骨缺损区骨膜移植的实验研究

骨缺损区骨膜移植的实验研究

许多研究人员证实，骨膜形成的潜力是由口腔疾病引起的。本实验将同种近交家兔下颌骨人工形成骨缺损区,通过吻合血管之异体骨膜移植,观察其结果及骨再建的可能性,同时与单纯依靠自身骨质增生修复骨缺损的方式进行比较,骨组织的反应通过组织病理学和放射学的方法加以评价。1材料和方法1.1实验家兔的养殖管理由中南大学湘雅医学院动物实验学部提供6~12个月龄,重约1~2.5kg实验雄性同种近交家兔共8只,随机分成4组,每组2只,互为供体和受体,术前后均以标准食谱喂养,自由摄食饮水。1.2骨膜的移植与移植将实验兔仰卧位固定于专用动物实验台上,所有手术均采用1%利多卡因局部浸润麻醉下进行。术前首先作皮肤修剪和络合碘消毒术区皮肤,按常规无菌手术操作方法切取一侧下颌骨体部下缘约1cm×1cm大小附有颌外动脉及面前静脉之骨膜,将附着于该处骨膜上的肌肉尽可能剥离,直到受体方面准备好之后再断蒂。在另一动物下颌骨下缘形成约1cm×0.5cm的矩形骨缺损区,注意保护齿槽骨不受损伤以维持下颌体的连续。移植床形成后,将受者与供者同侧之颌外动脉及面前静脉剥离约1cm,上血管夹并结扎分枝血管后将其切下,立即采用肝素+利多卡因液从动脉灌注。然后直视下将互为供体与受体的骨膜用3-0丝线吻合于移植床周边骨膜上,在10倍手术显微镜下将供者的颌外动脉、面前静脉与受者相应血管以11-0无损伤缝线吻合,手术平均阻血时间约30min。完成显微血管吻合手术后,用同样的方法将对侧下颌骨体部下缘形成同等大小矩形骨缺损区,包括骨膜。不做移植,仅将肌层及皮肤对位缝合,用作对照观察。因手术未破坏实验兔下颌骨体部的连续性,故术后无需固定,亦未做局部特殊处理,于饲养笼内自由活动及摄食饮水。术后3d内可适当给予庆大霉素肌注及络合碘消毒皮肤伤口。1.3骨缺损修复情况观察采用临床、X线照片及组织病理学的方法,分别于术后第1、2、3、4月解剖观察吻合动脉、静脉通畅情况和骨缺损修复情况,并照片记录后取出双侧下颌骨,尽可能去除附着的肌肉,10%甲醛液固定,标本脱钙,制片后进行H-E染色再镜检。2结果2.1长期观察与观察对照侧:伤口愈合情况良好,无肿胀、化脓现象,1周后拆除缝线;长期观察无异常现象。移植侧:均可见到移植后伤口区肿胀,但在移植后1周逐渐好转,2周后基本消退;长期观察无化脓及异物排出,功能良好,无明显自伤倾向。2.2x线照片2.2.1术后2个月x线片显示骨缺损部术后1个月X线片显示骨缺损部位与术后X线片比较无明显变化,但矩形骨缺损的基底部及两端可见骨质稍显疏松(阻射影加深),边缘模糊(封三图1a);术后2个月X线片显示骨缺损部已有不规则钙化影,尤以周边部为甚,提示已有新骨形成(封三图1b);术后3个月X线片显示骨缺损部位阻射影进一步增强,且已基本连接成片,但仍以骨缺损周边部为主,使矩形骨缺损变成底部向下的半园弧形(封三图1c);术后4个月X线片结果与术后3个月X线片无明显区别,但除下颌骨下缘仍呈凹陷外,原下颌骨骨质与新生骨阻射影已基本趋于一致(封三图1d)。2.2.2骨缺损部位对比术后1个月X线片结果与对照侧比较无明显变化,但周边骨质疏松程度似更为加重,提示异体移植的免疫反应可加重溶骨过程(封三图2a);术后2个月X线片结果显示矩形骨缺损部位无明显改变,但沿下颌骨下缘骨膜移植部位可见一条略向内侧弯曲不太清晰的阻射线,提示移植骨膜已成活并开始有新骨形成(封三图2b);术后3个月X线片显示骨缺损部位钙化影进一步增强,下颌骨膜移植部位可见清晰的骨钙化影(封三图2c);术后4个月X线片显示矩形骨缺损已基本修复,且形态正常,钙化度基本一致(封三图2d)。2.3移植后骨小梁的变化对照侧:术后1个月周围组织中有少许炎性细胞浸润,有血管及结缔组织增生,骨组织周边可见软骨基质已形成软骨,并开始钙化(封三图3a);术后2个月周边组织可见大量血管组织增生,软骨基质进一步钙化,可见成骨细胞(封三图3b);术后3个月,结缔组织中可见大量成骨细胞及增生血管,钙化成骨范围进一步扩大,周边可见清晰的板层状结构及髓样结构(封三图3c);术后4个月,再造的骨小梁增加,形成的新骨进一步钙化,有增生血管(封三图3d)。移植侧:术后1个月:大体标本见吻合血管通畅,但动脉变粗,血流缓慢。镜下见移植组织有毛细血管增生,表面有出血及大量炎性细胞浸润,可见嗜酸粒细胞及浆细胞,同时亦可见明显的成骨细胞和新生的骨小梁(封三图4a);术后2个月有大量毛细血管增生,有淋巴细胞和嗜酸性细胞浸润,成骨细胞明显,新生骨小梁部分钙化,周围组织中可见异物巨细胞反应(封三图4b);术后3个月周围组织中有少许炎症细胞浸润,有增生血管,同时透明软骨基质亦显著可见,证明骨膜和软骨成骨同时并存,钙化进一步加强,可见哈弗管(封三图4c);术后4个月骨小梁已成熟,有血管增生,可见哈弗氏管,骨组织进一步钙化,炎症细胞减少(封三图4d)。3免疫抑制剂的使用同种复合组织移植的实验研究目前已开始进行以临床应用为前提的具体研究。本实验采用吻合血管同种异体骨膜移植修复下颌骨缺损,同时与单纯依靠自身骨质增生修复骨缺损的方式进行比较,证实骨膜移植具有加速骨缺损修复过程的作用。X线显示同等骨缺损吻合血管移植骨膜组较对照组骨修复时间平均提前约30d左右,且外形完整,表面无凹陷。异体组织移植研究中,最大难题是免疫反应。免疫抑制剂的使用对异体器官移植伴随着的免疫学问题有所改善,但免疫抑制剂的长期使用对受体生理和供体功能的影响又成为难题,作为替代方案,使用组织适应性抗原明确的同种异体移植研究以及通过短期给予免疫抑制剂正在探索之中。本实验采用由中南大学湘雅医学院动物实验学部提供的具有明确组织适应性抗原的同种近交系列家兔进行吻合血管异体骨膜移植修复骨缺损,术后临床观察及组织病理学检查虽证实淋巴细胞的浸润,但并未因免疫反应而导致成骨过程失败。当然在异体移植过程中,采用免疫抑制剂是适宜的,但免疫抑制药物对成骨活动的影响以及给药方法尚需在今后的研究中进一步探讨。血管组织的增生在缺损组织的修复中起着极其重要的作用。Ham曾通过实验证实了血管密度的重要性,认为当血管密度高时成骨细胞增多,而低时成软骨细胞增多。作者认为本实验成功关键之一在于颌外动脉及面前静脉的吻合早期起到了营养移植骨膜的作用,从而使新生的血管在早期又起到了营养骨缺