1、組織工程學骨再造在頜骨缺損修復中的研究進展一骨組織的缺損可由多種原因引起，包括腫瘤、炎癥、外傷等原因，其中以腫瘤性的骨缺損最為常見，腫瘤性骨缺損修復是今后腫瘤外科修復重建的一個方向1。口腔惡性腫瘤手術往往導致下頜骨或上頜骨的缺損，常用的修復方法有自體骨、異體骨及人工材料等，但目前的這些修復方法難以滿足臨床的需要。近來，隨著組織工程學這門新興科學技術的興起，能夠利用這項技術到達骨再造而滿足臨床需要。本文就口腔癌與下頜骨缺損的關系、組織工程學再造骨的重要內容及其修復下頜骨缺損的進展作一綜述。1口腔腫瘤術后下頜骨缺損及其并發癥1.1 口腔腫瘤術后下頜骨缺損口腔頜面部具有一個豐富的淋巴系統，口腔癌一般

2、都有下頜骨骨膜的侵犯。Sudhir對22例口腔癌是否侵犯下頜骨進行研究，分別用X線、CT檢查，發現有21例均有下頜骨的侵犯，并且與術后組織學相對照，其陽性率是一致的2。Tsuchimochi等用骨掃描顯示腫瘤引起了下頜骨松質骨的侵犯3。因此從腫瘤外科原那么出發，必須作下頜骨切除，勢必會引起下頜骨的缺損。1.2下頜骨缺損的并發癥下頜骨缺損不僅僅影響面部美容，更重要的是可以引起如言語、吞咽、呼吸等功能的障礙。McConnel等對下頜骨切除后的病人進行口咽吞咽效率 OPSE的檢測，發現平均的OPSE直明 顯低于正常值，30個病例中有8例不能進食，其余只能進點流質4。Haribhakti也證實了 下頜

3、骨缺損可引起呼吸困難、睡眠質量差、下齒槽神經損傷的各種并發癥， 使患者的生活質 量大大降低5。2組織工程學骨再造的主要研究進展組織工程學tissueengineering是生物醫學工程中的一個新的分支，是應用生命科學工程學的原理與技術，設計、構造、改進、培育和保養活組織，以修復或重建組織器官的結構，維持 或改善組織器官功能的一門新興的邊緣學科。其根本方法是將體外擴增的正常組織細胞，吸附到一種生物相容性良好并可被機體吸收的生物材料上，然后植入機體缺損部位，細胞在生物材料逐漸降解吸收過程中形成新的組織，到達修復缺損，重建功能的目的。Vacanti6等運用組織工程技術在裸鼠身上再生軟骨，國外已有較多

4、的關于軟骨組織的組織工程7；國內曹誼林教授首次采用組織工程技術在裸鼠體內再生了帶血管的骨組織，并用于修復骨缺損，為骨組織缺損的修復提供了一條新的思路和途徑。骨組織的再生要求有三個根本的生物學因素參與，即細胞、生長和分化因子、細胞外基質材料，這也是當今組織工程研究中的三大課題。源細胞經過培養可以分化成成骨細胞；生長分化誘導因子可以促進成骨細胞的分化增殖，保持成骨細胞不衰老；生物可降解材料可作為細胞支架，支持細胞的附著、遷移和分化8。2.1種子細胞成骨細胞來源的選擇理想的骨組織工程學種子細胞應具備以下特點：1取材容易，對機體損傷小；2在體外培養中易定向分化為成骨細胞和具有較強的傳代繁殖力；3植入機

5、體后能適應受區的環境并保持成骨活性，有以下四種來源9。胚胎骨：目前較多使用的是胚胎或新生動物骨或人胚胎骨。由骨別離出的細胞主要含有4種成分：骨內膜細胞、骨外膜細胞、骨細胞、未分化的間充質細胞。在體外培養中表現為兩種形態：可 貼壁的成纖維細胞樣細胞和不貼壁的圓球型細胞。利用骨作為來源獲得的細胞在體外較易定向分化為成骨細胞， 且具有生長迅速，傳代繁殖快的優點。 但此法會對患者造成手術損傷且 供源有限。骨外膜：骨外膜分為內外兩層。其中內層含有較多的骨原細胞和成骨細胞。已有較多的研究證實10來源于骨膜的細胞具有很強的傳代繁殖和定向分化成骨細胞的能力，植入機體后能適應受區的環境，保持成骨活性，并最終通過

6、軟骨成骨而修復骨缺損，是目前廣泛應用的成骨細胞來源。骨髓：骨髓分造血和基質兩大系統，其成骨能力來源于基質，骨髓基質細胞稱作成纖維細胞集落形成單位，它具有多向分化潛能。骨髓具有取材方便、對供體損傷小、有流動性和可經皮注射等優點，具有廣闊的開展前景。骨外組織：骨外組織如表皮細胞、成纖維細胞，這些起源于胚胎時期間充質的骨外部位的骨祖細胞稱作 誘導性祖細胞IOPC。此法取材容易，對人體的創傷較小，體外培養傳代繁殖力較強，提供 了一條新的成骨細胞來源。成骨細胞與生物降解聚合物的體外培養Attawia 11等將成骨細胞種植在聚羥乙酸支架上，并在含10%胎牛血清的培養液中培養。710天后，成骨細胞粘附到聚合

7、物支架上，并發生增殖，培養液中有鈣化骨形成。Cooper12也進行了類似的研究，將成骨細胞分別種植到PMA、CPH PMA/CPH共聚物上，2周的體外培養期間，成骨細胞發生了粘附、增殖，表達了較高的堿性磷酸酶活性，并有膠原合成。這些研究說明：種植到支架上的成骨細胞在適宜的營養環境中，能與聚合物很好地結合，并保持其增殖和成骨功能。成骨細胞形成骨組織的最正確細胞濃度種子細胞的選擇是組織工程修復缺損的關鍵步驟。適當的種子細胞濃度既可以直接修復缺損，又可以通過分泌細胞生長因子，促進間充質未分化細胞向種子細胞轉化，加速愈合13。濃度過低，基質和細胞因子分泌缺乏，將限制細胞的生長。濃度過高，細胞之間將過早

8、發生接觸抑制，在取材上也有困難。 夏萬堯、曹誼林等的實驗選擇濃度從10X 106/ml70x 106/ml的細胞進行研究，并作 HE、Safranin染色觀察，結果確定接種細胞濃度為50x 106/ml時形成的軟骨組織最正確4。至于骨組織形成的最正確細胞濃度尚有待進一步研究和探索。成骨細胞與環境的關系成骨細胞與細胞基質ECM 的關系：成骨細胞的ECM包括無機和有機兩局部，無機鹽以羥基磷在石形式存在，主要作用為增強 骨組織的力學強度；有機成分以I型膠原為主，還包括骨鈣素，骨橋蛋白，骨連接蛋白，纖 維連接蛋白，層粘連蛋白等無定形基質。目前認為有機成分在成骨細胞增殖、分化過程中發揮重要作用。Nola

9、n 15等證實成骨細胞在脫鈣骨基質上有很強的粘附和增殖能力。其中 I型膠原可刺激多潛能間充質細胞向成骨細胞方向轉化，并促進成骨細胞表達堿性磷酸酶。成骨細胞與物理力的關系：把細胞基質結合物放入鑄模里，使它們承受減切力、張力和其他一些在生長過程中受到的 力，這也是設計和組織工程所需要的。施加物理力是形成和推動基因活動的重要因素,研究證實機械應力可促進成骨細胞表達3 1lntergrin,從而增加成骨量16。成骨細胞與血管內皮細胞的關系：在骨的改建過程中， 成骨和血管化是密切相關的。血管內皮細胞可合成和分泌一系列可溶性的調節介質，包括生長因子和細胞因子，這些因子具有控制成骨細胞增殖、分化等作用；另一

10、方面，Wang 17等證實成骨細胞能分泌血管內皮細胞生長因子VEGF FGF等促血管形成因子，作用于內皮細胞，促進血管形成。2.2生物可降解材料生物可降解材料又稱為細胞外支架材料，理想的材料應具備以下條件：1良好的生物相容性；2良好的生物降解性，材料可最終被受植床組織完全替代；3易加工成型，并具一定的強度，抑制后能保持原狀；4材料外表易于細胞粘附且不影響其增殖分化。組織工程中應用的材料有天然材料和人工合成的高分子聚合物材料。天然材料如膠原、脫礦骨等；目前最受人青睞的材料是一些合成的生物降解聚合物如聚乳酸PLA聚乙醇酸PGA和 PLA/PGA共聚物。PLA和PGA具有良好的生物相容性和生物降解性，其代謝產物可通過代謝途徑或經腎臟排出體外。學者們對這類材料研究取得了較大的進展，如Whang等18采用層壓技術將聚合物制成三維立體多孔結構，其孔隙率達90%,孔的平均大小在 1632microm，組織形態學觀察其成骨量要明顯高于對照組，這樣的微孔結構給種植細胞