目前臨床應用的異種骨多來源于牛，近年來許多學者對豬骨的臨床應用進行了大量的探索。因此，本研究利用去抗原豬松質骨修復狗下頜骨缺損，并進行影像學評價，為后期利用組織工程修復頜骨缺損提供新的思路。本研究通過對 4 只中國雜種犬施行手術，構建了雙側下頜骨骨缺損動物模型，然后采取同體雙側對照原則，隨機選取一側用犬自體骨修復（設為對照組），對側缺損處用去抗原豬松質骨修復（設為實驗組），以鈦板鈦釘分別予以固定，于術后第 12 周、第 24 周進行錐形束電子計算機斷層掃描（CBCT）、電子計算機斷層掃描（CT）和單光子發射計算機斷層成像術（SPECT）檢查，以 SPECT 與 CT 進行圖像異機融合。研究結果顯示，去抗原豬松質骨改建速度雖然較自體骨為慢，但仍可作為支架材料修復頜骨缺損。通過以上研究，本文結果或可為臨床修復大面積頜骨缺損所需材料提供一種新的選擇。
引用本文： 陳旭鋒, 陸麗紅, 馮智強, 殷仲達, 賴仁發. 去抗原豬松質骨修復犬頜骨缺損的影像學分析. 生物醫學工程學雜志, 2017, 34(6): 883-888. doi: 10.7507/1001-5515.201511047 復制
引言
在口腔臨床工作中，因腫瘤、創傷、感染、先天畸形及發育不良等原因造成的頜面部骨缺損是十分常見的。頜骨不僅承擔著咀嚼等重要功能，而且影響人體面部外觀美容，因此，頜骨缺損不僅會影響患者的正常生理功能，也會對患者造成心理負擔，如何完美地修復骨缺損對口腔醫生來說也是一項重要的挑戰。自體骨移植是目前治療骨缺損的黃金標準，但是額外的取材過程會給患者帶來巨大痛苦，且組織來源有限，手術易發生感染[1-2]。隨著組織工程學的發展，許多學者都在研究運用組織工程方法來修復骨缺損。而其中支架材料的選擇，不僅會影響缺損部位細胞的生物學行為和培養效率，也對移植后能否與機體良好結合、修復起重要作用。異種骨來源廣泛、取材容易，去抗原異種松質骨作為其中一種骨組織工程支架，具有天然的多孔結構、優秀的力學性能和骨傳導性，日益引起人們的重視。但異種骨在制備過程中由于不可能完全地去除其抗原成分，因此植入體內必然會引起移植免疫反應[3]。雖然目前臨床應用的異種骨多來源于牛，但考慮到豬具有組織器官功能、大小和生理特性接近人類、免疫反應相對較弱和生長快等優點，許多學者對豬骨的臨床應用也進行了大量的探索。在此基礎上，本研究開展了利用去抗原豬松質骨修復狗下頜骨缺損的研究，并進行了影像學評價，為后期利用組織工程修復頜骨缺損提供新的思路。
1 材料和方法
1.1 實驗動物
選用普通級健康中國雜種犬 4 只（廣州冠昊科技股份有限公司實驗動物中心提供），雌雄不限，體重 16～18 kg，年齡 1～2 歲，無牙齒缺失。所有犬均采用籠中獨立圈養的方法，定時、定量攝食，自由飲水，實驗前適應性飼養 1 周。實驗全過程均符合動物倫理學標準。
1.2 動物分組
因實驗采用雜種犬 4 只，故共具有 8 側下頜骨，每只犬雙側下頜骨下緣均制備 2 cm × 1 cm × 1 cm 的缺損，并采取同體雙側對照原則，隨機分為兩組。實驗組：植入去抗原豬大塊松質骨；對照組：植入自體對側下頜骨骨塊，所植入骨塊均按缺損大小裁剪后植入，鈦板鈦釘固定。
1.3 實驗器材
去抗原異種松質骨取自健康家豬髂骨，由廣東冠昊科技股份有限公司提供。使用超聲骨刀（Piezon Master Surgery?，EMS/瑞士）制造頜骨缺損，并用錐形束電子計算機斷層掃描機（cone beam computed tomograp，CBCT）（KODAK 9000 3D，柯達/美國）、電子計算機斷層掃描機（computed tomograp，CT）（TOSHIBA Aquilion 16 排，東芝/日本）、單光子發射計算機斷層成像儀（Single-photon emission computed tomography，SPECT）（Siemens Symbia E，西門子/美國）進行影像學檢查。
1.4 動物模型的建立
動物術前適應性飼養 1 周，術前 12 h 禁水、禁食。用 3% 戊巴比妥鈉靜脈注射麻醉動物（施加劑量為：1 mL/kg），口腔插管，將動物仰臥于手術臺，固定四肢，上下頜骨、頸部備皮，常規消毒和鋪巾，術區局部注射體積分數為 2% 的利多卡因，在頦孔至下頜升支間，沿下頜骨下緣作一長約 2.5 cm 切口，鈍性分離皮下組織，翻開骨膜，暴露術區骨面。于術區下頜骨頦孔后至下頜升支處用超聲骨刀做一 2 cm × 1 cm × 1 cm 的骨缺損，如圖 1 所示，制造骨缺損時予以生理鹽水沖洗降溫。
對照組：下頜骨缺損區用對側取下來的骨塊充填，并用鈦板鈦釘固定；實驗組：缺損處用去抗原豬松質骨充填，并用鈦板鈦釘固定；生理鹽水沖洗，檢查無明顯出血點后分層縫合，留橡皮引流片 1 根，局部加壓包扎。術后連續 3 天，每天 2 次肌注慶大霉素針 4 × 104 U，以預防感染，術后第 2 天去除加壓包扎，術后第 3 天去除引流條，并進軟食 1 周，1 周后改普通飼料喂養，如圖 1 所示。
圖1
動物模型的建立
Figure1.
Establishment of animal model
1.5 影像學檢查
術后第 12 周、24 周再次以 3% 戊巴比妥鈉靜脈注射麻醉動物（施加劑量為：1 mL/kg）后，分別行 CBCT（X 線球管電壓設置為 68 kV，電流為 6.3 mA）、螺旋 CT（X 線球管電壓設置為 120 kV，電流 2.5 mA，層厚 3 mm，共 47 層，并進行三維重建）、SPECT 掃描[顯像劑為99m锝-亞甲基二磷酸鹽（99mTc-MDP），放化純度大于 95%]，進行 SPECT 與 CT 檢查時體位盡量保持一致，矩陣為 128 × 128，能峰為 140 keV，窗寬 20%，螺距 1.0，雙探頭步進式旋轉 180°，每 3° 一幀，每幀 25 s。觀察骨缺損修復后的愈合情況，了解骨折端是否移位，固位釘是否松動、脫落。
CT 和 SPECT 檢查結束后，CT 圖像經醫學數字成像和通信（digital imaging and communications in medicine，DICOM）數據傳輸至 SPECT 后臺，采用 SPECT 自帶融合軟件進行異機 SPECT/CT 圖像融合處理和分析，并劃定感興趣區（region of interest，ROI），以放射性濃度為計數單位。
1.6 統計學處理
使用 SPSS 13.0 軟件分析實驗數據，數據用均數 ± 標準差表示，組間比較采用配對 t 檢驗，多樣本均數采用 SNK（Student-Newman-Keuls） q 檢驗，P<0.05 為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 動物術后情況觀察
所有實驗犬均無死亡，傷口愈合好，術區無感染，按壓局部無波動，移植骨塊均無移位，未出現排斥反應，飲食、活動均正常。
2.2 影像學觀察結果
術后 12 周，骨折斷端固位良好、無移位，固位螺釘和鈦板部分被少量新生骨組織覆蓋。對照組及實驗組均可見明顯界限，新生骨組織的骨小梁不規則。術后 24 周，對照組的植入自體骨與周圍骨邊界基本消失，密度相近；實驗組植入材料與周圍骨部分融合，仍可見較明顯邊界，去抗原豬松質骨骨小梁部分可見，接近周圍正常骨組織，如圖 2 所示。
圖2
術后 24 周影像學結果
Figure2.
Imaging examination at week 24 postoperatively
術后 12 周，實驗組異種骨 CBCT 的 CT 值和螺旋 CT 值均數低于對照組自體骨，差異具有統計學意義（P < 0.05），且對照組自體骨、實驗組異種骨兩者 CBCT 的 CT 值均數低于正常松質骨及正常皮質骨，兩者螺旋 CT 值均數低于正常皮質骨，差異具有統計學意義（ P < 0.05），提示自體骨、異種骨均在改建進行中。
術后 24 周，實驗組異種骨 CBCT 的 CT 值均數低于對照組自體骨、正常松質骨及正常皮質骨，差異具有統計學意義（P < 0.05），對照組自體骨與正常松質骨間沒有統計學差異（ P > 0.05），提示異種骨的改建仍在進行中，密度較正常松質骨為低；而自體骨的改建已達到正常松質骨的水平。實驗組異種骨螺旋 CT 值均數低于對照組自體骨、正常皮質骨，差異具有統計學意義（ P < 0.05），對照組自體骨塊密度與正常下頜骨皮質骨相近，如 表 1 所示，表明異種骨的改建較自體骨為慢，而自體骨的改建在此時已基本達到正常皮質骨的水平。
表1
術后 CBCT、螺旋 CT 掃描 CT 值（n=4，
）
Table1.
CT value of postoperative CBCT、Spiral CT (n=4,
)
SPECT 斷層掃描結果顯示：實驗組與對照組缺損區均顯示放射性增高，其中實驗組一側放射性增高程度較對照組為多。與 CT 斷層掃描結果進行異機融合后，準確定位放射性增高部位即下頜骨缺損移植區。術后 12 周，實驗組異種骨 ROI 的每立方厘米放射性濃度為 2 139.76 ± 132.63，對照組自體骨為 2 082.27 ± 116.46，差異無統計學意義（P > 0.05），表明異種骨與自體骨均處于成骨活躍時期。術后 24 周，實驗組異種骨 ROI 的每立方厘米放射性濃度為 1 988.91 ± 117.73，均數大于對照組自體骨 1 720.25 ± 98.24，差異具有統計學意義（ P < 0.05），表明異種骨的改建仍處于成骨活躍時期，成骨活性較高；自體骨的改建已基本完成，但仍存在一定的成骨活性，與 CBCT 檢查結果一致。
3 討論
頜骨缺損的修復重建一直是口腔頜面外科方面的重點和熱門課題，目前已有大量的骨移植材料用于研究并應用于骨缺損的修復重建手術，最常見的移植材料包括自體骨、異種骨、同種異體骨及人工骨材料等。其中，自體骨因攜帶部分自體的成骨細胞或骨髓干細胞、細胞因子以及生長因子，成骨效果明確，目前仍是治療口腔頜面部骨缺損的“金標準”[1-2]。但自體骨存在明顯的缺點：來源有限，且會給患者帶來額外的手術創傷，故不適用于修復大范圍的骨缺損。同種異體骨來源雖較自體骨廣泛，但存在著傳播隱匿傳染病、免疫排斥反應和倫理學等問題[4-5]。目前，大多數人工合成骨替代材料仍處于基礎研究階段，其生物相容性、力學性能、體內降解速度難以控制等仍是限制其廣泛應用的瓶頸問題。而異種骨來源廣泛，且制備過程中去除了細胞等抗原物質，雖不具有骨誘導性，但其天然的多孔微結構、合適的鈣/磷比、優秀的力學性能和優異的骨傳異性，可能比目前大多數合成材料更適合用于骨移植，成為了當前研究的熱點[6-8]。因此，我們設計了本次實驗，以“金標準”的自體骨為對照組，旨在探索以去抗原豬松質骨作為支架材料修復頜骨缺損的可能性，為臨床修復大面積頜骨缺損提供新的選擇。
骨組織能修復較小范圍的缺損，當缺損范圍較大時，則不能通過自愈能力來進行完全修復。有資料顯示，犬下頜骨的非連續性缺損達 17 mm × 6 mm 時不能進行完全自我修復[9]。因此，本研究以犬作為實驗對象，在兩側下頜骨制造 2 cm × 1 cm × 1 cm 的骨缺損以防止缺損自行愈合，同時避免產生病理性骨折；然后分別用自體骨、去抗原豬松質骨修復骨缺損，術后 24 周影像學檢查可見缺損區均得到較好修復，成功建立了頜骨缺損修復的動物模型，可為今后相關研究提供參考。
本實驗所用的去抗原豬松質骨既可作為單純填充材料，也可以作為組織工程支架，復合加載種子細胞、細胞因子等。目前，限制異種骨得以廣泛應用的最大障礙是移植后機體的免疫排斥反應。隨著免疫學、生物化學等相關學科的發展，異種骨移植材料的制備工藝有了很大的進步，經過一系列的優化處理后，已基本去除了材料中的免疫原性成分，一定程度上能滿足應用于臨床的要求。本實驗使用的去抗原豬松質骨經環氧交聯固定，材料的抗原性被穩定地去除，毒性殘留的問題也得到解決，并且能夠最大程度地保留骨膠原的結構。另一方面，研究生物材料與機體適應性的最直接的手段仍是通過動物實驗觀察植入材料對機體造成的局部和全身反應。因此，建立動物模型驗證材料在動物體內的安全性和生物相容性是研發新型材料的必要基礎和重要步驟。在本實驗中，所有實驗犬均無死亡，未出現排斥反應，在后續的研究中，我們將對移植物提取液進一步作相關致敏實驗。
理想的骨缺損修復支架材料應具有良好的力學性能、生物相容性、生物可降解性、三維立體高孔隙率等特性[10]。雷榮昌等[11]在對豬松質骨（髂骨）支架結構的研究中發現，豬松質骨支架孔徑為（387.54 ± 21.60）μm，孔隙率為 78.26% ± 2.01%；最大抗壓強度和抗壓力分別為 25 MPa 和 12 N。可見豬松質骨保留了天然骨組織良好的力學性能和三維結構，可為成骨細胞的生長、分化以及生長因子的吸附提供良好的環境。因此，本實驗采用豬髂骨為異種骨移植材料，經過脫脂、脫細胞處理，并采用環氧化物交聯固定技術處理，從而保證材料有適宜的力學性能和優秀的生物相容性，然后用偶聯劑將可黏附細胞和生長因子的特定多肽偶聯到材料三維微孔的內表面。本材料雖并不具有骨誘導作用和成骨作用，但在制備過程中對其進行了表面修飾，改良了材料表面的微環境，因此把該材料植于體內可促進宿主間充質干細胞、成骨細胞等的增殖、分化及各類生長因子的黏附，從而在體內可逐步獲得一定的骨誘導性能或成骨作用。
CBCT 是目前口腔影像最先進、應用最廣泛的診斷手段之一，能準確地顯示觀察部位的三維空間結構，降低偽影的產生，避免周圍結構重疊的影響[12-13]。同時，傳統的 CT 檢查密度分辨率高、定位準確。在本組實驗中，螺旋 CT 與 CBCT 檢查結果存在一定差別，可能與鈦板鈦釘的影響、兩者原理不同及各自軟件處理后所得到的 CT 值不同有關。但要注意的是，螺旋 CT 或 CBCT 常用于證實骨折以及骨折的愈合，只有當病變發展到“形態改變”時才被發現，因此并不能達到“早期診斷”的目的[14]。此外，當骨骼局部發生病變如骨折、腫瘤、炎癥等時會引起局部血流量或（和）代謝改變，99mTc-MDP 骨顯像將于相應部位呈現放射性異常增高，因此，SPECT 骨顯像的圖像能獲得骨移植部位各斷層面的放射性濃度分布，提供其功能信息，達到監測愈合過程中成骨細胞活性的目的。但 SPECT 難以準確定位，不易得到精確的解剖結構和分辨骨移植區的邊界。基于上述設備的優缺點，將多排螺旋 CT 與正電子發射計算機斷層顯像（positron emission tomography，PET）或 SPECT 兩種先進的影像技術結合在一起進行圖像融合可充分利用各自優點，同時得到功能代謝影像和解剖結構影像[14-17]。同機融合儀器 PET/CT 或 SPECT/CT 購置費用高，且國內多數醫療機構己置有 SPECT 或 CT，為充分利用現有資源，提高疾病的確診率和病灶的定位精確度，我們覺得很有必要利用計算機軟件將 SPECT 和 CT 進行異機圖像融合，在不另外購置設備的條件下提高疾病的診斷水平。因此，本研究嘗試應用 16 排螺旋 CT、SPECT 斷層對骨移植區分別進行斷層顯像，然后再利用 SPECT 隨機自帶圖像融合軟件將兩者圖像進行融合，有機地實現了 CT 解剖成像和 SPECT 功能成像的精確融合，結果表明術后 24 周時異種骨仍處于成骨活躍時期，較自體骨成骨活性高，說明利用 SPECT/CT 融合顯像能有效地監測成骨細胞的活動，判定骨移植的預后。雖然 SPECT/CT 融合顯像作用明顯，但并非所有骨顯像患者都需要，因此，如何選擇適應癥是合理利用 SPECT/CT 的關鍵，也是我們需要進一步研究的內容。另外，圖像異機融合與同機融合相比存在著一定的缺點，如缺少對 CT 圖像的校正，影響圖像的配準及融合的質量[18]，這要求我們盡量保持檢查體位基本一致，并且需要對相關軟件進行調試、研發。
綜上所述，去抗原豬松質骨改建速度較自體骨為慢，但可作為支架材料修復頜骨缺損，為臨床修復大面積頜骨缺損提供新的選擇。要注意的是，到目前為止，去抗原方法較多，如冷凍干燥、高溫煅燒、脫蛋白等，但仍未探索出如何在完全去除異種骨抗原的同時保留原有的力學性能[8, 19]。如何優化制備工藝，同時獲得異種松質骨最佳的力學性能和生物相容性，將是未來工作的研究重點。同時，利用異機融合技術可使醫療機構現有影像設備使用達到最優化。
引言
在口腔臨床工作中，因腫瘤、創傷、感染、先天畸形及發育不良等原因造成的頜面部骨缺損是十分常見的。頜骨不僅承擔著咀嚼等重要功能，而且影響人體面部外觀美容，因此，頜骨缺損不僅會影響患者的正常生理功能，也會對患者造成心理負擔，如何完美地修復骨缺損對口腔醫生來說也是一項重要的挑戰。自體骨移植是目前治療骨缺損的黃金標準，但是額外的取材過程會給患者帶來巨大痛苦，且組織來源有限，手術易發生感染[1-2]。隨著組織工程學的發展，許多學者都在研究運用組織工程方法來修復骨缺損。而其中支架材料的選擇，不僅會影響缺損部位細胞的生物學行為和培養效率，也對移植后能否與機體良好結合、修復起重要作用。異種骨來源廣泛、取材容易，去抗原異種松質骨作為其中一種骨組織工程支架，具有天然的多孔結構、優秀的力學性能和骨傳導性，日益引起人們的重視。但異種骨在制備過程中由于不可能完全地去除其抗原成分，因此植入體內必然會引起移植免疫反應[3]。雖然目前臨床應用的異種骨多來源于牛，但考慮到豬具有組織器官功能、大小和生理特性接近人類、免疫反應相對較弱和生長快等優點，許多學者對豬骨的臨床應用也進行了大量的探索。在此基礎上，本研究開展了利用去抗原豬松質骨修復狗下頜骨缺損的研究，并進行了影像學評價，為后期利用組織工程修復頜骨缺損提供新的思路。
1 材料和方法
1.1 實驗動物
選用普通級健康中國雜種犬 4 只（廣州冠昊科技股份有限公司實驗動物中心提供），雌雄不限，體重 16～18 kg，年齡 1～2 歲，無牙齒缺失。所有犬均采用籠中獨立圈養的方法，定時、定量攝食，自由飲水，實驗前適應性飼養 1 周。實驗全過程均符合動物倫理學標準。
1.2 動物分組
因實驗采用雜種犬 4 只，故共具有 8 側下頜骨，每只犬雙側下頜骨下緣均制備 2 cm × 1 cm × 1 cm 的缺損，并采取同體雙側對照原則，隨機分為兩組。實驗組：植入去抗原豬大塊松質骨；對照組：植入自體對側下頜骨骨塊，所植入骨塊均按缺損大小裁剪后植入，鈦板鈦釘固定。
1.3 實驗器材
去抗原異種松質骨取自健康家豬髂骨，由廣東冠昊科技股份有限公司提供。使用超聲骨刀（Piezon Master Surgery?，EMS/瑞士）制造頜骨缺損，并用錐形束電子計算機斷層掃描機（cone beam computed tomograp，CBCT）（KODAK 9000 3D，柯達/美國）、電子計算機斷層掃描機（computed tomograp，CT）（TOSHIBA Aquilion 16 排，東芝/日本）、單光子發射計算機斷層成像儀（Single-photon emission computed tomography，SPECT）（Siemens Symbia E，西門子/美國）進行影像學檢查。
1.4 動物模型的建立
動物術前適應性飼養 1 周，術前 12 h 禁水、禁食。用 3% 戊巴比妥鈉靜脈注射麻醉動物（施加劑量為：1 mL/kg），口腔插管，將動物仰臥于手術臺，固定四肢，上下頜骨、頸部備皮，常規消毒和鋪巾，術區局部注射體積分數為 2% 的利多卡因，在頦孔至下頜升支間，沿下頜骨下緣作一長約 2.5 cm 切口，鈍性分離皮下組織，翻開骨膜，暴露術區骨面。于術區下頜骨頦孔后至下頜升支處用超聲骨刀做一 2 cm × 1 cm × 1 cm 的骨缺損，如圖 1 所示，制造骨缺損時予以生理鹽水沖洗降溫。
對照組：下頜骨缺損區用對側取下來的骨塊充填，并用鈦板鈦釘固定；實驗組：缺損處用去抗原豬松質骨充填，并用鈦板鈦釘固定；生理鹽水沖洗，檢查無明顯出血點后分層縫合，留橡皮引流片 1 根，局部加壓包扎。術后連續 3 天，每天 2 次肌注慶大霉素針 4 × 104 U，以預防感染，術后第 2 天去除加壓包扎，術后第 3 天去除引流條，并進軟食 1 周，1 周后改普通飼料喂養，如圖 1 所示。
圖1
動物模型的建立
Figure1.
Establishment of animal model
1.5 影像學檢查
術后第 12 周、24 周再次以 3% 戊巴比妥鈉靜脈注射麻醉動物（施加劑量為：1 mL/kg）后，分別行 CBCT（X 線球管電壓設置為 68 kV，電流為 6.3 mA）、螺旋 CT（X 線球管電壓設置為 120 kV，電流 2.5 mA，層厚 3 mm，共 47 層，并進行三維重建）、SPECT 掃描[顯像劑為99m锝-亞甲基二磷酸鹽（99mTc-MDP），放化純度大于 95%]，進行 SPECT 與 CT 檢查時體位盡量保持一致，矩陣為 128 × 128，能峰為 140 keV，窗寬 20%，螺距 1.0，雙探頭步進式旋轉 180°，每 3° 一幀，每幀 25 s。觀察骨缺損修復后的愈合情況，了解骨折端是否移位，固位釘是否松動、脫落。
CT 和 SPECT 檢查結束后，CT 圖像經醫學數字成像和通信（digital imaging and communications in medicine，DICOM）數據傳輸至 SPECT 后臺，采用 SPECT 自帶融合軟件進行異機 SPECT/CT 圖像融合處理和分析，并劃定感興趣區（region of interest，ROI），以放射性濃度為計數單位。
1.6 統計學處理
使用 SPSS 13.0 軟件分析實驗數據，數據用均數 ± 標準差表示，組間比較采用配對 t 檢驗，多樣本均數采用 SNK（Student-Newman-Keuls） q 檢驗，P<0.05 為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 動物術后情況觀察
所有實驗犬均無死亡，傷口愈合好，術區無感染，按壓局部無波動，移植骨塊均無移位，未出現排斥反應，飲食、活動均正常。
2.2 影像學觀察結果
術后 12 周，骨折斷端固位良好、無移位，固位螺釘和鈦板部分被少量新生骨組織覆蓋。對照組及實驗組均可見明顯界限，新生骨組織的骨小梁不規則。術后 24 周，對照組的植入自體骨與周圍骨邊界基本消失，密度相近；實驗組植入材料與周圍骨部分融合，仍可見較明顯邊界，去抗原豬松質骨骨小梁部分可見，接近周圍正常骨組織，如圖 2 所示。
圖2
術后 24 周影像學結果
Figure2.
Imaging examination at week 24 postoperatively
術后 12 周，實驗組異種骨 CBCT 的 CT 值和螺旋 CT 值均數低于對照組自體骨，差異具有統計學意義（P < 0.05），且對照組自體骨、實驗組異種骨兩者 CBCT 的 CT 值均數低于正常松質骨及正常皮質骨，兩者螺旋 CT 值均數低于正常皮質骨，差異具有統計學意義（ P < 0.05），提示自體骨、異種骨均在改建進行中。
術后 24 周，實驗組異種骨 CBCT 的 CT 值均數低于對照組自體骨、正常松質骨及正常皮質骨，差異具有統計學意義（P < 0.05），對照組自體骨與正常松質骨間沒有統計學差異（ P > 0.05），提示異種骨的改建仍在進行中，密度較正常松質骨為低；而自體骨的改建已達到正常松質骨的水平。實驗組異種骨螺旋 CT 值均數低于對照組自體骨、正常皮質骨，差異具有統計學意義（ P < 0.05），對照組自體骨塊密度與正常下頜骨皮質骨相近，如 表 1 所示，表明異種骨的改建較自體骨為慢，而自體骨的改建在此時已基本達到正常皮質骨的水平。
表1
術后 CBCT、螺旋 CT 掃描 CT 值（n=4，
）
Table1.
CT value of postoperative CBCT、Spiral CT (n=4,
)
SPECT 斷層掃描結果顯示：實驗組與對照組缺損區均顯示放射性增高，其中實驗組一側放射性增高程度較對照組為多。與 CT 斷層掃描結果進行異機融合后，準確定位放射性增高部位即下頜骨缺損移植區。術后 12 周，實驗組異種骨 ROI 的每立方厘米放射性濃度為 2 139.76 ± 132.63，對照組自體骨為 2 082.27 ± 116.46，差異無統計學意義（P > 0.05），表明異種骨與自體骨均處于成骨活躍時期。術后 24 周，實驗組異種骨 ROI 的每立方厘米放射性濃度為 1 988.91 ± 117.73，均數大于對照組自體骨 1 720.25 ± 98.24，差異具有統計學意義（ P < 0.05），表明異種骨的改建仍處于成骨活躍時期，成骨活性較高；自體骨的改建已基本完成，但仍存在一定的成骨活性，與 CBCT 檢查結果一致。
3 討論
頜骨缺損的修復重建一直是口腔頜面外科方面的重點和熱門課題，目前已有大量的骨移植材料用于研究并應用于骨缺損的修復重建手術，最常見的移植材料包括自體骨、異種骨、同種異體骨及人工骨材料等。其中，自體骨因攜帶部分自體的成骨細胞或骨髓干細胞、細胞因子以及生長因子，成骨效果明確，目前仍是治療口腔頜面部骨缺損的“金標準”[1-2]。但自體骨存在明顯的缺點：來源有限，且會給患者帶來額外的手術創傷，故不適用于修復大范圍的骨缺損。同種異體骨來源雖較自體骨廣泛，但存在著傳播隱匿傳染病、免疫排斥反應和倫理學等問題[4-5]。目前，大多數人工合成骨替代材料仍處于基礎研究階段，其生物相容性、力學性能、體內降解速度難以控制等仍是限制其廣泛應用的瓶頸問題。而異種骨來源廣泛，且制備過程中去除了細胞等抗原物質，雖不具有骨誘導性，但其天然的多孔微結構、合適的鈣/磷比、優秀的力學性能和優異的骨傳異性，可能比目前大多數合成材料更適合用于骨移植，成為了當前研究的熱點[6-8]。因此，我們設計了本次實驗，以“金標準”的自體骨為對照組，旨在探索以去抗原豬松質骨作為支架材料修復頜骨缺損的可能性，為臨床修復大面積頜骨缺損提供新的選擇。
骨組織能修復較小范圍的缺損，當缺損范圍較大時，則不能通過自愈能力來進行完全修復。有資料顯示，犬下頜骨的非連續性缺損達 17 mm × 6 mm 時不能進行完全自我修復[9]。因此，本研究以犬作為實驗對象，在兩側下頜骨制造 2 cm × 1 cm × 1 cm 的骨缺損以防止缺損自行愈合，同時避免產生病理性骨折；然后分別用自體骨、去抗原豬松質骨修復骨缺損，術后 24 周影像學檢查可見缺損區均得到較好修復，成功建立了頜骨缺損修復的動物模型，可為今后相關研究提供參考。
本實驗所用的去抗原豬松質骨既可作為單純填充材料，也可以作為組織工程支架，復合加載種子細胞、細胞因子等。目前，限制異種骨得以廣泛應用的最大障礙是移植后機體的免疫排斥反應。隨著免疫學、生物化學等相關學科的發展，異種骨移植材料的制備工藝有了很大的進步，經過一系列的優化處理后，已基本去除了材料中的免疫原性成分，一定程度上能滿足應用于臨床的要求。本實驗使用的去抗原豬松質骨經環氧交聯固定，材料的抗原性被穩定地去除，毒性殘留的問題也得到解決，并且能夠最大程度地保留骨膠原的結構。另一方面，研究生物材料與機體適應性的最直接的手段仍是通過動物實驗觀察植入材料對機體造成的局部和全身反應。因此，建立動物模型驗證材料在動物體內的安全性和生物相容性是研發新型材料的必要基礎和重要步驟。在本實驗中，所有實驗犬均無死亡，未出現排斥反應，在后續的研究中，我們將對移植物提取液進一步作相關致敏實驗。
理想的骨缺損修復支架材料應具有良好的力學性能、生物相容性、生物可降解性、三維立體高孔隙率等特性[10]。雷榮昌等[11]在對豬松質骨（髂骨）支架結構的研究中發現，豬松質骨支架孔徑為（387.54 ± 21.60）μm，孔隙率為 78.26% ± 2.01%；最大抗壓強度和抗壓力分別為 25 MPa 和 12 N。可見豬松質骨保留了天然骨組織良好的力學性能和三維結構，可為成骨細胞的生長、分化以及生長因子的吸附提供良好的環境。因此，本實驗采用豬髂骨為異種骨移植材料，經過脫脂、脫細胞處理，并采用環氧化物交聯固定技術處理，從而保證材料有適宜的力學性能和優秀的生物相容性，然后用偶聯劑將可黏附細胞和生長因子的特定多肽偶聯到材料三維微孔的內表面。本材料雖并不具有骨誘導作用和成骨作用，但在制備過程中對其進行了表面修飾，改良了材料表面的微環境，因此把該材料植于體內可促進宿主間充質干細胞、成骨細胞等的增殖、分化及各類生長因子的黏附，從而在體內可逐步獲得一定的骨誘導性能或成骨作用。
CBCT 是目前口腔影像最先進、應用最廣泛的診斷手段之一，能準確地顯示觀察部位的三維空間結構，降低偽影的產生，避免周圍結構重疊的影響[12-13]。同時，傳統的 CT 檢查密度分辨率高、定位準確。在本組實驗中，螺旋 CT 與 CBCT 檢查結果存在一定差別，可能與鈦板鈦釘的影響、兩者原理不同及各自軟件處理后所得到的 CT 值不同有關。但要注意的是，螺旋 CT 或 CBCT 常用于證實骨折以及骨折的愈合，只有當病變發展到“形態改變”時才被發現，因此并不能達到“早期診斷”的目的[14]。此外，當骨骼局部發生病變如骨折、腫瘤、炎癥等時會引起局部血流量或（和）代謝改變，99mTc-MDP 骨顯像將于相應部位呈現放射性異常增高，因此，SPECT 骨顯像的圖像能獲得骨移植部位各斷層面的放射性濃度分布，提供其功能信息，達到監測愈合過程中成骨細胞活性的目的。但 SPECT 難以準確定位，不易得到精確的解剖結構和分辨骨移植區的邊界。基于上述設備的優缺點，將多排螺旋 CT 與正電子發射計算機斷層顯像（positron emission tomography，PET）或 SPECT 兩種先進的影像技術結合在一起進行圖像融合可充分利用各自優點，同時得到功能代謝影像和解剖結構影像[14-17]。同機融合儀器 PET/CT 或 SPECT/CT 購置費用高，且國內多數醫療機構己置有 SPECT 或 CT，為充分利用現有資源，提高疾病的確診率和病灶的定位精確度，我們覺得很有必要利用計算機軟件將 SPECT 和 CT 進行異機圖像融合，在不另外購置設備的條件下提高疾病的診斷水平。因此，本研究嘗試應用 16 排螺旋 CT、SPECT 斷層對骨移植區分別進行斷層顯像，然后再利用 SPECT 隨機自帶圖像融合軟件將兩者圖像進行融合，有機地實現了 CT 解剖成像和 SPECT 功能成像的精確融合，結果表明術后 24 周時異種骨仍處于成骨活躍時期，較自體骨成骨活性高，說明利用 SPECT/CT 融合顯像能有效地監測成骨細胞的活動，判定骨移植的預后。雖然 SPECT/CT 融合顯像作用明顯，但并非所有骨顯像患者都需要，因此，如何選擇適應癥是合理利用 SPECT/CT 的關鍵，也是我們需要進一步研究的內容。另外，圖像異機融合與同機融合相比存在著一定的缺點，如缺少對 CT 圖像的校正，影響圖像的配準及融合的質量[18]，這要求我們盡量保持檢查體位基本一致，并且需要對相關軟件進行調試、研發。
綜上所述，去抗原豬松質骨改建速度較自體骨為慢，但可作為支架材料修復頜骨缺損，為臨床修復大面積頜骨缺損提供新的選擇。要注意的是，到目前為止，去抗原方法較多，如冷凍干燥、高溫煅燒、脫蛋白等，但仍未探索出如何在完全去除異種骨抗原的同時保留原有的力學性能[8, 19]。如何優化制備工藝，同時獲得異種松質骨最佳的力學性能和生物相容性，將是未來工作的研究重點。同時，利用異機融合技術可使醫療機構現有影像設備使用達到最優化。
