牵张成骨新生骨评价方法的研究 及应用进展

［5 ， 6 ］
， 而直接使
用 X 线平片不能准确评价和预测骨痂或牵张区新 且阅片者间或两次阅片 生骨的成熟度和机械强度， 结果间没有良好的可重复性。后来发展的骨光密度 定量测量技术可重复性较好， 现仍广泛用于骨折愈 合、 牵张成骨新生骨形态及骨质疏松症等的诊断评 但该法易受胶片质量、 曝光条件和冲洗条件的影 价， 响， 精度也不高
30960421 ） ； 广西 基金项目： 国家自然科学基金资助项目（ 30760273 ， 壮族自治区自然科学基金资助项目（ 0991013Z） 。
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山东医药 2012 年第 52 卷第 14 期 导速度和振幅衰减能反映骨矿含量多少和骨结构及 骨强度的情况。目前， 该技术多用于检测脊柱骨和 肢体骨的骨密度。 2 生物力学评价 生物力学是研究力学定律应用于生物结构以及 力作用于生物结构的科学， 是生物物理学的一个分 支。骨生物力学是以工程力学理论为基础， 研究骨 组织在外界作用下的力学特性和骨在受力后的生物 ［13 ］ 是对骨质量进行评定的一种可靠方法 。 学效应， 对于牵张成骨新生骨组织的机械性能特点的评价 ， 通常采用体外三点弯曲机械测试法 ， 通过测量载荷 / 桡曲度， 确定新生骨组织的极限强度， 可较客观地间 接反映新生骨组织的成熟程度。评价时要以同等条 Bialy 以 免 偏 倚 过 大。 EL件下 的 正 常 骨 作 对 照， 分别采用该访法和骨光密度法评价兔下颌骨 牵张新骨的愈合程度， 发现硬度值与骨光密度值间 的相关系数为 0． 93 ， 说明体外三点弯曲机械测试也 ［15 ］ 是一种非常可靠的评价方法。 Costantino 等 用该 法测试犬下颌骨双焦点牵张拆除牵张器后 1 a 时的 新生骨组织， 发现重建的下颌组织的极限强度分别 为正常下 颌 骨 （ 69 ± 1． 7 ） mPa、 新 生 骨 组 织 （ 54 ± 4． 0 ） mPa、 停泊位点骨组织 （ 42 ± 8． 1 ） mPa、 输送盘 骨组织（ 61 ± 10． 3 ） mPa， 即新生骨组织的极限强度 超过正常下颌组织的 75% ， 认为完全可以满足口颌 功能重建的需要。为了找到更安全、 简捷、 无创的活 ［14 ］ Bialy 等 还分别用振荡 体内骨愈合监测方法，EL一致性测试、 骨光密度法和三点弯曲机械测试方法 等三种方法评价兔下颌骨牵张新骨的愈合程度 ， 发 现新生骨的硬度值与振荡一致性分值、 振荡一致性 分值与 骨 光 密 度 值 间 的 相 关 系 数 分 别 为 0． 82 、 0． 71 ， 均呈高度正相关， 认为振荡一致性测试法可替 代或补充现在广泛应用的放射影像学评价方法 。但 强调应用该方法时要有正常骨或对侧同名骨的参数 值作对照。微米压痕技术和纳米压痕技术也被应用 于骨硬度的评价： 在光滑的骨面上放置一个预先设 定好时间和负荷的锥形钻石探头硬度计 （ 通常微米 压痕技术使用维氏硬度计而纳米压痕技术使用贝氏 硬度计） ， 硬度值会随着压痕深ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的改变而变化， 将 负荷去除后， 记录斜线压痕或宽度， 依据钻石探头的 ［16 ～ 18 ］ 。 几何学计算可以推算出该骨的硬度 3 组织形态计量学评价 骨组织形态计量学是根据组织切片经各相关染 色处理后在显微镜下显现的不同形态对各种组织成 分（ 细胞及胞内成分） 进行测量计数， 能观察骨代谢 可通过静态、 动态参数了解 过程中骨量的细微变化， 等
牵张成骨是一种利用骨痂愈合机制产生新骨的 内源性组织工程学技术， 随着该技术在临床上的逐 如何更加有效准确地评价新生骨成熟 渐推广应用， 度成为口腔颌面外科领域的研究热点之一 。现将牵 张成骨新生骨组织评价方法的研究应用进展情况综 述如下。 1 放射影像学评价 随着放射影像学在骨科的应用发展， 目前可采 用的牵张成骨新生骨组织的评价方法有 X 线影像 单光子吸收分析法、 双能 X 线骨密度测量 分析法、 法、 定量计算机断层成像（ QCT） 、 放射性核素显像等 方法。其中 X 线影像分析法是最早用于检测骨密 度的方法， 通常是根据骨纹理的多少、 粗细及其显微 但此法易受 X 线投照剂量、 胶片 结构改变来判断， 质量等因素影响， 因此其敏感性较差
［14 ］
松质骨体积和密度、 骨总密度、 骨小梁骨样组织体积 或相对体积密度、 骨矿化率、 骨小梁平均直径、 皮质 骨密度及骨细胞分类等， 而在校准合适的扫描电镜 下更可以直观地观察骨矿物质密度分布和骨矿化程 ［19 ， 20 ］ 。Costantino 等［21］ 分别用苏木素—伊红、 度 马 森三色染色及四环素标记等方法处理犬下颌骨双焦 点牵张新生骨组织， 显微镜观察发现， 固定 4 周时所 组织内有大量沿着 有标本均为部分钙化的编织骨， 牵张方向的新生血管生成， 周围是新的钙化组织。 在同一新生骨组织上可以观察到不同成熟阶段的骨 组织， 靠近近心骨端和输送盘的骨组织最先形成 ， 钙 化程度也最高； 而位于新生骨组织中心区域的骨组 织最后形成， 钙化程度也较低。 在新生骨组织及停 泊位点处的骨组织也分别观察到类骨质及修复性骨 痂形成。 拆除牵张器后 1 a 观察发现， 所有标本新 生骨组织内为钙化良好的骨小梁和致密的皮质骨组 在成熟的板层骨均可见到发育良好的哈弗系统 ， 织， 骨皮质及髓质结构已完全重建； 停泊位点处大部分 仅有少数几处仍是纤维连 骨组织也获得骨性连接， 接。祝颂松等
［22 ］
对山羊下颌牵张成骨过程中的新
骨生成进行动态定量组织学观察， 发现在下颌骨牵 张过程中， 新生骨小梁由少到多， 从幼稚到成熟； 新 骨生成过程持续活跃， 骨吸收改建过程逐渐增强。 骨组织形态学与骨矿物含量测定、 骨生物力学测定 联合， 可全面反映骨生理、 病理与功能变化， 从而对 ［23 ］ 骨的质量作出科学的判断 。 总之， 新生骨组织骨密度或形态结构变化影响 着牵张成骨的修复效果， 决定新生骨组织是否满足 该部位的功能需求。 因此， 对新生骨组织评价的方 法至关重要。目前所研究的对新生骨组织的评价方 法各有优缺点， 在实验或临床上需选择一种恰当的 评价方法或选择数种方法互补长短， 对新生骨组织 作出准确的评价。 随着研究的进一步发展， 将会有 、 、 。 更简便 快捷 准确的评价方法出现 参考文献：
［1 ］
况， 计算出骨组织等量吸收的部分， 从而消除软组织 ［4 ］ 的影响 ， 因而可以测定全身各部位骨骼的骨矿含 量和观察骨小梁的变化， 为目前使用最广泛、 最成熟 被认为是骨密度测量的金 的骨密度精确测量技术， 标准。宋冬惠等 分别采用双、 三焦点牵张重建 用该方法测定发现新生 羊下颌髁突和猴下颌颏部， 牵张 骨组织与下颌体正常骨组织密度无显著差异 ， 区内的新生骨能基本满足下颌骨功能的需要 。 QCT 技术对人体没有创伤， 可准确测定活体的骨密度或 是目前惟一可以分别测量小 直接测量松质骨密度， 梁骨和皮质骨骨密度的方法， 并且是惟一能够测得 接近真 正 意 义 上 的 体 积 性 骨 密 度 的 定 量 测 定 方 ［7 ， 8 ］ 。Tunkanen 等［9］ 分别 用 QCT 法 和 三 点 弯 曲 法 机械测试法测定比较鼠股皮质骨的生物力学强度 ， 发现两者测量值明显相关， 高分辨率 QCT 比三点弯 曲机械测试法有更高的准确性， 但在 QCT 的实际应 用中， 患者接受射线量较大， 成本较高， 故难以全面 推广应用。放射性骨影像是研究骨骼血供和代谢的 一种比较重要的技术， 其核素的分布能够反映出局 部骨骼的血供、 骨质代谢和再生等情况， 能够反映出 骨重建的过程。趋骨性显像剂通过吸附方式与羟基 磷灰石（ HA ） 晶体表面结合沉积在骨骼内， 主要与 ［10 ， 11 ］ ， 骨内未成 熟 胶 原 纤 维 结 合 在新生骨基本成 改建完成后， 核素浓聚度将接近正常骨水平， 故 熟、 放射性核素显像方法可作为新生骨成熟度的一个评 价方法。另外， 超声骨密度测试法也是测定骨密度 的方法之一， 其原理是利用宽波段超声衰减信号来 评估骨密度变化。 骨是由骨松质和骨密质组成的， 骨松质的主要衰减机制为散射， 而骨密质的主要衰 ［12 ］ 减机制为吸收 。当骨密度变大时， 骨的声吸收变 而宽波段超声衰减就是由骨的吸收和散射造成 大， 的， 因而超声宽带衰减也会随之发生变化 。因此， 骨 密度与宽波段超声衰减有着密切的关联， 而声波传
［ 1］ 周永胜， ．中 周书敏， 李国珍． 颌骨骨密度的测量及研究应用［J］ 2000 ， 35 （ 4 ） ： 303305． 华口腔医学杂志， ［ 2］ 王敏， 袁绍沄． 全身骨密度、 下颌骨骨密度与无牙颌牙槽骨吸收 J］ ． 华西口腔医学杂志， 1990 ， 8 （ 9 ） ： 175． 关系的初步研究［ ［ 3］ Jacobson B． Xray spectrophotometry in vivo［J］． A mer J Roent， 1964 ， 91 （ 1 ） ： 702． ［ 4］ Ehatjfulelban G，Festa MA，Angelete JE． Reproducibility of DXA absorptiometry： a model for bone loss estimates［J］ ． J Bone Miner Res， 1995 ， 10 （ 7 ） ： 10041014． ［ 5］ 宋冬惠， 祝颂松， 胡静． 输送盘牵张成骨重建下颌髁突的骨密度 ． 现 代 口 腔 医 学 杂 志， 2008 ， 22 （ 5 ） ： 504和力学性能变 化［J］ 506．
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山东医药 2012 年第 52 卷第 14 期
［6 ］ 应彬彬， 胡静． 下颌三焦点牵张成骨整复颏部缺损牵张区新生 J］ ． 现代实用医学， 2009 ， 21 （ 6 ） ： 567569． 骨密度变化［ ［ 7 ］ Genant HK， Engelke K， Fuerst T， et al． Noninvasive assessment of bone mineral and structure： state of the art［ J］ ． J Bone Miner Res， 1996 ， 11 （ 6 ） ： 707730． ［8 ］ Cummings SR，Bates D，Black DM． Clinical use of bone densi． JAMA，2002 ， 288 （ 15 ） ： 1889tometry： scientific review ［J］ 1897． ［9 ］ Tuukkanen J， Koivukangas A， Jms T， et al． Mineral density and bone strength are dissociated in long bones of rat osteopetrotic mutations［J］． J Bone Miner Res， 2000 ， 15 （ 10 ） ： 19051910． ［ 10］ Smeele LE，Hoekstra OS， Wintes HA，et al． Clinical effectiveness of