骨移植的材料来源

　　一、自体松质骨自体松质骨是脊柱融合的最有效的移植材料。一个自体松质骨移植物移植了成骨细胞和骨髓细胞、胶原、矿物质和基质蛋白的骨传导性基质，这些基质同样包括骨诱导蛋白。

　　但是松质骨的使用有几个缺点和限制。

　　取移植物增加了手术时间、疼痛、失血量以及增加了感染和皮神经损伤的危险。和制备髂骨蝽骨移植物相关的主要并发症的发病率据报道是5％～10％。失血量增加导致要增加输血量，这将伴随着输血反应的危险和更高的接种乙肝病毒和人免疫缺陷病毒的危险性。另外，自体骨的数量是有限的．特别是在儿童要经受多个节段的关节融合术。

　　二、自体皮质骨皮质骨移植通常不如松质骨移植成功。

　　皮质骨含有的成骨细胞和原始成骨细胞骨小梁较少。另外，这些细胞不太可能存活，因为大部分细胞被基质包埋．这使扩散不能提供充足的营养支持存活。成骨性骨髓细胞和内皮细胞的缺乏进一步限制了皮质骨的生物潜能。和小梁骨相比较，皮质骨移植物每单位体积的有生活能力的表面积要少得多。这减少了新骨形成的潜在表面(同时减少了骨传导潜能)并同样降低了包埋在基质中的骨诱导因子的生物活性。皮质骨空隙率的显著减少同样为血管长入和骨重塑提供了一个障碍，这两点对骨愈合和最理想的机械强度的形成至关重要。相对于松质骨和其他移植材料，皮质骨的惟一优点就是他有更优的机械强度。并且皮质骨节段有足够的大小来充填事实上的任何骨骼缺损。在很多情况下，在移植时提供适当的机械强度的能力是一个重要的优点，特别是在前方椎体间融合。但是．皮质骨移植物的机械强度是不稳定的。同种异体骨是通过爬行替代过程来塑形的，导致孔隙率增加和移植后最初12～24个月强度的进行性丢失，这发生在重塑和新骨形成重新支持移植节段的机械性能之前。在移植后的开始24个月，这将导致移植失败和崩塌的危险性增加。从髂骨嵴上完整的联合移植皮质骨和松质骨是常见和可行的．同时具有良好的机械性能和生物学性能。但是，这些移植物的机械强度是可变的。前嵴的移植物比后嵴的移植物有更好的机械压缩强度。

　　三、血管化的自体移檀骨血管化的移植物现在被广泛用于肌肉骨骼的重建手术。通过熟练的显徼外科手术可以达到很高的血管开放率。许多研究已经清楚的展示了在许多情况下应用血管化移植物的优点。在前路脊柱融合中，供体血管对于支持血管化的移植物是有用的。有良好机械强度的合适移植物可以从髂骨前嵴、髂骨后嵴、腓骨或肋骨得到。另外，腰方肌的髂骨肌皮瓣已经有过报道。在胸椎间手术中，一个血管化的肋骨移植物可以从肋间肌上获得，这可以减少额外的发病率以及比游离的血管化移植物所用时间少得多。但是，和髂骨嵴或腓骨移植物相比较，肋骨移植物提供的机械强度小，因此必须用另外的皮质骨或内固定来进行机械补充支持。

　　尽管常规应用血管化移植物因增加了手术时间、技术难题以及增加了发病率而被限制，但这些血管化移植物一些情况下非常必要。在这些情况下要应用血管化移植物，例如，在放射诱导的纤维化区域或先前有感染的区域。

　　四、自体骨隋骨髓是一个可能在当代临床实践中未充分利用的有价值的和易得到的成骨细胞的来源。移植骨髓的成骨潜能最早是由Goujon于1869年报道，稍后是Senn报道于1898年。19世纪60年代Burwell的研究认为：自体骨髓移植后新骨的形成是包含于骨髓中的成骨前体细胞分化的结果，而不仅仅是移植物材料表面的成骨细胞。Burwell假定移植后，这些网状细胞从窦状隙墙中游离出成为原始迁移细胞；当它们暴露于从移植物坏死部分中释放的或者是包含于骨髓本身的骨诱导性物质时，就分化为成骨细胞。

　　许多研究已经证实骨髓细胞在肌肉间、皮下、腹膜内、眼的前房和骨局部有成骨的能力。在一个扩散室内应用骨髓细胞的悬浮液，福来登斯泰因试验显示造血性细胞在移植后死亡，但是成纤维细胞和其他基质细胞成分增生以产生未成熟骨，表明在出生后的骨髓中存在有未分化的前体细胞。正如前述，许多研究者认为存在两种类型的成骨前体细胞：DOPCs和IOPCs。DOPC只是成骨细胞的干细胞，分布于骨表面和骨小梁周围的骨基质。IOPC则相反，是一个多潜能的干细胞，能够分化成成骨细胞。但条件是有适当的诱导因子存在。尽管有许多细胞因子被涉及，但实际上这些诱导因子导致IOPC的分化仍然不确定。

　　Maniatopoulos，Lian和Stein以及其他的人都显示成骨性分化按一系列的步骤来进行，这个过程可以由概念来划分。起始的增生阶段以H4组蛋白、e-los和e-jun的表达为特征。

　　基质合成阶段以增生减少以及基因产物对Ⅰ型胶原、骨桥连接素、骨连接素和碱性磷酸酶的上调为特征。最后，基质矿化阶段达到以骨钙素、骨唾液蛋白的表达和对1.25一二羟维生素D以及甲状旁腺激素的敏感性为特征的成骨性原型。作为骨移植材料的骨髓(单独使用或作为骨移植材料合成物的组成部分)的价值已经被大量在大鼠和兔子中的研究支持。

　　Lane及其同事们演示了移植于有5mm骨缺损的大鼠股骨的自体骨骨髓的功效，研究显示骨髓移植物的功效依赖于可存活细胞的移植。Yasko和同事们同样证实骨髓能够增强大鼠体内BMP-2的有效合成。但是，和临床实践不同，所有在啮齿类动物研究中使用的骨髓都是通过钻开骨和(或)髓腔冲洗取得，而不是通过穿刺吸取。

　　对于骨髓移植物的评估已经通过大量的非啮齿类动物模型来进行。Johnson和合作者发现移植于扩散室中的犬骨髓的成骨性远远低于兔骨麓。利用犬胫骨模型，Tiedeman和同事们发现经皮注射混合有去矿物质骨基质粉剂的骨髓能得到和开放性松质骨移植相比拟的所有结果。