Pascal Valentini博士,主任、教授(法)
科西嘉大学健康研究所塔通医院,种植外科
Dieter D. Bosshardt博士,副教授(瑞)
伯尔尼大学牙医学院,口腔外科及口腔医学系,Robert K. Schenk口腔组织学实验室
翻译:翁四维
牛源性骨矿物质作为上颌窦底提升术中的支架材料,展现出良好的骨传导性,但其长期表现尚未见报道。本报告旨在对植骨后6个月、12个月和20年的新骨、骨移植和骨髓腔空间的形态计量学进行比较分析。在植骨区,矿化骨含量分别在6个月时为16.96%,12个月时为22.53%和20年时为22.05%。同时,牛源性骨矿物质的含量为35.87%-4.85%。新形成的矿化骨的体积不会随时间的推移而增加,相反,非矿化骨的体积会增加。
关键词:牛骨,组织形态计量学,长期,上颌窦底提升术
使用牛源性骨矿物质(bovine-derived bone mineral,BDBM)(Bio-Oss®,盖氏公司)作为上颌窦的植骨材料已被大量文献报道。当进行上颌窦侧向入路时,可通过骨传导现象形成活性骨质,从而达到骨内种植体的长期骨融合。尽管许多文献已经报道了这种材料在形成持久的活性骨质方面的有效性,但文献中尚缺乏该材料在此适应证中长期表现的信息。本病例报告旨在描述20年内无机牛源性骨的表现。
得到了科西嘉大学伦理委员会的批准。
1995年,一位67岁的患者因牙周炎导致的右上后牙区前磨牙和磨牙脱落,前来就诊并接受治疗。该患者参与了一项为期5年的临床研究,研究涉及15名上颌后牙区牙列缺损患者,他们需要通过侧向入路进行上颌窦内植骨,以便能够在二次手术中植入种植体。
该患者的上颌窦底骨高度为2.2 mm,于1995年9月28日进行了植骨手术,具体过程下文详述。术前计算机断层扫描(CT)证实了上颌窦无任何病变,开口通透以及无分嵴存在。予以患者预防性使用阿莫西林克和拉维酸钾,术前1小时开始服用,持续1周,每日剂量为1.5 g。手术结束时,对患者肌注120 mg泼尼松龙。术后,医生开具了0.12%的氯己定漱口水,联合使用对乙酰氨基酚和可待因来控制术后疼痛。
行根尖周及腭部局部麻醉,并使用了血管收缩剂。
沿缺牙区牙槽嵴行近远中向切口,至尖牙,随后在尖牙近中垂直转向颊侧前庭沟。沿上述切口完整剥离颊侧骨粘膜瓣,暴露上颌窦外侧骨壁。
用气动涡轮机上的金刚砂球钻在上颌窦外侧壁开窗。牙槽动脉行走在骨质内,导致明显出血,用含有氨甲环酸的棉签行压迫止血,最终控制了出血。
随后,移除前庭骨板,用粘膜剥离器分离上颌窦粘膜并推至上颌窦腔。上颌窦粘膜在分离时发生穿孔,用胶原膜(Bio-Gide®,盖氏公司)修复。
当上颌窦前壁和内侧壁暴露,且粘膜瓣处于水平位置时,可以填入植骨材料。BDBM与生理盐水混合后填入1 mL的胰岛素注射器,注射器尖端被削去。填充顺序为:先上颌窦后部,再前部,最后填充中间部分。填充材料在腔内有序填入,并与粘膜分离后的骨面接触,稍加压迫,使其被血液浸透。随后,水平褥式缝合粘骨膜瓣,关闭术创。
术后两天,该患者有新的出血,并且有填充颗粒从近中切口处溢出。这是由于经前庭骨壁切除术损伤牙槽动脉,导致再次出血。
临床检查显示第二前磨牙区种植体牙周袋深度为7mm,有脓肿形成,诊断为种植体周围炎,需行手术治疗,手术于2015年4月20日进行。征得患者同意后,在上颌窦底提升术骨移植20年后的手术时(图1b),新取两块活体组织标本。第一块是取自右侧上颌第三磨牙的位置,垂直于牙槽嵴,第二块位于上颌第一磨牙处,垂直于前庭壁,是1995年植骨时的窗口位置。
两块新取的活检标本被保存于相同的条件下,送往实验室进行组织学和组织形态计量学分析,并与1996年所取标本进行比较(图2)。
组织学处理
取出组织样本后,用4%的福尔马林溶液浸泡固定。脱矿后,在4ºC条件下用4.13%的乙二胺四乙酸(EDTA)处理脱矿样本6周,用含有5%蔗糖、pH为7.3的0.1 M乙酸单钠缓冲液洗涤样本,并分成小块,用LRWhite树脂(Fluka)和石蜡处理包埋。
使用Reichert-Jung 2050显微切片机切出5微米厚的石蜡切片,并用苏木精和伊红进行染色。使用Reichert Ultracut E显微镜用超薄切片机上的钻石刀上切出半薄树脂切片(1微米厚),并用甲苯胺蓝和品红进行染色。使用连接至Zeiss Axioplan显微镜(Carl Zeiss公司)上的ProgRes C5数码相机(Jenoptik公司),和连接至Axio Imager M2显微镜(Carl Zeiss公司)上的数码相机(Axiocam MRx,Carl Zeiss公司)进行数字化拍摄。
组织形态计量学
采用点计数法在骨小梁增强区进行组织形态测量。将点计数转换成骨、BDBM或骨髓腔的面积百分比,从而代表这三者的面积比例。
活检标本1
活检标本取自牙槽嵴,由三部分组成(图2a):面积较小的区域(1)为上颌窦下方的天然骨,面积较大的区域(2)为植骨区,其上方的区域(3)是一些软组织,为残留的上颌窦粘膜。大面积的含脂肪骨髓的骨小梁由天然骨与BM颗粒组成,嵌入松质骨内,并通过骨基质相互连接(图2b和2c)。
未发现骨形成的活性位点,BDBM颗粒表面呈圆形。在BDBM和骨髓的界面上存在少量多核巨细胞(图3)。然而未发现骨吸收现象,BDBM表面普遍存在深染的接缝。
矿化骨、骨髓和BDBM的面积占比分别为22.05%、73.1%和4.85%(表1)。对于非植骨区,矿化骨和骨髓的面积占比分别为11.75%和88.25%(表2)。
活检标本2
取自前庭壁的活检样本由两部分组成,即薄皮质骨层和含成熟脂肪骨髓的低骨密度的骨松质(图4)。移植的骨组织包括骨、骨髓和BDBM颗粒,BDBM颗粒部分嵌入松质骨并与骨相连接。融入的BDBM颗粒一直延伸至致密骨表面。BDBM颗粒表面呈圆形。未发现骨形成的活性位点。暴露于骨髓腔的BDBM表面有一些多核巨细胞(图5)。没有看到骨吸收现象,在BDBM表面普遍存在深染接缝。矿化骨、骨髓和BDBM的面积占比分别为30.68%、57.15%和12.17%(表1)。
图4a至c:取自垂直于前庭壁的活检标本No.2的组织学结果。(a和b)都由两部分组成:面积较大的骨小梁(1),和薄皮质骨层(2)。在骨小梁中,(c)BDBM颗粒(BO)由骨基质(B)相互连接,并被成熟的脂肪骨髓(BM)包围。
图5a和b:垂直于前庭壁取样的活检标本2的概览图(a)和细节图(b)。放大(a)中的方框得到(b)。多核巨细胞与BDBM颗粒接触。树脂切片。
将这些活检标本与1996年的活检标本进行比较是很有趣的。宏观层面的比较(图6)显示,植骨区和未植骨区之间的密度差异随着时间的推移而减小。20年后,除在植骨区存在牛源性骨矿物质的残留物外,这两者很难区分。
图6a至c:(a)6个月、(b)12个月和(c)240个月时植骨区(顶部)与非植骨区(底部)的对比。
这一区域,随着时间的推移,从定量的角度上来看(表3),牛源性骨的相对数量减少,这与已经分化为破骨细胞的多核细胞的存在相吻合。
在0到6个月期间,新形成骨的矿化部分所占体积明显增加,随后趋于稳定。取样时比非植骨区的矿化部分还要多一些,并且非植骨区的矿化部分在20年中有减少。这是由于骨质的增龄性改变,常常伴随着脱矿和脂肪组织的增多。这种差异可能是由于新形成的骨比天然骨更年轻。
同时,在1至20年之间,髓质所占体积增加(表2和表3)。所以,正如Sartori等人的研究,可以得出结论:尽管骨量会随着时间的推移增加,但增加的只是非矿化骨组织(骨髓)量,而矿化骨量则随着时间的推移因增龄现象保持稳定并趋于减少。垂直于前庭壁所取的活检标本显示,骨皮质已完全重建。可以假定骨组织“整体”恢复到了牙齿脱落前的状态。新形成的骨和天然骨之间似乎在形态上相似;总体表现为骨密度相同,尽管组织形态计量学显示植骨区的骨密度更高。事实上,似乎在骨骼天然为3型或4型的区域,不可能获得2型骨。
作者均声明没有与本研究相关的利益冲突。