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骨骼損傷怎么辦？

幾千年來，骨骼傷害屢見不鮮，骨缺損一直都是困擾骨科醫(yī)師的一大難題，人們一直在研究使用什么樣的材料來修復(fù)受損的骨頭。有證據(jù)表明，早在新石器時(shí)期的秘魯和古埃及就已經(jīng)有骨骼修補(bǔ)技術(shù)了！但那時(shí)還沒有高超的醫(yī)術(shù)，使用的都是黃金和鐵等其他材料來做填充物，而不是真正的骨頭。

當(dāng)今社會(huì)，骨外科的醫(yī)生十分需要一種像骨骼一樣的材料，來替代發(fā)生病變或被撞傷損壞的骨骼，希望能讓患者的受傷部位盡可能地恢復(fù)原有的功能。幾個(gè)世紀(jì)以來，人們嘗試了眾多不同的修復(fù)方法并公認(rèn)自體骨移植是治療骨缺損的有效方法。但是，由于某一些部位損傷嚴(yán)重，缺失較大，從人體自身提取移植的骨頭， 往往不能夠滿足被替代部位骨骼的移植要求。而且，從健康的人體部位切割骨頭，患者還須經(jīng)受另一次的額外手術(shù)打擊，有手術(shù)疼痛及感染的風(fēng)險(xiǎn)，往往對(duì)人體的傷害較大。

當(dāng)人們意識(shí)到自體骨移植的種種缺點(diǎn)后，就不斷地探索將新材料用于修復(fù)骨缺損。因此，廣大醫(yī)師及科研工作者長期致力于尋找一種合適的材料來替代自體骨，后來，異體骨移植就成為了骨傷骨病治療中常用的重要手段。

異體骨移植術(shù)

異體骨移植是指把取自動(dòng)物或他人的骨骼，移植到病患的身上。這種移植術(shù)首創(chuàng)于動(dòng)物骨頭移植。

17世紀(jì)，一位名叫巴特林的人，頭部被一把劍擊中，外科醫(yī)生把一塊狗骨頭移植到他的頭骨上，修復(fù)了傷口。他活了下來，卻被他的教會(huì)逐出教會(huì)，因?yàn)榻虝?huì)認(rèn)為他不再是完整的人類。為了不被看成是另類，巴特林要求外科醫(yī)生把狗骨頭取出來?？墒?，當(dāng)外科醫(yī)生嘗試取狗骨頭的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)巴特林的頭骨已經(jīng)在周圍再生了。從這個(gè)角度來看，這是世界上第一次成功的動(dòng)物骨頭移植手術(shù)。

后來，醫(yī)學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)開始使用人體骨頭作為骨移植材料。和動(dòng)物骨頭移植相比，人類骨移植是目前骨骼移植的最好材料，已被廣泛采用。

異體骨移植會(huì)出現(xiàn)排異反應(yīng)，為了避免風(fēng)險(xiǎn)，除了自體骨骼移植外，捐獻(xiàn)者的骨細(xì)胞不可以在受捐者體內(nèi)存活。

異體骨移植前都要對(duì)骨頭進(jìn)行去抗原處理

移植排異反應(yīng)

把異體骨頭移植到人體內(nèi)，首先要克服不同機(jī)體移植所帶來的強(qiáng)烈免疫排斥反應(yīng)。這也是影響成骨并導(dǎo)致移植失敗的一個(gè)重要原因。

因此，異體骨移植前都要對(duì)骨頭進(jìn)行去抗原處理。研究指出，經(jīng)低溫保存、急速冷凍的骨骼，可以保持骨骼硬度，還能較大程度上避免病人因異體移植而產(chǎn)生的排異反應(yīng)。但冷卻處理法并不能完全排除免疫反應(yīng)，只是以慢性排斥反應(yīng)為主。

小貼士

排異反應(yīng)

排異反應(yīng)是異體組織進(jìn)入有免疫活性的宿主體內(nèi)后，會(huì)被宿主作為“異己”并受到其免疫系統(tǒng)的攻擊，這種供受體之間的白細(xì)胞抗原的差異所引起的免疫反應(yīng)是導(dǎo)致骨移植失敗的主要原因。

相比之下，與冷處理相反的高溫加工法會(huì)更徹底地清除骨頭間的排斥抗原性。然而弊端在于，經(jīng)過高溫處理后，骨頭雖然沒有了抗原性，但骨頭內(nèi)的可誘導(dǎo)細(xì)胞分化為軟骨細(xì)胞及成骨細(xì)胞，最終形成軟骨組織和骨組織的成分也被破壞掉了，這樣的動(dòng)物骨頭移植到人體后雖然不會(huì)相互排斥，但它只是起到了一個(gè)橋梁作用，本身沒有誘導(dǎo)細(xì)胞生長的作用，因而不能和人體很好地融為一體。因此這種做法只適用于極小的骨頭移植術(shù)。

為了解決這些問題，一種重新組合異種骨的方法被研究了出來。這種方法在處理骨頭時(shí)分兩步走：首先，在常溫下從骨頭的皮質(zhì)骨中取出骨形成蛋白（生長因子），然后再將骨頭的其余部分進(jìn)行脫蛋白處理。進(jìn)行脫蛋白處理后，這根動(dòng)物骨頭就不會(huì)再有抗原性了，并且骨頭內(nèi)有許多的小孔，就像小蜂窩一樣。再將事先取出的骨形成蛋白重新植入這些待移植骨頭，經(jīng)過這樣一系列的過程，能夠用于移植手術(shù)的骨頭就加工好了。

由于骨頭內(nèi)既沒有抗原物質(zhì)，同時(shí)又有生長因子，這塊骨頭一旦被移植到人體內(nèi)，生長因子就會(huì)像磁鐵一樣誘導(dǎo)病人體內(nèi)骨細(xì)胞移到這塊骨頭上生長，而同時(shí)這塊動(dòng)物骨頭自身還會(huì)不斷降解。就這樣一邊降解，一邊誘導(dǎo)新骨生成，大約經(jīng)過八九年左右，植入的骨頭就會(huì)完全消失了，同時(shí)新的骨頭則已完全長成了。這種方法不僅具有高效的成骨活性，而且不會(huì)引起免疫排斥反應(yīng)，可以說是一種成熟的骨骼移植術(shù)了。

移植骨與受體骨的結(jié)合

說到這，大家可能會(huì)問了，那是用什么來連接病人骨骼與移植骨的呢？總不能用膠水吧？是的，不能用膠水，使用的材料必須是人體能接受的，安全無害的連接基質(zhì)，而這種基質(zhì)就是之前提到的成骨誘導(dǎo)成分，叫做脫鈣骨基質(zhì)，簡稱DBM。

DBM是一種是由膠原蛋白、非膠原蛋白以及較低濃度的生長因子（如骨形成蛋白）等組成的復(fù)合物天然骨移植材料，主要取材于人或動(dòng)物（豬、牛、狗、兔等）的顱骨、股骨干和脛骨干。它具有低抗原，能被新骨替代，尤其是誘導(dǎo)成骨活性等特點(diǎn)。

為了制作它，技術(shù)人員會(huì)將骨頭磨碎，然后用酸除去鈣。剩下的是一種精致的白色代糖粉，由刺激骨骼生長的骨形成蛋白組成。這些骨形成蛋白會(huì)與干細(xì)胞進(jìn)行交流，隨后干細(xì)胞會(huì)分裂和復(fù)制成為具有不同功能的新細(xì)胞。

在體內(nèi)，DBM是指導(dǎo)干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為皮膚細(xì)胞、腦細(xì)胞和骨細(xì)胞的信號(hào)。為了增加粘合性，在臨床上更加便于使用，骨形成蛋白會(huì)被混合到石膏中，然后涂在需要鼓勵(lì)生長的骨頭上。

在外科手術(shù)中，DBM對(duì)于填充骨缺損，實(shí)現(xiàn)正常的解刨關(guān)系，恢復(fù)功能，橋接縫隙等都有很好的療效。它在每一個(gè)骨移植手術(shù)中都扮演著重要的角色。比如，口腔外科醫(yī)生會(huì)將其植入患者退化的下顎骨中，使下顎骨重新生長，足以支持種植牙;它也可以用來填補(bǔ)脊柱融合手術(shù)中椎體之間的間隙，以減輕椎間盤突出患者的疼痛;而當(dāng)骨科醫(yī)生移植長段骨頭時(shí)，他們會(huì)沿著移植骨的接縫作為粘貼劑。外科醫(yī)生形容說，DBM就是“編織”在移植骨骼上的腳手架。

等待檢驗(yàn)和分發(fā)的脫鈣骨基質(zhì)

一個(gè)病人的3D打印骨骼

3D打印技術(shù)與骨骼移植

骨骼破損有多種情況，比如破損部位并不是整齊劃一的。為了準(zhǔn)確地連接替換骨骼，外科醫(yī)師需要精確地繪制出需要替換的部分。于是，科學(xué)家又研制出了骨頭的3D打印技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)會(huì)為精確地切割骨骼提供指南。

3D打印技術(shù)是組織工程學(xué)的一種高速仿形技術(shù)，是以計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)模型為藍(lán)本，利用激光引導(dǎo)、噴墨打印等技術(shù)，將生物材料通過逐層堆積粘結(jié)，疊加塑型，最終形成仿真的骨骼形狀。3D打印技術(shù)可以讓醫(yī)生為每一個(gè)病人專門定制植入骨。打個(gè)比方，假如一個(gè)有顱骨缺陷的病人需要治療，醫(yī)生就可以掃描他的顱骨，然后打印出一個(gè)和病人的受傷位置相同的尺寸和形狀的顱骨型號(hào)。

不僅如此，這項(xiàng)3D打印技術(shù)還研發(fā)出了除異體移植骨之外的人工骨“超彈骨”，它是一種新的3D打印合成材料，是由有彈性的陶瓷制成的，內(nèi)含牙齒和骨骼內(nèi)中發(fā)現(xiàn)的礦物質(zhì)以及聚合物。即使擠壓它，它也會(huì)彈回原來的形狀。這種材料的制成前是液體狀，可以打印成醫(yī)生需要的各種形狀，也可以沉淀在任何一種材料上，有很強(qiáng)的可塑性。

和一般昂貴、太脆弱難以塑型、又擔(dān)心排斥的骨移植不同，“超彈性骨骼”價(jià)格低廉，可打印出許多形狀，并依照需求切割、摺疊、接合，彈性好且強(qiáng)韌，在手術(shù)室也能簡單快速地使用。目前臨床正在積極地使用這種新科技，研究人員希望能在脊椎、牙齒、重建和骨癌手術(shù)時(shí)使用這種人工骨骼，替病患提供量身訂做的骨骼移植，以給病人帶來更好的療效。