【摘 　要】　生物活性玻璃是一種硅酸鹽性質(zhì)的異質(zhì)移植材料。近年來 , 它在口腔科的應用研究得到迅

速發(fā)展。本文就生物玻璃的主要成分、特性、相容性 , 生物玻璃在牙周病治療、牙槽嵴保持與重建、頜骨缺損

修復等方面的臨床應用及其作為蓋髓劑和護牙劑成分的應用前景作一綜述。

朱磊 　綜述 　梁景平 　李國梁 　審校

生物活性玻璃是一種硅酸鹽性質(zhì)的異質(zhì)移植材料 , 與骨和軟組織都有良好的結(jié)合性 , 它有別于其他

生物活性材料的獨特屬性 , 能夠在植入部位迅速發(fā)生一系列表面反應 , 并最終導致含碳酸鹽羥基磷灰

石層的形成。近年來 , 國內(nèi)外在此方面研究較多 , 尤其在口腔科方面的應用研究得到迅速發(fā)展 , 本文擬

就有關(guān)此方面的內(nèi)容作一簡要綜述。

1 　生物活性玻璃的特性

1 1 1 　主要成分

生物活性玻璃最主要的成分包括 SiO 2 ,Na 2 O ,CaO ,P 2 O 5 , 其發(fā)生表面反應的能力與其主要成分的

組成比密切相關(guān)。 Makato Ogino 等 [1] 發(fā)現(xiàn) : ⑴當 SiO 2在生物玻璃中含量較低時 ( 小于 46mol %) , 鈣磷層與

富硅層幾乎同時形成 , 反應速度快。⑵當 SiO 2 含量位于 46 ～ 55mol % 時 , 富硅層首先形成 , 其后鈣磷層

形成于富硅層與 Tris 緩沖液間。⑶當 SiO 2 含量大于 60mol % , 鈣磷層不形成。

1 1 2 　生物特性

當生物玻璃植入體內(nèi)時 , 局部的 pH 增加達pH10 , 在生物玻璃表面形成富硅層 , 然后在其表面

形成鈣磷層。鈣磷來源于體液中的 Ca ,P 及生物玻璃本身。這個 Ca - P 層屬于一種活性炭化羥基磷灰

石 (Hydroxycarbonateapitite HCA) 層 , 用來作為結(jié)合面。在化學組成和結(jié)構(gòu)上 , 它與骨的礦物成分相

近 [2] 。這 2 個反應層在植入后幾分鐘內(nèi)形成 , 然后由來源于宿主手術(shù)區(qū)的成骨細胞和膠原纖維在生物

玻璃顆粒表面定植并融入富硅層 , 最終形成骨。生物玻璃具有優(yōu)異的骨引導性。它不僅僅提供一個有

生物相容性的骨形成界面 , 而且能提供一個手術(shù)區(qū)游離的成骨干細胞定植的活性表面 [3] 。日本學者 [4]

通過動物實驗發(fā)現(xiàn) , 生物活性玻璃出血部位材料易于放置 , 不易流失 , 有良好的止血效果 , 新骨生成迅

速 , 而且生成的是正常的骨結(jié)構(gòu)。

1 1 3 　生物相容性

Wilson.J 等 [5] 早在 80 年代就測試生物玻璃對于鼠及兔軟組織的毒理學反應 , 實驗結(jié)果證明生物

玻璃粉末對軟組織無毒性反應 , 具有極佳的生物相容性。 Price - N 等 [6] 證明生物玻璃能支持人類成骨

細胞 - MG63 (Human osteoblast - like cells ,MG63) 的活性與增殖。 Benchu - sp [7] 等發(fā)現(xiàn)在 1. 0 ～ 10mg/ ml

的濃度范圍 , 生物玻璃對于人類滑膜細胞 ? HumanSynoviocyte ?有較低的細胞毒性。

2 　口腔科應用

2 1 1 　牙周病治療

如何使由于炎癥性牙周病導致的骨喪失重新再生 , 仍然是牙周病治療的難題。目前的方法包括自

體骨移植 , 異體骨移植 , 異源體移植 , 引導組織再生(GTR) 或 GTR 與脫礦凍干骨結(jié)合使用等 , 但都有相

應缺陷。由于生物玻璃獨特的成骨特性 , 在此方面的研究 , 方興未艾。

2 1 1 1 1 　牙周病缺損治療

美國學者 Fether - AE [8] 等在猴模型上手術(shù)形成牙周骨缺損 , 分別用同樣大小的生物玻璃 (45S5 倍骼生) ,

羥基磷灰石及磷酸三鈣顆粒進行移植修復 ,并設(shè)立一個無移植物的對照組 , 結(jié)果發(fā)現(xiàn)生物玻璃

組取得最優(yōu)組織上修復效果 , 牙周骨新生程度及牙骨質(zhì)再生成均為最佳。 J - szamet 等 [9] 對 20 例患者

44 個骨缺損區(qū)進行治療。基礎(chǔ)治療完成之后 , 骨缺損區(qū)被隨機分為實驗組與對照組。翻瓣后 ,2 組都

行根面平整 , 除去慢性炎癥組織。實驗組骨缺損區(qū)植入生物活性玻璃 (45S5 倍骼生) ,對照組未植入 ,

追蹤觀察 1 年。結(jié)果發(fā)現(xiàn) , 生物玻璃組骨缺損區(qū)再生骨組織高度和 X 線密度都顯著高于單純外科清

除術(shù)組 , 無論在對照組 , 實驗組 , 牙周袋深度及附著水平都有明顯改善。但實驗組改善的趨勢更明顯。

由此認為在治療骨下袋缺損的過程中 , 應用生物玻璃對常規(guī)的外科治療有輔助療效。而 Teri Brooks

Lovelace [10] 等將生物玻璃 (45S5 倍骼生 ) 和 DFBDA(deminerized freez - dried bone allograft) 脫礦凍干骨 ,

用于治療 15 位中度到重度牙周炎患者的牙周骨喪失并進行比較 , 發(fā)現(xiàn) 2 組均得到顯著的軟硬組織改

善 , 而且兩組的改善程度無統(tǒng)計學上差別。

2 1 1 1 2 　根分叉處骨缺損治療

Ancleregg - CR 等 [11] 對 15 例中度或重度牙周炎患者 ,30 個下磨牙根分叉病變進行治療。病變處隨

機分為實驗組 , 對照組。實驗組行根向復位瓣術(shù)加生物玻璃 (45S5 倍骼生 ) 植入 , 對照組僅用根向復位

瓣術(shù) , 并以探診出血情況及探診牙周袋深度作為評價標準。結(jié)果顯示 , 實驗組效果明顯優(yōu)于對照組。

因此生物玻璃是治療 Ⅱ型根分叉病變的有效材料。

2 1 2 　牙槽嵴的保持與重建

拔牙后殘余牙槽嵴的不斷吸收一直是困擾口腔科醫(yī)生與病人的難題 , 這給以后的義齒修復帶來相

當大的困難。 H. R. Stanley [12] 于 1987 年報道 , 將 242個生物玻璃錐 (45S5 倍骼生 ) 植入 29 名病人新鮮牙

槽窩內(nèi)。(107個于上頜牙槽窩 ,135 個于下頜牙槽窩 , 并進行平均為 17. 9 月的觀察 , 發(fā)現(xiàn)生物玻璃體

周圍直接生成了新骨 , 而且大部分病人戴義齒修復 ,12 月后沒出現(xiàn)植入體裂開現(xiàn)象 , 當時植入體的脫落

率為 2 1 9 % , 而裂開率為 3 1 7 % , 牙槽嵴高度得到良好維持 , 下前牙區(qū)植入體保存率最佳。 3 1 5 年后 , 對

隨訪的 20 名病人 ,168 個植入體再行檢查。 ( 平均為植入后 63.2 月 ) 。發(fā)現(xiàn)植入體脫落率 14. 3 % , 而

7.7 % 植入體需要重新修整外形 , 并發(fā)現(xiàn)此時在上前牙區(qū)植入體保存率最高 , 經(jīng)過 5 年觀察 , 生物玻璃錐

的保存率達到了 85. 7 % , 生物玻璃錐植入新鮮牙槽窩用于保存牙槽嵴的方法值得推薦 [13] 。

2 1 3 　頜骨缺損修復

大型的頜骨缺損常不能自行愈和 , 而需要植骨 ,自體骨效果好 , 但來源有限。異體凍干骨可能攜帶

病源微生物 , 單純的羥基磷灰石或磷酸三鈣異質(zhì)材料 , 缺乏骨引導性 , 僅有頜骨充填作用。國內(nèi)山東醫(yī)

科大學附屬口腔醫(yī)院用生物玻璃治療大型頜骨缺損 , 發(fā)現(xiàn)與單純手術(shù)比較 , 植入生物玻璃后雖然早期

局部腫脹更明顯 , 持續(xù)時間更長 , 但最終粘膜組織可愈合正常。 X 線表現(xiàn)缺損區(qū)密度由高 ( 植入材料) -

低 ( 植入材料吸收) -高 ( 骨修復 ) 。在隨訪的 4 ～ 7月內(nèi) , 植入生物玻璃的所有骨缺損都可見明顯骨修

復。而趙慧 , 李宇軍等 [14] 報道用生物玻璃羥基磷灰石陶瓷作為骨的替代物 , 對 51 例頜骨囊腫術(shù)后骨腔

充填修復 , 發(fā)現(xiàn)材料化學性能穩(wěn)定 , 組織相容性好 ,能促進骨愈合 , 引導新骨形成 , 術(shù)后 I 期愈合率高 ,

無并發(fā)癥。 1 ～ 5 年臨床觀察效果良好。

2 1 4 　蓋髓

Alark 等 [15] 在動物實驗中 , 對生物玻璃的蓋髓作用進行了研究 : 發(fā)現(xiàn)覆有生物玻璃 (45S5 倍骼生 )

的所有標本都有一層修復性牙本質(zhì)形成 , 這些牙本質(zhì)橋未見小管結(jié)構(gòu)及軟組織包埋 , 它直接形成于生

物玻璃粉末下方 , 兩者間無壞死組織間隔。其下方牙髓可見輕度細胞炎癥反應。在另一次動物實驗

中 , 通過定量分析 , 發(fā)現(xiàn)用生物玻璃蓋髓 , 牙本質(zhì)橋的形成率及礦化程度與脫礦牙本質(zhì)及氫氧化鈣蓋髓

產(chǎn)生的牙本質(zhì)橋并無明顯差別。據(jù)認為這是由細胞外基質(zhì)所決定 , 而并非蓋髓劑決定 [16] 。雖然 , 目前

并無關(guān)于生物玻璃蓋髓的臨床報道 , 但從動物實驗來看 , 生物玻璃蓋髓可明確形成牙本質(zhì)橋 , 牙本質(zhì)橋

下方的牙髓炎癥程度輕于用氫氧化鈣及脫礦牙本質(zhì)蓋髓。牙本質(zhì)橋礦化程度與用氫氧化鈣及脫礦牙本

質(zhì)蓋髓行成的牙本質(zhì)橋無異。所以用生物玻璃蓋髓是值得探索的臨床應用方向。

2 1 5 　作為護牙劑成分

Patricia stoor 等 [17] 研究了生物活性玻璃 S53P4糊劑對口腔微生物作用。發(fā)現(xiàn)在實驗條件下 , 它可

使內(nèi)氏放線菌在 10min 內(nèi)喪失活力 , 放線共生放線桿菌 , 牙齦類桿菌 , 變鏈菌在 60min 內(nèi)喪失活力 , 血

鏈球菌在 60min 內(nèi)較顯著喪失活力。在水溶液中生物活性玻璃 S53P4 對齦上齦下菌斑有著廣譜抗菌作

用。因此 , 無論在防齲還是預防牙周病方面 , 生物玻璃有著廣泛的應用前景。

綜上所述 , 生物活性玻璃作為一種異質(zhì)移植材料 , 有著優(yōu)異的骨結(jié)合骨形成作用 , 在牙周病牙槽骨

喪失 , 頜骨缺損治療 , 拔牙后殘留牙槽嵴的保持與重建等方面都有著良好的應用前景 , 同時由于其蓋髓

封閉性差。它的特點是充填物易取出 , 而且不粘洞壁 , 不需專人調(diào)拌。 DM 糊劑是一種預調(diào)好的、潮濕

固化型暫封修復材料。主要含有氧化鋅、硫酸鋅、硫酸鈣、二氧化硅及惰性賦形劑。當 DM 與口腔唾液

接觸后 , 會逐步硬化 , 而達到暫修復的目的。它省時、方便、不需專人調(diào)合 , 不浪費 , 操作時不粘器械 ,

邊緣封閉性能好 , 貯存穩(wěn)定。該材料無味 , 無刺激性 , 因此倍受醫(yī)生和患者的青睞 , 它是目前臨床應用

較理想的暫封材料 , 在臨床應用中效果肯定。它的缺點和 ZOE 一樣取出性較差。

3 種暫封材料共觀察 131 名患者 , 其結(jié)果療效DM 高于牙膠和 ZOE 。同時又對 39 名 Ⅱ類洞暫封 2

天進行了比較 , 結(jié)果表明 ZOE 和 DM 療效高于牙膠。DM 糊劑在臨床應用中有 1 例失敗 , 患者為 6 歲兒

童 , 考慮可能在操作中隔濕不當所造成。牙膠失敗5 例 , 可能與其硬度及粘結(jié)性差有關(guān)。 ZOE 失敗 4

例 , 可能是粘結(jié)性能不好所造成。但以上 3 種材料暫封失敗的原因也不能排除醫(yī)生沒有交代清楚導致

患者用該側(cè)咀嚼食物所造成。總之 ,3 種材料均應在嚴格隔濕的情況下操作 , 最低充填厚度 Ⅰ類洞和

Ⅴ類洞不能小于 2mm , Ⅱ類洞不能小于 3mm , 否則將直接影響它們的暫封效果。

參考文獻

1 　趙信義 , 楊利明 , 張惠軍 等 . DF 暫封糊劑的研制 . 牙體牙髓牙周

病雜志 ,1998 ,27:20.

2 　陳治清 主編 . 口腔材料學 . 北京 : 人民衛(wèi)生出版社 .1995 1 118.

參考文獻

1 　 Makato Ogino ,Fumio Ohuchi ,LL. Hench. Compositional dependence of

the formation of calcium phosphate films on bioglass. J Biomed mater

Res ,1980 ,14:55.

2 　 Hench LL ,wilson J.Bioceramics.Mater Res Bull ,1991 ,2:62.

3 　 Wilson J ,Low SB ,Bioactive ceramicsfor Periodontal treatment :compara 2

tive studies in the patus monkey.J Appl Biomater ,1992 ,3:123.

4 　 Hironobu Onish ,Shoichi kushitani , Eiichi Yasukawa et al. Particulate

bioglass compared with hydroxyaphatite as bone graft substitute. Clin -

orthop ,1997 ,334:316.

5 　 Wilson J ,Pigotl GH,Schoen FJ et al. Toxicology and biocompatibility of

bioglasses.J Biomed Mater Res ,1981 ,15(6) :805.

6 　 Price N ,Bendall SP ,Froncloza C et al. Human osteoblast - like - cells

(MG63) proliferate on a bioactive glass surface. J Biomed Mater Res ,

1997 ,37(3) :394.

7 　 Bendall sp ,Gaies M,Frondoza c et al. Effect of Particulate bioactive glass

on human synviocyte cultures.J Biomed Mater Res ,1998 ,41(3) :392.

8 　 Fetner AE,Hartigan Ms , Low SB. Periodontol repair Using PerioGlas in

nonhuman primates: Clinical and histologic observations. Compendium,

1994 ,15(7) :932.

9 　 J. S.zamet , U. R. Darbar ,G. S. Griffiths et al. Particulate bioglass as a

grafting material in the treatment of periodontal defects.J clin Periodon 2

tol ,1997 ,24:410

10 　 Teri BrookLovelace ,James T.Mellonig ,Roland M.Meffert et al. Clinical

evaluation of bioactive glass in the treatment of periodontol osseous defects

in humans.J prosthet Dent.1987 ,58(5) :607.

11 　 Anderegg CR ,Alexancler DC,Freidman M.A Bioactive glass particulate

in the treatment of molar furcation invasions.J periodontol.1999 ,70(4) :

384.

12 　 H. R. Stanley ,M.B. Hall ,F Colaizzi et al. Residual alveolar ridge main 2

tenance with a new endosseous implant material.J prosthet Dent.1987 ,58

(5) :607.

13 　 H. R Stanley ,M.B. Hall ,A. E clark et al.Using 45S5 bioglass cones as

endosseous ridge mainterance implants to prevent alveolar ridge resorp 2

tion :a 5 - year evaluation. Int J oral Maxillofac Implant ,1997 ,12(1) :

95.

14 　趙慧 , 李宇軍 , 盧偉 等 . 生物玻璃 - 羥基磷灰石陶瓷人工骨充填

頜骨骨腔的應用 . 佳木斯醫(yī)學院報 ,1996 ,19(5) :21.

15 　 B.Oguntebi ,A Clark ,J Wilson. Pulp capping with Bioglass and autolo 2

gous demineralized dentin in miniature swine.J Endod ,1995 ,21(2) :79.

16 　 B.Oguntebi ,T. Heaven ,A. Clark et al.Quantitative assessment of dentin

bridge formation following pulp - capping in mniature swine. J Endod ,

1995 ,21(2) :79.

17 　 P. stoor ,E Soderling ,JI. Salon et al. Antibacterial effects of a bioactive

glass paste onoral microoganisms.Acta Odontal Stand ,1998 ,56(3) :161.