异种骨移植研究进展
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中医中药
异种骨移植研究进展
禹晓东 长沙市中医医院（长沙市第八医院）骨二科 湖南省长沙市 410100
【摘 要】本文主要对异种骨移植，进行研究，阐述了这一科研课题的研究进展。 【关键词】异种骨 ；移植；研究；探讨
由于 外伤、肿 瘤等原 因引起 的骨不 连、 骨缺损， 骨移植 是常用的 治疗方法。 自 1668 年 VanMeekren[1] 开展了 最早的 骨移植以 来， 骨移 植已是 人类最 常见的 组织移 植。根据 骨 移植 的材料 可分为 自体骨 移植，同 种异体 骨 移植 和异种 骨移植， 以及近 年来开 展的组 织 工程人工骨移植。随着对异种骨的处理方法、 骨诱 导的实 验及临 床研究 的深入， 异种骨 移 植尤 其是复 合异种骨 移植的 研究取 得了较 大 进步。 本文旨 在对异 种骨的 免疫原 性及免 疫 反应， 异种骨 的制备， 异种 骨的骨 诱导及 复 合异 种骨移 植的研究 现状及 进展进 行综述 如 下。
参考文献 [1]L ane JM , Sand hu HS. Or 的。研究 者将去 抗 原异 种骨与 骨活性 物质进 行复合， 诞生了 复 合异 种骨。异 种骨与 骨形 成蛋白（BMP） 的 复合、 与自体 红骨髓 的复合、 与骨 基质明 胶 的复 合、与多 种生长 因子的 复合、 与骨髓 基 质干 细胞的 复合等。 它具有 骨诱导 与骨传 导 的双 重作用， 骨诱导 物质诱 导其靶 细胞分 化 为骨 细胞，骨 传导物 为骨生 长提 供支架， 二 者正 是异种 骨移植 所必须 的，大大 提高了 骨 移植效果。
1 异种骨的免疫原性及移植免疫反应
异种 骨具有 明确的免 疫原性。 其免疫 原 主要 存在于 骨的有 机质中， 骨中的 矿物质 不 具有抗 原性。刘 玮 [2] 等首 次发现 皮质骨抗 原 性主 要位于 骨细胞 和哈佛 氏管内 皮上，而 骨 基质未 表现出 明显的抗 原性。罗 卓荆 [3] 等 通 过对 松质骨 抗原性的 研究发 现了与 皮质骨 抗 原分 布类似 的情况， 在骨小 梁骨基 质染色 阴 性，而 骨细胞、 成骨 细胞、软 骨细 胞及骨 陷 窝等 呈阳性 染色。异 种骨的 重要抗 原是由 主 要组 织相 容 性复 合物 MHC 决定 的细 胞表 面 糖蛋 白抗原。 异种骨 移植 后，通过 辅助细 胞 对抗 原摄取、 处理和 提呈，从 而导致 T 细 胞 和 B 细 胞活化、 增殖和 分化，最终 产生细 胞 免疫 和 体液 免疫。 无论 是 MHC 编 码 抗原 或 是非 MHC 编 码抗 原，均 能诱 导抗 移 植物 抗 体的产生。
制备 低结晶 度的煅 烧骨对 骨修复 更为有 利， 但结晶度过低时 材料的力学强度又可能 太低， 不足 以满足 长骨缺 损的修 复，因此 低结晶 度 与较 高力学 强度之 间应有 一个适 当的平 衡。 冷冻干燥法：-30 ~ -70 保存植骨是临床骨库 的常 用措施， 一般认 为冷冻 保存可 以使植 骨 的抗 原性降 低，深低 温冷冻 的基础 上真空 干 燥可 以进一 步降低 其免疫 原性，优 于单纯 脱 钙和 冷冻处 理。但冻 干骨的 临床应 用结果 评 价不 一。脱钙 法：脱钙 法处 理是将 异种骨 进 行酸 处理，脱 去矿物 质后 留有非 胶原蛋 白， 骨生 长因子 及胶原 复合物， 即成为 脱钙骨 基 质（DBM）。DBM 有一 定 的 力 学 强 度， 保 留了 骨基质 中生物 活性成 分，能与 骨基质 内 胶原 紧密结 合，可诱 导间充 质细胞 向骨细 胞 和软 骨细胞 转化，有 较强 的骨诱 导能力。 研 究认 为脱钙由 于能将 成骨诱 导因子 释放出 来 使脱 钙骨能 更快地 被新骨 替代，所 以部分 脱 钙骨 比不脱 钙骨有 更强的 骨诱导 能力，但 完 全脱 钙骨的 成骨诱 导活性 虽好，天 然骨中 的 无机 轻基磷 灰石晶 体结果 遭破坏， 难以满 足 骨组 织工程 对支架 材料的 力学要 求。脱蛋 白 法：脱 蛋白法 是去除 有机 基质，能 消除由 于 供体 与受体组 织相容 性差异 而产生 的不良 后 果，但 仍保留 植骨能 力。脱 蛋白骨 保留了 原 骨组 织的三 维网状 空隙结 构，保存 了天然 骨 的空 隙率、孔 径及孔 间连 接，蛋白 质含量 极 低，主 要成分 由钙和 磷组成 的非结 晶相羟 基 磷灰 石 [4]。 具有 一定 的抗拉、 抗折 弯、及 抗 压缩的强度 , 随其处理方法的不同其成分及生 物力 学强度 有一定 差异。部 分脱蛋 白处理 的 异种 骨，完整 地保留 了原料 骨中的 无机物 框 架和 部分胶 原蛋白， 克服了 煅烧骨 易脆的 缺 点，又避免了骨胶原骨基质强度太差的弱点， 更宜作为骨修复支架材料。
2 异种骨的制备
异种 骨骨材料 的制备 主要是 异种骨的 处 理，是 植骨取 得成功 的关 键环节。 目的是 减 少或 去除异 种骨中 的抗原 成份，降 低或消 除 异种 骨移植 所引起 的排斥 反应，并 尽可能 保 留其 诱导成 骨能力。 主要 有以下 几种：煅 烧 法：煅 烧可将 骨中全 部有 机物氧 化清除， 彻 底消 除抗原， 还能保 留动物 骨原有 的无机 盐 骨架 并形成 高度多 孔的结 构而适 合于移 植。 工艺 条件的 选择对异 种骨的 力学性 能及降 解 性能有着显著的影响，其温度影响尤为重要。
总之，现 在临床 骨移植 已进入 了复合 异 种骨 移植时 代，还有 许多问 题值 得探索： 如 查明 植骨免 疫与成 骨诱导 的相互 关系，了 解 二者 亚细胞 水平的 物质基 础；骨诱 导因子 的 调控 网络等； 骨髓基 质干细 胞调 控，诱导 分 化的 基础理 论，技术 方法等； 如何 将异种 骨 材料，种子细胞，生长因子三者良好匹配等。 随着 基础和 临床研 究的深 入，异种 骨移植 将 伴随着 以干细 胞为代 表的骨 组织工 程学迅 猛 发展，不断取得新的进展。
异种骨移植研究进展
禹晓东 长沙市中医医院（长沙市第八医院）骨二科 湖南省长沙市 410100
【摘 要】本文主要对异种骨移植，进行研究，阐述了这一科研课题的研究进展。 【关键词】异种骨 ；移植；研究；探讨
由于 外伤、肿 瘤等原 因引起 的骨不 连、 骨缺损， 骨移植 是常用的 治疗方法。 自 1668 年 VanMeekren[1] 开展了 最早的 骨移植以 来， 骨移 植已是 人类最 常见的 组织移 植。根据 骨 移植 的材料 可分为 自体骨 移植，同 种异体 骨 移植 和异种 骨移植， 以及近 年来开 展的组 织 工程人工骨移植。随着对异种骨的处理方法、 骨诱 导的实 验及临 床研究 的深入， 异种骨 移 植尤 其是复 合异种骨 移植的 研究取 得了较 大 进步。 本文旨 在对异 种骨的 免疫原 性及免 疫 反应， 异种骨 的制备， 异种 骨的骨 诱导及 复 合异 种骨移 植的研究 现状及 进展进 行综述 如 下。
参考文献 [1]L ane JM , Sand hu HS. Or 的。研究 者将去 抗 原异 种骨与 骨活性 物质进 行复合， 诞生了 复 合异 种骨。异 种骨与 骨形 成蛋白（BMP） 的 复合、 与自体 红骨髓 的复合、 与骨 基质明 胶 的复 合、与多 种生长 因子的 复合、 与骨髓 基 质干 细胞的 复合等。 它具有 骨诱导 与骨传 导 的双 重作用， 骨诱导 物质诱 导其靶 细胞分 化 为骨 细胞，骨 传导物 为骨生 长提 供支架， 二 者正 是异种 骨移植 所必须 的，大大 提高了 骨 移植效果。
1 异种骨的免疫原性及移植免疫反应
异种 骨具有 明确的免 疫原性。 其免疫 原 主要 存在于 骨的有 机质中， 骨中的 矿物质 不 具有抗 原性。刘 玮 [2] 等首 次发现 皮质骨抗 原 性主 要位于 骨细胞 和哈佛 氏管内 皮上，而 骨 基质未 表现出 明显的抗 原性。罗 卓荆 [3] 等 通 过对 松质骨 抗原性的 研究发 现了与 皮质骨 抗 原分 布类似 的情况， 在骨小 梁骨基 质染色 阴 性，而 骨细胞、 成骨 细胞、软 骨细 胞及骨 陷 窝等 呈阳性 染色。异 种骨的 重要抗 原是由 主 要组 织相 容 性复 合物 MHC 决定 的细 胞表 面 糖蛋 白抗原。 异种骨 移植 后，通过 辅助细 胞 对抗 原摄取、 处理和 提呈，从 而导致 T 细 胞 和 B 细 胞活化、 增殖和 分化，最终 产生细 胞 免疫 和 体液 免疫。 无论 是 MHC 编 码 抗原 或 是非 MHC 编 码抗 原，均 能诱 导抗 移 植物 抗 体的产生。
制备 低结晶 度的煅 烧骨对 骨修复 更为有 利， 但结晶度过低时 材料的力学强度又可能 太低， 不足 以满足 长骨缺 损的修 复，因此 低结晶 度 与较 高力学 强度之 间应有 一个适 当的平 衡。 冷冻干燥法：-30 ~ -70 保存植骨是临床骨库 的常 用措施， 一般认 为冷冻 保存可 以使植 骨 的抗 原性降 低，深低 温冷冻 的基础 上真空 干 燥可 以进一 步降低 其免疫 原性，优 于单纯 脱 钙和 冷冻处 理。但冻 干骨的 临床应 用结果 评 价不 一。脱钙 法：脱钙 法处 理是将 异种骨 进 行酸 处理，脱 去矿物 质后 留有非 胶原蛋 白， 骨生 长因子 及胶原 复合物， 即成为 脱钙骨 基 质（DBM）。DBM 有一 定 的 力 学 强 度， 保 留了 骨基质 中生物 活性成 分，能与 骨基质 内 胶原 紧密结 合，可诱 导间充 质细胞 向骨细 胞 和软 骨细胞 转化，有 较强 的骨诱 导能力。 研 究认 为脱钙由 于能将 成骨诱 导因子 释放出 来 使脱 钙骨能 更快地 被新骨 替代，所 以部分 脱 钙骨 比不脱 钙骨有 更强的 骨诱导 能力，但 完 全脱 钙骨的 成骨诱 导活性 虽好，天 然骨中 的 无机 轻基磷 灰石晶 体结果 遭破坏， 难以满 足 骨组 织工程 对支架 材料的 力学要 求。脱蛋 白 法：脱 蛋白法 是去除 有机 基质，能 消除由 于 供体 与受体组 织相容 性差异 而产生 的不良 后 果，但 仍保留 植骨能 力。脱 蛋白骨 保留了 原 骨组 织的三 维网状 空隙结 构，保存 了天然 骨 的空 隙率、孔 径及孔 间连 接，蛋白 质含量 极 低，主 要成分 由钙和 磷组成 的非结 晶相羟 基 磷灰 石 [4]。 具有 一定 的抗拉、 抗折 弯、及 抗 压缩的强度 , 随其处理方法的不同其成分及生 物力 学强度 有一定 差异。部 分脱蛋 白处理 的 异种 骨，完整 地保留 了原料 骨中的 无机物 框 架和 部分胶 原蛋白， 克服了 煅烧骨 易脆的 缺 点，又避免了骨胶原骨基质强度太差的弱点， 更宜作为骨修复支架材料。
2 异种骨的制备
异种 骨骨材料 的制备 主要是 异种骨的 处 理，是 植骨取 得成功 的关 键环节。 目的是 减 少或 去除异 种骨中 的抗原 成份，降 低或消 除 异种 骨移植 所引起 的排斥 反应，并 尽可能 保 留其 诱导成 骨能力。 主要 有以下 几种：煅 烧 法：煅 烧可将 骨中全 部有 机物氧 化清除， 彻 底消 除抗原， 还能保 留动物 骨原有 的无机 盐 骨架 并形成 高度多 孔的结 构而适 合于移 植。 工艺 条件的 选择对异 种骨的 力学性 能及降 解 性能有着显著的影响，其温度影响尤为重要。
总之，现 在临床 骨移植 已进入 了复合 异 种骨 移植时 代，还有 许多问 题值 得探索： 如 查明 植骨免 疫与成 骨诱导 的相互 关系，了 解 二者 亚细胞 水平的 物质基 础；骨诱 导因子 的 调控 网络等； 骨髓基 质干细 胞调 控，诱导 分 化的 基础理 论，技术 方法等； 如何 将异种 骨 材料，种子细胞，生长因子三者良好匹配等。 随着 基础和 临床研 究的深 入，异种 骨移植 将 伴随着 以干细 胞为代 表的骨 组织工 程学迅 猛 发展，不断取得新的进展。
