1、目的：為了明確膜引導骨再生技術在頜骨修復中的成骨機制和愈合過程，我們設計了應用自體顆粒骨移植，以復合骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2的膠原膜覆蓋移植創(chuàng)面，修復下頜骨部分缺損的動物實驗模型與成骨指標檢測。通過動物實驗了解復合膠原膜引導自體顆粒骨的成骨機制和檢驗成骨效果，尋求一種操作簡便、行之有效的頜骨部分缺損修復的臨床治療方法。 動物實驗部分： 實驗一 大體標本、X線檢查和組織學檢測 大體標本及X線觀察：術后2周時缺損清晰可見，

2、顆粒骨移植側形成薄層骨痂，X線表現(xiàn)為缺損處骨密度低，質(zhì)不均；對照組缺損明顯，與原缺損基本一致。在4周實驗組的標本上，近遠中向及頰舌側可見缺損處由新生骨充滿，骨皮質(zhì)白線模糊不清。而對照組的標本亦可見周圍有新骨形成，但骨小梁尚不清楚。新生骨與復合骨生長刺激因子的膠原膜緊密接觸，已開始向缺損中心方向生長，尚未完全覆蓋下頜骨缺損。二者相比，植入與未植入復合骨生長刺激因子的膠原膜其骨生長速度有明顯不同。實驗組骨密度高于對照組、且速度快，但新生骨的

3、密度均低于原骨質(zhì)。對照組缺損明顯，但較術后2周標本略有縮小。術后8周時兩側新生成骨質(zhì)地孥硬、表面凹凸不平，實驗組X線表現(xiàn)為缺損處骨質(zhì)增生，密度均勻升高并有不規(guī)則骨紋理，下頜骨皮質(zhì)連續(xù)，骨密度略低于玤常；但對照側缺損較實驗側略大，骨皮質(zhì)不連續(xù)。實驗組12周后的標本可見遠中新生骨的密度和骨小梁排列方向接近于原骨質(zhì)，復合骨生長刺激因子的膠原膜完全吸收，膜近缺損側可見新生骨痂覆蓋，靠缺損中心部分密度與周邊接近，近缺損邊緣的部分密度幾乎于正常骨一

4、致。對照組的標本其新生骨量不如實驗組，且密度亦低于實驗組，有一標本近邊緣未見明顯骨生長，僅見邊緣毛糙。實驗組24周后的標本無論復合骨生長刺激因子的膠原膜近遠中、中心及邊緣均可見新生骨的密度和骨小梁排列的方向與原骨質(zhì)一致。而對照組除少數(shù)標本近缺損中心部骨質(zhì)密度略低于實驗組外，余無明顯差別。 HE染色鏡檢：實驗組術后2周時表現(xiàn)為纖維組織填充，問質(zhì)細胞增生，毛細血管增生長入缺損內(nèi)，缺損兩端成骨細胞增殖、形成薄層骨痂，可見殘留顆粒骨包裹

5、，周圍可見破骨細胞，但異物反應較輕，可見少量巨噬細胞，新生骨小梁呈網(wǎng)狀；術后4周時的標本可見復合骨生長刺激因子的膠原膜呈淺灰白色，未見明顯吸收，膜內(nèi)側可見新生骨，尤以缺損與膠原膜之間隙可見大量新生的骨小梁，但排列紊亂，可見膠原纖維穿插其中，數(shù)量減少，炎癥反應明顯，有大量淋巴細胞、漿細胞浸潤，尤以近缺損中心明顯；術后8周時骨小梁排列結構也大量恢復呈編織骨，骨小梁形成的編織骨已逐漸向板層骨過渡，部分髓腔貫通，其中可見大量髓細胞和脂肪細胞，基

6、本沒有殘留顆粒骨和炎癥反應；術后12周時幾乎不見復合骨生長刺激因子的膠原膜殘余，骨質(zhì)成熟呈板狀骨，骨質(zhì)較厚為片狀，骨陷窩大量分布其中，未發(fā)現(xiàn)殘留顆粒骨。24周的標本可見新生骨已成熟，已改建為板狀骨，與受骨床無區(qū)別。而對照組術后2、4周時相仿，鏡下可見大量肉芽組織和疤痕修復，亦可見肌肉纖維嵌入其中，缺損內(nèi)細胞玻璃樣變，炎癥反應重；術后8周時仍可見大量炎癥反應，新生骨小梁數(shù)量少，分布分散。術后12周時仍可見肌肉組織嵌入骨缺損內(nèi)，新生骨質(zhì)薄。

7、24周時除近中心部外，其它與實驗組無明顯差別。 實驗二 超微結構觀察掃描電鏡觀察： 1、實驗組2周標本：缺損區(qū)內(nèi)有大量低電子密度的新生纖維組織，膠原纖維排列基本按缺損方向走行，并與兩端原骨組織界線明顯。基質(zhì)中有大量表現(xiàn)為高密度影像的點狀、小團塊狀及絮狀鈣鹽沉積。 2、實驗組4周標本：新生骨質(zhì)區(qū)電子密度增高，纖維成份明顯減少，骨基質(zhì)鈣化程度提高，晶體沉積物粗大致密，呈短棒狀、大團塊狀，成骨細胞數(shù)量增多，有較長突起，

8、彼此相連呈網(wǎng)狀，尚見較多紅細胞，缺損間隙逐漸變窄形成多孔較疏松的新骨組織，但缺損區(qū)新生骨和原骨交接處的密度差異仍較大，正常骨組織與新生組織之間開始有纖維連接；新生疏松的編織骨占據(jù)絕大部分空間，新生骨小梁形成，新骨超微結構呈“蜂窩狀”。 3、實驗組8周標本：骨小梁鈣化程度繼續(xù)升高，缺損區(qū)充滿成熟的骨組織，新生骨組織由多孔疏松的結構向致密性結構轉(zhuǎn)化，呈板層狀，且排列出現(xiàn)一定方向性，出現(xiàn)哈佛氏系統(tǒng)，有少量成熟骨細胞埋于陷窩中，缺損區(qū)和

9、原有骨組織骨密度相近，界線不清，新原骨組織基本上融為一體產(chǎn)生骨性結合，髓腔相通。24周時實驗與對照組無明顯差別。 實驗三 成骨的定量檢測 1.骨密度檢測和統(tǒng)計學分析：所有檢測指標以(x±s)表示，采用隨機區(qū)組設計的析因方差分析。結果顯示，實驗組和對照組間差異有顯著性意義(F=30.835，P=0.000)；不同時間之間差異有顯著性意義(F=252.3775，P=0.000)；組別和時間之間有交互作用(F=23.842，P

10、=0.000)。結果顯示應用復合骨形態(tài)發(fā)生蛋白2的膠原膜引導自體顆粒骨移植修復下頜骨缺損可以促進成骨，效果良好。 2.術后4周實驗組骨密度是19.902±1.313，對照組骨密度是16.512±1.002；術后12周實驗組近中心部骨密度是21.536±1.176，對照組骨密度是21.051±1.650；術后12周實驗組其他部骨密度是22.226±1.946，對照組骨密度是21.878±0.936；術后24周實驗組骨密度是24.2

11、75±1.633，對照組骨密度是24.429±1.597；配對t檢驗結果顯示4周時差異有顯著性(P=0.000)。12周時近中心部的差異具有統(tǒng)計學意義(P=0.028)，12周其他部骨密度(P=0.437)及24周骨密度(P=0.711)的差異無顯著性，無統(tǒng)計學意義。 3.各組內(nèi)不同劇之間的比較經(jīng)單因素方差分析，結果顯示均有顯著性意義(P均=0.000)。表咧各時間點間成骨不同。 4.骨密度檢測12刷時近中心部與其他部進

12、行比較，經(jīng)配對t檢驗，結果顯示，實驗組二者間差異無顯著性意義(t=1.533，P=0.138)；對照組二者問差異有顯著性意義(t=2.358，P=0.027)。表明實驗組12周時新生骨已成熟，缺損中心部及其他部均有新骨形成包繞，實驗組與對照組成骨無差別。而對照組近中心與其他部差異有顯著性，具有統(tǒng)計學意義，表明缺損區(qū)間成骨不同。 5.骨組織形態(tài)染色切片鏡檢。 Masson-Goldner三色法染色切片鏡檢：染色后，應用普通

13、電子顯微鏡觀察，骨質(zhì)為綠色，邊緣可見未礦化的類骨質(zhì)染為紅色，骨細胞位于骨小梁中，胞漿紅染，胞核染為灰藍色。實驗組鏡下觀察骨質(zhì)豐富，骨小梁分布廣泛，形態(tài)好，骨細胞大量分布在骨小梁之間；而對照組仍可見多量類骨質(zhì)成分，骨小梁分布較稀疏，骨細胞較少。 Von Kossa染色切片鏡檢：在熒光顯微鏡下觀察，沉積在骨表面的四環(huán)素熒光呈黃色，沉積在骨表面的鈣黃綠素呈綠色，在兩條熒光帶之間為標記的骨質(zhì)礦化沉積，表明了骨質(zhì)礦化沉積的速率。半自動圖像數(shù)字化分

14、析儀分析實驗組的沉積率高于對照組。 臨床應用部分： 實驗四 臨床顱頜面骨缺損修復重建中的三維螺旋CT的輔助指導作用 采用64排螺旋CT對下頜骨缺損和先天性下頜骨發(fā)育不良患者以0.65mm層厚進行橫掃，所得CT資料經(jīng)由聯(lián)機圖像工作站采用表面投影顯示法將其重建為顱面三維影像。通過對三維影像分析得出診斷和治療方案，進行術前設計和術后比對。 實驗五 應用膜引導骨再生技術引導自體顆粒骨修復顱頜面骨缺損的臨床應用

15、 7例手術均獲得成功，術后無傷口感染，傷口均Ⅰ期愈合，雙側對稱性較術前有明顯改善，面部輪廓外形良好。隨訪1個月至6個月，行三維螺旋CT重建檢查，顯示均出現(xiàn)骨愈合，有少量骨吸收，無脫鈣及壞死現(xiàn)象，缺損修補區(qū)變硬，堅實如健側，所有患者對治療結果滿意。 結論： 一、通過成骨指標檢測證實應用復合膜引導骨再生技術引導自體顆粒骨修復下頜骨部分缺損成骨效果可靠，愈合時間縮短。本實驗采用由中國醫(yī)學科學院生物醫(yī)學工程研究所研制的BME

16、-10X膠原膜，復合r11BMP-2后，具有組織相容性，可吸收性、促組織再生能力。組織引導再生術的機理，主要是通過阻止軟組織長入缺損內(nèi)，維持缺損空間，有利于成骨細胞及其它骨修復細胞的活動。通過旁分泌及內(nèi)分泌機制產(chǎn)生的促骨生成因子在骨形成區(qū)域內(nèi)濃聚而達到骨愈合的目的是當骨缺損較大及局部成骨能力較弱時，單純使用膜屏障常顯不足。將骨形態(tài)發(fā)生蛋白與生物可吸收性促骨生成膜(膠原膜)相復合，既阻止了軟組織的長入，又增加了局部成骨生長因子的濃度，從而

17、加速骨愈合，并在一定程度上彌補了膠原膜吸收速度過快的不足。自體顆粒骨移植后經(jīng)歷了吸收、血管及其周圍組織長入，新生骨從缺損斷端逐漸向內(nèi)生長替代移植顆粒骨的過程，屬于典型的爬行替代。骨愈合發(fā)生的主要機理是骨傳導，同時兼有骨誘導及骨形成，成骨方式是膜性化骨。 二、通過骨組織形態(tài)計量學指標檢測證實了應用復合膜引導骨再生技術引導自體顆粒骨修復下頜骨部分缺損效果良好，定量、形象地描述了在成骨愈合過程中新骨組織細微形態(tài)學的動態(tài)變化。