研究背景人们经济水平的提高和种植技术的发展,为种植体广泛应用于部分缺牙或无牙颌患者提供了更大的可能。种植区骨量是评估预测种植体能否长期行使功能的一个重要因素。然而,很多时候,患者因为外伤、牙周炎等情况,缺牙区牙槽嵴高度丧失,给种植义齿修复缺失牙及重建咬合功能带来了挑战,增加了外科手术的难度。下颌后牙区是临床上最主要的缺牙部位之一。由于下颌神经管的存在,很多垂直高度重度吸收的患者往往无法容纳种植体的植入。针对这个问题,临床上有多种术式可供选择,常见的处理方式有引导骨组织再生术、牵张成骨术、onlay植骨术、下牙槽神经游离术。onlay植骨,又名上置法植骨,是将移植材料固定于牙槽骨表面以增加高度的植骨方法。onlay植骨因其骨增量效果的肯定性,在临床上已经得到了广泛地应用。onlay植骨术中,自体骨块因其特有的成骨活性、骨诱导性以及骨传导性,一直是该术式的金标准。自体骨块移植是由患者自身取新鲜骨组织来恢复受体区骨缺损的方法。自体骨块移植包括血管化自体骨块移植以及非血管化自体骨块移植两种。非血管化自体骨块移植因其操作简便、创伤较小,已经在onlay骨增量手术中得到了广泛地应用。自体骨块来源于患者本身,其主要优点是无排斥反应,移植存活率高。但自体骨块移植因其来源有限,需要开辟第二术区,给患者增加了额外的痛苦,并增加了患者一定的经济负担。针对自体骨块移植的不足,人们开始广泛关注同种异体骨块。同种异体骨块移植指患者骨缺损处获得的骨源来自骨捐赠者捐赠的相应骨组织,可以是即取即用,也可以是先通过骨库保存后,在合适的时间使用。同种异体骨移植物的来源相对自体骨块来说较为广泛。其形状可以是致密较脆的皮质骨、疏松多孔的松质骨,或者是两者的结合物。同种异体骨保存技术的发展,以及更加完善的骨库的建立,使同种异体骨移植在多个国家得到了应用。但是,同种异体骨移植存在着交叉感染、免疫排斥以及移植物愈合较为缓慢等情况,这些是临床医生及患者必须考虑的问题。异种骨块移植的主要来源是牛骨和猪骨。异种骨块移植的数量几乎不受限制,移植物可以根据需要预先制备成各种形状,来满足术中的要求。但异种骨的骨诱导活性跟其抗原性具有相同的物质基础,在消除其抗原性的同时,往往破坏了其骨诱导活性。两者之间存在一定的矛盾关系。另一方面,由于疯牛病的出现,日本以及欧洲的部分国家已经禁止使用牛骨来源的异种骨。由于常规骨移植物的不足,骨移植物的生物替代材料成为了另一个人们广泛关注的对象。珊瑚转化的羟基磷灰石是其中的一个重要代表。珊瑚羟基磷灰石(coralline hydroxyapatite, CHA)是近年较常用的一种多孔羟基磷灰石,其作为一种新型骨替代材料,具有良好的生物相容性、骨传导性、无免疫源性等独特的优势。制备珊瑚羟基磷灰石的天然材料主要来自石珊瑚中的滨珊瑚和角孔珊瑚,这两种珊瑚在太平洋及西印度洋分布较为广泛。滨珊瑚平均孔径为200um,角孔珊瑚为500um。前者类似人类皮质骨,后者与松质骨孔径接近,是理想的骨移植物替代材料。临床上使用的珊瑚羟基磷灰石主要有颗粒状和块状两种外形的产品。最近十几年来,随着大量文献报道了颗粒状的珊瑚羟基磷灰石在种植术中引导骨再生的良好表现以及块状珊瑚羟基磷灰石加工工艺的进步,块状珊瑚羟基磷灰石在下颌骨垂直onlay骨增量手术中的应用,国外开始有少量报道,并取得了良好的骨增量效果。但块状珊瑚羟基磷灰石因其质地较脆,很难用小钛钉固位,其固位问题一直是影响其广泛使用的一个原因,并且国内外很少文献报道块状珊瑚羟基磷灰石中心血供及成骨效能方面的情况,未能为块状珊瑚羟基磷灰石的应用提供组织学方面的支撑。目的1.本课题通过研究珊瑚羟基磷灰石圆柱体植入兔子股骨远中干骺端后的血供情况、成骨效能,为块状珊瑚羟基磷灰石的临床应用提供组织学上的依据。2.对比块状珊瑚羟基磷灰石与自体骨块采用onlay植骨术恢复下颌后牙区牙槽骨高度的临床效果,探讨块状珊瑚羟基磷灰石通过箱状洞形楔入力固位的临床操作可行性以及愈合情况。方法1.动物实验部分：30只健康雄性新西兰大白兔随机分为实验组和空白对照组两组。实验组包含24只大白兔,在大白兔双侧股骨的远中干骺端,通过空心取骨钻制备圆柱形极限骨缺损,并植入相应大小的珊瑚羟基磷灰石圆柱体。观察时间点分别为4周、8周、12周。在上述每个时间点分别处死8只动物,共获得48个标本,定性观察珊瑚羟基磷灰石圆柱体在各个时间点的成骨、降解以及血供的情况。对照组含有6只大白兔,在其双侧股骨的远中干骺处,制备与实验组大小一致的圆柱形骨缺损,不植入任何骨替代物,12周后处死,观察该骨缺损的愈合情况。实验组不同时间段的新骨面积百分比,采用one way ANOVA进行检验,P<0.05两者之间的差别具有统计学意义。2.临床试验部分：选择2010-01至2014-06在广东省口腔医院种植中心接受牙种植的后牙缺失患者37人(男20人,女17人),由A、B两组组成。A组19人,块状珊瑚羟基磷灰石通过箱状洞形楔入力固定；B组18人,自体骨块通过钛钉常规固位。植骨6个月后行相应种植手术。(1)在植骨前、骨块植入后、种植体植入时、修复完成即刻、修复完成后的每12个月复诊,拍摄全景片并比较A、B两组对应时间段垂直骨高度的吸收值,采用Mann-Whitney检验,P<0.05两者之间的差别具有统计学意义。(2)以种植术后即刻种植体边缘骨水平L2为基线,分别计算A、B两组修复完成即刻(T3)、修复完成后12月(T4)、修复完成后24月(T5)的种植体边缘骨水平与基线的边缘骨水平之差,分别记录为种植体周缘骨吸收量L3-L2、L4-L2、L5-L2。采用Mann-Whitney检验,P<0.05两者之间的差别具有统计学意义。结果1.动物实验部分(1)手术共植入48块珊瑚羟基磷灰石圆柱体,均固位良好,未见松动及脱出,松动率为0%。所有兔子在实验中均未出现创口感染化脓等情况。(2)大体标本观察：实验组切开大白兔的股骨干骺端皮肤,可见之前切开的骨膜已经紧密覆盖植入的圆柱状珊瑚羟基磷灰石,圆柱状骨块与受体区嵌合良好,稳固无松动。4周时,实验组珊瑚羟基磷灰石圆柱体与周围自体骨结合良好,生物相容性佳,无明显炎症反应及肉眼可见缝隙。植入物与周围自体骨边界尚清楚。8周时,实验组珊瑚羟基磷灰石圆柱体与周围自体骨结合良好,周围骨质长入珊瑚羟基磷灰石圆柱体四周,两者之间的边界模糊。12周时,实验组珊瑚羟基磷灰石圆柱体与周围骨质边界基本消失,周围骨质长入圆柱体中,其横切面白色圆形区域缩小；空白对照组创面缩小,有部分软组织长入。(3)组织学观察：实验组珊瑚羟基磷灰石圆柱体的标本在脱钙后行石蜡组织学切片以及HE染色,圆柱体的边缘可看见明显的骨组织长入其中,并伴有珊瑚羟基磷灰石的降解。珊瑚羟基磷灰石区域被染成深蓝色,新长入的骨组织被染成颜色较深的红色物质,间充质成近似浅蓝色物质。4周时的实验组骨组织切片均可见红色新生骨沿着圆柱体的边缘生长,骨细胞被生长快速的新生骨基质包绕其中。边缘的珊瑚羟基磷灰石有少量降解。新生骨与周围的宿主骨紧密结合,形成骨性连接,无明显纤维组织介入。这个阶段的新生骨主要由含较多骨细胞的编织骨组成。8周时,柱状珊瑚羟基磷灰石的边缘结构进一步溶解,新生骨组织明显增多,骨小梁变粗并发生融合。周围的宿主骨与新生骨形成骨性紧密结合,无明显纤维组织介入。圆柱体中央有少量血管长入,并有少量新骨形成。这个阶段的新生骨主要由较为细小的编织骨构成。12周时,圆柱体植入区边缘珊瑚羟基磷灰石降解明显,圆柱体边缘新生骨量进一步增多,板状骨有相当规模的量形成,少量骨髓腔分化形成。圆柱体与周围的宿主骨形成紧密结合的骨性连接,无纤维组织介入。圆柱体中央有较多血管长入,骨小梁增粗融合。12周时,对照组圆柱形骨缺损的边缘仅有少量新骨生成,缺损主要由炎症细胞以及成纤维细胞构成,缺损中心为空白区域,没有明显骨组织长入。(4)实验组新生骨计量学统计分析：实验组4周、8周、12周的新生骨面积百分比采用One-Way ANOVA,对各时间段间进行两两比较,4周与8周时比较,4周时明显小于8周,差异具有统计学意义(P=0.02)；4周与12周时比较,4周时明显小于12周,差异具有统计学意义(P=0.001)；8周时明显小于12周(P=0.03)。2.临床试验部分(1)A、B两组植骨成功率以及统计学分析：A组19个患者植入39块珊瑚羟基磷灰石,两个患者中的4块珊瑚羟基磷灰石骨高度增量失败,一例植骨区血供不佳,例患者植骨区骨质疏松,块状CHA固位不良。A组珊瑚羟基磷灰石的植骨成功率为90%。B组18个患者,其中一名患者切口裂开,植骨失败,B组的植骨成功率为94%。A、B组移植成功率进行四格表资料的卡方检验,两组间差异无统计学意义(P<0.05)。(2)A、B两组通过垂直onlay植骨,植骨后到6个月后种植体植入这一阶段,垂直骨高度的吸收值(H1-H2),A组<B组,差异具有显著性(P<0.01)；骨块植入后到上部结构完成这一阶段,垂直骨高度的吸收值(H1-H3),A组<B组,差异具有显著性(P<0.01)；骨块植入后到上部结构完成后12个月,A组的垂直骨高度吸收值(H1-H4)显著小于B组(P<0.01)；骨块植入后到上部结构完成后24个月,垂直骨高度的吸收值(H1-H5),A组<B组,差异具有统计学意义(P<0.01)。A、B组内四个阶段的骨高度吸收值差异具有统计学意义,植骨6个月内吸收值最小,完成修复后24个月骨高度吸收值最大。(3)A、B两组中种植体周缘骨吸收量,以种植术后种植体边缘骨水平L2为基线,修复完成时的周缘骨吸收值(L3-L2),A组<B组,差异具有统计学意义(P=0.028)；修复完成后12个月的周缘骨吸收值(L4-L2),A组<B组,差异具有统计学意义(P=0.025)：修复完成后24个月的种植体周缘骨吸收量(L5-L2),A组显著小于B组(P=0.013)。A、B组内三个阶段的种植体周缘骨吸收量差异具有统计学意义,植骨6个月内种植体周缘骨吸收量最小,完成修复后24个月种植体周缘骨吸收量最大。结论1.珊瑚羟基磷灰石圆柱体在大白兔股骨干骺端标准骨缺损模型中愈合良好。2.珊瑚羟基磷灰石圆柱体具有良好的骨传导活性,标准骨缺损大小的圆柱状珊瑚羟基磷灰石在植入8周后可以获得较好的中心血供以及成骨效能。3.块状珊瑚羟基磷灰石在低平的下颌后部缺牙区通过箱状洞形楔入固位具有良好的可操作性,临床固位效果可靠。4.块状珊瑚羟基磷灰石与自体骨块两种材料均能有效地恢复下颌后牙区垂直高度,两者成功率无统计学差异。块状珊瑚羟基磷灰石增加的骨高度表现出良好的稳定性。