《International Dental Journal》：Alveolar Ridge Preservation Using Low Dosage Bone Morphogenetic Protein 2 Incorporated Biomimetic Calcium Phosphate
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引言与目的：评估低剂量骨形态发生蛋白2复合仿生磷酸钙(BMP-2/BioCaP)联合胶原基质(collagen matrix, CM)在犬拔牙窝中用于牙槽嵴保存(alveolar ridge preservation, ARP)的疗效。方法：对六只犬下颌前磨牙
引言与目的：评估低剂量骨形态发生蛋白2复合仿生磷酸钙(BMP-2/BioCaP)联合胶原基质(collagen matrix, CM)在犬拔牙窝中用于牙槽嵴保存(alveolar ridge preservation, ARP)的疗效。方法：对六只犬下颌前磨牙远中根进行微创拔除，拔牙窝随机分为以下组别：(a)无植骨材料（空白对照），(b)去蛋白牛骨基质(deproteinised bovine bone matrix, DBBM)，(c)仿生磷酸钙(BioCaP)，(d)BMP-2/BioCaP。组(b)至(d)均覆盖胶原基质(CM)。术后即刻及术后12周行锥形束计算机断层扫描(CBCT)检查，图像配准叠加以评估垂直及水平牙槽嵴尺寸变化。安乐死后取标本行显微计算机断层扫描(micro-CT)及组织形态计量学分析。结果：CBCT分析显示，BMP-2/BioCaP组与DBBM组的颊侧高度及嵴宽度丧失显著少于对照组。Micro-CT显示BMP-2/BioCaP组骨矿物质密度(bone mineral density, BMD)、骨体积分数(bone volume fraction, BV/TV)及骨小梁数量(trabecular number, Tb.N)更高。组织学评估证实BMP-2/BioCaP组新生骨体积密度显著高于DBBM组与BioCaP组。BMP-2/BioCaP组非矿化组织体积密度较对照组与BioCaP组显著降低。结论：BMP-2/BioCaP联合胶原基质(CM)能有效保存牙槽嵴尺寸并促进新生骨形成，表明其作为临床牙槽嵴保存的骨替代材料具有良好前景。临床相关性：在该动物模型中，BMP-2/BioCaP相较于自然愈合表现出改善的牙槽嵴保存及骨再生效果，提示其作为牙槽嵴保存可行策略的潜力。
该研究发表于《International Dental Journal》。牙种植成功及获得理想美学效果依赖于牙槽嵴充足的骨量与质量。拔牙后会发生不可逆的骨吸收，尤其颊侧位点明显，导致牙槽嵴宽度减少可达60%，高度减少约40%，这会影响种植体植入空间、方向及长期稳定性与美学效果。牙槽嵴保存(alveolar ridge preservation, ARP)即在拔牙窝植入骨替代材料以促进成骨并减少吸收，是目前广泛采用的策略。现有骨替代材料包括自体骨、同种异体骨、异种骨及合成材料。自体骨因具备成骨、传导及诱导性被视为金标准，但来源受限且有供区损伤；同种异体骨存在供应及疾病传播风险；异种骨如去蛋白牛骨基质(deproteinised bovine bone matrix, DBBM)降解慢、空间维持好，但愈合期加倍且缺乏骨诱导性，残留颗粒占用成骨空间；合成材料如磷酸钙基材料生物相容性好、具骨传导性，但骨诱导性有限且降解速率与新骨形成不匹配。骨形态发生蛋白2(bone morphogenetic protein-2, BMP-2)是强效骨诱导因子，但现有递送系统常需高剂量以达到疗效，存在过量及爆发释放副作用风险。研究人员前期开发了层状自组装涂层的BMP-2复合仿生磷酸钙(BMP-2/BioCaP)，其仿生磷酸钙涂层晶格嵌入BMP-2，具适宜降解率并可缓释BMP-2，已在异位成骨、大鼠颅盖缺损及比格犬牙周缺损中证实促骨再生效果，前期临床试验也显示低剂量BMP-2通过该系统能在人拔牙窝6周内促快速成骨。鉴于此，研究人员开展本研究以犬模型评估BMP-2/BioCaP在ARP中的疗效。
研究人员以六只健康雄性比格犬（平均体重12kg，年龄18-24个月）为实验对象建立下颌拔牙窝模型，随机分为空白对照、DBBM+胶原基质(collagen matrix, CM)、BioCaP+CM、BMP-2/BioCaP+CM四组；采用术后即刻与12周锥形束计算机断层扫描(CBCT)配准叠加测量垂直与水平骨尺寸变化；12周处死取材后行显微计算机断层扫描(micro-CT)定量检测骨矿物质密度(BMD)、骨体积分数(BV/TV)、骨小梁数量(Tb.N)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁分离度(Tb.Sp)；标本经脱水包埋切片行McNeal三色染色，通过显微镜及软件进行组织形态计量学分析新生骨体积密度、残留材料体积密度及非矿化组织体积密度；数据统计采用单因素方差分析及t检验，测量与分析人员设盲。
研究结果如下。
Intraoral observations：整个实验期间所有比格犬健康状况良好，口内伤口愈合优良，无创口裂开或显著炎症迹象，12周牙槽嵴表面轮廓改变在各组均有观察到但BMP-2/BioCaP+CM组表现更优。
Radiographic observations and analysis：术后12周CBCT分析显示，BMP-2/BioCaP+CM组颊侧骨高度丧失为1.31±1.07 mm，DBBM+CM组为1.33±0.42 mm，均显著低于空白对照组的2.28±0.68 mm；舌侧骨高度丧失各组无统计学差异。牙槽嵴顶下1 mm处水平宽度吸收BMP-2/BioCaP+CM组为1.63±0.62 mm，DBBM+CM组为1.78±1.10 mm，均显著低于空白对照组的3.38±1.42 mm；3 mm及5 mm处虽BMP-2/BioCaP+CM组数值最低但无统计学差异。Micro-CT三维重建显示空白对照组矿化组织主要局限于拔牙窝周边、中心稀疏；DBBM+CM组残留材料均匀分布伴高密度影、周边矿化稍低；BioCaP+CM组矿化呈散在低密区；BMP-2/BioCaP+CM组整个拔牙窝呈连续中等密度矿化组织。定量分析示DBBM+CM组骨矿物质密度(BMD)最高且显著高于其余组；BMP-2/BioCaP+CM与BioCaP+CM组BMD亦显著高于空白对照。三组骨替代材料组的骨体积分数(BV/TV)与骨小梁数量(Tb.N)均显著高于空白对照；DBBM+CM与BMP-2/BioCaP+CM间BV/TV无显著差异；DBBM+CM组骨小梁厚度(Tb.Th)与骨小梁分离度(Tb.Sp)与其余组有显著差异，其余三组间无显著差异。
Histological observations and histometric analyses：组织形态学观察示空白对照组新骨主要在嵴顶及现存牙槽骨附近，中心区多为骨髓，颊骨壁吸收塌陷明显；DBBM+CM组新骨主要分布在DBBM颗粒周围及原牙槽骨附近，中心区多为包裹DBBM的纤维组织，颊舌骨壁保存好；BioCaP+CM组成骨近原生牙槽骨，残留材料显著少于DBBM；BMP-2/BioCaP+CM组成骨最广泛，中心与周边均见丰富新生骨小梁，残留材料多被均匀骨组织包绕，少数被结缔组织包裹，有效保存颊舌轮廓且在吸收颊侧嵴可见新成熟牙槽嵴形成。组织形态计量学分析示BMP-2/BioCaP+CM组新生骨体积密度显著高于DBBM+CM与BioCaP+CM组；非矿化组织体积密度低于空白对照与BioCaP+CM组；DBBM+CM组残留材料体积密度高于BioCaP+CM与BMP-2/BioCaP+CM组且非矿化组织体积密度较低。
讨论部分总结：该临床前研究表明BMP-2/BioCaP联合胶原基质(CM)在牙槽嵴保存效果上优于DBBM+CM与BioCaP+CM组，低剂量BMP-2的掺入显著促进骨再生。CBCT叠加分析显示BMP-2/BioCaP+CM与DBBM+CM在嵴顶下1 mm处颊侧高度与宽度变化最小，证实其保存轮廓有效性。Micro-CT进一步证实BMP-2/BioCaP增强成骨与矿化，形成利于种植的骨结构。组织学显示BMP-2/BioCaP+CM组骨量增加且非矿化组织减少，提示材料降解与新骨形成同步。BMP-2具明确骨诱导性，可促成骨细胞增殖分化并减少骨吸收以维持嵴稳定，在伴骨缺损拔牙窝中尤具价值。本研究利用层状自组装BioCaP支架载超低剂量BMP-2（182.6±34.6 μg/g）仍获强成骨效应，BMP-2/BioCaP组新骨体积虽与对照无显著差异但与DBBM组比表现更优，且拔牙窝周边与中心均见均匀成骨，不同于DBBM与BioCaP组中心成骨受限，BioCaP缓释系统兼顾成骨潜力与不良反应最小化。研究局限性在于比格犬愈合反应不完全等同于人类，12周观察期不足以判定长期稳定性与安全，缺早期时序监测，大动物样本量小致变异性大统计力不足，未来需扩大队列、延长观察并增设BMP-2/DBBM组以比较不同载体系统成骨表现。
结论部分翻译：使用BMP-2/BioCaP联合胶原基质(collagen matrix, CM)能有效最小化拔牙后牙槽嵴吸收并刺激大量骨形成。这些发现强调了其作为一种用于牙槽嵴保存(alveolar ridge preservation, ARP)的有前景的骨诱导性骨替代材料的潜力。
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