响骨再生的效果，因此膜早期的固定至关重要^[8]。本研究中我们采用了粘合固定和缝合固定两种方式对Co膜进行固定，术后无一例发生膜暴露或感染，固定效果良好。医用生物蛋白胶的主要成分是纤维蛋白粘合剂（fibrin adhesive, FS），具有封闭剂和粘合剂或塑形剂的作用^[9]。本实验对杂交成年家犬拔牙后行即刻种植体植入，并于植入种植体近中形成3mm×3mm×5mm骨缺损区，采用Co膜覆盖和空白对照处理，X线观察发现术后1月，实验组缺损区底部见密度稍低的新骨生成，近牙槽嵴顶有新生骨组织自宿主骨向内生长，与种植体之间可见密度较低的透光区。而空白对照组缺损区呈明显透光区，仅见少量新骨自宿主骨侧生长。随时间推移，两组缺损区底部及顶部新骨生长量逐渐增多。至术后6月，实验组缺损区完全为新生骨组织充填，骨小梁排列方向与周围宿主骨一致，密度接近宿主骨，而空白对照组缺损区大部分为新骨组织充填，种植体近牙槽嵴顶部仍可见较窄的透光区。组织学观察显示，实验组术后1月，缺损区新骨沿牙槽窝骨壁边缘向中心方向生长，由下至上充填骨缺损区。术后6月，骨缺损区为成熟板层状骨修复，与种植体呈完全骨性结合。而空白对照组术后6月，缺损区主要为编织骨修复，近牙槽嵴顶部见有少量结缔组织。本实验研究结果初步表明，可吸收性胶原膜具有良好的生物相容性和可降解性，Co膜覆盖组比空白对照组新骨形成量多、外形好、骨成熟时间早，Co膜可用作骨组织引导再生膜，以期加速促进即刻植入种植体周围骨缺损的再生修复。