同種異體骨移植的基礎(chǔ)研究與臨床應(yīng)用

同種異體骨移植的基礎(chǔ)研究與臨床應(yīng)用

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1、同種異體骨移植的基礎(chǔ)研究與臨床應(yīng)用作者:馬振杰,田清業(yè),唐勝建【關(guān)鍵詞】同種異體骨移植的基礎(chǔ)研究與臨床  各種原因造成大段骨、關(guān)節(jié)缺損的修復(fù)是修復(fù)重建外科領(lǐng)域較為普遍而又棘手的問題。同種異體骨來源豐富,不受形態(tài)、大小限制,且具有生物活性,臨床廣泛應(yīng)用日益增多,已取得了較成熟的經(jīng)驗(yàn)。筆者就同種異體骨移植的研究進(jìn)展作綜述如下:  1同種異體骨采集來源  臨床異體骨常取自:(1)截肢的骨組織;(2)胸部手術(shù)中切除的肋骨;(3)新鮮尸體骨骼,包括死嬰(多采用軟骨)。禁忌采集來源于腫瘤、傳染病、細(xì)菌性感染、骨病、血液病患者的骨組織。對于新鮮尸體,應(yīng)爭取在死后6~12h內(nèi)的無菌狀態(tài)下取骨,并經(jīng)相應(yīng)的處理后

2、存入骨庫。13  2同種異體骨的保存  同種異體骨的保存方法很多,但臨床應(yīng)用效果肯定、國內(nèi)外骨庫應(yīng)用最多的是深凍法和凍干法。  2.1深凍法  將獲得的同種異體骨表面軟組織、骨膜和骨端軟骨徹底剔除,根據(jù)需要制成不同形狀、大小的移植骨材料,使用無菌鹽水或抗生素鹽水進(jìn)行加壓沖洗盡量去除骨髓組織,然后進(jìn)行無菌包裝,采用逐漸降溫法,先將移植骨放人-4℃的冷庫中,12h后再逐漸降至-80℃保存。Friedlaender和Bumhardt等研究發(fā)現(xiàn)異體冷凍骨移植后僅能引起強(qiáng)度很弱的慢性免疫排斥反應(yīng),通過冷凍使異體骨的免疫原性大大降低。Poitout[1]認(rèn)為,深凍骨抗原性和移植后的生物學(xué)特性明顯優(yōu)于新鮮異

3、體骨組織,取得較為滿意修復(fù)效果。深低溫(-80℃)狀態(tài)下,酶的活性基本消失,酶對骨的破壞最小,膠原酶處于靜止?fàn)顟B(tài)保存期可長達(dá)數(shù)年[2]。深凍法適用于各種骨移植材料保存,是要求保留軟骨活性的同種異體骨、關(guān)節(jié)保存的首選方法。  2.2凍干法13  將新制成的深凍骨放入干燥機(jī)內(nèi),使骨組織內(nèi)剩余水分降低到5%以下,然后進(jìn)行無菌包裝,置于無菌真空容器中常溫保存。凍干法有常溫保存、便于運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn),常用于制備松質(zhì)骨條、骨塊、骨釘和需要常溫運(yùn)送保存的大段骨,但它對骨強(qiáng)度有明顯影響,對大段的和需要承重的移植骨,應(yīng)該盡量避免應(yīng)用凍干法保存?! ?同種異體骨的滅菌  滅菌是制備同種異體骨的重要環(huán)節(jié),目前國內(nèi)外骨庫大

4、多用環(huán)氧乙烷和γ射線滅菌?! ?.1環(huán)氧乙烷(EO)滅菌  EO通過使微生物中的核酸烷基化和酶的滅活而發(fā)揮滅菌作用。一般用于同種異體骨滅菌的EO濃度為450~1500ms/L,溫度為20~60℃,有效濕度為30%~60%,經(jīng)過2~5h時(shí)薰蒸可殺滅各種細(xì)菌、芽胞、病毒。EO消毒對移植骨的生物學(xué)性能有一定損害作用。Thoren等認(rèn)為,大劑量EO氣體會影響未脫鈣骨的骨傳導(dǎo),使骨傳導(dǎo)小室中的骨生長速度降低大約一半。Aspenberg等發(fā)現(xiàn)EO對骨誘導(dǎo)的影響存在劑量依賴關(guān)系,大劑量影響骨誘導(dǎo)活性。另外,EO對致密的皮質(zhì)骨僅能穿透6mm,目前僅推薦用于顆粒狀骨材料的消毒?! ?.2照射滅菌13  60Co

5、γ射線輻照通過激發(fā)電子的直接作用和促進(jìn)·H和·OH自由基生成的間接作用,使微生物中的蛋白、酶、核酸及DNA滅活而起到滅菌作用。推薦使用的輻照有效劑量為15~25kGy。25kGy的γ射線輻照不影響移植骨力學(xué)強(qiáng)度,并保留部分骨誘導(dǎo)能力,無明顯的臨床危害作用[3]。γ射線輻照適用于各種骨移植材料消毒、滅菌,大多數(shù)組織庫常使用該滅菌方法?! ?同種異體骨移植后的愈合  4.1同種異體骨移植后的愈合機(jī)制  4.1.1自身成骨作用新鮮同種異體骨移植,存活的細(xì)胞具有早期成骨能力,但因免疫反應(yīng),供體來源的細(xì)胞被殺死,早期成骨亦被吸收,所以這種成骨作用是無效的。庫存骨的細(xì)胞成分多已死亡,不具備自身成骨能力?!?/p>

6、 4.1.2骨傳導(dǎo)作用骨傳導(dǎo)作用也就是支架作用,是移植骨周圍組織床的血管、骨祖細(xì)胞沿植入物的機(jī)械引導(dǎo)侵入其內(nèi)部,實(shí)現(xiàn)爬行替代的過程。骨傳導(dǎo)作用僅見于移植物植入骨骼系統(tǒng)內(nèi),無活性的植入物植入骨骼系統(tǒng)以外僅能引起纖維組織替代,形成疤痕組織[4]。同種異體移植骨的愈合、替代過程主要依靠骨的傳導(dǎo)作用。13  4.1.3骨誘導(dǎo)作用骨誘導(dǎo)作用是指來自植床周邊宿主結(jié)締組織中的可誘導(dǎo)成骨前體細(xì)胞即間充質(zhì)細(xì)胞,在誘導(dǎo)因子的作用下可被誘導(dǎo)成骨原細(xì)胞,經(jīng)成骨細(xì)胞形成新骨,這種成骨方式是間接的,稱為骨誘導(dǎo),骨誘導(dǎo)在異體骨愈合早期發(fā)揮重要作用[5]。Urist等自骨基質(zhì)中提取出骨誘導(dǎo)物質(zhì),稱為骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bonem

7、orphogeneticprotein,BMP),BMP能誘導(dǎo)結(jié)締組織中的間質(zhì)細(xì)胞、骨髓基質(zhì)細(xì)胞、滑膜細(xì)胞、成纖維細(xì)胞呈現(xiàn)為軟骨細(xì)胞和骨細(xì)胞表型,即誘導(dǎo)上述細(xì)胞在骨骼或骨骼以外的部位產(chǎn)生軟骨和骨組織,這就是骨誘導(dǎo)成骨理論的核心?! ?.2同種異體骨移植后的愈合方式  同種異體骨移植愈合過程是移植骨再血管化、新骨形成、宿主骨床與移植物連結(jié)而實(shí)現(xiàn)骨摻入的過程。Burchardt[6]將同種異體移植骨與

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