综述：辐照是否会对脱矿骨基质和同种异体骨的成骨特性产生不利影响？对相关文献的系统性回顾

《Bone》：Does irradiation adversely impact bone forming properties of demineralized bone matrix and allograft bone? A systematic review of the literature

辐照对脱钙骨基质生物物理特性及骨再生影响的研究

　　

Suzanne M. Tabbaa|Emily A. Davidson|Theodore Miclau|Ashraf El Naga

美国加利福尼亚大学旧金山分校骨科外科

引言

骨移植材料的设计目的是通过模仿正常自体骨的结构和功能来促进和加速骨骼愈合。商业化的骨移植材料以其促进骨形成、支持骨功能和/或支持组织愈合的能力为特征。骨移植可以根据其成骨性、骨诱导性、骨传导性和提供机械支持的能力进行分类。成骨性移植材料在其基质中嵌入了具有成骨能力的细胞。骨诱导性移植材料（如脱矿骨基质（DBM））通常通过无细胞成分（如生长因子）来刺激或促进骨形成。骨传导性移植材料（如松质骨碎片）提供了一个支架，有助于新骨的生长和血管化，这是一种间接的成骨方式。

由于脱矿骨基质（DBM）已证明具有成骨特性、易于处理以及广泛的应用历史，因此在骨移植领域占据主导地位。DBM是由含有结构蛋白（如胶原蛋白）和非胶原蛋白（包括骨形态发生蛋白（BMPs）及其他生长因子的异体骨加工而成，这些成分赋予了DBM骨诱导能力。尽管DBM被广泛使用，但其性能仍存在较大差异，这主要是由于供体特性、加工方法、载体配方和最终灭菌方式的不同所致。辐照是最常用的异体骨组织灭菌技术。虽然辐照是一种高效且有效的灭菌方法，但长期观察发现，直接辐射暴露会显著影响骨组织的性质和患者的骨折愈合，这引发了人们对灭菌辐射对骨移植影响的潜在担忧[[1], [2], [3], [4], [5]]。

细胞外基质（ECM）是一个受到严格调控的生理化学环境，能够维持信号因子释放所需的关键浓度梯度。辐照会破坏ECM中的多肽序列，导致蛋白聚糖片段和胶原链的交联紊乱，这种影响在水合状态下更为明显[[6],[10],[11],[12],[13]]。辐射还会破坏肽链结构，改变胶原交联，并产生自由基，尤其是在水合组织中，这些自由基会通过脂质过氧化和ECM蛋白的氧化修饰引发二次损伤[[6],[7],[8],[9]]。这些变化直接影响了DBM的生物化学和生物物理特性，包括基质完整性、生长因子的有效性以及调控早期成骨信号的细胞黏附环境。这种损伤主要影响了富含胶原蛋白的ECM的生物活性，而ECM通过细胞附着/激活和生长因子（如BMP、FGF）的释放来稳定组织并促进愈合[[6],[10],[11],[12],[13]]。因此，即使ECM结构发生轻微变化，也可能改变关键调节因子的浓度梯度和释放动力学，从而在临床上产生显著差异。

鉴于辐照DBM产品的普遍性，外科医生常常认为不同灭菌方法的效果是等同的，但这可能是一种不成立的假设。现有文献关于辐照参数的报道零散且不一致，同时缺乏将剂量依赖性的基质损伤与体内骨形成相关联的研究。本系统综述旨在（i）分析辐照对DBM和异体骨生物物理特性的影响；（ii）确定辐照是否会影响体内骨形成，进而影响临床结果。

部分摘录

文献搜索与研究选择

根据PRISMA（系统评价和荟萃分析的优先报告项目）标准，对现有文献进行了系统搜索，以确定关于辐照对体外系统、体内系统和临床环境中DBM及异体骨移植影响的报道[14]。搜索电子数据库（PubMed、EMBASE和Cochrane）时使用了以下关键词：((“脱矿”和“骨”) 或 (“DBM”) 或 (“deminated")

研究的识别与选择

研究识别与选择的工作流程如图1所示。简要来说，通过数据库搜索共发现了2767条记录，经过筛选后有1955条记录符合纳入标准，其中82条记录被纳入定性分析。在这82篇文献中，51篇评估了辐照对体外DBM或异体移植结果的影响，22篇评估了体内DBM或异体移植结果，4篇评估了...

讨论

本系统综述表明，尽管辐照是最常用的DBM及其他异体骨灭菌方法，但其生物学后果尚未得到充分研究。现有证据大多来自关注移植材料机械特性的研究，而非DBM的ECM驱动的骨诱导功能[3,5,[66],[67],[68],[69],[70]]。因此，辐照DBM的临床应用已经超出了对其作用机制的理解。

作者贡献声明

Suzanne M. Tabbaa:撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、方法学设计、研究实施、数据分析、概念构建。Emily A. Davidson:撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、方法学设计、研究实施、数据分析。Theodore Miclau:撰写 – 审稿与编辑、方法学设计、概念构建。Ashraf El Naga:撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、方法学设计。

资金来源

本研究未使用任何外部资金。

未引用的参考文献

[76], [80], [81], [82]

利益冲突声明

作者声明以下可能构成利益冲突的财务关系/个人关系：Suzanne M. Tabbaa与Kolosis Bio和Restoration Biologics存在咨询或顾问关系。如果还有其他作者，他们声明自己没有已知的可能影响本文所述工作的财务关系或个人关系。