脱钙骨是指用酸性物质将同种骨材料中的碱性磷酸钙去除部分或全部后形成的同种骨植入材料。脱钙处理后骨基质中天然存在的成骨因子BMP及胶原纤维暴露,因此在植入后易于吸附并直接作用于由受体组织液中聚集而来的间充质细胞(体内具有分化作用的细胞),使之转化为成骨细胞,继而在其表面分泌骨基质,形成新骨。因此脱矿骨植入后成骨不仅有受体既有成骨细胞的爬入、在两者接触表面传导成骨,而且又刺激间充质细胞在其内部成骨,是全方位的成骨,因此其新骨形成速度要快于非脱矿骨,研究资料表明,其骨修复时间短于后者3-4周,这对患者是十分有利的。
全脱钙后骨组织的无机成份减少,机械强度大幅降低,不适合需要力学支撑部位植骨,而更宜于在需要快速成骨的部位作为“催化剂”与其它植骨材料混合应用,如椎体间融合、长骨骨不连、骨骼拔钉孔、骨笼填充等的治疗。
深低温冷冻技术:将骨组织置于-80℃的深低温环境下的保存方法,其最大的优点是超低温可以破坏骨组织细胞表面抗原结构,降低其抗原性,使其植入后免疫排斥大大降低;同时深低温冷冻能较好的保持了骨组织原有的有机成分(如骨形态发生蛋白BMP等活性物质)和无机成分,对骨组织的生物力学无明显改变,故深冻骨被称为最接近自体骨的材料,成为临床医生优先采用的材料。
冷冻干燥技术:在低温冰冻的状态下,使产品的水分在结晶状态下直接升华为气体,不经过液体状态而通过真空去除。这种方法最大的优点是产品便于室温保存和运输,方便临床应用,但冷冻干燥使产品脱水的同时,不可避免的因脱水造成骨组织的显微变化,会直接影响到骨组织的生物力学性能。冷冻干燥处理后,骨组织的脆性增加,强度降低,抗弯和抗扭强度明显减弱,其中尤以抗扭强度降低最多,临床上一般只能用于填充而不宜用于承重。
同种骨中引起排异反应的主要是细胞和脂肪,同种骨的加工过程则要先通过-80℃的低温冷藏,一系列的脱细胞脱脂工艺,最大限度的去除可能引起排异反应成分,然后再经过钴-60射线灭菌。因个体差异或患者有基础病的情况下,在使用同种骨时建议配合免疫抑制剂使用,或在使用前,将同种骨加有抗生素的生理盐水中浸泡,可大大减缓类似现象的出现。同时不同的植骨部位、植骨量的多少,患者的自身基础病情况都是相关因素,需在使用中具体对待。
人工骨通常是指由人工合成材料(如β磷酸钙、羟基磷灰石、硫酸钙、生物胶原等)制成的植骨材料,在三维空间结构上与人骨类似。其优点是制备方法可控,来源丰富,可批量化生产,缺点是只能作为骨传导的支架使用,无天然材料的生物学信息,细胞的相互作用不理想,力学支撑性较差。
同种异体骨是临床公认的效果仅次于自体骨的植骨材料。自体骨移植是植骨的金标准,具有无排异、活性好、愈合快等优点,但是患者常需要承受另一处取骨手术的痛苦与风险,也延长了手术时间及增加术后感染的机会,增加了住院时间和费用,另外取骨还会遗留各种并发症。当患者年龄过小或过大,以及所需骨材料较大或较多时不可能靠自体骨来满足。同种异体骨具有良好的生物相容性和等同于自体骨的三维孔隙结构,含有促进骨愈合的BMP(骨形态发生蛋白),来源比自体骨丰富,是临床上用量仅次于输血的异体组织。
同种异体骨在临床上又称为异体骨,同种就是指种类均属于人,异体则是指不同的个体。同种异体骨就是从志愿捐献的供体取出的骨头,通常会经过严格的脱细胞、脱脂,消毒灭菌,再使用低温冷冻的技术或低温冻干技术将骨质保存起来,是一种较为常见的植骨材料,会根据异体骨不同的部位、大小和形状等,用于不同的植骨手术中。