施淵文醫師

 

 

【前言】

隨著口腔外科及牙周病科之發展與普及，人工植牙之相關術式也逐漸成熟，由一開始注意Case的選擇（盡量選骨質好厚度夠來植牙），逐漸將重心轉向如何創造好的Case〈將骨質不好，厚度不夠的Case變成骨質良好，厚度足夠〉，因此骨引導技術越來越受到重視，而骨粉在骨引導技術發展的浪潮中，佔有不可或缺的地位，由初期的DFDBA異體骨移植及自體骨移植，到中期的異種骨移植，到最近的人工合成骨，本文將由順骨粉發展隻軌跡來探討新一代人工合成骨----硫酸鈣 。

 

【骨修復之生理機制】

當骨折或骨受傷時，附近組織（包含骨組織）血管破裂出血，促成骨原細胞〈Osteogenic Cell〉大量生成，出血形成血塊後，骨原細胞分化成軟骨母細胞，進一步包圍骨受損區域，形成由軟骨及纖維組織所構成的初步修復組織，稱為骨痂（bone callus），接著來自骨髓的幹細胞分化並融合成多核之蝕骨細胞(osteoblast〉，開始重新產生骨小樑並逐漸將骨痂吸收，慢慢轉變為成熟骨，從骨受損到修復成完全之成熟骨要相當長的時間〈約6到20個月視骨受損程度而定〉。

即使是醫學如此發達的今日，我們還是無法清楚的了解骨修復機制的每一步細節，但我們已經可以藉由改變或加入某個物質到骨受損區域，從而增加或改變骨修復的量或方向，這就是骨引導技術〈Osteoconductive 〉。

骨引導技術可以上溯到1775年利用鐵絲固定骨折的兩端以獲得良好的骨修復開始，1892年Dressman將硫酸鈣填入骨缺損區域，發現不會有不良反應且骨修復後情況良好，之後各式骨充填材料逐漸發展出來，另外阻隔軟組織生長的再生膜〈GTR〉技術也出現，更有濃縮血液以獲得更多血小板〈內含PDGF，TGF-b等骨生成因子〉的PRP技術，綜觀各式骨引導技術，我們可以了解要得到良好的骨引導結果要有三大要素存在：

〈一〉必須要有骨生成前驅細胞〈Osteoconductive cell〉。

〈二〉必須有誘導骨生長之生長因子〈Osteoinductive growth factors〉。

〈三〉必須有骨誘導性基質〈 Osteoconductive Matrix 〉。

骨生成前驅細胞，可進行細胞增生並分化成骨生成細胞，是骨修復機制絕對必要存在的角色，主要來源是骨髓，因此任何骨引導技術或是植牙手術，如何確保骨髓細胞活性是至關重要的，但是啟動骨修復機制的關鍵是各類生長因子，包括PDGF，TGF-b，BMPs等，這些生長因子藉著複雜的交互作用程序嚴控骨修復過程，這些生長因子多來自血液，PRP就是將血液離心萃取出高濃度血小板的血漿以加速骨生長速度的技術。

但是光有這兩項是不足的，我們得提供一個穩定的空間給骨細胞生長及貼附，以及支撐此一空間不至於在骨修復完成前即塌陷或被軟組織侵入，因此需要一個架構物，也就是骨誘導性基質，而骨引導技術絕大多數就是研究這一個區域，如DFDBA，各類自體，異體，異種骨粉及人工合成骨粉都是。

 

【骨粉】

在作為骨生長基質（Osteoconductive Matrix.〉中，各式骨粉佔了相當重要的地位，我們可以依來源做一個大致的分類：

〈1〉    自體骨粉〈Autogenic Bone Graft〉：一般取自下顎下巴處〈chin,symphsis〉，下顎大臼齒頰側或上顎後方〈Tubersity〉，需要量少時可用刮骨刀直接刮取皮質骨。

優點：1來自自體,絕不會有排斥問題。

      2可獲得活骨細胞。

缺點：1大量需求時有困難。

      2多一處傷口，因此多了疼痛，失血，感染的機會。      

〈2〉異體骨粉〈Allogenic Bone Graft〉：來自其他人體捐贈者，經過冷凍、乾燥處理〈FDBA〉，現多加脫鈣程序〈DFDBA〉。

優點：1避免病患多一處取骨傷口。

      2使用歷史悠久效果穩定可期待。

缺點：1有免疫反應疑慮。

      2有疾病傳染疑慮 。

      3捐贈來源不穩定，取得不易。

〈3〉異種骨粉〈Heterogenic Bone Graft〉多來自小牛骨，再進行加工生產而成，如牛骨之DFDBA，另有廠商再加入化學合成物配方如Bio Oss R：

優點：1取得容易。

缺點：1有排斥過敏疑慮。

      2有傳染疾病疑慮 。

以上三種都是生物骨，其中異體骨粉及異種骨粉原本使用上以有相當成效，但自從各種新型傳染病，不斷出現，如愛滋病、狂牛症等引起全世界對生物骨恐慌，因此化學合成骨逐漸成為市場主流，化學合成骨可依可否吸收分成以下兩類：

【1】不可吸收骨粉〈Non-Resorbable Graft〉歷史最久最常見的就是HA，填入受植區後並不會被人體吸收，而是有骨細胞分泌骨質將之包住，在數年後，取出受植區補骨觀察，填入的HA仍未吸收，雖然效果似乎不錯，但嚴格來說，並不算具有骨誘導性。

【2】可吸收骨粉〈Resorbable Graft 〉如硫酸鈣及磷酸鈣〈B-TCP〉，植入補骨區後會開始降解，逐漸被人體吸收，並誘導骨生長，比起HA，是比較進步的化學合成骨材料。

 

【硫酸鈣】

硫酸鈣使用的歷史其實相當悠久，早在1892年Dressman就利用硫酸鈣填入骨缺損中發現骨修復情形不錯，而Hogset將硫酸鈣植入豬體內，發現無發炎反應，異物反應，且無巨噬細胞聚集，之後進行的各類實驗，發現其細胞毒性，敏感性皆可應用於人體。

Coetzee將硫酸鈣質入100個顎骨缺損病人，發現10天後硫酸鈣開始吸收，並同時產生骨基質，8周後硫酸鈣幾乎完全消失，而缺損已由新骨充填，4個月後該心骨可見成熟的骨結構 。

硫酸鈣可應用在促進骨修復機制，主要原因如下：

〈1〉    提供骨缺損之空隙填充，恢復骨原有形狀〈或改變其型態〉阻止軟組織長入 。

〈2〉    硫酸鈣本身的多孔性可以吸引新生血管長入，並誘使造骨細胞移入，提供各式成骨細胞吸附於其上，成為骨誘導性基質〈Osteo conductive Matvix〉 。

〈3〉    硫酸鈣進入人體後會降解成鈣離子及硫酸鈣子，而逐漸被人體吸收，吸收期約為2到3個月，與人體新骨生長速度相當。

所以當我們將硫酸鈣填入骨受損區後，由於硫酸鈣作為一架構的阻擋，軟組織不易侵入骨受損區生長，初期有阻止軟組織的功能〈GTY〉24小時後新生血管開始增生，順著硫酸鈣的孔洞逐漸長入受質區域各類骨生長細胞不斷隨著新生血管移入受植區域中，進行後離的骨修復過程，而硫酸鈣在人體組織液開始降解，分解出鈣離子，鈣離子可提供造骨細胞造骨時使用，於是受植區域的硫酸鈣不斷降解被人體吸收，而造骨細胞一面產生新骨填充骨缺損空隙，約在2~3個月左右，新骨已完全長成，而硫酸鈣也吸收完畢，以新骨長成速度來看，幾乎可被完全置換的硫酸鈣是相當不錯的骨誘導性基質。

      因此硫酸鈣在人體2到3個月的吸收期是硫酸鈣最大的優點之一，臨床上我們可以充分應用這個優點來輔助口腔手術，例外拔牙，在一般充許的情況下，立即拔牙立即植牙是相當不錯的選擇，但是有時因牙脊破壞太嚴重等原因無法立即植牙，可以在清除拔牙傷口軟組織後填入硫酸鈣，利用硫酸鈣引導骨修復拔牙傷口，2個月後可見拔牙窩洞幾乎全被新生骨填滿，有效減少拔牙後骨脊吸收現象，植牙鑽洞時幾乎看不到原有硫酸鈣粉粒，其骨質硬度與正常骨無異。

      硫酸鈣可廣泛應用在各式補骨之骨引導技術上，如牙周病之骨缺損填補，骨脊狹窄劈骨後骨空隙之填補等等。