如何選擇引導骨再生術的再生膜呢？ ｜ 引導骨再生術 x 再生膜（membrane）x 選擇

前言

Wang在2006年提出了引導骨再生術（GBR）成功的4個關鍵因素，俗稱「PASS」：

1. Primary wound closure（初級傷口癒合）
2. Angiogenesis（血管新生）
3. Space creation/maintenance（創造/維持空間）
4. Stability of the initial blood clot（穩定血塊）

為了達成這些條件，我們需要用一個東西把空間撐出來（就像搭帳篷一樣），讓骨頭可以長進來，那個東西就是再生膜。

歷史

Membrane最早是使用在骨科治療，在1950年代，有一位骨科醫師Hurley在治療脊椎疾病時，會使用一種叫做spinal fusion（脊椎融合術）的術式，這個術式會使用到membrane。他發現如果有用membrane撐出一個空間，未來這個空間就會形成骨頭。

到了1982年，Nyman等人第一次把membrane使用在牙科領域，他使用Millipore membrane來治療有骨頭缺損的牙周病的牙齒。後續Dahlin等人也在動物實驗中使用Teflon membrane，證實使用membrane可以促進骨頭的生成。

從早期的這些研究，我們可以發現membrane在GBR扮演了很重要的角色。

文中也有提到理想的membrane特性，像是

1. Biocompatibility（生物相容性）
2. Biological activity（生物活性）
3. Porosity/occlusive properties（孔洞大小/屏障特性）
4. Mechanical properties（機械性）
5. Exposure tolerance（暴露忍受度）
6. Biodegradability（生物分解性）

第一代的membrane，都是不可吸收的材質，像是e-PTFE（expanded）和d-PTFE（high-density），這種不可吸收的membrane在1990年代，被視為是GBR的gold standard。

不過這種membrane有兩個主要的缺點：

1. 很高的exposure 和 infection rate
2. 需要second surgery把membrane移除掉

為了解決這些缺點，研究者發明了第二代的membrane，也就是可吸收的membrane。讓我們來看看可吸收membrane和不可吸收membrane的特色。

NON-RESORBABLE MEMBRANES （不可吸收再生膜）

最常見的不可吸收membrane的材質是PTFE，也就是Teflon®。這個材質是在1930年代​Dr. Plunkett所發明出來的。在牙科領域，e-PTFE和d-PTFE是常使用的材質。

第一個e-PTFE membrane（Gore-Tex®）是由兩個不同的部分組成

1. Open microstructure portion（100-300 µm porosity）：促進collagen fiber長進membrane，增加membrane的穩定性，並讓營養可以傳送進來。
2. Occlusive portion（<8 µm porosity）：阻擋soft tissue cell長進未來要長bone的地方。

e-PTFE membrane如果在healing的過程中exposure，bacterial infection就會產生，進而影響healing。為了解決這個問題，d-PTFE因此產生出來。

d-PTFE membrane的孔洞大小約為0.2-0.3 µm，由於孔洞很小，細菌不容易穿透membrane，不過collagen fiber也因此不容易長進來，導致membrane的穩定性比較差，可以很輕易就被抽掉。如果要增加穩定性，會需要用一些東西，像是suture或是tack來固定membrane。

PTFE membrane 也可以加上鈦支架，好處是增加membrane的穩定性，而且還可以針對defect的形狀去塑形。

RESORBABLE MEMBRANES （可吸收再生膜）

可吸收membrane的材質有分為天然的跟合成的，目前天然的可吸收membrane佔市面上大多數，其中大部分的材質是collagen（膠原蛋白）。Collagen是結締組織的主要成分，用於製作collagen membrane的collagen 主要是Type I或Type III，來源大部分是牛和豬。

Collagen membrane的孔洞有大有小，隨著membrane被分解掉，孔洞會越來越大，進而影響阻擋soft tissue cell的功能。

Collagen membrane的生物特性：

1. Biocompatibility（生物相容性）：理想的membrane應該具有生物相容性，這代表這個材料不應該對周圍的組織、預期的癒合結果或患者的安全性產生不好的影響。
2. Vascularization（血管化）：血管新生是影響 GBR 手術正面結果的重要因素。
3. Degradation（分解）：可吸收membrane的主要缺點之一是分解速度快，導致屏障功能早早就喪失，這可能會阻礙 GBR 期間的骨頭的形成。

另一種天然的材質是Dehydrated human amnion chorion membrane（ dHACM，脫水人類羊膜）。HAC 是源自於胎盤的組織，這種結構為成長中的胎兒提供氧氣和營養。 它由兩層胎兒膜組成：

1. Outer chorionic sheet（外層絨毛膜層）
2. Inner amnion membrane（內層羊膜層）

每層都有不同的細胞群和不同的可塑性。

結論

目前臨床和科學的證據強烈表明，為了在 GBR 中達到最佳效果，必須使用membrane，至於該如何選擇membrane，你要先去了解每個membrane的特性，然後根據defect的大小型態去做選擇。

參考資料

1. Mizraji, G. et al. Membrane barriers for guided bone regeneration: An overview of available biomaterials. Periodontol. 2000 93, 56–76 (2023).