颌面部的外伤、炎症、肿瘤及种植体周围炎等原因常造成不同程度的骨缺损,严重者导致面部畸形,对患者的生活质量及心理健康造成不良影响。目前自体骨、异体骨以及异源性骨粉等手段的运用在颌骨修复中最为常见,但由于骨源有限、免疫排斥反应以及感染等问题影响了其应用范围,因此金属材料在骨缺损修复中扮演着越来越重要的角色。目前应用最多的金属类骨缺损替代材料为钛及钛合金,然而钛及钛合金存在孔隙率较低、摩擦系数较小、弹性模量与人体骨相差较大等不足,而多孔钽则克服了以上缺陷,具有孔隙率高、摩擦系数大和弹性模量接近人体骨的优点。本课题前期实验已证实多孔钽颗粒具有骨诱导和塑形作用,对颌面骨缺损有良好的修复效果,有望作为新型植入材料取代钛。然而,单纯的多孔钽颗粒不能提供成骨所需的各类细胞因子,并且该植入材料存在缺少血管化的缺陷,可能影响骨组织长入多孔钽颗粒内部,使得该材料与周围骨组织的结合强度不足。转化生长因子-β1(Transforming growth factor-β1,TGF-β1)为一种同源双链多肽蛋白,能使成骨细胞趋附于受损组织区域,刺激骨小梁的增生;此外,TGF-β1还能增加成纤维细胞的浸润及增殖,调节胶原蛋白和弹性蛋白在血管外膜的重构,从而促进纤维和血管的增生。考虑TGF-β1作为多肽生长因子,易在体内扩散或被分解,不能持续在靶细胞里面发挥作用,TGF-β1需要与一种载体复合以形成类缓释系统。多孔钽的高孔隙率及稳定的机械性能使其成为较为理想的载体。因此,本课题将TGF-β1与多孔钽颗粒复合,研究了一种新型生物活性多孔钽材料,该材料具有生物相容性好、易消毒、吸附能力强、无免疫原性、机械强度高、骨诱导性能佳以及可塑性好等优点,本实验通过观察不同时间各组骨缺损区域的新生骨组织面积和新生微血管密度,研究该材料的促骨生长生物活性,以为多孔钽更好地运用于临床打下基础。研究目的将TGF-β1与多孔钽颗粒复合,弥补多孔钽颗粒无法提供生长因子的不足,改善其修复颌面骨缺损的微环境,观察骨缺损愈合时间有无缩短、愈合质量有无提高,从而为种植体周围炎等原因导致的颌面骨缺损的修复提供理论及实验依据。研究方法选用12月龄雄性比格犬6只,首先拔出双侧下颌第一至第四前磨牙,待拔牙创自然愈合后,建立柱状骨缺损模型,单侧骨缺损分别为纯多孔钽颗粒修复组(多孔钽组)、经TGF-β1处理后的多孔钽颗粒修复组(复合组),未修复组(空白组),术前10日行四环素荧光示踪标记,多孔钽颗粒植入术后30、60、90d各处死2只实验犬,将所取得的实验区下颌骨标本进行肉眼观察、X线检测、四环素免疫荧光标记、VIII因子相关抗原抗体标记染色、甲苯胺蓝染色、CD31相关抗原抗体染色、天狼猩红染色。结果1.肉眼观察示术后比格犬生长良好,伤口愈合佳,不同时间点取材前均未见软组织有红肿、化脓等炎症表现。X线检测见各时间点多孔钽颗粒均与周围骨组织耦合良好,实验组新生骨组织将植入的多孔钽颗粒覆盖。2.甲苯胺蓝染色示新生骨组织可沿着多孔钽颗粒之间生长且长入其内部,修复30天时,复合组较多孔钽组与周围骨结合佳;修复60天时,实验组多孔钽内部见骨小梁以及骨陷窝等结构,而对照组尚见大量蓝染的未成熟类骨质,各时间点的空白组蓝染区域均较少。3.四环素免疫荧光标记检测显示30天时复合组新骨生成面积大于多孔钽组和未修复组,且复合组长入多孔钽颗粒内部的新生骨组织较多孔钽组和未修复组多。复合组及多孔钽组均见黄绿荧光条带延伸至多孔钽颗粒内部,明亮的黄绿荧光呈片羽状分布于多孔钽颗粒的中心。4.VIII因子相关抗原抗体标记染色及CD31相关抗原抗体标记染色均显示:修复30天时,复合组新生微血管数量大于另外两组;修复60天时,多孔钽组新生微血管数量最大。CD31相关抗原抗体染色示血管能长入多孔钽颗粒内部。5.统计结果示:修复30d时,复合组新生骨组织面积和新生微血管数目较多孔钽组佳(P<0.05);修复60d时,多孔钽组新生骨组织面积和新生微血管数目较复合组好,差异有显著性(P<0.05);修复90d时,各组新生骨组织面积和新生微血管数目差异无显著性。结论1.多孔钽颗粒与骨组织之间形成贯通性结合,新生骨组织可沿多孔钽颗粒生长,且能长入其孔隙内部。2.复合组早期成骨及成血管情况最佳,说明TGF-β1与多孔钽颗粒复合所得的材料具有较高的促骨生成活性,能缩短骨缺损愈合时间,有利于多孔钽与周围组织的早期生物性稳定结合。3.血管能长入多孔钽颗粒内部。