因手术干预以及牙槽骨缺乏咀嚼刺激，拔牙后牙周组织可能出现废用性萎缩，导致牙槽骨水平和垂直向吸收^［1］。牙槽嵴位点保存技术（alveolar ridge preservation，ARP）是一系列用于减少牙槽骨吸收、促进牙槽窝内新骨形成的临床治疗方法，可在拔牙术中或术后应用^［2］。ARP可作为即刻种植牙槽嵴干预的一部分，也可用于延期种植前辅助牙槽嵴再生^［3］。目前，已有多种ARP治疗模式和骨替代材料可供选择，但尚无材料被认为是理想的骨代替材料^{［3, 4］}。理想的骨替代材料应具有较好的生物相容性，适合组织再生的吸收半衰期，并可根据不同的组织再生类型发挥组织引导、诱导及生成作用。如用于硬组织重建，材料还需具备较好的力学性能，同时易于使用、安全且成本低^［5］。现有的生物材料包括自体骨、同种异体骨、异种骨、合成材料、可吸收胶原海绵、生物制剂（指重组人骨形态发生蛋白2、富血小板血浆或富血小板纤维蛋白）以及牙源性移植物^{［6, 7, 8］}。其中常用的主要是自体骨、同种异体骨、异种骨和合成材料，大部分作为骨替代支架材料应用^［5］。本文主要探讨国内应用广泛的种植前ARP骨替代支架材料。

骨增量手术中骨替代材料按照特性可分为骨引导、骨诱导及骨生成材料。骨引导材料作为屏障支架可为骨形成提供空间，骨诱导材料包含骨诱导成分，可促进骨形成，而骨生成材料包含骨形成细胞。目前应用较广泛的是骨引导材料^{［9, 10］}。本文所述骨替代支架材料主要指具有骨引导性能的骨替代材料。

骨替代支架材料在引导骨再生中用于支撑骨组织的生长和修复，主要作用为：①支撑屏障膜，避免塌陷，并抵抗软组织压力；②作为成骨细胞从受区长入的支架，引导新骨形成，并维持骨量^［11］。替代材料多孔的几何形状有助于血管长入，这对材料内成骨至关重要。骨替代支架材料应具有良好的生物相容性和生物可降解性，以避免对人体造成损害。

1.自体骨：自体骨由同一个体的供体部位采集并移植至另一位置，具有最好的成骨性能^［12］。自体骨可来自于口内，也可来自于口外。口内来源的自体骨造成的供区损害较小，因而常作为首选^［13］。尽管自体骨同时具有骨引导、骨诱导和骨生成作用，但受限于对供区造成的损害以及所能获取的自体骨大小^［14］，临床常应用于特定情况，如在ARP同期行其他位点的种植手术时获得环钻切削的自体骨屑等。

2.同种异体骨：包括新鲜冻干骨、冻干同种异体骨（freeze dried bone allograft，FDBA）和去矿化FDBA（demineralized FDBA，DFDBA）。新鲜冻干骨有较好的骨引导和骨诱导能力^{［15, 16］}，因存在疾病传染的风险，现已不再使用。FDBA、DFDBA国内尚未批准应用于临床，FDBA有良好的骨引导性，可与可吸收屏障膜联合用作自体骨替代物实现牙槽嵴骨增量^［17］；DFDBA可单独使用，也可与FDBA以及自体骨联合使用。由于基质中含骨形态发生蛋白和生长因子，DFDBA具有良好的骨诱导能力^［18］。

3.异种骨：目前临床常用的异种骨材料为脱蛋白牛骨矿物质（deproteinized bovine bone mineral，DBBM），是一种对小牛骨进行特殊处理而形成的无机骨基质支架结构，其多孔结构有利于新骨形成。优点为操作快捷简单，对骨缺损区域的支撑效果较理想，缺点为降解周期较长^［19］，临床病例显示植入后4年植骨区仍存在DBBM颗粒^［20］。此外，猪骨、马骨和珊瑚碳酸钙也可作为异种骨替代支架材料。

4.合成材料：

（1）生物玻璃：生物玻璃因其多孔结构而具有良好的生物相容性和骨引导特性^［21］，且不引起局部炎症反应^［22］；成分不同其吸收速度不同。二氧化硅生物玻璃能在6个月内被吸收，硼酸盐生物玻璃吸收速度更快。因此生产者可通过调整成分将生物玻璃的吸收速度与骨再生速度匹配，以获得较好的骨引导效果^［23］。然而，生物玻璃较脆，力学强度低，需与其他骨替代材料结合使用^［24］。

（2）磷酸钙：包括羟基磷灰石（hydroxyapatite，HA）、磷酸三钙（tricalcium phosphate，TCP）和磷酸二钙（dicalcium phosphates，DCP）。

HA被广泛认为是牙和骨骼的组成成分［Ca₁₀（PO₄）₆（OH）₂］，具有良好的生物相容性，可与周围的骨组织形成化学结合，通常有天然和合成两种形式^［25］，被广泛应用于骨修复中，例如牙槽骨缺损填充^{［26, 27］}。HA缺乏骨生成能力，通常作为骨引导填充材料使用，生物降解有限且缓慢，其降解速度取决于HA的形成方法、钙磷比、晶体结构、孔隙率及加工温度等^{［28, 29］}。HA较少单独应用于临床治疗，与单独的HA相比，HA-TCP陶瓷材料常被优先考虑；同时，将HA与胶原结合的复合材料可表现出增强成骨细胞分化、加速成骨的能力，并展现出较好的力学性能^［30］。图1为笔者拍摄的合成类骨替代支架材料（糖交联胶原纤维复合HA颗粒）。

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图1

合成类骨替代支架材料（糖交联胶原纤维复合羟基磷灰石颗粒）的扫描电镜观察 A：合成类骨替代支架材料表面形貌；B：人成骨细胞系细胞与合成类骨替代支架材料共培养2周后表面形貌，可见冰冻断裂面上细胞经材料孔隙中穿出并黏附于羟基磷灰石颗粒上

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注：黄色箭头示胶原支架上的羟基磷灰石颗粒；绿色箭头示胶原支架；红色箭头示向胶原支架内延伸并包裹羟基磷灰石颗粒的人成骨细胞系细胞

图1

合成类骨替代支架材料（糖交联胶原纤维复合羟基磷灰石颗粒）的扫描电镜观察 A：合成类骨替代支架材料表面形貌；B：人成骨细胞系细胞与合成类骨替代支架材料共培养2周后表面形貌，可见冰冻断裂面上细胞经材料孔隙中穿出并黏附于羟基磷灰石颗粒上

TCP是一种类似于天然骨组织的矿物质，具有良好的生物相容性和生物可降解性，可促进新骨生长^{［31, 32］}。由于结构和多孔成分，TCP具备良好的骨引导特性^［33］。此外，多孔结构可通过增强毛细现象促进成骨细胞和营养物质的富集，从而促进骨再生^［34］。与HA不同，TCP的降解速度较快，通常在13~20周内降解并被重塑的骨组织替代。然而TCP的力学性能相对较差^［24］。

DCP是一种酸性磷酸钙，生理pH下具有高溶解性。二水磷酸二钙（dicalcium phosphate dihydrate，DCPD）可通过注射或预固化的方式实现骨缺损修复或垂直向骨增量，但最终转化为不可吸收的HA，限制了其吸收率。无水磷酸钙（dicalcium phosphate anhydrous，DCPA）植入后不转化为HA，且表现出较好的骨引导能力，但总体力学性能较差，仍需进一步研究以实现临床转化。

（3）聚乳酸和聚羟基乙酸：聚乳酸是一种可以生物降解的聚合物，可被人体代谢分解，具有良好的生物相容性和力学强度，因此被广泛应用于骨组织工程^［35］。聚羟基乙酸同样是一类可以生物降解的聚合物，具有良好的生物相容性，可根据需要进行设计，以满足不同类型的骨组织工程应用要求^［36］。

2021年的系统综述和荟萃分析总结了16项随机临床试验^［3］，显示ARP可在6个月内将牙槽嵴高度和宽度的总体变化量降至最低，且单纯应用骨替代支架材料或屏障膜的效果差异无统计学意义。从组织学角度而言，几种作为支架的生物材料颗粒可掺入新形成的骨骼中，且这些生物材料颗粒是无活性的^［37］。

国外使用FDBA的研究中，FDBA在矿化组织中的占比为31.96%±0.08%，而残余生物材料颗粒为18.91%±0.09%，此外FDBA还能显著提高成骨细胞、成纤维细胞和炎症细胞的数量^［38］。FDBA联合自体骨的骨增量研究显示，FDBA组的重要矿化组织面积百分比为67.64%±16.84%^［39］。体内研究显示，使用FDBA联合自体骨具有骨诱导能力^［40］，可在上颌窦底提升中获得29%的新骨再生^［41］。该系列研究通过细胞、血管和组织形态计量学证实同种异体骨移植材料结合自体骨对骨增量是有效的^［38］。

现阶段，国内广泛应用的骨替代支架材料为异种骨，即DBBM。2020年笔者通过荟萃分析纳入5项研究^［19］，从组织学层面比较拔牙窝使用DBBM进行位点保存和拔牙窝自然愈合的效果。结果显示，DBBM位点保存组新骨百分比显著低于自然愈合组；而两组提取部位的结缔组织百分比差异无统计学意义。在纳入的5项研究中，Araújo等^［42］的动物实验显示，DBBM首先被凝血系统的纤维蛋白网络包围，白细胞移动至移植物表面，并被破骨细胞取代；移植部位破骨细胞于术后1~2周消失，由成骨细胞代替。然而，其他4项研究中未观察到DBBM表面存在破骨细胞。Molly等^［43］发现生物材料颗粒被整合至新形成的骨骼中，但未观察到破骨细胞。Heberer等^［44］和Cardaropoli等^［7］在所有样本中均未发现炎症细胞。应用DBBM的ARP术后6~42个月，组织样本中仍可检测到DBBM残留颗粒。因此，目前尚不清楚人体能否吸收DBBM。大多数学者认为DBBM的吸收速度较慢或无法被吸收。

2022年的荟萃分析显示，与自然愈合相比，使用骨替代支架材料异种移植物如DBBM和合成材料的ARP临床效果更佳^［45］。源于异种移植物如DBBM在加工过程中去除了抗原，可抵抗吸收^［46］，这种特性可稳定提供血管化和凝血空间，最大限度减少骨吸收。

1.异种骨替代支架材料：系统综述和荟萃分析显示，拔牙后3和6个月时，与自然愈合相比，使用异种骨替代支架材料进行ARP的水平向骨量丢失显著减少，垂直向骨量的变化也呈现类似结果（P<0.001）^［45］。笔者在临床治疗中也观察到，不同患者在不同治疗措施下最终呈现截然不同的骨宽度。自然愈合患者与ARP患者术后效果明显不同（图2，3）。

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图2

拔牙窝自然愈合效果与牙槽嵴位点保存技术（ARP）疗效的比较 A：前牙拔牙患者自然愈合半年后牙槽骨宽度，可见拔牙窝自然愈合后颊侧骨缺失明显；B：后牙微创拔牙+骨引导替代材料ARP患者术后半年牙槽骨宽度；C：图B患者种植翻瓣可见拔牙位点水平向骨量保存效果较好

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图2

拔牙窝自然愈合效果与牙槽嵴位点保存技术（ARP）疗效的比较 A：前牙拔牙患者自然愈合半年后牙槽骨宽度，可见拔牙窝自然愈合后颊侧骨缺失明显；B：后牙微创拔牙+骨引导替代材料ARP患者术后半年牙槽骨宽度；C：图B患者种植翻瓣可见拔牙位点水平向骨量保存效果较好

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图3

劈裂牙患者骨替代支架材料牙槽嵴位点保存技术（ARP）疗效的影像学评估，可见拔牙前劈裂牙牙根唇侧骨缺失，可预见拔牙后水平向骨宽度大量丢失，术后两周可见拔牙窝被骨替代支架材料填充，术后半年可见拔牙位点仍维持牙槽骨水平向宽度和垂直向高度，便于后期种植体植入 A：术前；B：术后2周；C：术后半年

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注：紫色线段为牙槽嵴顶宽度；绿色线段为牙槽嵴最大宽度；红色线段为牙槽嵴高度

图3

劈裂牙患者骨替代支架材料牙槽嵴位点保存技术（ARP）疗效的影像学评估，可见拔牙前劈裂牙牙根唇侧骨缺失，可预见拔牙后水平向骨宽度大量丢失，术后两周可见拔牙窝被骨替代支架材料填充，术后半年可见拔牙位点仍维持牙槽骨水平向宽度和垂直向高度，便于后期种植体植入 A：术前；B：术后2周；C：术后半年

上述研究说明使用异种骨替代支架材料，如DBBM可有效维持牙槽嵴水平向宽度和垂直向高度。但在新骨形成方面，与自然愈合相比，使用DBBM后3~4个月新骨形成显著降低。将观察时间延长至5~7个月后，使用DBBM与自然愈合相比，新骨形成差异无统计学意义。因此，6篇研究的学者认可自然愈合^{［7，44，47, 48, 49, 50］}，而2篇研究的学者认可异种骨^［51］。异种骨替代支架材料在新骨形成方面显示出较差的结果，这一发现与先前对ARP组织形态研究的系统回顾和荟萃分析结论一致^［52］。主要原因可能是DBBM的吸收率较低，DBBM颗粒在骨窝中的持续存在可限制新骨的生长空间。因此，虽然异体骨的使用能持续减少拔牙后牙槽骨尺寸的收缩^［53］，但其新骨形成量也较低，由此DBBM在ARP中应用的临床意义有待商榷。在种植前ARP的临床研究领域，未来的研究应分析预先使用DBBM进行牙槽嵴保存后是否损害或延迟种植体骨整合。

2.合成材料：关于合成材料的系统综述和荟萃分析主要包括双相硫酸钙、HA、TCP、生物玻璃及其组合物^{［47，54, 55, 56］}。与自然愈合相比，使用合成材料ARP术后3~4个月时水平骨量变化较小，而6个月时两者差异无统计学意义。而在使用合成材料ARP术后3~4个月和6个月时的垂直向骨量变化均显著小于自然愈合组。证实合成材料在保存牙槽嵴维度，尤其是垂直向高度方面的有效性。在新骨形成方面，虽然与自然愈合相比，合成材料组3~4个月的新骨形成差异无统计学意义；但合成材料组5~6个月组新骨形成显著大于自然愈合组，证实合成材料的有效性。

除上述材料外，Madan等^［57］使用聚乳酸聚糖苷作为ARP的骨替代支架材料，6个月后的临床测量结果显示，对照组牙槽窝颊中位置的骨量丢失为（2.45±0.67）mm，而试验组骨量丢失仅为（1.28±0.58）mm，证实聚乳酸聚糖苷海绵也适合用于牙槽嵴保存。

近年，三维打印技术能依据骨缺损区域外形制作高度复杂的替代物，为替代材料的应用提供新思路^［58］。Peng等^［59］利用三维打印的聚乳酸-羟基乙酸/聚ε-己内酯联合牙周膜干细胞进行应用研究，发现牙周膜干细胞在体外的黏附、增殖和成骨能力显著增加。聚乳酸-羟基乙酸/聚ε-己内酯复合成纤维细胞生长因子-2和骨髓间充质干细胞可显著增加大鼠模型的牙周组织再生^［60］。也有研究显示，将选定浓度的钼掺入三维打印生物玻璃陶瓷可有效促进M2型巨噬细胞活化，增强狗的牙周组织再生^［61］。

此外，Wang等^［62］开发了一种用于干细胞的可吸收可注射的递送系统。通过该系统递送的生物材料可在3~4 d后降解并释放干细胞，于大鼠模型中成功实现牙周组织再生^［63］。更重要的是，与内皮细胞联合的可注射替代材料展现了更大的新血管生成密度^［63］，为牙周血管再生提供了新的解决方法。上述研究展现了合成材料在骨替代支架材料中的广泛应用以及巨大的应用前景，深入的研究将为ARP及牙周组织再生提供越来越理想的替代材料。

与自然愈合相比，ARP可减少拔牙部位软硬组织量的丢失，为后续的种植计划提供良好的垂直向和水平向骨量。多项回顾性研究显示，与采用不同的ARP模式及替代材料相比，拔牙后血凝块自然愈合维持骨量的效果最差。

现行的各种骨替代支架材料的应用，相对于自然愈合，均可较好地维持局部位点骨量，且垂直向和水平向的骨量维持效果差别不大。但就目前临床最常用的DBBM，从组织学层面而言，由于持久不被吸收，其可限制新骨形成，可能在后期的种植计划中妨碍种植体骨整合^［21］。合成类可吸收的骨替代支架材料似乎是更好的替代方案，然而现行的各种生物制剂虽然在改善临床指标方面表现出良好的效果，但仍存在各自的缺点。而新提出的干细胞治疗、内源性再生技术和多层支架材料的构建尚处于实验阶段，这些技术及材料的不断完善可较大程度提高软硬组织的再生效率。

此外，越来越多的关于血小板浓缩物和生物活性剂（如重组人骨形态发生蛋白等）联合骨引导材料应用的报道已发表。与自然愈合相比，使用血小板浓缩物（主要是富含血小板的血浆、富含血小板的纤维蛋白）后骨丢失显著减少，血小板浓缩物作为辅助物有利于拔牙窝的愈合。Anitua等^［64］和Stumbras等^［50］使用富含生长因子的血浆，Clark等^［65］和Hauser等^［66］使用富含血小板的纤维蛋白，Ntounis等^［67］使用富含血小板的血浆与FDBA混合，并与单独的FDBA进行比较。这些研究均证实血小板浓缩物能提升成骨效果；虽然仍需更多的证据以精确评估其在ARP方面的价值^{［68, 69, 70］}，但目前已在部分临床应用中表现出正向作用。虽然DFDBA或添加生长因子的骨诱导材料有更好的成骨效果，但我国目前广泛使用的仍是骨替代支架材料，在这一限制下，充分研究讨论适合我国临床现实的骨替代材料是有临床意义的。