CGF聯合骨代用品在促進骨缺損愈合的實驗研究

張曉鵬，鄒高峰，李 超，柳宏志，張麗霞，魏 麗

(1．佳木斯大學口腔醫學院，黑龍江 佳木斯 154002;2.秦皇島市海港醫院口腔科，河北 秦皇島 066000;3．大慶油田總醫院口腔科，黑龍江 大慶 163001)

拔牙是口腔頜面外科基本臨床操作之一，術后牙槽窩中骨愈合時間的長短，通常僅僅依靠患者自身的骨愈合能力，大體上骨愈合時間為3～6個月[1]，而當細菌及食物殘渣進入，血凝塊形成不良等情況發生時，又無法避免地延遲了術后牙槽窩骨缺損愈合時間，導致牙槽骨形態愈合不良、干槽癥等并發癥的發生。術后牙槽窩內單獨植入羥基磷灰石生物陶瓷僅僅在牙槽窩的豐滿度、牙槽窩的骨愈合時間上有所改善，但遠遠無法達到臨床要求及臨床醫生的滿意度。本研究旨在通過術后牙槽窩內植入濃縮生長因子(Concentrate growth factors CGF)+羥基磷灰石生物陶瓷與單獨植入羥基磷灰石生物陶瓷的比較，濃縮生長因子(Concentrate growth factors CGF)在提高骨缺損愈合方面的能力。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 實驗動物：健康一歲齡雄性雜種犬12只，體質量20～22kg(大慶油田總醫院動物實驗中心提供)。

1.1.2 試劑和材料：速眠新II注射液(軍事醫學科學院軍事獸醫研究所提供)。

1.1.3 設備：Medifuge(Silfradent 意大利)離心加速機;特定離心管。X光牙片機：ODS-I口腔數字成像系統(大慶油田總醫院放射科提供)。

1.2 方法

1.2.1 CGF的制備[1～2]

抽取實驗動物自身血液注入10mL的試管(Medifuge離心加速機特殊匹配試管，真空負壓，不含抗凝劑等任何添加劑)中，注滿后勿搖動，共注入兩支，立即放入Medifuge離心加速機的轉筒中，按預定程序制備出CGF。第一支CGF切割成1～2mm的顆粒，與骨代材料進行混合，并放入攪拌機(Silfradent 意大利)旋轉6s，混合均勻后嵌入骨缺損處。第二支CGF模具壓制，獲得CGF薄膜。

1.2.2 拔牙

術前禁食水12h，麻醉前15min皮下注射阿托品(0.04mg/kg)以減少唾液的分泌，速眠新(100U/mL，0.1～0.2mL/kg)，氯胺酮(5～10mg/kg)肌肉注射麻醉。(戊巴比妥鈉(30mg/kg)后肢外側隱靜脈滴注維持全麻)拔除雙側下頜第一前磨牙，壓迫止血。

1.2.3 CGF的植入

徹底搔刮牙槽窩后，將CGF-羥基磷灰石陶瓷糊狀粘結劑和羥基磷灰石生物陶瓷，按照實驗設計分別嵌入牙槽窩骨缺損處。潛行分離頰舌側的粘骨膜瓣，嚴密縫合創口。術后3d，每日肌注青霉素針40萬單位，預防感染。術后單籠專人飼養。

1.2.4 制取標本

術后4w、8w、12w分別處死動物，取材進行X線片及組織學觀察，并進行骨密度測量分析。

1.3 統計學處理

采用SPSS11.5軟件處理，根據Lane-Sandhu[3]X線和組織學評分標準進行評分，兩組間評分結果采用配對資料t檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 大體觀察結果

12只實驗犬均健康，手術創口均一期愈合，術區黏膜色溫正常，周圍無感染跡象，牙槽窩豐滿。

2.2 組織學觀察結果

術后4w，實驗組：新生骨組織內可見大量的前成骨細胞、成骨細胞，少量骨組織形成，成骨細胞有向拔牙窩內骨缺損處生長的趨勢，類骨質形成，形成骨陷窩；對照組：新生組織內前成骨細胞、成骨細胞數量較實驗組少，纖維組織較多；術后8w，實驗組：新生骨組織較成熟，有大量前成骨細胞、骨細胞、破骨細胞、成骨細胞及形成骨小梁，并可見成骨細胞呈板層狀排列，形成連續的骨小梁；對照組：新生骨組織欠成熟，骨小梁結構細小、散亂；術后12w，實驗組：成熟的骨組織形成，與周組織未見明顯的界限；對照組：新骨形成，呈板層狀結構，纖維組織含量少。

圖1 a.實驗組術后4w，可看到大量成骨細胞；b.對照組術后4w，新生組織內骨細胞數量少

圖2 a.實驗組術后12w，成熟的骨組織形成；b.對照組術后12w，板層狀結構

2.3 X線觀察結果

實驗組：術后4w，術區骨密度增加，但周圍有透射區，術后8周，X線透射區基本消失，見圖1，術后12w，X線下可見透射區完全消失；對照組：術后8w，術區有較明顯的透射影像，見圖2，直到12w時才基本消失。在整個愈合過程中，實驗組的骨愈合程度均優于對照組，并表現出明顯差異。

圖3 a.實驗組術后8w，透射區基本消失,形成的骨小梁較連續；b.對照組術后8w，仍有較明顯的透射影像

2.4 骨密度測量

見表1。

表1 各時間段實驗組和對照組骨密度值

3 討論

濃縮生長因子(Concentrate growth factors CGF)[2]中含有大量的生長因子，如表皮生長因子(epidermal growth factor EGF)，血小板源生長因子(platelet-derived growth factor PDGF)，轉移生長因子-β(transforming growth factor TGF-β)，血管內皮生長因子(Vascular endothelial growth factor VEGF)，類胰島素生長因子(Insulin-like growth factor IGF-1)，骨形成蛋白(BMP)[4，5]和成纖維細胞生長因子(fibroblast growth factor FGF)。PDGF[6]促進細胞趨化、增殖，并且可增加膠原蛋白的合成能力；VEGF[7]加速損傷組織進行再血管化；FGF誘導骨再生；EGF和IGF-1調節細胞的生長、發育和代謝，加強局部的成纖維細胞、間葉細胞等相關細胞進行遷移和趨化；TGF-β作為趨化因子能將骨母細胞吸附到骨缺損區，刺激前成骨細胞進行有絲分裂，加強膠原蛋白、非膠原蛋白和蛋白質聚糖的合成能力，增大骨細胞在缺損區的密度，促進骨基質的沉淀。骨形成蛋白( BMP)[4，5]能誘導未分化的間充質細胞轉化為成骨細胞或成軟骨細胞，并促進骨生長。各種生長因子相互協同，相互作用，相互促進，達到最佳的治療效果。

本組實驗分為實驗組(植入CGF+羥基磷灰石生物陶瓷)和對照組(植入羥基磷灰石生物陶瓷)，CGF聯合骨代材料的混合物對拔牙窩骨缺損的修復再生表現為：①組織學觀察：實驗組的新骨形成時間短于對照組，且同期形成的新骨更為成熟；②X線觀察：CGF縮短了骨愈合的時間，實驗組在8w時X線透射區已基本消失，而對照組直至12w才達到相近似的程度；③骨密度值分析：從實驗的不同時期的同期比較來看，實驗組的骨密度值均高于對照組。

在4～12w的整個愈合過程中，無論從大體觀察、組織學觀察、X線觀察方面實驗組均優于對照組，同一時期新生骨組織均相對成熟。分析原因可能是：(1)實驗中的濃縮生長因子(Concentrate growth factors CGF)富含多種高濃度基本生長因子，在最大程度上滿足機體早期組織愈合需要，起到了充分的骨誘導作用，同時也能夠縮短術區牙槽黏膜愈合時間及肉芽組織形成時間。(2)濃縮生長因子(Concentrate growth factors CGF)自身具有獨特的三維網狀結構，微觀上起到了一種細胞支架(緩釋載體)的作用，使血小板、成骨細胞、骨細胞及前成骨細胞更易于附著于表面，進行分裂、增殖。(3)濃縮生長因子(Concentrate growth factors CGF)和骨代用品(羥基磷灰石生物陶瓷)混合攪拌后形成了更為黏稠和穩定的狀態，有利于骨代材料支架作用的發揮。(4)濃縮生長因子(Concentrate growth factors CGF)和骨代用品(羥基磷灰石生物陶瓷)兼具有骨誘導和骨引導作用，能夠誘導未分化的間充質細胞轉化為成骨細胞或成軟骨細胞，并促進骨生長，并提供支架引導新骨向內生長或沉積。以上結果充分說明濃縮生長因子(Concentrate growth factors CGF)聯合骨代用品在縮短缺損區骨組織愈合時間、提高缺損區骨愈合質量上起著重要作用，值得臨床上廣泛應用。

[1]柳宏志，李超，王天祥，等.CGF聯合骨代用品在即刻種植中修復種植體周圍骨缺損的實驗研究[J].口腔頜面外科雜志, 2012，08：28

[2]Dong Seak Sohn.The effect of concentrated growth factors on ridge augmentation[J].Dentalinc, 2009,10:34-40

[3]Joos U，Kleinheinz J．Reconstruction of the severely resorbed(class VI)jaws：routine or exception[J]．J Craniomaxillofac Surg,2000，28(1)：1-4

[4]Urist MR, Ddlange RJ, Finerman GA.Bone cell different iation and growth factors[J].Science, 1983, 220(4598)：680-686

[5]Y am aguchi A.Application of BMP to bone repair[J]．Clin Calcium.2007,17(2):263-369

[6]Eppley BL, Woodell JE, Hiqqins J.Platelet quantification and grow the factor analys is from platelet-rich plasma: implications for wound healing[J].Plast Reconstr Surq, 2004,114(6):1502-1508

[7]王琳琳,朱炎.血管內皮生長因子在口腔惡性腫瘤研究中的進展[J].口腔頜面外科雜志, 2006,16(1)：87-90