牙周组织再生的研究

作者简介：毛小泉（1966-） ，男，汉族，江西高安，硕士，副主任医师。 单 位：中南大学湘雅医学院附属海口医院口腔中心 海南省口腔医学中心 邮 编：570208 电 话13034992078 邮 箱： 牙周组织再生的研究牙周组织再生的研究 毛小泉 1综述 李成章2审校 1、 中南大学湘雅医学院附属海口医院 口腔中心 海南海口 570208 2、 武汉大学口腔医学院附属口腔医院 牙周病科 湖北武汉 430000 牙周组织修复的最佳方式是建立牙周新附着，这是以牙周膜细胞在根面上的附着、生 长、移行、分化为基础的组织再生。有究表明1，牙周韧带来源的细胞具有成纤维表型和 骨表型，其中，成骨表型包括成牙骨质细胞表型和骨细胞表型。牙骨质是建立牙周韧带与 牙根之间锚状结构的附着点，是牙周韧带在牙根表面形成锚状结构的钙化层，对于牙周组 织再生具有重大意义，是防止牙骨性粘连的关键。当牙根受到炎症侵袭时，牙周膜导致不 可逆性的损坏，临床上，牙骨质再生作为牙周韧带细胞的附着与迁移区，对于结缔组织的 再生至关重要。 1、牙周组织再生的生物材料 1.1 富含血小板血浆(platelet-rich plasma，PRP) PRP是第一代的血小板凝集物，为具有粘性的富含高浓度纤维蛋白原及各种生长因子 的血小板胶，为粘稠红色液态，没有特征性的赋型，血小板聚集成簇互相堆叠，伸出大量 的伪足，有一些白细胞散在。一般单独或联合其他生物材料注入硬组织缺损或软组织创伤 处，可修补缺损，诱导生长，加速局部创伤的愈合并提高愈合质量2。研究表明3加入促凝 剂的PRP成凝胶状不能凝结成膜状结构，PRP扫描电镜图显示为大量伸出伪足的血小板团及 红细胞，未见明显的纤维蛋白结构，说明PRP中胶原含量很少，没有有效的结构延长生长 因子逐渐释放，临床应用时生长因子的释放快速而短暂，不能有效发挥生长因子的作用； 也由于法律对血液制品的限制，制备复杂，费用较高，发展上受到很大的限制4。 1.2 富血小板纤维蛋白(platelet-rich fibrin，PRF) PRF是第二代血小板浓缩制品，最早由法国科学家Choukroun5等2001年报道。全血经 低速离心，促发凝血，血液中的纤维蛋白原缓慢聚合成为三分子网状结构纤维蛋白，类似 于天然血凝块中的纤维蛋白。 1.2.1 PRF的制备 收集 10mL 外周血至 10mL 没有抗凝剂的试管中，立即以 2700 转（大约 400-700 克 6、7）离心 12 分钟，离心后分为 3 层，最上层为血清，中层为 PRF 血凝块，下层为胶冻状 红细胞层。PRF 为自体全血离心的产物，可被认为是一种自体移植物8，是具有粘性的富 含高浓度纤维蛋白原及各种生长因子的血小板胶，其与 PRP 最大的不同来源于其制备方法 的不同。所以富血小板蛋白相对于富血小板血浆最大的优点就在于制备简单及不需要添加 任何人工的生物化学试剂9，同时也避免了交义感染的风险及伦理道德的争议。 1.2.2 PRF理化性状 PRF为半透明膜状结构，10mL血液得到PRF膜大约15.08.0mm0.8mm，有弹性且质 韧，表面光滑，纤维蛋白网由密集变疏松；其内的纤维蛋白能将血小板和释放的生长因子 以化学键的方式结合起来，通过缓慢释放，延长生长因子的作用时间8。扫描电镜标本观 察PRF表面的纤维蛋白数量多，形态规则清晰，红染的纤维蛋白网内分布有大量蓝染的白 细胞核；由纤维蛋白聚集形成的疏松多孔的立体网络结构中大量的纤维蛋白三叉结构随处 可见。其不仅可以通过机械作用滞纳循环血中的血小板及各种细胞因子，而且可以借助循 环血中的葡萄糖胺聚糖与循环血中的小分子肽如各种细胞因子发生化学联系，使得这些细 胞因子在PRF的降解过程中能逐步缓慢释放，体现了相对长效的特点。 1.2.3 PRF的修复作用 PRF的组织修复效果主要通过两方面实现，即细胞因子的调节作用及纤维蛋白的支架 作用。PRF中的细胞因子主要有转化生长因子-l(TGF-1)、血小板源性生长因子(PDGFs)、 胰岛素样生长(IGFs)等，这些细胞因子有效募集了与组织修复相关的细胞，调节并促进了 组织修复过程10。同时，PRF中的纤维蛋白为组织修复相关的细胞提供了增殖分化的场所， 在组织修复过程中发挥了重要的细胞支架作用。PRF中滞纳了大量白细胞，在降解过程中 持续释放免疫调节相关的细胞因子，减轻了局部不良的免疫反应，增强了抗感染能力11。 1.2.4 PRF中的主要细胞生长因子 转化生长因子（TGF-1）TGF-1对细胞的作用决定于细胞的种类、发育、分化状 况、含量以及其他生长因子的存在。TGF-1调节细胞间基质合成，强烈促进前胶原蛋白 的合成，刺激纤维结合素的合成，为胶原蛋白的蓄积提供网络，增加整合体和其他膜受 体，加强细胞与基质的相互作用，有利于炎症细胞向创伤部位移动。TGF-1还能降低细 胞间基质蛋白的合成，抑制金属蛋白酶的活性，有助于胶原蛋沉积，纤维化形成12。 血小板来源的生长因子（PDGFs）PDGFs是血清中很强的间质细胞如成纤维细胞的生 长刺激因子，在体内通过激活巨噬细胞合成bFGF和TGF，作用于内皮细胞诱导血管增生 13。 胰岛素样生长因子-1（IGF-1）IGF-1有促进生长，促进成骨细胞分化，在重建组织过 程中起了重要的作用。血小板凝聚时，IGF-1释放出来，促进血管内皮的趋化，刺激血管内 皮细胞迁移到创伤部位，促进新血管的形成14。 2、钙化小结的形成 PRF在体外能明显刺激骨髓源基质细胞的分化，且有剂量依赖关系，大量现存于浓聚 血小板中的生长因子，在体外促进了骨髓源基质细胞的增生；关键细胞因子TGF-1主要促 进细胞分化，PDGF-AB主要促进细胞增生。扫描电镜检测了使用PRF膜培养的成骨细胞， 成骨细胞沿着PRF构成了很大的网络，围绕在白细胞周围，组成钙化小结节 6。 3、促进牙周组织再生的蛋白 牙骨质附着蛋白（CAP）是一组从牙骨质中提取获得的能显著促进牙周韧带细胞和牙 龈成纤维细胞等对根面附着的蛋白。 McAllister15等在 1990 年从牙骨质中分离得到 Mr55103的胍提取物（CAP） ，发现其 可调节人牙龈成纤维细胞的黏附行为，细胞的黏附能力与此提取物有剂量及时间依赖性， 且不为抗纤维连接蛋白和抗层黏连蛋白等抗体阻断，却能被含精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸序 列的合成多肽完全抑制。谢玉峰16初步观察了 CAP 对人牙周膜细胞（hPDLCs）黏附、伸 展、增殖的影响。提示 CAP 可促进 hPDLCs 的黏附和增殖，但对细胞伸展无明显作用。实 验结果为进一步研究 CAP 和 hPDLCs 联合应用修复牙周组织缺损提供了理论依据。 4、牙周组织再生存在的问题 目前文件大多数讨论 PRP/PRF 对成牙骨质细胞、成纤维细胞的分化与增殖的影响，扫 描电镜观察到矿化物形成，但是它们分化增殖之后如何附着于牙根：即和牙本质、或已有 的牙骨质如何连接或连接方式如何，诱导的矿化物和正常含 SHARP 纤维的矿化物是否相 似？没有文章论及。 参考文件 1、周彬,曾引萍,凌翔,等.纯钛表面牙周韧带细胞牙骨质附着蛋白的表达.现代口腔医学杂志. 2005,19(3):294-295 2、蔡华雄,宋洁文,赵小朋. 富含血小板血浆和 rhBMP-2 复合物诱导兔下颌骨再生的实验. 中 山大学学报（医学科学版）,2008,28(4):430-433,438. 3、Dohan Ehrenfest DM, de Peppo GM, Doglioli P,et al. Slow release of growth factors and thrombospondin-1 in Choukrouns platelet-rich fi brin (PRF): a gold standard to achieve for all surgical platelet concentrates technologies. Growth Factors 2009;27(1):63-9. 4、Rotundo R,Nieri M,Iachetti G,et al.Orthodontic treatment of periodontal defects. A systematic review. Prog Orthod. 2010 ;11(1):41-44. 5、Choukroun J, Adda F, Schoeffl er C, et al. Une opportunit en paro-implantologie: le PRF. Implantodontie 2001;42:55-62. 6、David M. Dohan Ehrenfest, Antoine Diss, et al. In vitro effects of Choukrouns PRF(platelet- rich fibrin) on human gingival fibroblasts, dermal prekeratinocytes, preadipocytes, and maxillofacial osteoblasts in primary cultures. OOOOE,2009; 108(3):341-352 7、Chen Yao Su, Ya Po Kuo, Yu Hong Tseng,et al. In vitro release of growth factors from platelet-rich fibrin (PRF): a proposal to optimize the clinical applications of PRF. OOOOE.2009;108(1):56-61 8、Dohan DM, Choukroun J,DissA, et a1.Platelet-rich fibrin (PRF). A concentrate second generation platelet Part I:Technological concepts evolutionJ.Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod,2006,101(3)：E37-44 9、Michael Toffler,Nicholas Toscano,Dan Holtzclaw et al. JIACD Continuing Education Introducing Choukrouns Platelet Rich Fibrin(PRF) to the Reconstructive Surgery Milieu. The Journal of Implant 18(3):220-9. 12、付小兵,王德文等.创伤修复基础.人民军医出版社,第一版,1997: 135-137. 13、闫国和,艾国平. 血小板源性生长因子与组织修复. 中国康复理论与实践,2007,13(1):39- 41. 14、Simonpieri A, Del Corso M, Sammartino G, et al The Relevance of Choukrouns Platelet- Rich Fibrin and Metronidazole during Complex Maxillary Rehabilitations Using Bone Allograft. Part I:A New Grafting Proto