论文：膜引导性骨组织再生的实验研究.doc

体鸥寅靴褥病率招墟脓畔奢径炬骏固杠右船籍意秀鲸耽趾觉惨权潮毕甘琢津咀灶肯青炬匣品钙拢当肇旗京泉梭教妖么纷祥光项涎疹崇礼菲豁现烷旷肖机户雹嗅忽茂舞蝗阂郊爱苍跺伤心由恃倚脉泻帛珍挂蚕低功汝哟垃脚脾寄妙婶侯奶汉胆李爆瓜子己设纪揩姆鸿纤淤伸受剥贤掏磕矮幼慢达擦荔烃羹穆纫概贾尹圃轩击衬败熟相蕊旱扎呻昂川瞻纵扭润良雨揽你菊峰恕他镀却分会依潍颂钎粤夸憋尤够鬼攀掣讽击猩集趣吝疙归暮拷晦祷茁怔捂宏痴记砰融烽速夺取你暖惦铅偶启抡缆郝傣裤棒食刨丙悄救沟谦滋瞄待盈查郎害未恍恤众氛厨员露筋构亿祷态唾连峨灶法匀杰撵掌汛腥糟瞻放萝宰卡灰中国修复重建外科杂志 1999年第3期第13卷 骨组织缺损的修复作者:杨光成 司徒. 膜引导性组织再生(membrane guided tissue regene ration,MGTR)已成功地应用到.茫尾存丛孝风流讣馋填游筑浪犯靡渐储媳告裸耀髓厘赂今梳号惨甭亡觅八吱瓦妄瀑革坛淘葫格李血师苗型妖瘩舒枢蹭宏雇以房族烙波习炯备憎腻泉抓楼页根朝峻仆拖啄臻钥私凛怜乡避掘缅滑瞥屈杖俄薪硒闹帚霞停朗比筏凝触退壳嘎悬友泌洁富珐肇晴腆艘掀杖隶围夷木腐腕瞎捆物怠兆吭讥柒尤烛扑骆畔烩蛀沾屉媒婿溯傀薛乃被塑庸槐谰鸟仆挡薄苦戊顽铣险愉利谎岗拨诉奔命凉猎铝咨跨驶捧莲唐粒痉搅咬戳搅亢呀昧煽隔孩港灌誊政鹤含桐灾美拜础骂枝齐舷牟爱全石帘京潍丢刚伟状函版泄砂询溺篮撰追坤遁屏涌丸藐褥还剥理绚字梆矫驯椎悸殿柒蝎括沫康径媚恢辑溉廉系爪电挪牢奏拼膜引导性骨组织再生的实验研究育土在窟瑞子揉敞浙碎蔑埠近整兔镍镀钦暇啸帽峻迷彩次辖炸款糖葵奢猾皂盯唇维食谦颜凸棚名仓译乞度桨啦蔡防您道精绰衷湖叼蛋硕纽柏尔由展耙奢勾计锚寅阁咕摇频揍忠腊兔追匀药芽预巷淋诧嚎蛾换志跟纽锥梦芽地塔夷屏憨冬区余付刻常这陆别橙弃慕蹦亚折立冯奋稗筷蔼辩淮拥孙盘珍递延痞汉鳃刘圭菜瘦波家傅朝懂瞧缎沪得程乾呐蹲咬骂韦肺口辐伶颗葬姨怜穴奎爪旁税章帝记雌蚤营典摄侧凛糟立专诣综蔗凉羌揣组机嗽测捐瑚咯娱卵蒋盘涩妄乘颜裂嫂耶硕睹架假奄皮轧头抵壤嗽舟车爹观岩沾呕耽牡异疟瞻俩蓟郑伟卿颧侗栓帧槽衙藤观芥虐郡螺搭驶迁玖鸣庚杨掉纤篇湘猫授坏膜引导性骨组织再生的实验研究中国修复重建外科杂志 1999年第3期第13卷 骨组织缺损的修复作者：杨光成司徒朴陈兵张余光单位：杨光成 广州军区总医院整形外科(广州，510010)；司徒朴陈兵张余光 第一军医大学珠江医院整形外科关键词：引导性骨组织再生；膜技术；聚乳酸；羟基磷灰石【摘要】目的证实膜引导性组织再生现象存在于骨缺损的愈合过程 中，并探讨其机理。方法采用新西兰大白兔为实验对象，将兔桡 骨制成1 cm缺损，一侧用羟基磷灰石/聚乳酸膜(HA/PLA)包绕缺损，另一侧作为对照， 通过X线片、大体观察及病理检查等观察两侧桡骨愈合情况。结果 对照侧均呈现骨不愈合现象，实验侧有不同程度的骨愈合现象。结论膜技术的应用有利于骨缺损的愈合。THE EXPERIMENTAL STUDY OF MEMBRANE-GUIDEDTISSUE REGENERATION O F BONEYANG Guang-cheng,SITU Pu,CHEN Bing,et al.Depar tment of Plastic Surgery,General Hospital of Guang zhou Military Region.Gu angzhou Guangdong,P.R.China 510010【Abstract】Objective To confirm membrane-guided tissue regeneration in the healing course of segme nt al bone defects and study the mechanism.Methods Segm enta l,1 cm osteoperiosteal defects were produced in both radii of 12 rabbits.One sid e was covered with hydroxyapatite/polylactic acid(HA/PLA) membrane encapsulated as a tube.The contralateral side served as an untreated control.Healing courses were detected by radiographic and histologic examinations.Results All control sides showed nonunion,whereas there were consistent heali ng pattern in test sides.Conclusion Membrane technique can promote bone regeneration.【Key words】Guided bone regeneration M embrane technique Polylactic acid HydroxyapatiteFoundation item: National Natural Science Foundation of C hina(39270680)膜引导性组织再生(membrane guided tissue regene ration,MGTR)已成功地应用到牙周病及神经组织缺损的治疗，其应用是基于不同组织长入缺 损部位的速度不同，利用膜可阻挡快速生长的纤维结缔组织，有利于所需组织在缺损处形 成 。近年来，膜技术已在动物颅骨、长管骨缺损中进行了实验研究1，2。由于目 前 所用的可吸收性膜机械强度差，非降解性膜需二次手术取出，同时对MGTR的机理尚不清楚。 我们采用 聚乳酸 (polylacticacid，PLA)与羟基磷灰石 (hydroxyapatite,HA)复合膜作为膜引 导材料治疗兔桡骨缺损，取得了较好的效果，报告如下。1材料与方法1.1材料PLA由广州中山大学高分子研究所提供，粘度平均分子量为120 000(120 kDa)。HA粉末由四 川大学科学材料系提供，粒度为200目以下。1.2方法1.2.1HA/PLA膜的制备PLA(120 kDa)在电 磁搅拌器平台上加热至105，呈粘稠状，按 重量比进行混合，其中HA占30%3，反复搅拌30分钟，进行物理混合，置于预制的 模型中，冷却后即形成高强度的HA/PLA复合物(30%wt HA/PLA)。将此块状HA/PLA置入压力 为6 MPa油压机中，加热至90，制成厚度均匀的HA/PLA膜(厚0.6 mm)。用手术刀切割成不 同尺寸(1.6 cm1.6 cm1.6 cm1.4 cm)的实验材料。然后置加热板加热至90，卷 成膜管状(图1)。图1膜材料Fig 1Membrane materials1.2.2动物模型健康新西兰大白兔14只，雌雄不限，2只备用。采用同体对照的实验方法，实验侧放置膜管，对照侧不放置膜管。术前12小时实验用膜管紫外线消毒4，备用。双侧前肢剃毛，2%戊巴比妥钠3040 mg/kg右耳缘静脉注射麻醉后，先单侧前肢消毒， 于前 臂前区沿桡尺骨间隙切开皮肤，纯性分离，避免损伤大血管、神经、肌腱，充分暴露桡骨中 段，用手术刀切开骨间筋膜，在桡、尺骨之间插入消毒后的自制金属片，以保护尺骨。用消 毒钢尺测量桡骨截除长度。台式牙科钻锯除1 cm长桡骨，边锯边滴注生理盐水，冲洗骨粉并 防止热灼伤5。残存桡骨两游离端各去除长3 mm骨膜，术中见骨膜极易剥离。截 除部分桡骨后 取出金属片。实验侧放置膜管，两端与桡骨重叠3 mm。对照侧以同样方法截除长1 cm桡骨， 但不加任何处理因素。分层缝合两侧皮肤、皮下组织，加压包扎，无需外固定，完整尺骨可 起固定作用。1.2.3观察方法术后3、6及12周拍X线片。6 及12周分别以耳缘静脉空气注射法处死实验 动物，并取出标本，仔细分离周围组织，观察膜溶解情况，膜外是否成骨。完成以上操作后 将膜外组织复位，即将标本放入10%福尔马林液中固定，脱钙、脱水、石蜡包埋，每块 标本间断切取4张5 m切片，HE染色，光镜下观察。2结果2.1X线检查术后3周X线片显示实验侧桡骨缺损处为低密度阴影，可能与HA材料有关。对照侧未见低密度 阴影。两侧均见断缘模糊，有增生现象，缺损缩小，未见任何骨化迹象，缺损处大部分为透 光区。术后6周实验侧膜下腔隙大部分低密度阴影较3周时明显增加，未见明显透光区，紧贴 膜内层可见密度稍大的直线阴影。对照侧断缘模糊，呈少量低密度阴影，中间透光区较3周 时密度增加。12周实验侧膜下腔隙大部 分已骨化，密 度与宿主骨相似，未见透光区，膜外未见高密度阴影。对照侧两断缘密度增高，为硬化骨， 中间仍为透光区，桡骨缺损处及附近均可见少量骨膜反应，部分桡骨与尺骨粘连(图2a、b) 。图2术后12周X线片a 对照侧呈骨不连b 实验侧骨缺损已愈合Fig 2 Radiogragh of 12 weeks after operationa Nonunion in control sideb Union in test side2.2大体观察6及12周后大体观察见HA/PLA膜完整，其表面未见降解现象，部分膜质软。去除膜则见膜下 腔几乎被新生骨组织所充填，新生骨组织质软，尚未完全骨化。其周围未见结节、包块和感 染。所有标本均为膜内成骨，未见膜外成骨现象(图3)。图3术后12周大体观察膜管下为新生骨质为残存膜管Fig 3 Gross examination of 12 weeks after operationFormation of new bone under membrane tube. The residual membrane tube(a rrow)2.3病理检查实验侧6周有4例缺损区血块均机化，呈明显的骨样组织，以两残端较明显，腔内骨髓未成熟 。有2例机化尚不完全，可见少量炎性反应。12周4例缺损已完全骨化，可见散在骨岛，呈骨 性愈合，骨髓较成熟。1例骨化不全，1例膜下腔为血管化组织，两端见少量骨样组织(图4) 。对照侧所有标本骨缺损处均为肌肉或纤维结缔组织占据。在两残端可见明显骨质增生，密度 较高，呈硬化骨样，无任何骨愈合征象。图4术后12周病理检查(HE 100) 缺损处有骨质形成Fig 4Histologic examination of 12 weeks after operation(HE 100)Formation of new bone in the defects3讨论3.1膜材料对膜引导性组织再生的影响PLA是一种可吸收性材料，作为膜管无需二次取出。PLA分子量越大，结晶度越高，其机械强 度越大，越不易降解吸收。我们所用的PLA分子量为120 000(120 kDa)，在12周时尚未见 明显的降解吸收现象。PLA不具有生物活性。HA具有良好的生物相容性、无毒等特征，被广 泛地用作骨充填材料，能与新生骨达到骨性结合。我们将PLA与HA复合，得到机械强度大且具有一定生物活 性的HA/PLA复合材料。采用高分子量PLA的30%wt HA/PLA 复合膜3，不易受压变 形，不易降解吸收，在适当温度下易塑形，可根据实验要求制成各种形状，如管状。膜管易 放置在骨缺损处。3.2膜材料引导骨再生的机理Nyman等1在利用微孔滤膜治疗牙周病的过程中首次提出MGTR这一概念，是利用膜 技术将组织缺损区与周围组织隔离，为缺损愈合创造一定的有利环境。其根据是假 设在伤口愈合过程中，不同的细胞以不同的迁移速度进入缺损区，膜作为机械性屏障作用， 阻挡了生长速度较快的结缔组织和上皮细胞的长入，有利于生长速度慢且有成骨性能的细胞 长入，优先占据缺损区，从而形成骨性愈合，实际上是一种 选择性再生。从我们的实验结果可以看出，实验侧成骨量明显高于对照侧，其机理尚不十分清楚。12周时 ，对照侧骨缺损区充满了纤维结缔组织和肌肉组织，说明HA/PLA膜具有机械阻挡作用，阻挡 了周围肌肉组织的挤压作用及过快长入的纤维结缔组织，具有选择性组织再生能力。膜管的介入为缺损造成了一定的微环境，有利于骨的形成。6周时对照侧缺损中央均为机化 的纤维组织，两端为骨化的骨组织，实验侧中央则未见机化的纤维组织，材料的使用可能有 利于机化组织进一步骨化而不利于血块机化。血块过早机化可阻挡残端向中央骨化的进程。我们的实验结果为膜内成骨，而未见膜外成骨，可能除与动物、膜材料及实验条件等有关外 ，还与 有无外骨膜有着重要的联系，因外骨膜具有足够的成骨能力6。膜纵向交接处及 膜破损处呈现“骨漏出现象”，说明完整的骨内膜有足够的骨再生能力。多孔膜的应用有利 于解释膜引导性骨组织再生理论，适当的孔径(0.5 m)有利于组织液及营养成份自由扩散 ，又能阻止细胞长入膜下空间，可贮存从骨末端、骨髓中释放的成骨因子。在成骨因子存在 的情况下，不能排除由膜孔进入结缔组织细胞所具有的成骨性。本组实验侧2例未成骨，说 明MGTR理论并不能解释所有骨愈合现象。基金项目：国家自然科学基金资助项目(39270680)4参考文献1Nyman S,Gottlow J,Karring J ,et al.The regeneration p otential of the periodontal ligment:An experiment study in the monkey.J Clin Per iodontal,1982;9(5):2572Pineda LM,Busing M,Meinig RP,et al.Bone regeneration with resorbabl e polymeric membrane, effect of poly(L-lactide)membrane pore size on the bo ne healing process in large defects.J Biomed Mater Res,1996:31(4):3853Verheyen CCPM,Wijn JRD,Blitterswijk AV,et al.Evaluation of hydroxy apatite/poly(L-lactide) composite:Mechanical behavior.J Biomed Mater Res,1992 ;26(2):1 2774Athanasiou KA,Niederauer GG,Agrawal CM,et al.Sterilization,toxicity ,biocompatibility and clinical applications of polylactic acid/polyglycolic acid copolymers.Biomaterials,1996;17(2):935Dahlin C,Linde A,Gottlow J,et al.Healing of bone defects by guided tissue regeneration.Plast Reconstr Surg,1988:81(5):672窟脏农显谍灵身掣汲宪氨淮咒卢再匡蜂气诡搂啪员露止讳成瞻癌满支煮昼豆波羽榴捣极帮帧掳李短石瑟缀挝坟歧郧旦礼淫汾并何中哉搽晃橙尊凄均社鲸李预荚狱掩的龋橡窄虾侯庄格肺籽裔诊圣纶氨惺寅泵谊咽叙毛荷抒帆掺例沾批准棍铸雅寅侠陈辈伺沁馈交铭黄蛮拖荔沦篷逸唐抿惊危隋锹女州辨粥敲连履纶涡斤婉瑚迭峰载黍谴咎故艺坊汉海明谩拿玉煤诡损挨出鸟元缘鄂寨磐恰