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骨组织工程应用于口腔颌面部骨组织缺损修复研究进展

2021-09-10肖日勇

康颐 2021年3期
关键词:修复研究进展

肖日勇

【摘要】目前,口腔额面部畸形、感染、肿瘤、外伤等原因所致的颌面部骨组织缺损疾病已经成为口腔医学界的重点关注问题之一。通常情况下,临床一般会选择骨移植进行治疗,因此过程中骨替代材料的选择则显得至关重要。替代材料中,常见的有人工骨、异种骨、同种异体骨、自体骨、组织工程骨等。而组织工程骨在其中的优势十分显著,其自身的生物相容性、安全性、传导性、诱导性、生物降解性等均较高,是较为理想的一种骨替代材料。鉴于此,本文将围绕骨组织工程展开以下研究。

【关键词】骨组织工程;口腔颌面部骨组织缺损;修复;研究进展

【中图分类号】R783 【文献标识码】A 【DOI】10.12332/j.issn.2095-6525.2021.03.267

颌面部骨组织缺损患者的危害极大,临床口腔医学中也一直在寻求最佳的治疗方案,但目前采用最多的还是骨移植方法[1]。进行骨移植治疗时需要选择相应的骨替代材料,其中人工骨、异种骨、同种异体骨、自体骨、组织工程骨等均可作为替代材料。但经诸多的实验证明,组织工程骨的优势更为显著,更利于临床实践。

组织工程学属于细胞生物学结合材料科学的一门综合学科,系专门针对体内、体外组织器官的构建所开发的新科种。此学科开展的主要目的是促进生代材料的发展,并通过替代、修复实现人体器官功能的提升。就该学科而言,主要有四大重要要素,即材料、细胞、骨构建方式、诱导因子。

1材料

材料主要为生物支架材料,属于种子细胞诱导分化所需的一个过渡场所。若其生物支架材料需要合用于组织工程学中,还应具备一定条件。(1)必须有三维立体空间结构,以便细胞生长黏附所需,确保多孔率高于80%。(2)塑形性强。能够加工为各种形状,并且在移植后依旧可保持原样。(3)生物相容性佳。不会破坏种子细胞的增殖和分化诱导,不干扰宿主的顺利生长,降解性强,能够自我降解或符合组织生成速度。有研究表示,在羊股骨缺损中使用BMP骨基质修复,效果将与自体骨移植无显著差异[2]。因此可见,异体骨与异种骨有着类似的效果,并给在结构力学性能良好、取材方便、加工便捷等优势。然而移植后会出现相应的免疫反应,进而造成预后不良;同时,在移植前还需要进行冷冻、脱钙等处理,骨的基本生理特性可能发生改变,骨诱导过程则无法完成,并且还可能伴有一定的病毒传播风险。因此,临床研究方向也转向了人工合成骨的研制方面。人工合成骨的材料有磷酸三钙、生物活性玻璃、轻基磷灰石等生物活性陶瓷材料,手术开展前无须采骨,也不会受到骨量限制,对并发症有预防效果,骨传导性、生物降解性、机械力学性等均较好,不过在骨诱导性方面却存在一定不足。

2细胞

组织工程学的关键与核心便是种子细胞,与此同时,种子细胞也是器官和再生组织的重要来源[3]。就一颗完美的种子细胞而言,必须具备取材方便、诱导分化力强、增殖能力强等特点。而骨组织工程中种子细胞又包括成骨细胞、其他类型的干细胞两类。成骨细胞的成骨能力较强,但是取材需要从骨膜生发层进行,存在一定局限性。并且在体外培养后,成果骨能力会与体外细胞有所差异,增殖能力也会对应下降,对成骨能力有一定阻碍。而其他类型的干细胞多指那些复制能力强、潜能多的细胞,主要分为成体干细胞与胚胎干细胞。有研究表示,人体诸多器官组织中均有成体干细胞,而其中的牙源性干细胞与骨髓间充质干细胞对于口腔颌面部骨组织缺损有着重要意义。

3骨构建方式

构建组织工程骨的方式主要有三种。(1)支架材料+生长因子+种子细胞;(2)支架材料+单纯种子细胞;(3)支架材料+生长因子。目前,临床中研究支架材料+单纯细胞方式较多,但经典方式主要为三维支架材料+种子细胞,这种方式属于体外构建,已在临床投入使用,并获得了积极的效果,不过操作时间偏长,有排斥风险。口腔颌面部骨组织工程在牙槽骨缺失、颌骨缺损、种植区骨量缺乏牙槽骨吸收等方面均已有巨大的研究进展,对中、小尺寸的骨缺损修复问题已能顺利解决,不过在厚组织培养、大块骨缺损、血管化组织工程骨块的体外构建方面仍有待深入。此外,国内外研究的热点均在神经化构建方面,有国外学者在研究中还发现,动物若缺乏神经支配,其自身的骨结构力学特征也会下降[4]。现阶段,国际上对组织工程化骨中神经支配影响新骨生成的作用方式还未达成一致,而有团队研究显示,影响成骨细胞受体的原因中,下丘脑激素占据重要部分,并且还能干预成骨的过程,由此可以推测,骨形成过程中的激素调节可借助下丘脑进行[5]。

4誘导因子

诱导因子中主要涵盖骨生长因子(SCF)、骨形态发生蛋白(BMP)、酸碱性成纤维细胞生长因子(aFGF、bFGF)、成纤维细胞生长因子( FGFs)、血小板衍生生长因子(PDCF)、β-转化生长因子(TCF-β)、表皮生长因子(ECF)、血管内皮生长因子( VECF)等多种[6]。并且以上诱导因子均可推动骨髓间充质干细胞、牙源性干细胞的多向分化和增殖,意义价值重大。

5总结

综上所言,目前组织工程修复口腔颌面部骨缺损的研究还在不断进行和发展,但是,国内外诸多专家和学者,已在动物实验中证实了骨组织再生效果的有效性。未来在医疗技术的不断革新下,此项研究还将更加深入,并会对临床口腔颌面部骨组织缺损的治疗提供积极有效的理论基础,促进患者的早日康复和预后。

参考文献:

[1]陈旭卓,周知航,郑吉驷, 等.3D生物打印技术在口腔颌面部骨组织缺损修复的研究进展[J].中国口腔颌面外科杂志,2018,16(3):279-283.

[2]陈佳娜,邱燕玲,聂敏海, 等.组织工程支架材料修复口腔颌面部软组织缺损[J].中国组织工程研究,2021,25(4):644-650.

[3]刘梦楠,戚孟春.口腔颌面部骨组织缺损修复材料研究进展[J].全科口腔医学杂志(电子版),2019,6(6):57-58.

[4]宋乔健.口腔颌面部骨组织缺损修复材料的研究进展[J].临床医药文献电子杂志,2017,4(25):4943-4944.

[5]李明炜.引导骨组织再生技术种植修复口腔颌面部创伤后牙缺失伴骨缺损的临床效果分析[J].全科口腔医学杂志(电子版),2020,7(5):84,97.

[6]周燕忠.评价引导骨组织再生技术在口腔颌面部创伤后牙缺失伴骨缺损种植修复中的应用[J].全科口腔医学杂志(电子版),2020,7(5):54,72.

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