第17卷　第10期 医学研究生学报 Vol.17　No.10　2004年10月 Journal of Medical Postgraduates Oct.2004・综 述・同种异体骨移植后移植愈合的影响因素周光新1综述,　吴苏稼1,　赵建宁1,　王与荣2审校(南京军区南京总医院,1.骨科;2.医务部,江苏南京210002)摘要:　同种异体骨目前已成功用于修复因肿瘤、感染、创伤后造成的骨缺损。

异体骨的愈合机制也得到广泛的研究。

作者对影响异体骨愈合的因素作一综述。

关键词:　同种异体骨;　移植;　愈合中图分类号:　R687.34 文献标识码:　A 文章编号:　100828199(2004)1020952203ΞThe affecting factors on the bone2healing of allograftsZHOU Guang2xin review i ng,WU Su2jia,ZHAO Jian2ning,WAN G Yu2rong checki ng(1.Department of Orthopaedics,2.Department of the Medical A f f airs,N anjing General Hospital of N anjing Com2mand,N anjing210002,Jiangsu,China)Abstracts:Bone allografts have been successfully used in repairing bone defect caused by tumor,infection or trauma.The mechanism of bone2healing of allografts has been widely studied.The article reviews the factors affecting the bone2healing of allografts.K ey words:　Bone allograft;　Transplantation;　Healing0　引 言自从1880年Macewen使用同种异体胫骨移植治疗1例4岁男性患儿感染性肱骨缺损获得满意疗效后,经过一个多世纪的发展,同种异体骨移植在矫形外科中已得到广泛的应用。

同种异体骨不仅提供了强度、形态及大小合适的支持物,而且还提供了可愈合的肌肉、韧带及关节附着面。

如与宿主骨出现骨性愈合且无并发症出现,它将符合生物力学要求并可终生使用。

但目前仍有许多因素制约着同种异体骨的愈合。

1　移植物因素1.1　供者的因素　同种骨的主要来源是新鲜死亡供者,少部分来自骨科手术中的废弃骨。

供者的选择被认为是影响移植骨愈合的重要因素。

为了排除潜在的严重传染性疾病或移植骨的局部感染,有下列情况之一者不得作为供者:全身或局部有活动性感染者,恶性肿瘤、性病、艾滋病或HIV2Ab血清学反应阳性者,或有艾滋病高危险因素(例如吸毒、性病、同性恋、来自艾滋病高发区)者,自体免疫疾病患者,中毒患者,长期(72h以上)使用呼吸机、激素治疗者,取骨部位存在病变或损伤者,死因不明者1。

1.2　移植骨的保存　目前临床上用于保肢术中修复大段骨缺损的异体骨有新鲜冷冻骨、冷冻干燥骨、脱钙骨等,并通过γ射线消毒保存。

经过处理的异体骨,对其生物力学、与宿主骨的愈合能力有不同程度的影响。

随着骨库的建立及对同种异体骨保存的研究,对移植骨多采用深低温冷冻及冷冻干燥的方法保存。

Malinin等21985年经实验研究证实,深低温及深低温脱水后保存的异体骨与宿主骨愈合能力最佳。

移植骨的贮存、处理方式,除了影响其本身的生物力学特性外,同时改变其与宿主骨的愈合能力。

冷冻或冷冻干燥的异体骨抗原性减弱,新骨形・259・Ξ收稿日期:　2003210230;　修订日期:2004202219作者简介:　周光新(19782),男,江苏盐城人,医师,医学硕士,从事骨科专业。

成能力较强,因而容易与宿主骨结合。

Heiple等3的实验表明,同种异体骨与宿主骨愈合的优劣次序为:冻干骨>冷冻骨>脱矿骨>冷冻骨+照射骨>冻干骨+照射骨>新鲜骨>脱蛋白骨。

1.3　移植骨的体积　同种异体骨移植的修复程度与移植骨移植的性质和大小有关,较小的松质骨粒移植容易达到完全修复,而大段皮质骨移植则不能达到完全修复。

而且异体骨的大小也是影响并发症出现的原因之一。

显然,在其他条件相同的情况下,移植骨的体积越小,其效果越好。

Enneking等4对16例同种异体骨干或关节移植后4～65个月的临床标本进行放射学和组织学观察,发现移植皮质骨与宿主皮质骨的愈合连接缓慢,主要依靠宿主皮质骨来源的外骨痂连接,而移植松质骨与宿主松质骨的愈合连接较快,主要由宿主松质骨来源的内骨痂来连接,移植骨内部修复十分缓慢,而且主要发生在移植骨浅表面和两端,移植后5年,移植骨仅有20%被新骨替代,深层未修复部分仍保持原有的结构。

异体骨再血管化的影响:异体皮质骨植入后,可观察到术后6个月之内和4年以后很少发生骨折,这与移植骨块再血管化速度密切相关,异体骨关节移植后通过骨块的再血管化,最终自身骨组织替代异体骨。

在此爬行替代过程早期,由于尚未被吸收,移植骨仍可基本维持原有的力学强度;一旦血管长入和吸收开始后,其强度即逐渐降低。

Enneking 等5采用四环素荧光标记、X线摄片等技术,对人自体皮质骨移植的修复进行观察。

结果发现,人皮质骨移植术后6～12个月内骨吸收占优势,骨强度最弱,一般至术后2年左右才逐渐恢复正常。

G ouin 等6对2例异体骨移植术后9、19个月的患者进行活检时发现,2例均有微小骨折发生,并认为这可能是异体骨愈合过程的一种特征。

但也有作者认为骨折是发生在异体骨无再血管化的部位,或宿主骨组织未长入替代异体骨的部位。

因为他们在手术时发现,表面有血管分布的异体骨不发生骨折,而发生骨折部位的异体骨表面往往无血管分布。

他们认为如果尚未血管化的异体骨有结构上的缺陷,作为一个非生物植入物常可因疲劳过度而引起机械性失败。

还有作者认为,这可能与机体免疫反应有关,因为从一些临床标本中发现,无再血管化的异体骨表面往往有一层肉芽组织覆盖,它很容易从异体骨表面上剥离。

但也有资料报道,组织抗原配型和不配型的动物实验观察,两组再血管化速度无多大区别,测定反应抗体水平的实验资料也不支持对异体骨的植入有抗体反应7。

2　宿主局部因素2.1　免疫学因素　同种异体骨移植与实质脏器移植有所不同,诱发的宿主免疫排斥反应一般不引起危及生命的严重后果,但往往干扰移植骨愈合,影响治疗效果。

由于同种异体骨移植不仅要保持肢体骨骼连续性,更主要是要保持骨的生物学特性,使异体骨成活。

目前常用的处理方法均不能完全消除异体骨的抗原性,术后发生宿主与异体骨的免疫排斥反应是难以避免的。

免疫排斥反应使异体骨周围炎症细胞浸润、再生血管变性和闭塞,造成骨诱导和骨传导作用减弱及广泛的骨吸收,引起骨延迟愈合、不愈合甚至骨折。

1998年Aho等8应用分裂素、刀豆素A和供体骨组织提取的抗原以诱导淋巴细胞增生来介导细胞免疫反应,对18例2年内接受新鲜冷冻异体骨移植的骨肿瘤患者进行观察,结果发现:①18例中分裂素介导的淋巴细胞增生反应正常,5例显示很弱的抗移植物特异性免疫反应;②异体骨移植术后5个月～2年的组织学标本显示无特异免疫反应,并认为缓慢低速度的新骨修复与细胞介导的抗移植物免疫反应无关;③宿主骨与移植骨连结处骨不连及X线片所显示的骨关节变性、硬化与免疫反应无关。

由此可见,免疫反应对异体骨移植愈合的影响程度尚未完全明确。

但有实验表明,主要组织相容性复合体(MHC)相匹配、应用免疫抑制药有利于骨愈合,提高骨的生物力学特性。

尽管长期临床随访提示临床结果与特异性免疫反应无关,但免疫反应与异体骨的愈合重建、术后并发症发生(如骨折、感染、骨不连等)有重要关系。

为控制免疫反应,减少并发症,提高保肢成功率,有研究建议在骨库中建立供体基因网络,以提高MHC的匹配率。

2.2　移植骨周围软组织及血运情况　移植骨周围软组织条件的好坏及血运是否丰富是影响移植骨愈合的主要因素。

血液供应对于炎性细胞、成骨细胞的分裂、营养、促进融合的内分泌通道以及抑制感染等是至关重要。

由于骨的特殊组织结构,营养物质到达移植骨内细胞的量是有限的,没有充足的营养,大部分骨细胞难以成活,只有通过哈佛管和骨小管,移植骨的最内层细胞才能获得一些营养物质。

因此,唯一能够成活的骨细胞是最靠近受区,能从周围组织获得营养物质的部分骨细胞。

不能成活的骨细胞发生自溶性坏死,遗留无数空的骨细胞陷窝,坏死组织由逐渐长入的巨噬细胞清除。

受区肉芽组织逐渐充填空的骨细胞陷窝。

肉芽组织只含有毛细血管・359・　第10期 周光新,等　同种异体骨移植后愈合的影响因素和原始的间充质组织。

间充质组织的生长受毛细血管生长的影响,在缺乏血液供给的情况下,这些细胞不能成活,因而,受区血运不良时,使这一过程减慢,从而影响异体骨愈合。

Hurley等9在牛的实验中证实了覆盖在表面的软组织给植骨区提供营养源和生长因子。

有创伤的软组织削弱了对融合区的生理支持功能。

2.3　宿主植骨区　植骨区的生理功能完善和健康的软组织是异体骨愈合的重要因素。

Paget病、局部或转移癌、骨质疏松等对植骨区异体骨愈合有重要影响。

2.4　生长因子　自1965年Urist首先证实脱钙骨基质具有诱导成骨能力后,人们在纯化脱钙骨移植物活性成分中发现骨形态发生蛋白(BMP)家族。

这是一种相对分子质量低的疏水糖蛋白,其在体内活性的重要标志就是诱导新骨形成。

Cook等10在狗股骨的实验显示:加入osteogenic protein21 (OP21)复合物(每克1型胶原加入2.5mg OP21)后,移植骨的愈合能力明显加强,在所有的时间点, OP21处理的位置具有明显高的X线、组织学和微放射的评分,在OP21处理的位置观察到新骨迅速形成并和移植骨结合,手术后4周OP21植骨部位的愈合比对照位置8周的愈合情况还好。

3　宿主全身因素3.1　激素　激素作为化学信使,以正向和反向的方式直接或间接作用于骨愈合的过程中。

生长激素通过生长调节素刺激骨愈合11。

由于生长调节素在软骨生长和成熟过程中具有直接的正向效应,因而在骨愈合中具有刺激作用。

皮质类固醇(内源性和外源性)已经被证明在骨愈合方面具有削弱作用,因为它们减少骨形成,促进骨吸收。

细胞培养实验已经证明,其对于来自间充质细胞的成骨细胞分化的抑制作用,以及对于骨愈合所需要的骨基质成分合成的抑制作用12。

3.2　宿主全身状况　在矫形外科患者中,已经证明健康和营养状况影响血管和创口的愈合13。