自体牙骨粉的研究与应用进展

张丽娟 王晓飞，2

（1. 山西医科大学口腔医学院·口腔医院，太原 030001；2. 山西医科大学第一医院，太原 030001）

自体骨因具有良好的骨诱导及骨传导性，被认为是骨移植材料的金标准，其不足之处是来源受限且增加手术创伤及并发症。因此新的骨移植材料的研究逐渐成为热点。临床上人们将外伤牙去除牙周韧带再植后，发现牙根吸收并逐渐被骨组织替代，由此猜想牙齿是否可作为骨移植材料？自1967年Yeomans与Urist[1]首次发现兔的牙本质具有骨诱导性后，学者们就一直利用牙齿作为骨移植材料进行实验研究，2008年日本、韩国开发出自体牙骨粉（autogenous tooth bone graft material， AutoBT）。随后，牙齿作为植骨材料的临床报告陆续发表。本文就AutoBT成骨机制及相关影响因素、制备方法、临床应用等方面作一综述。

1 AutoBT成骨机制

牙齿同牙槽骨、颌骨都来源于胚胎期神经嵴细胞，虽然牙本质与骨组织结构不同，但两者生化成分含量相似，都为70%无机物、20%有机物及10%水。AutoBT的骨诱导性主要与牙本质基质中的骨形成蛋白（Bone MorphogeneticProteins，BMPs）有关，学者认为，BMPs作为骨诱导信号分子，以牙本质基质作为其缓释系统，不断释放BMPs，通过与基质中的生长因子结合而激发其活性，从而刺激骨缺损周围未分化的间充质细胞增殖并转化为软骨细胞和成骨细胞，进而形成新生骨组织[2]。除了 BMPs 外，牙本质中还含有其他多种生长因子，如胰岛素生长因子（GF-1ID）、骨形成蛋白 2（BMP-2）和转化生长因子（TGF-β）及牙本质中的非胶原蛋白，如骨钙素、骨结合素、磷酸化蛋白和唾液蛋白，也被证明与新骨生成和促进骨改建有关[3]。无机物中的羟基磷灰石为低晶体构造，具有良好的化学稳定性。研究表明，与高结晶相比，低结晶体骨引导能力更强；Kim等推断羟基磷灰石可作为支架引导成骨细胞沿其表面生长，同时可保护BMPs等其他生长因子及蛋白不易被吸收，为新骨形成提供有效的支撑[4]。Kim[5]等应用AuToBT诱导成骨，术后影像学显示其密度与正常牙槽骨相似，3个月后组织学显示植骨区与周围骨组织无明显区别。因此 AutoBT具有良好的骨诱导、骨形成和骨传导性，是一种有效的新型骨移植材料。

2 AuToBT制备方法

AuToBT是将废弃的牙齿做洁净处理，如去净牙髓、牙结石及表面肉芽组织、修复体等，经蒸馏水过滤清洗掉杂质，再行脱水、脱脂、半脱矿、冻干、环氧乙烷灭菌后可即刻用于临床或放于储存液中，成品的AuToBT可在室温下贮存5年以上。有学者将新鲜制备的和储存长达2年的AuToBT进行比较，发现两者的牙本质基质无明显变化，预估其可在液氮中保存10年以上[7]。

3 影响成骨的因素

3.1 处理方法

临床上，研究者们为了提高AuToBT成骨活性，消除感染等风险，采用多种方法对牙齿进行处理，如：脱矿、煅烧、煮沸、冷冻等[8]。其中煅烧、煮沸、冷冻等手段只能够消除部分牙齿的感染物质，对于其成骨能力提升并没有明显作用。而脱矿后的AuToBT，不但消除了牙本质中大部分矿物成分和免疫原性物质，而且保留大量的I型胶原和非胶原蛋白，且BMP-2的生物利用度比未经处理的有所提高[9]，成骨性能也明显改善。Tabatabae等人[10]对离体牙脱矿方法做了Mate分析， 确定EDTA、磷酸、盐酸、硝酸、氧化氢、乙醚和乙醇是牙体脱矿和牙本质小管暴露最常用的方法， 可以防止蛋白质变性， 有助于释放生长因子和和蛋白质， 促进牙本质的骨诱导作用。而在一定条件下，无论脱矿时间长短，硝酸溶液中的脱矿效率都高于盐酸溶液[11]。Inoue[12]等比较0.6 mol/L盐酸及9 mol/L柠檬酸脱矿的两种AuToBT诱导成骨性能，发现柠檬酸脱矿的牙本质基质在诱导软骨内表面成骨的效果要弱于盐酸。该差别可能是酸所导致的骨诱导环境和牙本质小管中的生物活性因子暴露程度不同所致，而不同类别的酸对于非胶原蛋白成骨活性的影响还值得进一步研究。

3.2 脱矿程度

Koga T[13]将健康人群的牙齿根据脱矿程度分为部分脱矿组 （脱矿70%）和完全脱矿组，在术后4周和8周，显微CT和组织学观察显示：两组均有少量的新骨形成，而部分脱矿组形成新骨更多。分析结果可能是由于完全脱矿不仅去除了羟基磷灰石等无机物，而且大量破坏有机物中形成的新骨成分。部分脱矿组消除了牙本质大部分无机物和免疫原性成分，保留了提供结构性骨传导的胶原和包含多种生长因子及可溶性骨形成蛋白部分，且脱矿后的牙齿表面粗糙，牙本质小管变宽，形成因子释放通道，使其成骨效果大量提升。

3.3 骨粉类型

自体牙骨粉可被制成块状和颗粒状。块状又可分为根型和根上型，根型形状与牙根相似，有利于支撑拔牙窝的形态， 适合于拔牙窝位点保存术[14]；根上型形状同普通骨块一样， 适用于水平和垂直向的牙槽嵴骨增量术及增强种植体初期稳定性的手术中，其优点在于术者可以根据骨缺损区情况来改变块状牙骨粉的大小和形状。颗粒状骨粉一般被制作成400 ～ 1 000 μm大小的微粒，骨粉颗粒可塑性强，更适用于引导骨组织再生术和上颌窦提升术等术式。

4 自体牙骨粉临床应用

4.1 种植骨增量手术

Kim等[15]将AuToBT用于种植引导性骨再生术，结果显示， 其短期成骨效果良好，术后5年种植体功能负载随访期发现成骨效果稳定，未见明显临床并发症；而应用于牙周炎患牙拔除后即刻种植，术后半年CT片和临床检查显示种植体达到骨整合，随访 1年内种植牙功能良好[16]；Minamizato等[17]7例患者应用AuToBT保存牙槽骨，共植入8枚种植体。所有种植体均具有初始稳定性，植体功能负载3个月后，植体稳定性平均值为72.6，所有病例均无明显并发症，经过24个月的观察，没有植入物丢失且功能良好。kim[18]和lee[19]用Auto-BT进行上颌窦提升和引导骨再生，2个月和4个月后取组织标本进行组织形态学分析，发现有良好的新骨形成。靳夏莹[20]等将自体牙骨粉用于上颌窦外提升术，一年后实验组的牙本质颗粒已经吸收，并为新生骨替代，窦底骨质完成改建。Pang等[21]将自体脱矿牙本质颗粒用于拔牙窝位点保存并将其与Bio-oss骨粉组进行比较， 结果发现两组结果无差异，均维持了良好的牙槽窝形态。Pohl等[22]报道了20例患者使用自体阻生齿制作的AutoBT行牙槽嵴骨增量术，术后6、12、24个月的X线片分析评估种植体周骨丧失量分别为0、0.4和0.6 mm。说明AutoBT具有可靠的成骨效果。

4.2 颌面骨缺损

Kim[23]等人回顾性研究了10例用颗粒状的自体牙骨粉和熟石灰以2∶1混合后移植于直径＞20 mm的颌骨缺损区，在术后3个月X线片示：骨缺损区有良好的骨愈合，组织学上可见材料逐渐吸收，并被周围新生骨组织所替代。刘晓芳[24]选取30名牙源性颌骨囊肿患者，术后囊腔置入自体牙骨粉，并与羟基磷灰石作对比，术后定期随访6 ～ 12个月，结果显示AuToBT组无术后并发症，对照组出现材料排斥和术后感染等情况；术后6个月X线片示： AuToBT与周围正常骨组织融合，囊腔低密度影像基本消失，可见骨小梁结构和新骨形成。而羟基磷灰石组原囊腔低密度影像面积有较明显的缩小，骨粉颗粒部分溶解吸收，颗粒密度仍高于周围正常骨组织。AuToBT作为新一代骨组织替代材料用于骨缺损的修复中，是安全有效的，可提高短期成骨效果，加快骨缺损修复速度，但对于较大的颌骨缺损 ，其对于骨移植材料的要求较高，AuToBT需要与其他的骨移植材料结合。

4.3 牙周组织再生

AuToBT除了诱导成骨，对牙体和牙周组织再生也有一定的影响。蒋月桂等[25]在根尖诱导成形术中将AuToBT作为一种根尖诱导剂与氢氧化钙相比较，结果示AuToBT组的治愈率略高于氢氧化钙组，而氢氧化钙为临床常用的根尖诱导剂。这说明AuToBT可能会诱导牙髓细胞分化为成牙本质细胞，进而有形成牙本质的潜力。对于牙周组织再生，Preeti等[26]研究AuToBT在下颌磨牙II°根分叉病变中的治疗效果，于术后9个月和12个月测量实验位点水平探测深度，分别减少了41%和44.7%，影像学上新骨平均形成量为50.9%和69.6%。孙娟斌等[27]将AuToBT用于垂直性骨吸收的牙周骨缺损患者， 可获得与Bio-oss对照组相似的临床效果， 1年后其牙周袋深度、附着丧失水平均改善， 且骨缺损处可见明显骨形成。AuToBT具有对人牙周膜细胞增殖和成骨分化的能力。

4.4 其他

正畸治疗中，若牙槽骨骨量不足时，应用AuToBT行正畸骨增量手术，术后半年便可形成稳定的骨结构，并且扩大正畸牙齿的移动范围[28]。此外还可用于腭裂、牙槽突裂[29]等手术中。

5 结语

经动物和临床实验证明AuToBT确有良好的成骨效果，且多源于患者自身废弃掉的牙齿，具备临床安全性和有效性，是一种可应用的新型骨移植材料。但在临床制备AuToBT的方法及骨颗粒直径中，目前无统一标准流程，机制也未详细说明，这值得进一步探索研究。且如患者无可利用的废弃牙齿或骨缺损较大时，则AuToBT使用受到限制，因此，临床上应依据骨缺损情况来选择适宜骨移植材料，才会达到最佳的骨修复效果。