同种异体骨移植的基础研究与临床应用

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1、同种异体骨移植的基础研究与临床应用作者：马振杰，田清业,唐胜建【关键词】同种异体骨移植的基础研究与临床　　各种原因造成大段骨、关节缺损的修复是修复重建外科领域较为普遍而又棘手的问题。同种异体骨来源丰富，不受形态、大小限制，且具有生物活性，临床广泛应用日益增多，已取得了较成熟的经验。笔者就同种异体骨移植的研究进展作综述如下：　　1同种异体骨采集来源　　临床异体骨常取自：(1)截肢的骨组织；(2)胸部手术中切除的肋骨；(3)新鲜尸体骨骼，包括死婴(多采用软骨)。禁忌采集来源于肿瘤、传染病、细菌性感染、骨病、血液病患者的骨组织。对于新鲜尸体，应争取在死后6～12h内的无菌状态下取骨

2、，并经相应的处理后存入骨库。　　2同种异体骨的保存　　同种异体骨的保存方法很多，但临床应用效果肯定、国内外骨库应用最多的是深冻法和冻干法。　　2.1深冻法　　将获得的同种异体骨表面软组织、骨膜和骨端软骨彻底剔除，根据需要制成不同形状、大小的移植骨材料，使用无菌盐水或抗生素盐水进行加压冲洗尽量去除骨髓组织，然后进行无菌包装，采用逐渐降温法，先将移植骨放人-4℃的冷库中，12h后再逐渐降至-80℃保存。Friedlaender和Bumhardt等研究发现异体冷冻骨移植后仅能引起强度很弱的慢性免疫排斥反应，通过冷冻使异体骨的免疫原性大大降低。Poitout［1］认为，深冻骨抗原性和

3、移植后的生物学特性明显优于新鲜异体骨组织，取得较为满意修复效果。深低温(-80℃)状态下，酶的活性基本消失，酶对骨的破坏最小，胶原酶处于静止状态保存期可长达数年［2］。深冻法适用于各种骨移植材料保存，是要求保留软骨活性的同种异体骨、关节保存的首选方法。　　2.2冻干法　　将新制成的深冻骨放入干燥机内，使骨组织内剩余水分降低到5％以下，然后进行无菌包装，置于无菌真空容器中常温保存。冻干法有常温保存、便于运输的特点，常用于制备松质骨条、骨块、骨钉和需要常温运送保存的大段骨，但它对骨强度有明显影响，对大段的和需要承重的移植骨，应该尽量避免应用冻干法保存。　　3同种异体骨的灭菌　　灭

4、菌是制备同种异体骨的重要环节，目前国内外骨库大多用环氧乙烷和γ射线灭菌。　　3.1环氧乙烷(EO)灭菌　　EO通过使微生物中的核酸烷基化和酶的灭活而发挥灭菌作用。一般用于同种异体骨灭菌的EO浓度为450～1500ms／L，温度为20～60℃，有效湿度为30％～60％，经过2～5h时薰蒸可杀灭各种细菌、芽胞、病毒。EO消毒对移植骨的生物学性能有一定损害作用。Thoren等认为，大剂量EO气体会影响未脱钙骨的骨传导，使骨传导小室中的骨生长速度降低大约一半。Aspenberg等发现EO对骨诱导的影响存在剂量依赖关系，大剂量影响骨诱导活性。另外，EO对致密的皮质骨仅能穿透6mm，目前

5、仅推荐用于颗粒状骨材料的消毒。　　3.2照射灭菌　　60Coγ射线辐照通过激发电子的直接作用和促进·H和·OH自由基生成的间接作用，使微生物中的蛋白、酶、核酸及DNA灭活而起到灭菌作用。推荐使用的辐照有效剂量为15～25kGy。25kGy的γ射线辐照不影响移植骨力学强度，并保留部分骨诱导能力，无明显的临床危害作用［3］。γ射线辐照适用于各种骨移植材料消毒、灭菌，大多数组织库常使用该灭菌方法。　　4同种异体骨移植后的愈合　　4.1同种异体骨移植后的愈合机制　　4.1.1自身成骨作用新鲜同种异体骨移植，存活的细胞具有早期成骨能力，但因免疫反应，供体来源的细胞被杀死，早期成骨亦被吸

6、收，所以这种成骨作用是无效的。库存骨的细胞成分多已死亡，不具备自身成骨能力。　　4.1.2骨传导作用骨传导作用也就是支架作用，是移植骨周围组织床的血管、骨祖细胞沿植入物的机械引导侵入其内部，实现爬行替代的过程。骨传导作用仅见于移植物植入骨骼系统内，无活性的植入物植入骨骼系统以外仅能引起纤维组织替代，形成疤痕组织［4］。同种异体移植骨的愈合、替代过程主要依靠骨的传导作用。　　4.1.3骨诱导作用骨诱导作用是指来自植床周边宿主结缔组织中的可诱导成骨前体细胞即间充质细胞，在诱导因子的作用下可被诱导成骨原细胞，经成骨细胞形成新骨，这种成骨方式是间接的，称为骨诱导，骨诱导在异体骨愈合早

7、期发挥重要作用［5］。Urist等自骨基质中提取出骨诱导物质，称为骨形态发生蛋白(bonemorphogeicprotEin，BMP)，BMP能诱导结缔组织中的间质细胞、骨髓基质细胞、滑膜细胞、成纤维细胞呈现为软骨细胞和骨细胞表型，即诱导上述细胞在骨骼或骨骼以外的部位产生软骨和骨组织，这就是骨诱导成骨理论的核心。　　4.2同种异体骨移植后的愈合方式　　同种异体骨移植愈合过程是移植骨再血管化、新骨形成、宿主骨床与移植物连结而实现骨掺入的过程。Burchardt［6］将同种异体移植骨与宿主的愈合方式分为3型