骨病和創(chuàng)傷引起的骨缺損或功能障礙是危害人類健康的主要原因之一。骨組織工程的提出、建立和發(fā)展為從根本上解決骨缺損的修復(fù)、結(jié)構(gòu)以及功能重建提供了新的途徑，但目前的組織工程骨構(gòu)建需要較長(zhǎng)的時(shí)間且保存條件苛刻，不能達(dá)到“隨取隨用"的最終要求。1942年古巴醫(yī)生Inclan提出骨庫(kù)概念，1950年美國(guó)首先在馬里蘭州建立組織庫(kù)。骨庫(kù)的建立使臨床異體骨移植成為可能。

      5.4.1 凍干骨的生物性能                    

早期保存異體骨的方法主要是冷凍和凍干處理，而凍干骨更被看好，來源包括肋骨、髂骨、下頜骨。這一點(diǎn)在后來Malinin等的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)得到了證實(shí)。他們以9只狒狒為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，將冷凍骨與凍干骨分別植于動(dòng)物脛骨近端對(duì)稱部位并做了組織學(xué)觀察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)凍干骨不僅可以誘導(dǎo)成骨，且成骨速度優(yōu)于冷凍骨。Sewell等分別在猴子下頜骨下緣兩側(cè)造成17mm×5mm的缺損，結(jié)果一側(cè)接受異體凍干骨移植的6只猴子其下頜骨塊處均獲得愈合。Pike和Boyne采用大段凍干骨和自體骨髓復(fù)合進(jìn)行了狗和猴子下頜骨重建，證明異體凍干骨易于被宿主接受，但是6例實(shí)驗(yàn)中有2例與口腔穿通將自體骨凍干后植入狗的節(jié)段性骨缺損獲得了成功，結(jié)果經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析顯示自體骨凍干前后的孔隙率、植入骨與宿主骨的愈合時(shí)間、新骨骨痂形成量、成骨后的力學(xué)強(qiáng)度等均無顯著差異。

1990年后，大段同種凍干異體骨移植研究繼續(xù)發(fā)展，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者分別進(jìn)行了冷凍骨移植的臨床實(shí)踐，但整體來說大段異體骨移植還面臨動(dòng)物實(shí)驗(yàn)過少、臨床工作不系統(tǒng)的問題，目前自體骨移植在矯形外科依然占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位。同時(shí)，隨著骨庫(kù)的蓬勃發(fā)展，以Stevenson、Enneking等為代表的一批學(xué)者做了大量基礎(chǔ)和臨床研究，大段同種異體骨移植在骨科得到了廣泛和成功的應(yīng)用。1993年Ellis等采用凍干異體骨結(jié)合自體松質(zhì)骨進(jìn)行了10例下頜骨重建，隨訪3.5年8例獲得成功，2人出現(xiàn)并發(fā)癥經(jīng)過手術(shù)處理恢復(fù)良好。

通過對(duì)西南醫(yī)院數(shù)百例凍干異體脫鈣骨基質(zhì)(FDBM)使用患者的隨訪觀察，使用冷凍和凍干處理三個(gè)月以上的異體骨降低了原本的免疫活性，雖有抗原殘留但可以忽略其不良作用。自1965年Urist研究同種異體凍干骨的成骨功能以來，凍干脫鈣骨基質(zhì)(FDBM)在臨床應(yīng)用逐漸廣泛。FDBM有良好的孔隙率及孔隙間連通率，同時(shí)還保留了一定的骨誘導(dǎo)能力，其表面擁有礦物沉淀的位點(diǎn)，能與啟動(dòng)和控制礦化的非膠原基質(zhì)蛋白結(jié)合，因此還能促進(jìn)礦物質(zhì)的沉淀，促進(jìn)骨生成。FDBM是應(yīng)用特殊工藝制備的生物骨替代材料，由于精細(xì)的骨小梁結(jié)構(gòu)和內(nèi)部孔隙被保存下來，同傳統(tǒng)骨替代材料羥基磷灰石等相比具有較好的生物活性，近年被引入國(guó)內(nèi)并很快應(yīng)用于種植外科。Iwata等總結(jié)了FDBM的優(yōu)點(diǎn)：保留部分骨誘導(dǎo)成分，能常溫貯存而基本不變質(zhì)，可快速降解并被宿主骨替代，能長(zhǎng)距離發(fā)揮骨傳導(dǎo)作用。

我國(guó)總醫(yī)院口腔頜面外科許亦權(quán)等的研究表明，冷凍干燥骨具有骨抗原性更低、保存條件寬松的優(yōu)點(diǎn)，是骨庫(kù)另一常用異體骨保存方法。但有人提出冷凍干燥處理將異體骨中的水分在短時(shí)間內(nèi)降低到6%以下，造成骨膠原纖維發(fā)生微小裂隙，因此可以導(dǎo)致力學(xué)性能降低，也有人認(rèn)為使用之前充分水化可以改善這一缺點(diǎn)。目前冷凍干燥法較多用于處理松質(zhì)骨塊，四肢大段承重部位骨不進(jìn)行冷凍干燥處理，關(guān)于皮質(zhì)骨接受冷凍干燥處理后力學(xué)性能特點(diǎn)的報(bào)道較少。許亦權(quán)的研究中采用的冷凍干燥骨試件測(cè)試前經(jīng)過了6h水化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：與新鮮組相比，冷凍干燥組在抗壓縮測(cè)試中最大載荷、最大位移降低，剛度升高，但是配對(duì)檢驗(yàn)均無顯著性意義，方差分析最大位移顯著降低；在抗彎曲測(cè)試中冷凍干燥組的最大載荷降低30%，剛度升高41%，統(tǒng)計(jì)學(xué)差異顯著。這一結(jié)果與冷凍組表現(xiàn)出的特點(diǎn)相似，統(tǒng)計(jì)結(jié)果也顯示冷凍干燥組與冷凍組相比最大載荷、最大位移和剛度均無顯著性差異。這說明經(jīng)過冷凍干燥處理的犬下頜骨硬而脆，抗彎曲能力下降比抗壓縮能力下降明顯。像冷凍組一樣，經(jīng)過水化的冷凍干燥犬下頜骨仍然可以保持良好的外形并能提供較好的支持能力。

侯天勇進(jìn)行了凍干組織工程骨(FTEB)與組織工程骨(TEB)活性比較研究。取志愿者捐獻(xiàn)的骨髓和骨組織分別培養(yǎng)(hBMSCs)和制備脫鈣骨基質(zhì)(DBM)，取第3代hBMSCs與DBM復(fù)合構(gòu)建TEB，分別于體外孵育3d、5d、7d、9d、12d、15d經(jīng)過低溫干燥后得到凍干組織工程骨。將FTEB、TEB和DBM分別移植于30只6周齡BALB/C裸鼠皮下進(jìn)行異位成骨實(shí)驗(yàn)。移植術(shù)后4周各種移植物未見明顯鈣化；術(shù)后8周、12周，TEB和FTEB移植裸鼠皮下可以實(shí)現(xiàn)較好的異位成骨。通過X線片評(píng)分、CT值比較移植物鈣化程度，TEB和FTEB差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而DBM未見明顯鈣化。HE染色顯示TEB和FTEB出現(xiàn)鈣化，DBM降解吸收?？梢?，F(xiàn)TEB與TEB具有相似的成骨活性。