MGBR結(jié)合多肽生長(zhǎng)因子修復(fù)顱面骨缺損

1、    MGBR結(jié)合多肽生長(zhǎng)因子修復(fù)顱面骨缺損        中分類(lèi)號(hào)：R782.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1005-4979(2000)04-0342-03 MGBR AND POLYPEPTIDE GROWTH FACTOR USED IN CRANIOFACIAL BONE DEFECT CONSTRUCTION膜引導(dǎo)性骨再生(membrane guided bone regeneration,MGBR)是近10年出現(xiàn)的一個(gè)新的生物學(xué)概念，是生物材料學(xué)與臨床治療學(xué)有機(jī)結(jié)

2、合的產(chǎn)物。MGBR利用生物相容性良好的膜材料植入骨缺損周?chē)?，隔絕、保護(hù)骨缺損，引導(dǎo)、調(diào)動(dòng)組織自身的愈合能力，通過(guò)骨組織再生來(lái)修復(fù)缺損，屬于一種再生性治療技術(shù)，克服了傳統(tǒng)的因游離或血管化植骨而致供區(qū)人為創(chuàng)傷的缺點(diǎn)，為骨缺損修復(fù)開(kāi)辟出一條全新途徑。目前，各國(guó)學(xué)者相繼開(kāi)展MGBR研究，尤其是在顱面部扁平骨缺損修復(fù)方面15。現(xiàn)對(duì)此作一綜述，著重討論MGBR機(jī)制及結(jié)合多肽生長(zhǎng)因子的應(yīng)用。1MGBR的機(jī)制Nyman6首先在牙周組織瓣下與牙根之間放置半透膜，在膜與牙根、牙槽骨間形成一個(gè)間隙，以重建牙周附著。這一組織再生過(guò)程被稱為引導(dǎo)性組織再生(guided tissue regeneration,GTR)。

3、Minabe7發(fā)現(xiàn)在幾乎所有GTR實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)側(cè)新骨形成明顯多于對(duì)照側(cè)。雖然GTR伴隨了骨再生現(xiàn)象，但與MGBR有明顯不同：GTR中牙周韌帶細(xì)胞及結(jié)締組織、牙槽骨及牙骨質(zhì)均參與再生修復(fù)過(guò)程，而MGBR僅為缺損處骨創(chuàng)面組織再生。Dahlin1認(rèn)為，在骨缺損周?chē)C(jī)械性屏障，阻隔骨組織周?chē)睦w維結(jié)締組織向骨缺損區(qū)生長(zhǎng)，可使生長(zhǎng)速度較慢的有成骨潛能的細(xì)胞獲得充分空間和時(shí)間來(lái)形成骨性連接。在鼠下頜骨造成一直徑5mm圓形穿透性骨缺損，用聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)置于缺損內(nèi)、外側(cè)的骨膜下。術(shù)后3周，實(shí)驗(yàn)組缺損區(qū)已有骨再生現(xiàn)象，6周時(shí)出現(xiàn)骨性愈合，而對(duì)照組至術(shù)后

4、22周仍僅有少量骨再生。Becker2用膠原膜修復(fù)豬上頜竇壁骨缺損，兩層膜間襯一小塊有一定厚度(分別為0.5cm×0.05cm×0.5cm,1cm×1cm×0.5cm)的羥磷灰石(HA)塊，結(jié)果發(fā)現(xiàn)新生骨厚度與所植入的HA塊厚度呈正相關(guān)，小HA塊組為6.0mm，大HA塊組為9.8mm，而對(duì)側(cè)正常竇壁僅厚0.7mm，說(shuō)明MGBR可人為控制新生骨的形和量。Dahlin3的另一組實(shí)驗(yàn)也證明骨內(nèi)膜及骨髓來(lái)源的有成骨潛能的細(xì)胞可滿足骨缺損的修復(fù)。Piattelli8發(fā)現(xiàn)膨化聚四氟乙烯膜(expanded polytetrafluoroethylene，e-PTFE

5、)植入3周后，膜上爬滿細(xì)胞和骨樣組織，成骨細(xì)胞堿性磷酸酶(ALP)反應(yīng)呈陽(yáng)性，9周時(shí)見(jiàn)較多骨組織自膜周邊向中心部排列。此現(xiàn)象表明e-PTFE膜有骨傳導(dǎo)作用。張永剛等9在膠原膜管治療兔橈骨10mm缺損實(shí)驗(yàn)中觀察到實(shí)驗(yàn)組BMP、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-(transforming growth factor-,TGF-)、堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)組化染色深度顯著高于對(duì)照組，證明MGBR能收集、濃縮成骨誘導(dǎo)因子，防止其擴(kuò)散、丟失，同時(shí)發(fā)現(xiàn)膠原膜降解后仍有骨痂形成及骨重建現(xiàn)象。Lemperle4實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)有骨膜的下頜骨缺損模型，MGBR組骨再生

6、量最大，但去骨膜的顱骨缺損模型MGBR組卻不如自體松質(zhì)骨移植組成骨顯著。Schliephake5也觀察到單用PLA膜組并沒(méi)有明顯促進(jìn)骨再生。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)論的不一致提示MGBR修復(fù)骨臨界大小缺損10(critical size defect,CSD)的機(jī)理有待深入研究。有的實(shí)驗(yàn)中11發(fā)現(xiàn)從小型豬下頜骨4cm2骨創(chuàng)面再生出1.2cm新骨，故指出骨再生的長(zhǎng)度可能依賴于骨創(chuàng)面的面積。一般認(rèn)為，骨再生最大值取決于骨形成時(shí)的代謝平衡。MGBR在保護(hù)骨缺損同時(shí)，也阻隔了鄰近軟組織向創(chuàng)區(qū)生長(zhǎng)的毛細(xì)血管。尤其在較大的缺損區(qū)，膜中央?yún)^(qū)血管化最晚5，而且，血管周?chē)嬖谳^多有成骨潛能的細(xì)胞，故長(zhǎng)期局部缺血對(duì)新骨形成不利

7、。據(jù)此分析，MGBR在促骨再生同時(shí)，又存在一定的負(fù)面作用。Lemperle4觀察到毛細(xì)血管穿過(guò)鈦網(wǎng)的現(xiàn)象，并提出應(yīng)用大孔膜以容許周?chē)浗M織中未分化間充質(zhì)細(xì)胞和毛細(xì)血管滲透過(guò)誘導(dǎo)再生膜而進(jìn)入缺損區(qū)。另外，因骨膜有軟骨及骨母細(xì)胞，在適當(dāng)條件下可形成軟骨及骨12，因此，MGBR實(shí)驗(yàn)研究及臨床應(yīng)用中亦應(yīng)考慮骨膜的缺損情況。2促骨生成膜目前，常用的MGBR膜均由無(wú)毒、無(wú)免疫原性、有一定強(qiáng)度和韌性的生物相容性高分子聚合材料制備，依是否能在體內(nèi)降解分為非降解膜和可降解膜兩大類(lèi)。非降解膜主要有聚四氟乙烯膜(PTFE)、聚乙烯醇縮醛膜(PVAD)、硅酮膜(silicone)、微孔濾膜(millipore fil

8、ters)等。其中，PTFE是最常用的組織誘導(dǎo)再生膜，多被用來(lái)比較評(píng)價(jià)其他膜的MGBR作用。采用不同工藝可制備出普通的PTFE膜和膨化聚四氟乙烯膜(e-PTFE)。e-PTFE膜在電鏡下可見(jiàn)到0.45mm1，3，7的微孔結(jié)構(gòu)，可以阻隔組織細(xì)胞但允許體液及其中的生物因子滲透，故在實(shí)驗(yàn)及臨床研究中用得最多?？山到饽ぶ饕侨樗帷⒘u基乙酸的聚合物(聚乳酸polylactic acid,PLA；聚羥基乙酸polyglycolic acid,PGA；及PLA、PGA復(fù)合物PLA/PGA)或兩者的共聚物(poly (glycolic acid-colactic acid,PGLA)，以及膠原膜等，均可在體內(nèi)

9、逐漸緩慢降解為對(duì)受體無(wú)損害的CO2、水或少量含氮化合物?？山到饽さ臋C(jī)械強(qiáng)度、降解期因所用的材料、工藝不同而存在一定程度的差異?？偟膩?lái)說(shuō)，非降解膜在機(jī)械強(qiáng)度方面優(yōu)于可降解膜，后者中有的膜降解過(guò)快，尚不符合骨愈合的臨床要求，而非降解膜則存在需二次手術(shù)取出的不足。常用MGBR膜見(jiàn)附表。有學(xué)者探討了以脫鈣板層骨制備的骨誘導(dǎo)再生膜的應(yīng)用。但是，目前尚無(wú)一種膜既阻隔骨缺損區(qū)周?chē)能浗M織長(zhǎng)入缺損區(qū)，又對(duì)軟組織中有成骨潛能的未分化間充質(zhì)細(xì)胞及可促進(jìn)成骨的毛細(xì)血管具有選擇性通透作用。附表常用MGBR膜一鑒表 非降解膜可降解膜化學(xué)名商品名化學(xué)名商品名降解期聚四氟乙烯 (PTFE)Core-Tex聚乳酸(PLA)約

10、12個(gè)月聚乙烯醇縮醛(PVAD)Millipore聚羥基乙酸(PGA)Dexon812周硅酮(Silicone)Biobrane膠原68周3MGBR結(jié)合多肽生長(zhǎng)因子 成骨前體細(xì)胞長(zhǎng)入缺損區(qū)并形成新骨組織的過(guò)程，受一些促形態(tài)發(fā)生或促有絲分裂的細(xì)胞因子或生長(zhǎng)因子的內(nèi)分泌或旁分泌的調(diào)節(jié)。許多因子已經(jīng)被鑒定，并已從組織中提取或重組而用于臨床及實(shí)驗(yàn)研究。骨形成蛋白(BMP)可作用于間充質(zhì)細(xì)胞表面受體，誘導(dǎo)血管周?chē)捶只g充質(zhì)細(xì)胞或骨髓基質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為軟骨和骨細(xì)胞，具有誘導(dǎo)成骨活性，且廣泛存在于骨基質(zhì)中。Hedner13將e-PTFE膜與bBMP復(fù)合，實(shí)驗(yàn)結(jié)果未顯示bBMP與膜作用相加的效果。而將e-PTF

11、E膜與PLA/PGA-rhBMP-2復(fù)合物聯(lián)合應(yīng)用，卻見(jiàn)有很強(qiáng)的成骨能力14。兩次實(shí)驗(yàn)的不同結(jié)果似乎說(shuō)明將BMP復(fù)合到載體上再聯(lián)合應(yīng)用MGBR技術(shù)比直接復(fù)合到膜上更利于成骨。但Miki15用羥基乙酸乳酸共聚體(PGLA)復(fù)合BMP修復(fù)大鼠顱骨缺損，4周后骨缺損完全被新骨充填，而無(wú)BMP組缺損區(qū)被結(jié)締組織充填。bFGF在有絲分裂、血管形成和成骨細(xì)胞基因表達(dá)方面的重要作用，說(shuō)明其在骨組織再生修復(fù)中的重要地位。Wang16以透明質(zhì)酸鹽為載體的bFGF處理植骨塊后，加速了骨缺損區(qū)修復(fù)的爬行替代過(guò)程。有人5觀察了聚乳酸(polylactic acid,PLA)膜與bFGF聯(lián)合作用修復(fù)下頜骨缺損，卻未得到

12、預(yù)期中成骨增強(qiáng)的結(jié)果。Hedner17用e-PTFE膜覆蓋兔下頜骨缺損，并全身或局部給予生長(zhǎng)激素(growth hormone,GH)，發(fā)現(xiàn)均能提高新骨形成量，且成骨量與局部給予GH有明顯量效關(guān)系。有人發(fā)現(xiàn)骨再生時(shí)胰島素樣生長(zhǎng)因子1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)的量顯著增加18，應(yīng)用IGF-1能加速修復(fù)鼠顱骨或顴骨的缺損19，20。目前，對(duì)MGBR與多肽生長(zhǎng)因子聯(lián)合應(yīng)用的研究多是將生長(zhǎng)因子復(fù)合到載體上植入骨缺損區(qū)，再于其外側(cè)覆蓋膜，較少直接復(fù)合到膜上。理論上講，兩者聯(lián)合應(yīng)用后，成骨作用將協(xié)同增強(qiáng)，但既往的實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻不一致1320。可能是由于缺損區(qū)被載體

13、占據(jù)，影響了新生骨組織向該區(qū)的生長(zhǎng)。另外，生長(zhǎng)因子與載體復(fù)合時(shí)，其活性受到很大影響5。實(shí)驗(yàn)21顯示將bFGF復(fù)合到高熱處理的牛骨并置入人血清中37保存3h后，其活性僅為原來(lái)的15%。這可能是載體吸附緩釋、局部體液稀釋及溶解后迅速流失造成的。結(jié)語(yǔ)骨缺損是顱面外科常見(jiàn)病，已有許多治療方法，而對(duì)MGBR及多肽生長(zhǎng)因子的研究正成為熱點(diǎn)之一。Sailer22、Mustfafaev23分別用bBMP和誘導(dǎo)骨再生膜修復(fù)顱面骨缺損取得成功。但常用的PTFE膜不能降解，需二次手術(shù)取出，而可降解膜大多強(qiáng)度不夠，且降解較快，不足以維持缺損區(qū)空間。因此，進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)理想的膜材料及載體材料，根據(jù)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的原則聯(lián)合應(yīng)用

14、MGBR及多肽生長(zhǎng)因子以促進(jìn)骨再生，將在顱面骨缺損修復(fù)治療中有十分廣闊的應(yīng)用前景。作者單位：葛成(西安第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院頜面外科710032)何黎升(西安第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院頜面外科710032)參考文獻(xiàn)：1Dahlin C,Linde A,Gottlow J，et al.Healing of bone defects by guided tissue regenerationJ.Plast and Reconstr Surg,1988;81(5)：672-676.2Becker J,Neukam FW,Schilephake H.Restoration of the lateral s

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