胶原复合材料在口腔骨缺损中的应用进展

胶原复合材料在口腔骨缺损中的应用进展

宋传宇

佛山市口腔医院（佛山市牙病防治指导中心）  广东佛山  528000

【摘要】由创伤、感染、畸形或全身性疾病引起的牙槽骨骨量不足、口腔骨缺损修复一直是口腔医学领域关注的焦点，目前对于口腔骨缺损再生主要的治疗方案是自体骨移植，但这种技术是一种以“缺损修复缺损”的模式，因此具有较大的局限性，而胶原复合材料为骨缺损修复提供了一些新的治疗策略。胶原复合材料的特殊性刃为口腔骨细胞的细胞增殖、分化和迁移提供了巨大的结构优势支撑，从而促进了缺损的骨组织再生。本文重点综述了胶原复合材料在口腔骨缺损中的应用进展。

【关键词】胶原复合材料；口腔骨缺损

    骨缺损是一种颌骨的结构异常不需要治疗，通常不会造成任何症状或影响口腔健康，口腔骨缺损是颌骨的一种结构异常又称为口腔骨囊肿。这是一种非常罕见的病症，通常是由于颌骨在生长过程中出现了一些异样的结构所引起的。这种颌骨的结构异常通常是在成年人中被发现的，因为它们的颌骨已经发育成熟并且在口腔X线图像中可见，通常在牙医或口腔科医生进行口腔检查时会发现口腔骨缺损。虽然口腔骨缺损不需要治疗，但牙医或口腔科医生通常会监测它们的大小和形状，并建议做口腔X射线检查以确保它们不会增大或发展成其他疾病，如果口腔骨囊肿非常小通常不需要进行任何处理[1]。然而如果它们变大就要及时就诊，可以考虑行手术治疗。总的来说口腔骨缺损通常是一种无害的颌骨结构异常不会影响口腔健康；本文探究了胶原复合材料在口腔骨缺损中的应用进展。具体如下：

1 拔牙窝位点保存方案

牙齿缺失作为影响人们咀嚼效率的主要因素之一，作为修复缺失牙的有效手段种植牙日益普遍，而拔牙后骨质的质量在很大程度影响种植牙齿的效果，技牙后位点保存可以解决部分患者拔牙后牙槽骨吸收严重或增加拔牙区骨质密度及质量。为了进一步种植牙齿做铺垫，现阶段主要有以下拔牙窝位点保存方案：

1、拔牙窝内植入异体骨粉，覆盖生物膜（可吸收胶原膜或不可吸收膜或CGF），拉拢软组织履盖缝合术区；

2、拔牙窝内置入明胶海绵直接拉拢缝合术区；

3、拔牙窝置入CGF引导骨组织及软组织生长，可缝合亦可暴露术区待自然愈合；

4、置入胶原蛋白海绵直接缝合术区或软组织瓣移植覆盖术区；

5、在患者其他术区切取自体骨移植拔牙术区促进骨组织再生。

因技术限制以及异体骨植入及生物膜覆盖经济压力较大，患者需要承担较多费用且对于医师的操作及技术应用有较高要求，并且有部分患者出现排斥反应及宗教信仰问题，明胶海绵置入拔牙窝吸收速率较快，位点保存效果较差。自体骨移植效果是所有拔牙窝位点保存中效果最好，但技术要求较高以及对于患者创伤是最大的。虽然可以提供较好的位点保存效果以及成骨效果，但需要患者付出的代价也相对较大，较多患者无法接受。CGF作为位点保存材料有较好的引导骨再生及软组织再生作用，但制作过程较为复杂，需抽取患者血液对于患者有附加创伤。胶原蛋白海绵作为投牙窝位点保存材料其费用较为低廉，对于技术要求较低，在拔牙窝内吸收速率较慢可作为按牙窝血凝块附着的良好支架，促进拔牙窝血凝块机化成骨，有较好的位点保存效果并且有促进软组织形成的效果。

2 胶原复合材料的组成

天然骨是一种由无机矿物羟基磷灰石和有机大分子I型胶原规则排列所形成的多级有序的复合材料，即由相互平行的胶原分子按67 nm的周期交错排列构成骨支架，羟基磷灰石晶体在胶原纤维形成的40nm间隙内成核并生长，从而组装成精巧而复杂的分级结构。生物矿化在自然界中普遍存在，分为生物体内大分子的预组织、界面分子识别、生长调控和细胞加工4个阶段，该过程赋予骨组织高度有序的纳米羟基磷灰石与胶原纤维矩阵分子级别的独特组装，使天然骨具有良好的生物活性和优异的机械性能[2]。而骨组织的仿生矿化是指无细胞参与的情况下，体外模拟骨组织中羟基磷灰石、胶原有序排列的复杂结构层次，在纤维内定向生长以形成在组成、结构和功能上均高度仿生的复合材料的过程。

3 胶原复合材料的性能

3.1 生物相容性与机械稳定性

良好的生物相容性和机械稳定性是生物材料应用于临床的基础和前提，胶原复合材料由于其生物相似性和生物相容性而被广泛应用于骨组织工程。有研究发现致密矿化胶原的外观和密度与天然皮质骨相似，其组成与X射线衍射证实的动物皮质骨相一致；机械性能检测结果表明其抗压强度与人的皮质骨相当，弹性模量与人的松质骨一致；同时在体外细胞实验和体内植入试验均证实该材料具有良好的生物相容性和机械稳定性[3]。

3.2 生物降解性

胶原复合材料由纳米羟基磷灰石和胶原组成，由于纳米羟基磷灰石具有小尺寸效应和表面效应，使其易于通过体液介导的溶解或细胞介导的吸收过程而被降解。

3.3 成骨活性

胶原复合材料具有良好的骨传导、骨诱导及成骨性，相关研究结果均表明，胶原复合材料更能促进成骨细胞的存活和增殖，成骨特异性标志物的表达更显著。

4 胶原复合材料的临床应用及研究进展

对于炎症、外伤、肿瘤、严重牙周病等导致的骨缺损传统的治疗方法仅是使病变终止，未对缺损的骨组织进行修复与治疗，而骨移植是一种将自体骨或移植材料置于骨折或缺损处来刺激骨组织再生的外科手术方法[4]。利用仿生矿化原理，已开发出许多自组装结构的胶原复合材料用于修复骨缺损。

4.1 胶原复合材料在拔牙后位点保存中的应用

拔牙后牙槽峭的高度和亮度将大大降低，为确保足够的骨量用于后期修复治疗，拔牙后位点保存已成为减少骨吸收趋势的流行方法[5]。

4.2 胶原复合材料在牙周组织再生中的应用

在牙周缺损的组织再生中引导性组织再生技术已在临床中得到广泛应用，患者使用该方法术后6个月复查发现牙周探诊深度、临床附着丧失、牙齿松动度等各项指标与术前比较均有明显降低。

5 小结

胶原复合材料具有与天然骨组织相似的生物活性、良好的生物相容性、优异的骨诱导性以及稳定的力学特性，因而具有广阔应用前景。现阶段仿生人工骨替代材料的研究虽然取得了一定的进展但仍然存在一定的局限性，如成骨效果不如自体骨、降解时间不能完全满足临床需要、缺乏修复大面积复杂骨缺损的能力等。因此如何提高材料的成骨诱导性、改善大面积复杂骨缺损的能力以及使其降解速率与成骨速率达到动态平衡等问题仍需继续探索和解决，为其在口腔骨缺损领域更广泛的应用奠定基础。

参考文献

[1] 张春雨,胡宝阳,冯瑶,等.与骨缺损区域骨组织再生相匹配的新型硅酸钙(基)支架的性能优化[J].中国组织工程研究,2022,26(21):3421-3428.

[2] 彭巍.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临床应用效果分析[J].中国现代药物应用,2021,15(6):18-20.

[3] 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.

[4] 姜嵩,姚星,刘悠,等.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价值[J].医疗装备,2022,35(10):61-63.

[5] 吴梦婷,任聪,周云芳,等.纳米材料在口腔骨缺损再生中的研究进展[J].中国现代医生,2022,60(23):122-126.

课题名称:胶原蛋白在拔牙术后术区位点保存中的应用

项目编号:20230212