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膜诱导技术治疗骨缺损的研究进展

来源:中国矫形外科杂志
摘要:由外伤、炎症、骨肿瘤摘除等各种病变治疗造成的骨缺损是临床上经常遇到的问题,骨缺损达到一定距离后不能骨性愈合,一直是骨科修复领域中的难题。随着医学及生物材料学的发展,应用膜技术诱导组织再生,是近年来骨科修复骨缺损中的一个新课题[12],为正确分析骨不愈合的原因,创建、恢复骨再生的环境提供良好的模型。作......

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  由外伤、炎症、骨肿瘤摘除等各种病变治疗造成的骨缺损是临床上经常遇到的问题,骨缺损达到一定距离后不能骨性愈合,一直是骨科修复领域中的难题。随着医学及生物材料学的发展,应用膜技术诱导组织再生,是近年来骨科修复骨缺损中的一个新课题[12],为正确分析骨不愈合的原因,创建、恢复骨再生的环境提供良好的模型。作者将近年来国内外膜诱导技术研究现状综述如下:

  1 膜诱导组织再生的概念

  膜诱导技术的理论基础是不同组织细胞向缺损内生长移行(migration)的速度不一样[3]。利用膜技术对组织生长起机械性阻碍作用,人为控制周围组织长入骨缺损区,同时为骨细胞提供一个空间,保证骨细胞在骨缺损区的生长修复。即膜诱导组织再生(Membrane guided tissue regeneration,MGTR)。

  2 膜的要求

  MGTR是通过膜来体现的,因此,有许多关于膜的研究。Nyman等[4]首先创用了膜技术(membrane technique),其基本要求是膜既允许营养物质通过,又必须能隔离周围结缔组织细胞长入,同时要求膜材料具有良好的生物亲和性,以使膜在留置体内期间不发生排斥反应。

  3 膜的种类

  目前试验和临床应用的膜的种类很多,按其生物学性能可分为生物性膜和化学性膜,按能否吸收可分为可吸收膜和不可吸收膜。

  3.1 膨体聚四氟乙烯膜(Teflon or expanded poly tetrafluo-rethylene,e-PTFE)。

  e-PTFE是目前应用最广的也是较肯定的一种膜材料,该材料是一种惰性非常大的材料,与组织不易发生反应[5]。Dahlin等[6]在鼠的下颌骨人为造成直径为5mm的圆形骨缺损,试验结果表明选择多孔的e-PTFE膜可使骨缺损愈合,而多孔的e-PTFE膜的微孔既可允许组织液和营养物质自由渗透以提供骨组织愈合所需物质,又机械性地阻碍了周围结缔组织细胞向骨缺损区内生长。

  为进一步研究膜对成骨的诱导作用,Dahlin等[7]将e-PTFE膜覆盖在钛移植物的周围,在兔子的胫骨植入钛移植物,并形成一骨再生的空间,结果在应用膜的钛移植物的周围有大量的新生骨形成。他指出膜在起机械性阻碍作用的同时,有诱导新生骨再生的作用。

  e-PTFE膜的缺点:e-PTFE膜性质稳定,不宜被组织吸收,需在植入人体后4~6周2次手术取出,e-PTFE膜生物相容性好,但价格昂贵,固定也不方便。

  3.2 多聚氨基甲酸乙酯膜(Polyurethanemembrane)

  Nielsen等[8]观察应用多聚氨基甲酸乙酯膜治疗兔子标准桡骨缺损的动物试验,并作放射学和组织学观察分析。结果发现用多聚氨基甲酸乙酯膜可以起到阻碍周围结缔组织进入骨缺损区,且膜可以作为骨膜从骨端再生的支架作用。通过这种膜下骨痂形成的诱导作用,膜可以确保两断端间骨痂桥的建立。

  多聚氨基甲酸乙酯膜在体内可被组织吸收,膜降解的周围狭窄的结缔组织区内出现多核细胞和一些炎性细胞。膜与单层结缔组织相连,但不进入这些细胞内,不引起组织的增生和组织的溶解。

  3.3 聚乳酸膜(Polylactic acid membrane)

  聚乳酸膜是一种在体内无毒、无积蓄及具有良好生物相容性的材料。Lundgren等[9]将聚乳酸膜应用于兔子颅盖骨骨缺损的动物试验研究,将兔子的颅骨造成直径为8mm的环状骨缺损,用聚乳酸膜覆盖缺损的两侧做为试验侧,对照侧直接用软组织瓣覆盖。术后6周发现试验侧骨缺损有连续的再生骨桥自缺损的一侧延伸到另一侧,几乎与周围骨厚度一致。对照侧骨缺损由纤维结缔组织所充填。聚乳酸膜术后2个月已被完全降解吸收。

  3.4 微孔滤膜(Millipore filters)

  微孔滤膜是最早应用的MGTR膜之一,现多用0.22um[2,10],早在1982年Nyman等即开始应用,将微孔滤膜放置在暴露的牙槽骨开窗部位,周围超出2~3mm缝合于周围组织。术后6个月处死动物进行组织病理学观察,结果显示微孔滤膜有良好的诱导骨组织再生的作用。

  3.5 胶原膜(Collagen membrane)

  胶原膜是近年来在可降解膜中研究较多的一种,具有以下优点:(1)胶原是结缔组织的主要成分,参与组织代谢;(2)对成纤维细胞有较高的诱导性。(3)有抑制上皮移动的特性;(4)具有弱抗原性;(5)有止血作用[10,11]。目前应用较多的是牛皮胶原膜,由于胶原多经纯化处理,一般不易引起排斥反应。此外,胶原膜一般在植入体内后8周逐渐被机体吸收,免去2次手术之苦。Pitaru等[11]发现胶原膜降解后可引起短时非特异性轻度炎症反应,但这种炎症反应不影响骨再生的形成。炎症反应细胞以单核细胞为主,偶可见异物性巨细胞。Blumenthal和Pfeifer等[12,13]分别研究发现胶原膜有良好的修复骨缺损的作用。

  3.6 生物性膜(Biobrane)

  生物性膜是一种人工合成膜,该膜不易被机体降解,需2次手术取出。Aukhil[14]的研究结果显示试验组对牙槽骨有良好的修复作用。

作者: 韩永台孟宪国陈百成
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