发表期刊临床口腔医学杂志2001;17（3）:175
多孔块状β－磷酸三钙陶瓷兔颅骨缺损修复的组织学观察
程晓兵 薛振恂 周树夏
西安第四军医大学 口腔医学院 颌面外科 710032
［摘要］目的：通过β－磷酸三钙（β－ＴＣＰ）陶瓷兔颅骨缺损的修复，明确它在骨创内的可吸收机理，观察它的生物相容性和骨引导性，为临床筛选合适的骨修复材料。方法：显微镜下观察各组标本的组织切片，观察β－ＴＣＰ的被吸收过程、生物相容性和引导成骨能力，并和羟基磷灰石（ＨＡ）对比。结果：本实验明确观察到大量的多核异物巨细胞吞噬β－ＴＣＰ材料，引起材料被吸收；β－ＴＣＰ和ＨＡ均未引起组织学免疫排斥反应；β－ＴＣＰ的引导成骨能力大于ＨＡ。结论：β－ＴＣＰ陶瓷是具有可吸收性和良好组织相容性的骨修复材料，多核异物巨细胞对材料的吞噬作用是其可吸收性的重要机理之一。
关键词：骨代用品；可吸收性；磷酸钙。
Ahistologicobservationofcalvarialdefectsreconstructionbyporousblockβ-tricalciumphosphateinrabbits
ChengXiaobing，XueZhenxun，ZhouShuxia
DepartmentofOralandMaxillofacialSurgery,Stomatologicalcollege,theFourthMilitaryMedicalUniversity,Xi’an710032
[Abstract]Objective:Inordertoselectaproperbonesubstitution,toreconstructtherabbitscalvarialdefectsbyβ-tricalciumphosphate（β-TCP）,toobservetheresorbablemechanism、biocompatibilityandosteoconductivityofβ-TCP.Methods:Tissueslicesofβ-TCPwereobservedbymicroscopeandcomparedwithhydroxyapatite（HA）.Results:Alargenumberofforeign-bodygiantcellsingestionβ-TCPresultedinβ-TCPabsorbed;β-TCPandHAdidnotproducetheimmunoreaction;Thequantityofboneconductedbyβ-TCPwaslargerthanthatofHA.Conclusions:β-TCPisabetterbonesubstitutionwhichhasresorbabilityandgoodbiocompatibility;Ingestionbyforeign-bodygiantcellsplaysasingnificantroleintheresorbablemechanismofβ-TCP.
Keywords:BoneSubstitution;Resorbability;CalciumPhosphate.
因肿瘤、外伤等原因造成的颌面部骨组织缺损往往不能自愈，对这些骨缺损的的修复，是颌面外科医师经常面临的问题。在众多的骨修复材料中，新鲜自体骨被认为是最理想的材料，被认为是“黄金标准”，但是在实际工作中，自体骨的供骨量有限，且需要开辟第二手术野。所以人们一直在寻找一种理想的骨代用品。钙磷陶瓷用作骨代用品已被研究多年，它分为不可吸收的和可吸收的两大类，羟基磷灰石（ＨＡ）作为不可吸收的钙磷陶瓷已被用于临床的骨缺损修复，但它在体内不被吸收，做为一种异物长期存在于体内，有时引起不良反应，所以可吸收钙磷陶瓷的研究得到重视。β－磷酸三钙（β－ＴＣＰ）具有可吸收性（１），它植入体内在引导成骨的同时，自己逐渐被吸收。本实验通过观察β－ＴＣＰ陶瓷兔颅骨缺损修复的过程，为临床筛选更合适的可吸收陶瓷骨修复材料。
1材料和方法
1.1 材料 多孔块状β-TCP陶瓷及HA陶瓷内孔径均为300～500μm，孔隙率均为42.3%，加工成厚2mm，直径为8mm圆片状，共18个样本，消毒后备用。家兔24只，雌雄兼有，体重1.5～2.0kg，其中18只兔子随机分为2、8、12周3个时间点组，其他6只兔子作空白对照组。
1.2 材料植入手术方法： 动物用10g/L的戊巴比妥钠，30mg/kg静脉麻醉，80g/L硫化钠头顶部脱毛，常规消毒铺手术巾，在顶骨前缘弧形切开，向后翻起皮肤及骨膜至顶骨后部，用球钻分别在左右侧顶骨上制造直径为8mm的圆形颅骨全层缺损区，术中注意保护硬脑膜，将β-TCP及HA陶瓷分别植入顶骨缺损区的左、右侧，空白对照组骨缺损区不植入任何材料，复位骨膜及组织瓣，关闭伤口。
1.3 取材及样本处理： 分别于术后2、8及12周处死各时间点组动物，用金刚砂片切取标本，包括骨膜及部分材料周围的颅骨，经福尔马林液（100g/L）固定后，常规石蜡包埋，与圆片状标本平面垂直切取切片，采用Masson's三色染色和HE染色。
２ 各组标本组织学观察结果
２周时：β-TCP组及ＨＡ组材料均被较疏松的骨膜覆盖，材料与骨创边缘有较厚的结缔组织相隔，疏松结缔组织浸润全部材料的孔隙，内含有成纤维细胞及少量淋巴细胞，ＨＡ组材料和骨床间未见新骨生成，而β-TCP组有少量骨生成，分别如图１（ＨＡ）和图２（β-TCP）所示。
８周时：β-TCP组及ＨＡ组材料均被较致密骨膜覆盖，孔隙内的结缔组织较２周时致密，胶原纤维大量增生，新骨从骨创边缘大量生长，β-TCP组材料的占位明显较ＨＡ组少，分别如图３（ＨＡ）和图４（β-TCP）所示，在β-TCP组材料的边缘可观察到大量的多核异物巨细胞，并观察到该细胞内吞噬的材料颗粒，如图５所示。
12周时：β-TCP组：材料占位明显减少，有的地方可见结缔组织包绕的小颗粒状材料，新生骨已达到缺损区的中心处，部分新生骨已连成片状，骨膜下未见明显成骨，新骨和骨创边缘间无明显结缔组织，如图６所示。ＨＡ组：新骨从骨创边缘长入，岛状新骨几乎横跨缺损区，整个缺损区被新骨、材料和软组织充填，材料占位区较前无明显减少，骨膜下直接成骨不明显，如图７所示。空白对照组：骨缺损区边缘有少量骨生长，整个缺损区被结缔组织充填，如图８所示。
3.1β-TCP组织相容性的组织学评价：生物陶瓷骨代用品应有良好的生物相容性，无全身和局部毒性，不引起炎性反应，能与骨形成功能性结合而无纤维组织包囊分隔，不引起正常骨的矿化改变，能通过自然的成骨和骨改建过程与骨牢固结合［２］，在本实验中通过组织切片观察，仅在两周时可看见组织内散在的淋巴细胞，椐分析可能为手术创伤所引起的炎性反应，在其他时间β-TCP组和ＨＡ组均未见到材料内有明显的炎性反应。在整个骨修复过程中，未观察到材料周围有组织坏死等改变，12周时新骨及材料和骨床间无明显的纤维组织间隔。这就说明β-TCP与ＨＡ作为骨代用品均有良好的组织相容性。
3.2β-TCP骨修复能力评价：在本实验中，２周时组织学观察到疏松结缔组织浸润到β-TCP和ＨＡ材料孔隙内，只有β-TCP组骨断端处的材料内见少量成骨，随着时间的延长β-TCP组成骨量逐渐明显多于ＨＡ组，12周时β-TCP组骨缺损区的新骨已连成片状，已达到缺损区的中心，而ＨＡ组的新生骨仍呈岛状散在于材料的孔隙内，由此可以看出β-TCP的骨引导能力高于ＨＡ 。从整个骨修复过程来看，不管是β-TCP组还是ＨＡ组新生骨均从骨缺损区的边缘长入材料内，未见骨膜下有明显成骨，这就提示在临床工作中，在将β-TCP用于骨修复时，一定要保证骨缺损区边缘骨质健康，无死骨及炎症，这才有利于新骨的生长，也会有较好的临床效果。β-TCP只有骨引导性，没有骨诱导性，若将其与骨髓或骨形成蛋白等有骨诱导性的材料复合［３４５］，这会使其骨修复能力更加增强。
3．3缺损区内β-TCP的可吸收机理：RenooijW［６］和EggliPS［７］用不同的方法可以计算出β-TCP具有可吸收性，但对其可吸收机理缺乏组织学方面的观察，在本实验中８周时，可见β-TCP材料周围有大量的多核异物巨细胞，并明确观察到细胞内吞噬的材料颗粒，证明了细胞的吞噬作用是β-TCP具有可吸收性的重要原因之一，在８周至12周时，可明显观察到材料的占位减少，孔隙明显增大，随着材料的被吸收，新生骨逐渐占据材料的位置，使新骨连成片，成骨量明显大于ＨＡ组，这充分显示了β-TCP可吸收性的优越性，而ＨＡ陶瓷无可吸收性，材料的存在阻碍了新骨的爬行。然而在12周时，β-TCP的吸收率不尽满意[8]，但是随着时间的延长，材料仍可被完全吸收，也可以通过增加材料本身的孔隙率来加快吸收速度，这有待于在以后的实验中摸索出较理想的材料孔隙率，来满足临床的需要。
总之，通过本实验的观察不但明确了细胞对材料的吞噬作用是β-TCP具有可吸收性的重要机理之一，而且证明了β-TCP有较强的骨引导能力和良好的组织相容性，它不失为一种交较好的骨修复材料。
1．程晓兵，薛振恂，周树夏。多孔块状β-磷酸三钙陶瓷兔颅骨骨膜下埋植引导成骨定量研究。实用口腔医学杂志，1998（Oct）;14:256.
2．杨连甲，金岩。口腔和骨的生物活性材料：原理、应用、进展。陕西科技出版社，1993:160.
3．NadeS.Osteogenesisafterboneandbonemarrowtransplantation.ClinicalOrthopaedicsandRelatedResearch,1983;181:255.
4．GoshimaJ.Theoriginofboneformedincompositegraftsofporouscalciumphosphateceramicloadedwithmarrowcells.ClinicalOrthopaedicsandRelatedResearch,1991;269:274.
5．UristMR.β-tricalciumphosphatedeliverysystemforbonemorphogeneticprotein.ClinicalOrthopaedicsandRelatedResearch,1984;187:277.
6．RenooijW.Bioresorptionofceramicstrontium-85-labeledcalciumphosphateimplantsindogfemora.ClinicalOrthopaedicsandRelatedResearch,1985;197:272.
7．EggliPS.Poroushydroxyapatiteandtricalciumphosphatecylinderwithtwodifferentporesizerangesimplantedinthecancellousboneofrabbits.ClinicalOrthopaedicsandRelatedResearch,1988;232:127.
8．程晓兵，薛振恂，张俊睿，等。兔颅骨缺损修复中对多孔块状β-磷酸三钙陶瓷可吸收性的定量研究。实用口腔医学杂志，2000（Nov）;16:451.
