上颌窦底外提升术中骨移植材料研究进展

汤正婷 倪 晨 孟凡文

苏州大学附属口腔医院种植科，江苏苏州 215031

牙齿缺失后，由于炎症愈合、上颌窦气化以及缺乏咀嚼刺激等原因，上颌后牙区的牙槽嵴常出现萎缩，表现为牙槽嵴高度不足。当剩余牙槽嵴高度＜5 mm时，需采取经侧壁上颌窦底提升术（lateral sinus floor elevation，LSFE，又称上颌窦底外提升术）的方式增加牙槽嵴高度[1]。1980年，Boyne等[2]首次报道了应用自体骨行上颌窦底外提升术的详细的外科步骤。随后，Tatum[3]采用类似的方法进行侧壁开窗并植入自体松质骨颗粒。20世纪90年代初，异种骨替代材料开始应用于上颌窦底外提升手术。目前，应用于上颌窦底外提升术的骨移植材料主要有自体骨（autogenous bone）、同种异体骨（allogeneic bone）、异种骨（xenogenic bone）以及人工合成骨材料（alloplastic materials）。此外，一些组织工程材料也逐渐应用于上颌窦骨增量手术。本文将对目前应用于上颌窦底外提升术的骨移植材料作一综述。

1 自体骨

自体骨来源于患者本人，含有成骨细胞和多种生长因子，兼有成骨性、骨诱导性以及骨传导性，且无免疫反应。因此，自体骨被认为是骨移植材料的金标准[4]，与其他骨替代材料相比，自体骨产生新骨的能力更佳[5]。但是，单纯应用自体骨作为骨移植材料也存在一定的弊端。上颌窦底外提升术中所需提升的骨量较大，自体骨的来源有限，其获取必然需要开辟第二术区，患者有时难以接受。相应的手术时长、手术难度和术后并发症的风险都将增加。此外，所移植的自体骨可能出现快速的不可预测的吸收，导致延期种植手术时窦嵴距仍然不足，可能需要二次植骨。Gerressen等[6]报道了11例利用髂嵴自体骨进行上颌窦底外提升手术的患者，3个月后呈现了38.9%体积的移植物吸收。采用颗粒状的自体骨进行上颌窦底外提升术比使用块状骨更易产生较多体积的骨吸收[7]。

2 同种异体骨

目前市面上应用的同种异体骨主要是尸源性的脱钙冻干骨（decalcified freeze-dried bone allograft，DFDBA）。DFDBA具有较好的骨传导性。因其在加工过程中仍保留了一定的生长因子蛋白，如骨形成蛋白（bone morphogenic proteins，BMPs）等，又具有一定的骨诱导性[8]。但研究表明BMPs在人类50岁后会大量减少[9]，因此DFDBA的骨诱导性受供体年龄影响较大。此外，DFDBA颗粒的结构强度较低[10]，因此在上颌窦底外提升手术中，许多术者倾向于在使用DFDBA的同时混和脱蛋白小牛骨（deproteinized bovine bone，DBB）等材料以增加所移植材料的抗压强度，提升其在上颌窦内的空间稳定性。与自体骨一样，同种异体骨也属于短期骨替代材料。Karabuda等[11]研究称上颌窦底外提升术后6个月时DFDBA体积占比为10%～15%，其吸收速率明显较DBB快。Scarano等[5]研究发现，经过6个月的愈合期，远离原有骨面的DFDBA颗粒周围的新骨形成情况不佳。此外，人类上颌窦解剖结构特殊，种植体负载后亦存在再气化的可能，许多学者不建议将DFDBA单独应用于上颌窦底外提升术中。

3 异种骨

异种骨移植材料主要为脱蛋白小牛骨，通常通过物理或化学方法去除牛骨的抗原成分，形成多孔隙的支架结构。现今，国内外应用最为广泛的商品型异种骨材料为Bio-Oss®（瑞士）。Bio-Oss®颗粒的生物相容性及骨传导性良好，植入颗粒周围无炎症反应，与骨组织之间无其他成分，呈现紧密连接的状态[5]。研究认为，DBB的吸收改建速率较为缓慢，有报道称上颌窦底外提升术11年后仍可从骨组织中检出未吸收的DBB颗粒[12]。由于吸收速率缓慢这一特点，DBB抗鼻窦压力的能力相较于自体骨和冻干骨更强，更有助于维持成骨空间。有报道称其植入上颌窦内180 d后的体积吸收量为16.8%[13]。另有上颌窦底外提术后6个月的组织学研究结果显示，植骨区域新骨体积占比为（32.9±0.5）%，剩余DBB占比为（32.8±2.1）%，骨髓腔间隙占比为（36.4±2.3）%[14]。DBB在骨组织内完全吸收转归的时限尚不得而知，但综合目前的研究可以认定，DBB单独应用于上颌窦底外提升术的愈合时间应至少长于6个月，甚至延长至9个月[15]。

4 人工合成骨材料

人工合成羟基磷灰石（hydroxyapatite，HA）与人骨组织的无机成分类似，作为成骨支架材料具有良好的生物相容性。Scarano等[5]探究不同骨替代材料植入上颌窦内6个月时的组织学表现，结果表明HA组的新骨占比为（32.0±2.5）%，DBB组为（39.0±1.6）%。但是人工合成HA在人体组织中呈现非常少量的吸收，甚至不吸收的状态[16]，这一特性限制了人工合成HA在上颌窦手术中的应用。β-磷 酸 三 钙（β-tricalcium phosphate，β-TCP）是一种新型细胞降解型植骨材料，在组织内降解释放的钙和磷可参与新骨的形成。Okuda等[17]实验发现β-TCP在日本白兔股骨内完全降解的时间约为24周，表现出较为出色的骨骼再生能力和体积稳定性[18]。双相磷酸钙（biphasic calcium phosphat，BCP）是由难溶的HA和易溶的TCP按照一定比例制备形成的复合材料，具有良好的骨传导性，可降解，且其机械强度足够机体在非承重条件下进行骨骼重建[19]。通过改变HA/TCP比例，可以调整BCP的机械性能和生物学性能。Cordaro等[20]学者比较了Straumann®BoneCeramic（60%的HA与40%的β-TCP复合的BCP）和Bio-Oss®应用于上颌窦底外提升术后6～8个月的结果，发现二者有着相似的组织学表现，认为二者皆可用作上颌窦底外提升术的骨替代材料。

5 组织工程技术

富血小板纤维蛋白（platelet-rich fibrin，PRF）和浓缩生长因子（concentrate growth factors，CGF）是自体静脉血经不同速度离心后制取的纤维蛋白。PRF/CGF中含有诸多骨再生相关生长因子，可促进局部软组织愈合，减少术后反应，降低感染率[21]，还可用作修复窦膜穿孔的材料[22]。虽然PRF/CGF中含有诸多骨再生相关生长因子，但目前许多研究表示其诱导成骨效果不佳[23]。这可能是因为PRF/CGF无法实现多种生长因子的缓慢释放以及有序释放。目前国内外商品化的生长因子骨修复材料大多以胶原为载体，生长因子控制释放技术仍未成熟，因此可能产生骨异位增生、骨溶解等并发症[24]。Zhang等[25]利用兔的上颌窦进行成骨方面研究，认为丝水凝胶可以缓慢释放生长因子，诱导上颌窦成骨。与此同时，有学者利用携带BMP-2基因的腺病毒转染骨髓间充质干细胞（bone mesenchymal stem cells，bMSCs），再与支架材料复合，联合Bio-Oss®应用于犬上颌窦，研究结果表示实验组的成骨效果优于单独使用Bio-Oss®组[26]。bMSCs的来源少，取材难，增殖代价较高，多种细胞共培养更是具有复杂性，更加深入的研究仍在进行当中。

6 小结

综上所述，尽管自体骨可能吸收较快，但其具有其他骨替代材料无法比拟的特性，许多术者仍倾向于术中尽可能收集一些自体骨，联合其他低吸收率的材料应用于上颌窦底外提升术。DBB较人工合成陶瓷类骨替代材料具有更加多孔的物理结构，常与自体骨混合应用于上颌窦底外提升术。现如今，如何改善移植材料的骨诱导性是上颌窦内成骨的热点议题。PRF/CGF的成骨作用不足，一些生长因子类骨修复材料的成骨效果仍待高效力研究报道的证实。此类材料的突破仍依赖于合适的缓释系统的研究。