《Journal of Cranio-Maxillofacial Surgery》：Bone regeneration over subperiosteal implants using 3D printed polycaprolactone scaffolds
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瑞安·戈（Ryan Goh）|塞德里克·瓦凯特（Cedryck Vaquette）|达尼洛·卡尔卢乔（Danilo Carluccio）|萨索·伊万诺夫斯基（Saso Ivanovski）|约汉·戈什（Yohaann Ghosh）|奥马尔·布雷克（Omar Breik）|马丁·巴
瑞安·戈（Ryan Goh）|塞德里克·瓦凯特（Cedryck Vaquette）|达尼洛·卡尔卢乔（Danilo Carluccio）|萨索·伊万诺夫斯基（Saso Ivanovski）|约汉·戈什（Yohaann Ghosh）|奥马尔·布雷克（Omar Breik）|马丁·巴特斯通（Martin Batstone）
澳大利亚黄金海岸大学医院（Gold Coast University Hospital, Australia）
摘要
历史和现代的骨膜下植入物仍然面临种植体周围炎、种植体周围黏膜炎以及植入物基座细菌定植的问题，这些问题最终可能导致整个植入物的失败。将聚（ε-己内酯）（PCL）覆盖支架与骨膜下植入物结合使用，可以通过将植入物包裹在骨组织中来提高其成功率。本研究进行了一项大型动物实验，分为4组：仅使用钛的对照组、开放式PCL组、封闭式PCL组和纳米PCL组。钛骨膜下植入物上覆盖了不同设计的3D打印PCL支架，未覆盖的钛材料作为对照组。通过计算机断层扫描（CT）在3个月和6个月时评估骨沉积情况，并在6个月时进行组织学检查。结果显示，PCL支架能够可靠地在骨膜下植入物上促进骨沉积。混合模型分析表明，在放射学和组织学上，仅使用钛的对照组与封闭式PCL组之间存在统计学上的显著差异，尤其是在再生骨体积和骨高度（最大值和平均值）方面。相比之下，开放式PCL支架的效果次之。这项初步研究表明，功能化的PCL支架覆盖在骨膜下植入物上可以促进骨沉积，并成功转化为骨内植入物。其中，封闭式PCL支架的效果最为显著。这为未来提高骨膜下植入物成功率提供了依据。
引言
骨膜下植入物最早于1943年由Dahl提出，旨在用于修复严重上颌或下颌萎缩的患者。这些定制的框架最初是根据暴露的牙槽嵴的术中印模制作的（Garefis, 1978），但现代系统利用基于CT的CAD-CAM工作流程生产低轮廓的钛植入物，并通过微型螺丝固定（Almadi等人，2023；Louvrier等人，2017；Machado等人，2019；Mommaerts，2017；Owusu和Boahene，2015）。
与骨内植入物类似，骨膜下植入物也容易发生种植体周围黏膜炎和种植体周围炎，细菌定植会导致植入物移动、暴露、瘘管形成和疼痛（Bailey等人，1988；Goh等人，2025）。历史研究（1959年至2004年）显示，12个月时的存活率为97%（Obwegeser，1959），5年时为90-96%（Bodine，1974；Bodine等人，1996；Young等人，1983），20年后降至50%（Bodine等人，1996），35年后降至12%（Bodine等人，1996）。尽管在成像、设计、材料、固定和围手术期医疗管理方面取得了进展（Goh等人，2025），现代植入物的结果仍存在差异：12个月时的存活率为100%，成功率为69-100%（Korn等人，2022；Van den Borre等人，2022）；2年时的存活率为80-100%，成功率为67-100%（Cebrián Carretero等人，2022；Dimitroulis等人，2023；Gellrich等人，2017）；而6年后存活率显著下降至54%，成功率降至19%（Onic?等人，2024）。
骨膜下植入物长期性能的不稳定性引发了人们对于促进骨覆盖的兴趣，以减少黏膜下并发症、增强稳定性并最小化硬件暴露。实验研究表明，在动物模型中植入物能够成功埋入骨组织——9只猴子的下颌骨中有7只（Kratochvil等人，1976）以及所有9只兔子的胫骨（Aaboe等人，2000）。然而，人类试验显示失败率较高，4.5年时的存活率为68%，成功率为53%（Bloomquist，1982）。目前文献中尚未尝试将现代引导性骨再生原理应用于骨膜下支架以促进骨形成，这可能是一种改善长期结果的策略。
引导性骨再生（GBR）使用屏障膜或支架（有或无移植物）来隔离软组织，并在垂直和水平牙槽嵴缺损处维持新骨形成的空间。定制的钛壳因其强度、生物相容性和低轮廓而广泛使用，但需要在植入前进行第二阶段移除手术，这增加了患者的手术风险。这一限制促使人们关注可吸收的替代材料，如聚（ε-己内酯）（PCL）、聚乳酸（PLA）、聚甘醇酸（PGA）和镁合金等（Chen等人，2025；Hatcher等人，2025）。
PCL是一种生物相容性良好、可生物降解的聚合物，具有优异的机械性能和低免疫原性（Murab等人，2023）。PCL的重要优势在于其精确的3D打印能力，可以针对上颌和下颌的特定缺损进行定制（Goh等人，2015；Hatcher等人，2025）。虽然PCL已被用于颌面创伤的治疗，但由于其压缩强度和拉伸强度较低，且术中适应性不如金属替代材料（包括钛），因此仅用于非承重情况（例如：用于眼眶和颧骨重建的个性化植入物（Han等人，2018））。
如果在本初步研究中，将GBR与骨膜下植入物结合使用并实现了植入物基座的完全骨再生，作者预计将其转化为骨内植入物将能更好地抵抗硬组织和软组织并发症。
本研究的主要目的是确定功能化的3D打印PCL是否能够在大型动物（绵羊）模型中促进骨膜下植入物上的骨生长。次要目的是比较不同PCL支架设计之间的再生骨体积差异。
章节摘录
方法
本研究在五只绵羊身上进行了分口前瞻性试验，评估了使用不同3D打印PCL支架设计在骨膜下植入物上促进骨再生的能力。植入物和支架的放置是随机分配的。研究人员在3个月和6个月的CT数据集放射学评估过程中被盲法处理。在6个月时的组织学分析过程中，研究人员也对支架组不知情（某些情况除外）。
放射学结果
放射学分析提供了对整个植入物骨再生情况的全面了解，这是单独通过组织学分析无法实现的（仅限于横截面评估）。图3展示了3个月（医学CT）和6个月（医学CT和显微CT）各组中的骨再生情况。特别是在植入物微型螺丝固定部位和中央支柱处，伪影风险较高。
讨论
本研究旨在促进骨膜下植入物上的骨再生，结果证明PCL封闭式支架在放射学和组织学上均表现出最佳效果。
PCL封闭组中观察到的骨生长增加很可能是由于支架的封闭设计和结构限制了软组织的生长。回顾GBR的原理（主要闭合、血管生成、空间维持和稳定性（Wang和Boyapati，2006）……
结论
本研究成功证明了利用引导性骨再生技术可以使骨组织包裹骨膜下植入物。与其他设计相比，PCL封闭式支架在放射学和组织学上都显示出最佳的骨沉积效果。尽管这项初步研究中的骨再生量有限，但它为未来的动物和人类研究开辟了新的途径，包括结合定制化……
作者贡献
瑞安·戈（Ryan Goh）：概念构思、方法学设计、软件开发、验证、数据分析、撰写初稿、可视化、项目管理。塞德里克·瓦凯特（Cedryck Vaquette）：方法学设计、数据分析、资源管理、数据整理、监督、项目管理。达尼洛·卡尔卢乔（Danilo Carluccio）：概念构思、软件开发、数据分析、资源管理、撰写与编辑、监督。萨索·伊万诺夫斯基（Saso Ivanovski）：概念构思、方法学设计、资源管理、撰写与编辑……
致谢
感谢昆士兰大学的Cora Lau医生在动物麻醉、术后护理和人道安乐死方面的协助。
