交联与非交联胶原化异种移植物在兔颅骨垂直骨增量中的对比研究：交联胶原显著提升骨再生与体积稳定性

《Scientific Reports》：Comparison of crosslinked and non-crosslinked collagenated xenografts for vertical bone augmentation in rabbit calvaria

　　本研究针对垂直骨增量中异种移植物体积稳定性不足的临床挑战，比较了交联胶原化牛骨(DBBM-Cb)与非交联胶原化牛骨(DBBM-NCp)的成骨性能。通过兔颅骨垂直增量和临界骨缺损模型，结合Micro-CT和组织学分析，发现DBBM-Cb在早期骨体积分数(3周BV/TV显著更高,P<0.05)、垂直高度维持(3/5周)和远期缺损闭合率(12周)方面均优于DBBM-NCp，为优化骨再生材料提供了实验依据。

　　

在口腔种植和颌面重建领域，垂直骨量不足是常见的临床难题。虽然自体骨移植被视为"金标准"，但其来源有限、供区并发症等缺点限制了广泛应用。异种移植物（如牛或猪来源的骨替代材料）因其良好的骨传导性和易得性，已成为临床常用的选择。然而，颗粒状的骨移植材料在垂直骨增量中往往难以维持稳定，需要借助钛网、屏障膜等辅助装置，这增加了手术的复杂性和风险。

为了改善移植材料的稳定性，研究人员将胶原蛋白与骨移植材料结合，形成胶原化骨移植材料。胶原的加入不仅改善了材料的操作性能，还能更好地维持移植体的完整性，促进血凝块稳定和细胞迁移。但胶原在体内容易被胶原酶快速降解，影响其长期支撑效果。通过化学交联技术调控胶原的降解速率，可能获得兼具良好成骨活性和结构稳定性的移植材料。然而，关于胶原来源（牛vs猪）和交联状态（交联vs非交联）如何影响垂直骨增量效果的研究尚不充分。

为此，来自首尔大学和Osstem植体公司的研究团队在《Scientific Reports》上发表了最新研究，系统比较了两种胶原化异种移植物在兔颅骨垂直骨增量模型中的表现：一种是含有10%交联牛胶原的脱蛋白牛骨矿物质(DBBM-Cb；A-Oss Collagen)，另一种是含有10%非交联猪胶原的脱蛋白牛骨矿物质(DBBM-NCp；Bio-Oss Collagen)。

研究人员采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)分析材料表面形态，并建立了两种兔颅骨模型：垂直骨增量模型（评估早期骨形成和体积稳定性）和临界骨缺损模型（评估长期骨再生能力）。通过微计算机断层扫描(Micro-CT)和组织学分析，在多个时间点（3、5、6、12周）系统评估了新骨形成、移植物残留和缺损闭合情况。

主要技术方法

本研究使用24只雄性新西兰白兔，分别建立颅骨垂直增量模型（评估3、5周效果）和临界骨缺损模型（评估6、12周效果）。通过FE-SEM分析材料微观结构，采用Micro-CT量化骨体积分数(BV/TV)、垂直高度变化和缺损闭合率，并通过苏木精-伊红(H&E)染色进行组织学评估。统计学分析采用非配对t检验。

材料特性分析

FE-SEM结果显示，两种材料均呈现高度多孔结构，有利于细胞浸润和骨传导。DBBM-Cb显示出更清晰、相互连通的孔网结构，可能具有更好的生物液体渗透性和细胞迁移能力。

垂直骨增量模型中的骨形成和移植物维持

在垂直骨增量模型中，DBBM-Cb组在3周时的骨体积分数(BV/TV)显著高于DBBM-NCp组(P<0.05)。在垂直高度保持方面，DBBM-Cb组在3周和5周均表现出显著更小的垂直高度减少(P<0.05)，说明其具有更好的体积稳定性。

骨缺损模型中的骨形成

在临界骨缺损模型中，虽然6周时两组缺损闭合率无显著差异，但到12周时，DBBM-Cb组显示出显著更高的缺损闭合百分比(P<0.05)，表明其在长期骨再生方面更具优势。

组织学分析

组织学分析进一步证实了上述结果。在垂直增量模型中，DBBM-Cb组在3周时仍可见大量残留胶原，而DBBM-NCp组的胶原支架降解更快。到5周时，DBBM-Cb组上部区域显示出更巩固的骨基质和保持完好的DBBM颗粒。

在缺损模型中，DBBM-Cb组在6周时即可见新生骨组织散布在移植物颗粒之间，伴有血管浸润和残留胶原。到12周时，DBBM-Cb组显示出更成熟的骨小梁结构，新生骨与残留移植物颗粒紧密接触，表明活跃的骨改建过程。

研究结论与意义

本研究通过系统的体内实验证明，与含非交联猪胶原的DBBM-NCp相比，含交联牛胶原的DBBM-Cb在垂直骨增量中表现出更优的骨传导性、结构稳定性和体积保持能力。DBBM-Cb的优越性能可能归因于其交联胶原的缓慢降解特性，前期酶降解实验显示DBBM-Cb在72小时后仍保留42%的胶原，而DBBM-NCp在24小时内即完全降解。这种持久的胶原支架为细胞浸润和细胞外基质沉积提供了更稳定的环境，特别适合需要长期空间维持的垂直骨增量手术。

该研究为临床选择骨移植材料提供了重要参考，表明胶原的来源和交联状态是影响骨再生效果的关键因素。交联胶原化牛骨移植材料在促进骨再生、维持体积稳定性方面具有明显优势，有望成为垂直骨增量手术的更优选择。未来研究可进一步探索该材料与生长因子或干细胞结合的应用潜力，拓展其在复杂临床场景中的实用性。