作者：马古鲁甫·阿斯哈提，新疆医科大学研究生学院；
近年来，由于口腔种植学的进步以及颅面骨缺损修复需求的增加，骨移植物和替代品的使用显著增加。然而，牙齿缺失后，牙槽骨由于缺乏牙周膜纤维产生的骨内刺激而快速吸收，口腔健康相关的生活质量受到影响，从而导致缺牙区没有足够的骨量进行种植体的植入治疗。因此，要运用各种骨移植材料来恢复牙槽嵴的骨量。
长久以来，自体骨移植被认为是修复牙槽骨缺损的方法，然而因自体骨骨量获得性有限、供骨区发病率较高，以及骨移植物较高的自吸收率等弊端，导致骨替代移植材料的开发和使用，如同种异体骨移植材料、异种骨移植材料和人工骨等，尽管这些材料存在成本高、骨诱导性有限等缺点，但还是在临床上使用。在从各种自体、异体、异种和人工合成的骨移植材料中选择最合适的骨移植材料是具有挑战性的。因此，对骨移植材料的需求持续显著增加和全球人口老龄化，表明需要研究和开发用于骨移植领域的新材料。
牙本质具有与皮质骨相似的物理化学性质，并已被证明具有优异的成骨能力。一些研究已经提供了证据，表明牙齿的组成成分，特别是牙本质与骨骼的组织成分相似。Yeomans 与Urist研究发现了兔的牙本质具有骨诱导性。近年来，国内外已有许多研究发现牙本质是一种可渗透的管状复合体，被认为是一种良好的天然来源的生物活性材料，让其作为支架，模拟细胞外基质并为生长因子提供三维生长空间，证实了牙本质具有极佳的生物相容性和良好的骨传导、骨诱导作用。以上特性使牙本质作为新型骨移植材料成为可能。本文就牙本质材料的基础研究、处理方法和临床应用进行综述。
1. 牙本质的性能和成骨原理
牙本质是构成牙齿的主要成分。牙本质与骨均发育自神经嵴细胞，具有组织同源性。人类牙本质由无机物（55%）和有机物（45%）组成，具有与骨骼几乎相同的化学和物理特性。有机和无机两种矿化组织的主要成分包括胶原蛋白（18%）、非胶原蛋白（2%）和各种磷酸钙等矿化成分（70%）。
在一项实验中，用X 线衍射分析证明牙本质内有羟基磷灰石（HA）、β磷酸三钙、无定形磷酸钙和八磷酸钙等，这些无机成分能被破骨细胞分解，有类似于骨组织的重建机制，为新骨生成提供了支架和骨的重塑功能，其次牙本质磷酸钙成分主要由低晶体度HA 组成，同时研究证实了HA 具有促进成骨细胞迁移从而增加其表达。Ⅰ型胶原蛋白占牙本质有机质含量的90%，在骨形成过程中起支持和连接作用。
牙本质中的这些成分允许骨骼生长并有利于骨传导，这使得牙本质被认为是骨移植材料，其性能优于别的衍生物或其他类型的移植物。牙本质具有骨诱导性，可以融合并逐渐替代和产生新生骨。在一项研究中表明，组织学分析中，新骨形成的迹象在移植牙本质材料两周后出现，这是因为牙本质中的非胶原蛋白（non collagenous protein，NCP）诱导新骨形成。
牙本质NCP 中的牙本质磷酸蛋白（DPP）、牙本质唾液蛋白(DSP)和牙本质基质蛋白1(DMP1)，在骨组织的发育过程中起着重要的作用。在一项研究中，将DMP1和骨形态发生蛋白1（bone morphogenetic protein，BMP1）联合应用来进行比格犬上颌窦提升术，结果在诱导新骨生成过程中具有明显促进的作用，验证了DMP1 与BMP1 可以提升成骨效能。
在牙本质中发现了丰富的生物活性分子与生长因子，如
在牙本质中发现的TGF 在促进牙齿形成方面发挥重要的作用，并在一项实验中被证明吸引骨髓间充质干细胞聚集并调节新的骨形成。在牙本质中，发现重组人PDGF 通过促进新骨细胞的增殖和募集来促进伤口愈合和成骨诱导。
VEGF在血管生成的调控中起着关键作用，成骨细胞可以产生VEGF，表明破骨细胞的骨活动和骨髓形成具有活跃的新生血管。同时，有一项研究发现FGF-1 的存在通过骨诱导作用刺激骨形成并增加骨密度。这些牙本质中的生长因子会进一步诱导和促进新骨生成。Urist 最初在1965 年发现了骨形态发生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）并研究了其作用。
已知BMP 存在于骨基质和牙本质基质中，其功能是将血管周间充质干细胞分化为软骨和骨组织，是骨细胞增殖生长过程中不可或缺的生长因子。牙本质中由成纤维细胞形成的BMP，其中的BMP-2对未分化的间充质细胞有集聚和分化作用，BMP-2激活细胞内的调节因子，重排相关的遗传序列，最终刺激牙槽骨中未分化的间充质细胞分化，使之成为成骨细胞。然而，BMP由于其可溶性高，单独使用时不会发挥骨诱导作用。
在非胶原有机材料与颌骨修复的关系中，BMP 是骨修复的关键因素。Pang 等报道了一项临床研究，脱矿牙本质已被证明在诱导骨愈合方面与Bio-Oss 相当。Um等在临床上用自体脱矿牙本质基质（DDM）复合重组BMP-2（rhBMP-2）为实验组，单纯的DDM为对照组来保存拔牙后牙槽窝的高度，结果是实验组新生骨的大小、成骨量和DDM 的骨替代均优于对照组的保存牙槽窝，研究证明rhBMP-2 与DDM 一起使用，进一步提高了骨愈合效果。然而，rhBMP-2 的合适浓度尚未研究，需要进一步研究理想的rh-BMP-2浓度。牙本质中的胶原、非胶原纤维、生长因子及无机成分等在修复骨缺损形成新生骨中具有关键的作用，但具体发挥何种作用，并大程度促进骨缺损区新骨形成，如何进行信号传递需要深入研究。
2. 牙本质骨移植物的处理方法
牙本质与别的移植材料类似，在植入前，需要进一步的处理，以消除牙本质的抗原性，降低感染风险和免疫排除，提高骨传导和骨诱导性，从而促进成骨。
2.1 脱矿处理
脱矿处理是用乙二胺四乙酸（EDTA）、0.6 N的盐酸或2%硝酸对牙本质进行脱矿去除磷灰石结晶，保持大部分Ⅰ型胶原蛋白和非胶原蛋白，形成含有许多基质和生长因子的骨诱导支架。经过脱矿处理的牙本质有助于生长因子和蛋白质的释放，从而改善牙本质基质的成骨活性。脱矿牙本质是一种含有天然生长因子的有机可吸收材料。
Bang和Urist 首次报道了脱矿牙本质在兔和小鼠腹肌中异位成骨的研究。Kim等将人脱矿牙本质移植到裸鼠肌肉中诱导软骨和骨形成，并观察到在脱矿牙本质颗粒上有新生成的类骨质，表明脱矿牙本质具有骨诱导活性。
Kim等将rhBMP-2和脱矿牙本质基质联合用于兔骨缺损的骨再生，发现与经过脱矿处理的牙本质基质组相比，实验组在术后4 周和8 周的组织形态测量中有更多的新骨形成。Koga 等比较未脱矿牙本质、部分脱矿牙本质及完全脱矿牙本质诱导新骨形成能力，发现部分脱矿牙本质基质更能诱导新骨的形成。
在另一项实验中，DDM在种植后4周诱导新骨形成，而未脱矿牙本质直到种植后8-12 周才诱导新骨形成。在使用自体DDM块保存牙槽窝的临床报告中显示，在12例患者中，DDM块具有良好的新骨形成，且与受体骨紧密结合，牙槽骨体积在垂直和水平方向上都保持良好，形成的骨早期没有被吸收，组织学检查显示血管侵入DDM 块。可以发现，牙本质的部分脱矿暴露了牙本质内部的有机物，增加了牙本质的表面积和孔隙率，从而增强了DDM的成骨能力。然而，DDM的完全脱矿会破坏牙本质内部的BMP，进而影响其成骨能力。
虽然经脱矿处理的牙本质有利于成骨相关细胞的增殖及分化，但缺点是牙本质的脱矿处理过程复杂，花费时间长，不利于短时间的治疗处理，同时在处理过程中因繁缛的操作，会对牙本质基质中生长因子造成破坏，而且现在使用的脱矿方法也只是对最早脱矿方法的修改，并没有简化脱矿的操作过程。因此，需要对牙本质脱矿的方法进一步升级，让其操作化繁为简，提高效率。
2.2 煅烧处理
将牙齿在高温下煅烧形成粉末状牙本质颗粒，其主要成分是羟基磷灰石和磷酸三钙。收集完人类牙齿后，用
有项实验使用人类牙本质颗粒治疗狗牙槽骨中的骨缺损处，发现周围组织中存在破骨细胞，表明骨重建过程活跃。在一项有60只大鼠的骨质疏松症模型中，使用牙本质颗粒和石膏的混合物加速了新骨的形成，并且比对照组更稳定。Min将粉末植入雄性大鼠制备的骨缺损处，经过一段时间观察发现，实验组新骨生成量要比对照组高。
在一项临床研究中，10例患者应用牙本质颗粒和石膏混合物修复下颌骨缺损，未见炎症、感染等不良反应，愈合良好。这证明牙本质经过煅烧处理可以去除有害物质，且防止发生炎症反应，具有很高的骨传导性、骨诱导性及生物相容性，可以为成骨细胞及生长因子等做良好的支架提供支持。
首先，经过煅烧处理的牙本质颗粒的优点是经过高温处理可以更好地去除其他影响骨愈合的有机物，而且牙本质颗粒的成分与骨的成分接近，在人体内可以更好地吸收。同时，牙本质颗粒具有污染小、无明显异物反应、易操作等优点。缺点是经过高温煅烧会使诱导骨愈合和牙本质中促进骨形成的细胞因子失活。其次，由于牙本质颗粒小，在潮湿的环境中流动性强，通常要与石膏等材料混合在一起，在使用过程中起到粘接剂的作用。
2.3 煮沸法
煮沸法是通过高温将牙本质中的酶失活，同时失活一些抗原物质来降低牙本质的免疫原性。Kadkhodazadeh等用拔出的小牛牙齿，去除牙釉质、牙骨质及软组织，制备成5～10 mm 的牙本质颗粒后，用蒸馏水煮沸2 h，为了去除残留物质在异丙醇中脱脂2 h，并且在蒸馏水中清洗后烘干、消毒。随后将处理好的牙本质用研骨磨研磨成粉末状，植入雄性大鼠的股骨中，一段时间后观察结果，发现用煮沸法处理的牙本质制备成粉末状颗粒能够促进骨缺损区成骨细胞的分化和增殖，并且牙本质颗粒被新生的骨小梁替代，表明经煮沸处理的牙本质颗粒具有生物相容性和骨诱导性，不会引起炎症。
煮沸法的优点是方法简便、制备简单、成本也低，相比高温处理，煮沸处理的牙本质中有机成分较高，有利于新骨形成，从而提高牙本质材料的生物相容性，促进骨诱导和骨传导能力。缺点是方法较为古老，没有改进方法，经煮沸处理的牙本质在成骨方面的性能未知，很少有研究报道结果，同时其免疫原性也未知，有没有并发症等问题还未有结果。
2.4 冷冻处理
冷冻干燥法是将含水物料冷冻到冰点以下，使水转变为冰，然后在较真空环境中加热除去水分，让物料变干燥的方法。牙本质经过低温处理后，降低了其免疫原性，弱化了对免疫系统的刺激。马程辉分析阿勒泰大尾羊松质骨经冷冻处理和高温处理后的结果，通过分析力学测试仪检测，结果经过冷冻处理的松质骨力学性能比高温处理组好。
Wang等将因阻生或因正畸而拔出的牙齿经冷冻处理后，以牙髓干细胞膜与冷冻处理的牙本质为实验组，以未处理的牙本质和牙髓干细胞膜为对照组，移植到裸鼠的皮下，8周后对裸鼠进行组织学检查，发现实验组诱导人来源的牙髓干细胞分化为成牙本质细胞的性能较对照组好，没有免疫反应，证明冷冻处理的牙本质具有良好的骨诱导性能。
Korsch 等对19名患者的牙槽窝内植入将经冷冻处理的牙本质，对另外23 名患者的牙槽窝内植入拔除后立即冷冻加工处理的牙本质，5个月后检查发现，与立即使用自体牙本质相比，用冷冻处理的牙本质没有并发症和移植物吸收。经过冷冻处理的牙本质具有良好的骨诱导性，但冷冻过程是否会影响牙本质基质的结构问题还没有得到充分的说明。
骨诱导生长因子，如BMP、IGF-Ⅱ和TGF 等是否会因偶尔形成结晶而对牙本质基质细胞和蛋白质结构造成不可逆的损害或变性也未知。同时也缺乏组织学检查和长期的随访，因此需要进一步的研究，进一步发展技术。
3. 牙本质骨修复材料的临床应用
在
3.1 DDM的临床应用
2003年第一例DDM颗粒移植用于提升上颌窦底，随后DDM广泛应用。2017年部分脱矿DDM颗粒立即应用于种植手术相关的牙槽窝保存、牙槽窝扩大和上颌窦底提升中，随后结果是无不良反应，所有病例在修复后2 年内，成功植入口腔修复种植体。Um 等报道了对23 例牙槽骨骨量不足的患者使用DDM同期植入种植体的骨引导再生病例，并且在一年内，对每位患者拍摄CBCT，评估种植体的稳定性，评估显示了所有植入种植体的部位稳定性好，同时也没有其他不良反应。
在骨移植后第4 周和第12 周进行了组织学评估，显示在4 周时有33% 的新骨生成，在第12 周时有48% 的新骨生成。Ouyyamwongs 等在一项随机对照临床试验中评估了使用DDM联合富含血小板纤维蛋白膜保存牙槽骨大小的试验，结果显示用DDM 联合治疗减少了牙槽骨的萎缩，并促进了骨再生。
3.2 同种异体DDM的临床应用
自体DDM因其有局限性，将正畸治疗前拔出的牙齿和阻生拔出的牙齿制备获得同种异体DDM，一直被认为是自体DDM的替代方案。Ku等报道了两例用异体DDM植入牙槽骨的病例，异体DDM取自两名患者的女儿和儿子的智齿，结果取得了良好的临床效果，种植体周围新生骨得到了组织学的证实。
在另一项用异体DDM修复牙槽骨的临床回顾研究中，报告了18例患者在移植异体DDM后，在4-6个月组织学检查中显示牙本质基质胶原溶解降解，被致密的纤维组织包裹，种植体周围的牙本质颗粒完全被血管重塑，充满新生骨细胞。
Joshi等用异体DDM和自体胶原纤维蛋白修复牙槽骨，在4个月的随访中评估临床和放射学参数的三维变化，发现修复牙槽骨取得了成功。通过上述临床研究可以表明，异体DDM具有良好的骨诱导和成骨能力。但考虑到异体移植物的抗原性，需要进一步的研究。
3.3 自体牙移植材料（AutoBT）
在一项名为AutoBT的研究中，有一种新型自体牙本质材料，是将人类牙齿保存在冰箱，随后去除软组织，再通过研磨、洗涤、脱水、脱脂和冷冻干燥获得的。Zhang 等在一项临床研究中报道，在组织学切片中观察到，患者身上移植的AutoBT 被逐渐吸收并被新骨取代，由于大量板状层骨的存在，口腔内的骨重建过程较快，5个月内可形成稳定的骨结构。
Ramanauskaite等在一项用AutoBT 重建牙槽嵴高度的疗效评价中，指出AutoBT应用后的临床结果在各自控制组中记录的数据范围内，修复牙槽骨缺失方面良好，没有其他不良反应。对上颌窦提升术的一项实验中使用AutoBT对上颌窦进行治疗，发现在3-6个月的愈合过程中，46%-87% 的区域有新生骨。
在一项回顾性分析182 颗AutoBT充填修复的种植体发现，成功率为97.7%，认为使用AutoBT 时，移植材料的稳定性将随着时间的推移而增加。研究发现，AutoBT 在前3 个月开始吸收，在6 个月时，新骨被松质骨替代，大部分移植物材料被吸收，发现具有良好的骨诱导和骨传导能力。但由于综述的文章数量和平均样本都很少，同时也没有研究比较AutoBT 和其他骨移植材料的疗效的文献。因此，有必要进行大样本的长期观察研究。
4. 结语
大量的动物和临床研究，证明了牙本质骨修复材料凭借自身良好的骨诱导、骨传导和生物相容性，完全可以做骨修复材料，而且，牙本质本身就容易获得，成本低，成骨效果佳，不良反应较少，应用的前景广泛。通过处理可以激发牙本质自身所具有的生长因子，很好地促进骨修复，同时通过与别的材料结合，如rhBMP、富血小板纤维蛋白等混用，进一步加快新骨生成能力。
但是，对于牙本质移植材料的制备尚没有统一的制备方法，需经过消毒、脱矿、研磨等一系列不同的流程方法处理后才可应用于临床，处理过程复杂，耗时等问题在一定程度上限制了应用。同时，在临床上也有不同类型的牙本质骨修复材料，但其成骨能力大部分都是相似的。在临床上，选择省时省力、减少患者就诊时间、提高牙本质成骨效率、改良处理牙本质的技术、关于牙本质骨修复材料的最适合的制备方法，及如何提高成骨效果和利用率，需要在未来进一步研究。
来源：马古鲁甫·阿斯哈提，李军.牙本质作为骨移植材料的研究进展[J].口腔颌面修复学杂志，2025，26(02):136-141+160.DOI:10.19748/j.cn.kqxf.1009-3761.2025.2.010.
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