怎么选择奶粉骨组织工程支架材料：脱矿骨基质介绍

2020年11月26日发(作者：滕宗谅)
中国组织工程研究
第
18
卷

第
3
期
2014–01–15出版
Chinese Journal of Tissue Engineering Research January 15, 2014 Vol.18, No.3


骨组织工程支架材料：脱矿骨基质

陈海霞，谢志刚(昆明医科大学附属口腔医院，云南省昆明市 650031)

文章亮点：
1 此问题已知的信息：脱矿骨基质是一种经盐酸脱矿、消毒、冻干等处理的动物 骨或人类骨，它是脱矿后的
骨基质成分，保留了骨质本身的多孔网状结构。目前大量研究证实，脱矿骨基 质具有骨诱导活性，因此，脱
矿骨基质材料具有骨诱导性和骨传导性双重特性。
2 文章增加 的新信息：脱矿骨基质作为一种生物类支架材料，既可以自身释放骨形态发生蛋白及生长因子，
又可以负 载多种外源性物质，通过控释使受区受到成骨的生物学刺激，因其优势受到众多学者的青睐，成为
近年来 研究的热点。
3 临床应用的意义：无论是同种异体脱矿骨还是异种脱矿骨基质，都存在优缺点。即便 如此，脱矿骨基质
作为天然生物支架材料在临床应用上仍具备其无可比拟的优势。骨移植材料的安全性和 有效性是核心内容，
每种组合都有其独特的配比、不同的消毒方法和储存条件，而关系到生物安全性的消 毒及保持材料性能的
生物活性是亟待解决的的问题，这些问题的解决，将对脱矿骨基质复合外源性物质治 疗骨缺损带来长足的
进步。
关键词：
生物材料；骨生物材料；脱矿骨基质；支架材料；生长因子；骨髓间充质干细胞；抗生素

主题词：
生物相容性材料；骨基质；干细胞；组织工程；支架
(
骨科
)

摘要
背景：脱矿骨基质是目前研究较多的具备骨诱导及骨引导的生物支架材料之一。
目的：总结脱矿骨基质作为骨组织工程支架材料的研究进展，并展望其发展趋势。
方法：由第 一作者检索1965年1月至2013年5月PubMed数据库、中国生物医学数据库、万方数据库及
FMJS数据库有关脱矿骨基质及其作为骨组织工程支架材料的相关文献。英文检索词为“Deminerali zed Bone
Matrix，Scaffold material, Groowth factor, Cells,drugs”，中文检索词为“脱矿骨基质，支架材料，生长因
子，细胞 ，药物”，根据纳入标准排除重复性研究，保留34篇密切相关文献进行归纳总结。
结果与结论：骨组 织工程支架材料是组成组织工程骨的主体，而脱矿骨基质既具备骨诱导性又具备骨引导性，
可为骨组织细 胞的修复提供空间，又可与生物活性因子、活细胞、抗生素等在体外构建成复合体，植入骨内
促进骨缺损 的愈合。但这一技术也面临着脱矿骨基质与各种物质的配比、消毒、保存成骨活性及抗原性的消
除等问题 ，充分了解脱矿骨基质作为骨组织工程支架的研究，可为其服务于临床提供理论依据。

陈海霞，谢志刚
.
骨组织工程支架材料：脱矿骨基质
[J].
中国 组织工程研究，
2014
，
18(3):426-431.

Demineralized bone matrix as a bone tissue engineering scaffold material

Chen Hai-xia, Xie Zhi-gang (Department of Implantation and Prosthodontics, Affiliated Stomatological
Hospital, Kunming Medical University, Kunming 650031, Yunnan Province, China)

Abstract
BACKGROUND: Demineralized bone matrix as bone tissue engineering biological scaffold material is more
researched currently, which has osteoinductive and osteoconductive.
OBTECTIVE: To summarize the development of demineralized bone matrix as bone tissue engineering scaffold
material and to prospect its trend.
METHODS: The relative literatures addressing demineralized bone matrix as bone tissue engineering scaffold
material published between January 1965 and May 2013 in PubMed database, Chinese Biomedical Database,
Wanfang Database and FMJS database were searched by the first author. The key words were “demineralized
bone matrix, scaffold material, growth factor, cells, drugs” in English and Chinese. According to the inclusion
criteria, repetitive researches were excluded, and finally 34 articles were included.
RESULTS AND CONCLUSION: Scaffold material is the key composition of tissue engineered bone, and only
demineralized bone matrix has both osteoinductive and osteoconductive properties which cannot only provide
space for bone repair, but also can be combined with bioactive factors, living cells, antibiotics in vitro to construct
bone graft thereby promoting healing of bone defects. However, this technique is also facing some problems to
be solved such as the ratio of demineralized bone matrix and various substances, disinfection, preservation of
osteogenetic activity and antigenicity elimination. Sufficiently understanding demineralized bone matrix as bone
tissue engineering scaffold can provide a theoretical basis for its clinical service.
426
P.O. Box 10002, Shenyang
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陈海霞，女，1987年生，
山东省 德州市人，汉族，
昆明医科大学在读硕士，
主要从事口腔种植修复专
业。

通讯作者：谢志刚，副教
授，昆明医科大学附属口
腔医院口腔种植修复科，
云 南省昆明市 650031

doi:.2095-4344.
2014.03.016
[http:]

中图分类号:R318
文献标识码:A
文章编号:2095-4344
(2014)03-00426-06
稿件接受：

2013-10-05


























Chen Hai-xia, Studying for
master’s degree, Department of
Implantation and
Prosthodontics, Affiliated
Stomatological Hospital,
Kunming Medical University,
Kunming 650031, Yunnan
Province, China

Corresponding author: Xie
Zhi-gang, Associate professor,
Department of Implantation and
Prosthodontics, Affiliated
Stomatological Hospital,
Kunming Medical University,
Kunming 650031, Yunnan
Province, China

Accepted: 2013-10-05




110180


陈海霞，等
.

骨组织工程支架材料：脱矿骨基质

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Subject headings: biocompatible materials; bone matrix; stem cells; tissue engineering; braces

Chen HX, Xie ZG.

Demineralized bone matrix as a bone tissue engineering scaffold material. Zhongguo Zuzhi
Gongcheng Yanjiu. 2014;18(3):426-431.

0 引言 Introduction
因创伤、肿瘤或骨病等原因造成的骨缺 损、骨不
连和骨髓炎患者越来越多，需要骨移植材料的患者也
越来越多。同时，随着种植技术的 日渐成熟，骨增量
技术在种植修复中的应用越来越广泛，对骨替代材料
的研究也越来越多。骨移 植是人类几个世纪以来不断
深入研究和探索的重要课题，骨移植后骨生成主要是
通过骨传导和骨 诱导这两种作用实现的，找到能充分
诱导新骨形成的骨移植材料成为近年来研究的热点。
由于 外伤、肿瘤、炎症、先天畸形等原因造成牙列
缺损后，缺牙区牙槽骨常伴有过度吸收，致种植区骨量不足，临床医生须选择合适的骨替代品重建牙槽骨缺
损。通过手术取自体骨进行修复是骨移植的“金 标准”，但
会对供骨区造成一定程度的损伤。骨组织工程学为骨缺
损的治疗提供了一种可供选择 的新方法，骨组织工程支
架材料是构建组织工程骨的主要组成部分，在体内，组
织基质作为细胞 的三维支架为细胞提供该组织所特有
的微结构和微环境，并储备足量的水、营养物质、细胞
因子 和生长因子，以维持细胞的生存，发挥其功能。在
骨组织工程中为恢复受损伤组织的功能或促使组织再< br>生，需要一个模板或支架作为其增殖和细胞外基质沉积
的临时基质，为尔后新骨长入创造条件，直 至损伤骨组
织完全恢复或再生；这种支架还可成为新骨组织血管化
的模板，释放复合于其中的生 长因子、药物等，从而主
动参与再生过程。按照来源支架材料可分为人工合成支
架材料(如高分 子有机物、生物陶瓷等)和天然支架材料
(如珊瑚羟基磷灰石，脱矿骨基质等)。人工合成支架材
料及珊瑚羟基磷灰石等材料只具备骨引导性，而脱矿骨
基质作为一种生物类支架材料，既可以自身释放 骨形态
发生蛋白及生长因子，又可以负载各种外源性物质，通
过控释使受区受到成骨的生物学刺 激，因其优势受到众
多学者的青睐，成为近年来研究的热点。

1 资料和方法 Data and methods
1.1
资料来源
检索人及检索时间
：
第一作者在2013年5月完成检索。
检索文献时限
：
1965年1月至2013年5月。
检索数据库
： PubMed数据库、中国生物医学数据库、
万方数据库及FMJS数据库。
检索词：
英文检索词为“Demineralized Bone Matrix，
Scaffold material, Groowth factor, Cells,drug”，中文检
索词为“脱矿骨基质，支架材料，生长因子，细胞，药物”。
检索文献类型
：所有文献类型。
ISSN 2095-4344 CN 21-1581R CODEN: ZLKHAH

检索文献量
：共检索149篇文献。
1.2
入选标准
①与 脱矿骨基质骨诱导相关的文献。②
脱矿骨基质作为支架材料与生物活性因子、种子细胞、
药物等 进行体外构建的文献。
1.3
质量评估
初检149篇，纳入34篇符合标准且无重
复研究的文献。
1.4
数据的提取
13篇介绍脱矿骨基质骨诱导相关的
文献，21篇研究脱矿骨基质体外 负载外源性物质修复骨
缺损的文献。

2 结果 Results
脱矿骨基质作为一种生物类支架材料，既可以自身
释放骨形态发生蛋白及生长因子，又可以负载多种外 源
性物质，通过控释使受区受到成骨的生物学刺激，因其
优势受到众多学者的青睐，成为近年来 研究的热点。脱
矿骨基质是一种经盐酸脱矿、消毒、冻干等处理的动物
骨或人类骨，它是脱矿后 的骨基质成分，保留了骨质本
身的多孔网状结构。目前大量研究证实，脱矿骨基质具
有骨诱导活 性，因此，脱矿骨基质材料具有骨诱导性和
骨传导性双重特性
[1-4]
。有学者利用 其优势将脱矿骨基质
与其他人工合成材料以一定比例混合制备成复合支架
材料以发挥各自优势更 好的修复骨缺损，刘晓明等
[5]
通
过超临界二氧化碳合成法将脱矿骨基质与聚乳酸以 一
定比例合成，发现当脱矿骨基质与聚乳酸质量比为64
时，材料的抗压强度及弹性模量达到了 108.72 MPa及
13.82 MPa，孔隙在200-400 μm之间，孔隙率达
7 9.71%，细胞毒性评价0级或1级，基本达到组织工
程支架材料的基本要求。徐伟俊等
[6 ]
研究发现将脱矿骨
基质与海藻酸钠以质量比7∶3混合时材料可塑性强，
不易离散， 与小鼠成纤维细胞共培养检测发现2，4，
7 d的细胞增殖率均高于90%，细胞毒性级别1级。
2.1
脱矿骨基质自身含有生物活性物质并向植入床释放，具
有骨诱导性
骨诱导性是指诱导未分化间充质细胞经过
形态发生期而分化为骨系细胞，进而形成骨或软骨的特
性。
脱矿骨基质通过外科手术的方式植入或注射入骨
缺损区，可作为骨充填物并同时刺激新骨 形成，修复骨
缺损。早在20世纪70年代，Urist等
[7-9]
就发现脱矿骨< br>基质可以在肌肉组织中异位成骨，并存在促进新骨形成
和骨再生的骨形成蛋白。Pietrzak 等
[10]
对20例经筛选
的符合美国食品和药品监管局检测标准的人来源脱矿
骨基质进行了测量，得出每克脱矿骨基质中含骨形态发
生蛋白2约21.4 ng，骨形态发生蛋白4约5.45 ng，骨
427

陈海霞，等
.

骨组织工程支架材料：脱矿骨基质

形态发生蛋白7约84.1 ng。有学者将人尸体来源含血
管基质成分的脂肪细胞接种于脱矿 骨基质上，发现骨髓
间充质干细胞被筛选保留下来，且通过酶联免疫吸附法
检测到骨形态发生蛋 白2、骨形态发生蛋白7的存在
[11]
，
间接说明了脱矿骨基质具有骨诱导潜能。W ildemann
等
[12]
对3种不同厂家生产的人脱矿骨基质产品中成骨相关的生长因子进行测定，胰岛素样生长因子1含量为
22 ngg，转化生长因子β 含量为18 ngg，血管内皮生
长因子含量为1.9 ngg。有学者将羟基磷灰石、脱矿骨
基质羟基磷灰石作为两组分别植入裸鼠肌袋模型中，碱
性磷酸酶检测发现脱矿骨基质羟基磷灰石组明显高 于
羟基磷灰石组，Micro CT及形态学观察发现脱矿骨基
质羟基磷灰石组肌袋内形成矿化组织，而羟基磷灰石组
则未发现
[13]
。
以上实验研究均表明，脱矿骨基质自身含有生物活
性物质，虽然作用机制尚处于研究阶段仍未明 确，但脱
矿骨基质可诱导异位成骨已得到证实。
2.2
脱矿骨基质作为骨组织工程支架材料复合外源性物质
修复骨缺损

2.2.1 脱矿骨基质具备理想的骨组织工程支架材料应
具备的基本条件 适度的降解率、多孔的三维立体结构< br>(孔隙率约达80%)、良好的生物相容性及一定的生物活
性。
李强等
[14 ]
通过体外观察脱矿骨基质发现其完全降
解需10-12周，其孔隙率约为77.15%，且与 骨髓间充
质干细胞平均黏附率达到71.25%。唐少锋等
[15]
扫描电
镜 观察脱矿骨基质发现其表面不满大小不等的孔隙且
各孔隙相互交通，与脂肪干细胞复合培养2周后发现增
殖的细胞及分泌的胞外基质几乎将孔隙全部充填。Kirk
等
[4]
证实脱矿 骨基质有极高的孔隙率，将鼠成骨细胞与
之共培养可检测到细胞大量增殖。
2.2.2 脱 矿骨基质可以作为载体与活细胞、生物活性因
子、小分子药物、转基因制剂等多种物质复合后植入骨缺损区

脱矿骨基质作为活细胞的载体，二者于体外复合后植入
骨缺损区 ：
组建组织工程化骨常用的种子细胞有间充质
干细胞、成骨细胞、脂肪干细胞、成纤维细胞、胚 胎干
细胞、基因修饰细胞等，这类具有多向分化潜能的细胞
已具备较成熟的分离增殖培养技术， 可大批量生产，负
载于脱矿骨基质可快速有效地作用于骨缺损区。由于间
充质干细胞已被证明具 有免疫调节功能
[16]
，这种技术的
取材有望不只局限于自体宿主细胞，有可能扩展 到异种
细胞源。将骨髓源性多能成体祖细胞与同种异体脱矿骨
基质共培养，检测到骨髓源性多能 成体祖细胞在脱矿骨
基质上表达碱性磷酸酶，分泌细胞外基质，并且有钙等
矿物质的沉积；同时 将其植入到鼠肌袋模型中，组织切
片发现异位成骨现象
[17]
。例如有研究观察人脱 细胞骨复
428
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合经诱 导骨髓基质细胞的实验效果，观察细胞的黏附和
生长情况，并对其成骨活性进行检测。实验用过氧化氢< br>和乙醚去除人髂骨块内的结缔组织和细胞成分，消毒后
制备人脱细胞骨。取材活体或新鲜尸体的骨 髓行骨髓基
质细胞培养，细胞纯化后加入β-甘油酸钠，地塞米松和
抗坏血酸等向成骨方向诱导 ，并进行对照培养。通过碱
性磷酸酶和骨钙素检测来确定骨髓基质细胞的增殖和
分化情况，将诱 导的骨髓基质细胞浓缩后复合到制备好
的脱细胞骨块内进行培养，8 d后通过光镜和电镜等形
态学观察，以及生化指标检测来确定细胞的成骨活性。
结果显示：①人髂骨块细胞清除干净，骨基质保存 良好。
②诱导8 d后的骨髓基质细胞碱性磷酸酶和骨钙素含量
明显高于对照组[诱导后骨髓基质细胞：(181.54±
40.01)nkatL。(7.2±1.3) μgL。对照组：无法测到。P <
0.0 5]。③骨髓基质细胞在人脱细胞骨支架内附着紧密，
生长良好。表明人脱细胞骨复合经诱导的骨髓基质 细胞
在体外具有有效的成骨功能，是一种较为理想的骨组织
工程材料。也有学者将脂肪干细胞接 种于脱矿骨基质进
行体外及体内培养，体外培养发现细胞黏附在脱矿骨基
质上增殖并表达成骨标 记物，在小鼠体内异位成骨的量
比单独用脱矿骨基质成骨量多30%
[18]
。Pra del等
[19]
对
比脱矿骨基质负载成骨细胞组成的组织工程骨移植材
料与 自体髂骨移植两种方法在儿童牙槽突修补术后6个
月的成骨效果发现，二者在骨量及成功率上无显著性差
别，说明组织工程骨有可能取代作为金标准的自体骨移
植。
近年来基因治疗与骨组织工程技术结合，将转染有
生长因子基因的种子细胞-基因修饰种子细胞接种于支
架材料，可使种子细胞表达内源性生长因子，刺激植骨
区细胞向骨细胞方向转化，促进新骨形成 。
Castro-Govea等
[20]
将腺病毒载体介导的骨形态发生蛋
白 2基因转染到间充质干细胞，与脱矿骨基质复合进行
体外及犬下颌牵张成骨模型体内成骨观察，体外观察 发
现转染组诱导形成成骨细胞的数量和矿化的细胞外基
质多于对照组(未转染间充质干细胞+脱 矿骨基质组)；10
周后，通过对犬下颌解剖学和形态学观察显示转染组骨
改建和形成更为成熟 ，且无炎性反应。Lieberman等
[21]
也曾将ad-BMP2转染到骨髓基质细胞并 与脱矿骨基质
复合，对裸鼠股骨缺损的修复效果远远优于单纯脱矿骨
基质组。


脱矿骨基质与生物活性因子复合向受区缓释并诱导骨形
成：
在骨折愈合过程 中有多种生物活性因子表达，这种
表达具有相对固定的空间和时间分布，各种生物活性因
子相互 作用，共同调节骨愈合过程。参与调节骨愈合的
生物活性因子有许多，如骨形态发生蛋白、转化生长因< br>子β、成纤维生长因子、血小板衍生生长因子和胰岛素
样生长因子等，它们在整个骨愈合期间均有 表达
[22]
。
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陈海霞，等
.

骨组织工程支架材料：脱矿骨基质

临床前期和临床应用结果表明，外源性生物活性 因
子用于骨折延迟连接或骨不连有良好效果。Francis等
[23]
通过对55例 牙槽突裂患者分别用脱矿骨基质复合骨形
态发生蛋白对比自体髂骨骨移植后平均21个月的追踪
回顾研究，发现用骨形态发生蛋白脱矿骨基质修复牙槽
突裂的成功率为97.2%，而自体髂骨修复的成 功率为
84.2%，脱矿骨基质复合骨形态发生蛋白有望成为修复
骨缺损的一种可供选择的方法 。有研究比较脱钙骨基质
复合牛骨形态发生蛋白和单纯脱钙骨基质修复节段性
骨缺损的能力。实 验选取32只新西兰大白兔，采用桡
骨15 mm节段性骨缺损模型，随机分为2组，A组植
入异体脱钙骨基质与牛骨形态发生蛋白(10 mg)复 合材
料，B组植入异体脱钙骨基质。术后4，8，12，16周
进行放射学检查、病理组织学检 查和计算机图像分析新
生骨面积。X射线和组织学检查显示异体脱钙骨基质与
牛骨形态发生蛋白 复合材料组的新骨生成、修复骨缺损
能力优于异体脱钙骨基质组，组织切片的计算机图像分
析提 示脱钙骨基质+牛骨形态发生蛋白组修复新骨面积
大于脱钙骨基质组，两者之间差异有显著性意义(4， 8，
12周P < 0.05；16周P < 0 .01)。表明异体脱钙骨基质
复合牛骨形 态发生蛋白材料通过骨诱导和骨传导两种
方式修复骨缺损，其修复骨缺损的能力要优于单纯脱钙
骨基质材料，是一种较为理想，具有高效成骨活性的植
骨材料。转化生长因子β1联合脱矿骨基质修复犬 胫骨
开放性骨折模型，术后第5周骨缺损处大量骨痂形成，
X射线显示转化生长因子β1脱矿骨 基质组再生骨的结
构、密度优于脱矿骨基质组，组织学检查发现大量破骨
细胞及间充质细胞[24]
。
血小板衍生生长因子主要作用是促进成骨细胞
DNA合成和复制，加 速骨组织形成，它由2条肽链形
成3种二聚体结构：血小板衍生生长因子AA、血小板
衍生生长 因子BB、血小板衍生生长因子AB，其中血小
板衍生生长因子BB生物学功能最强。一种rhPDGF -BB
与脱矿骨基质共价结合的注射型组织工程骨，在植入小
鼠背部皮下后可显著增加血管密度 和新骨形成
[25]
。也有
报道将脱矿骨基质与富血小板血浆复合，利用其中富含各种生物活性因子的特点，促进矿化过程，加速骨缺损
的愈合
[26]
。
Nel-like type 1 molecule(Nell-1)蛋白是近年来被发
现具 有成骨效能的生物活性因子，它与脱矿骨基质骨泥
配比复合植入鼠脊椎损伤动物模型，与单纯脱矿骨基质
骨泥组相比脊椎融合显著，形成大量新骨
[27]
。脱矿骨基
质- Nell -1也能促进羊脊椎融合，且表现出比对照组更
快的融合及更高的矿化密度
[28]
。

脱矿骨基质负载抗生素等小分子药物植入骨缺损处：
在
整形外科手术 中，一些传统的常规药物如抗生素、镇痛
药和抗炎药可与脱矿骨基质以各种剂型混合，植入受
I SSN 2095-4344 CN 21-1581R CODEN: ZLKHAH

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区，使局部药物达到高浓度，同时利用脱矿骨基质缓释
作用起到药效持久的作用。
虽然外科手术中应用混有抗生素的脱矿骨基质有
一段时间，但近年来才开始系统的研究脱矿骨基质作为< br>抗生素药物缓释系统用以减少骨缺损手术的感染风险。
Saraf等
[29]
建 立兔股骨远端干骺端皮质下缺损并感染金
黄色葡萄球菌模型，将浸有万古霉素的脱矿骨基质植入
骨缺损区，发现其能有效对抗感染并促进骨缺损的愈
合。Lewis等
[30]
将脱矿 骨基质充分浸染庆大霉素，体外
检测其释放浓度，发现可维持临床有效药物浓度至少
13 d，将其植入裸鼠肌袋观察28 d，发现并未影响其异
位成骨能力。
也有其他小分子药物如 他汀类药物、二膦酸盐等，
与脱矿骨基质充分浸染后用于骨缺损修复的报道。他汀
类药物因其多 种药理作用及生物活性已被用于骨质疏
松的治疗。在啮齿类动物颅骨缺损模型中，应用脱矿骨
基 质结合他汀类药物可诱导形成新骨
[31]
。二膦酸盐是一
大类小分子制剂的代表，因 它对破骨细胞的抑制、促进
成骨细胞的增殖被临床上用于治疗骨质疏松。但它较低
的口服生物利 用度和使用后可能引起的严重的系统性
并发症(如下颌和踝关节骨坏死)，使得给药途径和剂量
控制成为关注的重点。脱矿骨基质浸润二膦酸盐局部给
药已有报道
[32-33]
，但 这些研究对于该材料在受区的改建
和对受区骨形成方面的结论并不一致，仍存在争议。

脱矿骨基质复合转基因制剂
：
随着基因层面技术的发
展，脱矿骨基质结合转 基因制剂治疗骨缺损展现出极好
的前景，将含有Nell-1基因片段编码的腺病毒按一定配
比 与脱矿骨基质复合植入鼠脊椎损伤模型，术后6周组
织形态学结果发现Nell-1腺病毒- 脱矿骨基质组比对照
组(LacZ腺病毒组)形成的骨质更成熟，质量更高
[34]
。

3 讨论 Discussion
脱矿骨基质具备作为组织工程骨支架材料应 具备
的骨诱导性和骨传导性，脱矿骨基质既可释放内源性生
物活性因子，也可复合多种外源性物 质如蛋白质、细胞、
药物及转基因制剂等，这种组合可以刺激受区骨改建和
骨形成。例如有研究 探讨应用脱矿管状骨基质支架复合
骨髓基质成骨细胞在动物体内构建组织工程骨的方法。
实验体 外培养的新西兰兔骨髓基质细胞，经地塞米松诱
导后，与藻酸钙凝胶混合，置入长1.0-1.5 cm，管径
0.2-0.5 cm的脱矿管状骨基质内，以自体细胞移植方式，
将脱矿管状骨 基质骨髓基质成骨细胞复合物异位植入
新西兰兔皮下组织，分别于4，8周取材进行大体观察及
X射线检查。结果显示，4周时可见复合物中有类骨组
织和新骨形成，X射线片显示呈点状阻射影，8周 时，
新生骨组织类似正常成熟骨组织，呈板层结构，细胞椭
圆形，位于陷窝中，排列规律，X射 线片显示呈均一阻
429


陈海霞，等
.

骨组织工程支架材料：脱矿骨基质

射影，对照组仅有少量类骨组织形成。表明脱矿管 状骨
基质为骨髓基质成骨细胞提供了外部支架，藻酸钙为骨
髓基质成骨细胞提供了三维的立体载 体结构。细胞在其
中生长，分泌细胞外基质，最终形成新生骨组织。
另有研究观察以自体骨髓 来源成骨细胞为种子细
胞、异体脱钙骨为支架材料所构建的组织工程骨修复兔
颌骨缺损的成骨能 力及其效果。实验运用组织工程方
法，将20只新西兰白兔自体骨髓来源成骨细胞于体外分
离培 养增殖后接种于异体脱钙骨，复合培养构建组织工
程骨，随机植于一侧颌骨缺损区，另一侧骨缺损区植入
单纯异体脱钙骨作为对照。术后分别于2，4，8，12周
各处死5只动物取材，通过大体、影 像学和组织学观察
骨形成情况；对X射线片进行计算机图像分析，计算并
比较实验侧与对照侧骨 缺损区的相对骨密度值。结果显
示，大体观可见对照侧新骨生长滞后于实验侧，12周时
实验侧 骨缺损区已完全由新骨所修复，而对照侧仍有小
部分缺损区域未得到修复。影像学观察可见2周时实验< br>侧与对照侧缺损区均为透光区，但实验侧密度稍高且缺
损边缘有少量骨痂影。4周时实验侧缺损区 的边缘及中
央区域出现骨痂影像，8周时骨痂影像面积增大密度增
高，至12周时缺损区已充满 骨痂影。对照侧4周时缺损
边缘区出现点状骨痂影，8周时逐渐汇合成片状，至12
周时其密度 增高，但远离植骨床的小部分区域仍为放射
透光区。实验侧与对照侧缺损区各时间段的相对骨密度
值具有显著的统计学差异(P < 0.05)。组织学观察可见
实验侧2周时在新骨由植骨床长入移 植骨的同时，移植
骨的中央区域出现新生的骨组织，4周到8周阶段中央区
的新生骨由编织骨向 板层骨发展，至12周时新生骨与宿
主骨相似。在对照侧成骨方式以“爬行替代”为主，在新
骨 形成的过程中可见新生骨与脱钙骨之间有大量的纤
维组织长入。证明以自体骨髓来源成骨细胞为种子细< br>胞、异体脱钙骨为支架材料所构建的组织工程骨具有骨
生成、骨传导和骨诱导三重功能，其成骨能 力及成骨质
量显著强于单纯脱钙骨，是修复颌骨缺损的理想骨移植
材料。
无论是同种 异体脱矿骨还是异种脱矿骨基质，都存
在优缺点。异体骨具有人工合成材料难以比拟的良好天
然 结构、机械强度和孔隙率，但异体骨来源相对有限，
且存在传播疾病的潜在危险性，但目前仍为广泛应用 的
生物材料。相比之下，异种骨无异体骨的上述局限性，
其来源广泛，且因骨组织结构在不同属 动物间存在高度
同源性，其骨小梁、小梁间隙、孔隙率、骨内管腔系统
及骨盐支架的三维结构有 利于组织细胞黏附、生长，并
为细胞外基质分泌提供宽大的内部空间及表面积，加之
其无机成分 主要是羟基磷灰石，与人骨成分相同，因此
异种骨结构植入人体后易被宿主组织细胞接近而发生
爬行替代及生物降解，应当是较为理想的载体材料。然
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而，未经处理得异种骨会引起强烈 的排斥反应，因而长
期未能成功应用于临床。传统的处理异种骨的方法均未
能取得满意效果，有 些方法过于温和，不足以消除其抗
原性，有些方法又太剧烈，在消除抗原的同时也破坏了
成骨活 性因子，因为抗原性和诱导性具有公同的物质基
础-蛋白质。即便如此，脱矿骨基质作为天然生物支架材
料在临床应用上仍具备其无可比拟的优势。骨移植材料
的安全性和有效性是核心内容，每种组合 都有其独特的
配比、不同的消毒方法和储存条件，而关系到生物安全
性的消毒及保持材料性能的 生物活性是亟待解决的的
问题，这些问题的解决，将对脱矿骨基质复合外源性物
质治疗骨缺损带 来长足的进步。

作者贡献
：第一作者查阅文献，搜集资料并成文，第二作
者审校，第一作者对文章负责。
利益冲突
：文章及内容不涉及相关利益冲突。
伦理要求
：无涉及伦理冲突的内容。
学术术语
：脱矿骨基质-是一种经盐酸 脱矿、消毒、冻干
等处理的动物骨或人类骨，它是脱矿后的骨基质成分，保留了
骨质本身的多孔 网状结构。目前大量研究证实，脱矿骨基质具
有骨诱导活性，因此，脱矿骨基质材料具有骨诱导性和骨传 导
性双重特性。
作者声明
：文章为原创作品，无抄袭剽窃，无泄密及署名
和 专利争议，内容及数据真实，文责自负。

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