由于异体骨移植可能传播血缘性疾病,特别是当今人类面临艾滋病等灾难性疾病的重大挑战,异体骨应用的适应证已经有所限制。但与自体骨移植相比,其最大的优点是来源丰富,大的医疗机构建有骨库,储存了各种类型的异种骨,为临床应用提供了丰富的骨源。
(一)异体骨移植的免疫反应
新鲜异体骨移植后,在核酸酶和其他细胞内蛋白酶的作用下,骨细胞发生自溶,在移植后的第1天内消失。仅有少数位于移植骨表面的骨细胞能从受区获得营养物质而得以生存。
移植骨与受区连接区内,毛细血管阻塞和血管周围组织的浸润,称之为延迟性过敏反应。新鲜同种异体骨移植后2周发生,库存骨3~4周发生。在形态学上,这种延迟性过敏反应与结核反应相似。约在6~8周后反应消退。随着延迟性过敏反应的消退,白细胞被受区和供骨之间形成的瘢痕显微组织结构所替代。这种瘢痕的厚度与延迟性过敏反应的强度是成正比的。延迟性过敏反应可使受区和供骨之间形成的微血管吻合发生阻塞。
这种免疫反应是由淋巴细胞浸润的细胞免疫和涉及抗体的体液免疫反应的结果,其中细胞免疫起重要作用。免疫反应的强度与抗原浓度成正比。移植骨中的抗原包括:成骨细胞、造血细胞、白细胞、血管、神经以及结缔组织基质。人体白细胞类型的组织相容性抗原起相当重要的作用。细胞表面是抗原物质的主要来源,近年来的研究表明,骨基质也具有抗原性。
(二)同种异体骨的采取与储存
同种异体骨的来源多为健康尸体、外伤性截肢和关节置换切取的骨质。但应考虑以下条件:
1.无明显的外源性抗原免疫反应;
2.骨的生物活性不被破坏,有活跃的骨诱导能力;
3.有一定的生物力学特性;
4.无菌,无致病性;无结核、肝炎、梅毒、艾滋病或麻风病史;
5.无肿瘤病史;
6.无药物中毒及其他中毒史;
7.没有接受过放射治疗或核素检查;
8.使用呼吸机不超过72小时;
9.无自身免疫性疾病或骨代谢性疾病;
10.应用类固醇不超过3个月,大剂量不超过l周。
无菌采骨法较为常用,来源一般是死亡4~8小时以内的新鲜尸体,创伤性截肢的健康骨、切除的股骨头、肋骨、髌骨以及其他部位的新鲜骨。应尽快取骨,尸体在冷藏下也不宜超过24小时。取骨一般在手术室无菌条件下进行,清除软组织,包括外骨膜,装入无菌塑料袋或广口瓶内。采集骨在装入袋(瓶)内之前,应行细菌培养,并附一卡片,内容为:提供者姓名、年龄、血型、Rh因子、诊断、采骨日期、采骨部位以及血清学检查单等。提供者无年龄限制,但以青壮年为好。
供骨的保存方法有冷藏、冷冻、冻干、硫柳汞、酒精、脱钙、除蛋白、煮沸以及高压消毒等。常用的是冷冻和冻干法。冻干法系在冻干机内于深冻的条件下,迅速的冻结起来,并在真空中抽干之。将冻干骨储存于密封的真空容器内,可存放于室温中,便于运输,使用方便。冻干可以保存骨基质中构成BMP所必需的一些酶类,有利于促进骨愈合。但冻干同时也保存了一些细胞内和细胞外的蛋白质,这些蛋白质能引起延迟性过敏反应。硫柳汞是一种良好杀菌剂,为稳定无色之有机汞化合物,有较强的杀菌力,应用于骨的储存已有30多年的历史,它虽然抑制BMP的活性,但不会造成BMP的变性。根据临床应用,为了保持BMP的活性,不少学者进行了大量的研究工作,如果采骨时间延长超过12小时,会激活内源性蛋白分解酶,造成BMP失活,照射灭菌也会造成BMP失活。
实验证实,BMP活性在24小时内会丧失一半,人们把死亡与采骨之间的时间称为生物变解时间,以估计多少有活性的BMP仍保留在采集的骨内。为使BMP生物变解时间降至最低限度,最好争取在死后4~8小时内采骨。储存骨的无菌性非常重要,尽管采用无菌采骨,但并不能完全排除细菌、真菌以及病毒的存在。6Co照射已经成为主要的灭菌方法,但灭菌所必需的照射剂量又会影响骨的诱导作用。因而照射灭菌法仍存在一定的问题。不少实验证实,煮沸和高压消毒灭菌储存骨,骨的诱导活性完全被破坏。但是不论照射灭菌还是高压消毒灭菌,目前临床应用仍能获得成功,例如,手术移植骨块不慎坠地,经煮沸后重新植入,往往能获得成功。
(三)同种异体脱钙骨移植
同种异体骨具有免疫排斥反应,尽管经深低温储存和冻干使其抗原性减弱,但也难以完全消除。而异种骨经脱钙之后无明显免疫反应,且含有一种诱导骨形成的物质,即骨形态发生蛋白(BMP)。不少实验证实,脱钙骨比深低温储存的同种异体骨更能有效地刺激新骨生长,其效力接近自体松质骨的作用。这主要是脱钙骨含有BMP的作用,三能诱导未分化的间叶细胞转化为骨细胞。当然,BMP也存在于其他的骨基质中,但矿物质的存在,阻滞了BMP的活性。这是同种异体骨骨诱导作用不及脱钙骨的原因之一。
脱钙骨的制作方法是:将长骨切成0.3~3cm长的碎块,在2℃下将骨干骨皮质置入0.6mol的盐酸液中24小时(每lg骨用100ml酸性溶液)。再用无菌冷水或0.15mol的氯化钠液延长冲洗去除酸性。然后冻干,用不少于0.2×104Gy的60C照射灭菌。其他的脱钙方法有:①仅脱钙1~2小时的表面脱钙法;②整块骨脱钙法;③将0.3~3c的骨碎块脱钙8天的骨碎块脱钙法;④45~25um大小颗粒的骨粉脱钙法。现在已经有专门的厂家生产同种异体脱钙骨,为临床应用提供了极大的方便。
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