新西蘭兔下頜骨牽引成骨早期拆除牽引裝置植入鈦釘對新骨形成的影響

吳 章 李澤毓 趙貴然 翟江云 姚玉勝△

（錦州醫(yī)科大學(xué)，1 附屬第三醫(yī)院口腔科，2 附屬第一醫(yī)院口腔科，錦州 121001）

牽引成骨是一種能有效地增加骨量的方法。1927年Rosenthal 利用口內(nèi)彈簧牽引裝置矯治小下頜畸形的患者，其原理是利用牽引器對骨產(chǎn)生牽引力，使斷端兩側(cè)的骨組織分離，促進(jìn)間隙內(nèi)的骨組織再生[1]。目前用牙槽骨垂直牽引成骨的牽引器大致可分為骨內(nèi)牽引器和骨外牽引器，有各自的優(yōu)缺點[2-3]。Esposito 等[4-5]分別利用骨內(nèi)、骨外牽引器提升牙槽骨高度，雖然取得了較好的效果，但都存在著需較長穩(wěn)定期的問題。牽引成骨一般需要經(jīng)歷潛伏期、牽引期和穩(wěn)定期3個階段。由于新骨的成熟需要較長時間，在此期間需要保證新骨有足夠的穩(wěn)定性，因此需要長期將牽引裝置定植在頜骨上確保新骨的穩(wěn)定。如果過早拆除牽引器則可能造成新骨的機械強度不足，最終導(dǎo)致牽引成骨失敗[6]。但是，牽引器長期滯留體內(nèi)，易出現(xiàn)感染、牽引器松動脫落、皮膚愈合欠佳等問題。為避免牽引器長期體內(nèi)留置的并發(fā)癥，又保證拆除牽引器后新骨有足夠的機械強度，本實驗嘗試在穩(wěn)定期第4周，拆除牽引器并同期植入與種植體類似材料的鈦釘，利用鈦釘穩(wěn)固新骨，通過比較鈦釘植入第4周的CT值與常規(guī)固定第8周新骨的CT值，判斷早期拆除牽引裝置后植入鈦釘是否會影響牽引區(qū)新骨的形成和礦化。

1 材料和方法

1.1 材料

牽引器為自制牽引器：牽引釘（直徑1.5 mm，螺距0.8 mm，前段為鈍頭、無螺紋，長2.0 mm；末端有螺紋，長10.0 mm）與固定釘（直徑1.5 mm，螺距0.8 mm，前段為尖頭、有螺紋，長4.0 mm；末端無螺紋，長10.0 mm）（圖1）；牙科打磨機204型（韓國世新）；鈦釘（直徑2.0 mm，長 10.0 mm）；20%烏拉坦；2%鹽酸利多卡因；動物實驗臺；口腔錐形束CT（芬蘭，普蘭梅卡）；數(shù)字化U型臂高頻X射線攝影系統(tǒng)（中國南京普愛公司）；手術(shù)器械均由錦州醫(yī)科大學(xué)附屬動物醫(yī)院提供。

圖1 牽引裝置示意圖 Fig 1 The blueprint of the distractor

1.2 實驗方法

選取12只體質(zhì)量相近的健康新西蘭兔，體質(zhì)量2.5～3.0 kg，普通級，雌雄隨機，購自錦州醫(yī)科大學(xué)。耳緣靜脈注射20%烏拉坦，劑量5 mL/kg，備皮，固定，消毒，鋪巾，局部注射鹽酸利多卡因，兔右側(cè)下頜骨下緣皮膚切開，翻頰側(cè)骨膜瓣，在腮腺前緣與正中聯(lián)合之間做矩形截骨（長約 12 mm，高約4.0 mm），備洞，植入牽引器（保證牽引釘?shù)臒o螺紋區(qū)在截骨線下方，固定釘?shù)臒o螺紋區(qū)在截骨線上方；牽引釘、固定釘與截骨線三者之間間距大約3 mm）。術(shù)后50 000 U/kg 青霉素鈉肌注 5 d。術(shù)后經(jīng)5 d潛伏期，以 每12 h 0.5 圈（0.4 mm/12 h）的速度旋轉(zhuǎn)牽引釘，牽引周期為5 d。隨機分為穩(wěn)定4 周，穩(wěn)定8 周，鈦釘植入組，每組4 只新西蘭兔。前2 組分別于穩(wěn)定期4 周、8 周時處死動物，拍攝CBCT 和X 線片；鈦釘植入組于穩(wěn)定期第4 周，取出牽引器后即刻植入鈦釘，4 周后處死動物，拍攝CBCT 和X 線片。

1.3 X 線片及CBCT 觀察

下頜骨側(cè)位X 線片觀察牽引釘、固定釘和鈦釘?shù)奈恢煤头较?。分別于穩(wěn)定期第4 周、第8 周和植入鈦釘?shù)? 周拍攝CBCT，比較術(shù)區(qū)（O）、非手術(shù)區(qū)骨皮質(zhì)（NO-C）、非手術(shù)區(qū)松質(zhì)骨（NO-T）CT值。CT 值單位：Hu。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

用Planmeca Romeixs Viewer 軟件測量各組兔下頜骨的CT 值，用SPSS 23.0 對4周術(shù)區(qū)（O）、穩(wěn)定8 周術(shù)區(qū)（O）、鈦釘植入組術(shù)區(qū)（O）以及非手術(shù)區(qū)的骨皮質(zhì)（NO-C）與松質(zhì)骨（NO-T）的CT 值進(jìn)行one-way ANOVA 分析。

2 結(jié)果

2.1 X 線片觀察

術(shù)后X 片顯示牽引釘與固定釘?shù)姆较蚧酒叫?，穩(wěn)定8 周牽引釘?shù)姆较蚵韵蜻h(yuǎn)中偏斜（2A 、B）。鈦釘植入初期方向良好，在植入后4 周鈦釘未見明顯移位（圖3A、B）

2.2 CBCT 分析

一般性觀察：穩(wěn)定4 周可見骨膜內(nèi)側(cè)骨組織增生，截骨區(qū)內(nèi)可見帶狀低密度影（圖4 A）。穩(wěn)定8周截骨區(qū)內(nèi)帶狀低密度影消失，密度與對側(cè)骨松質(zhì)密度相近，骨密度分布不均勻，部分截骨區(qū)仍表現(xiàn)為低密度影（圖4B）。鈦釘植入組截骨區(qū)內(nèi)新骨的密度均勻，密度與對側(cè)骨松質(zhì)密度相近，骨密度分布均勻（圖4C）。

CT值分析：穩(wěn) 定4 周“O”區(qū)平均CT 值為（80.00±12.36）Hu ；穩(wěn) 定8 周“O”區(qū)平均CT 值為（293.00±37.66）Hu；鈦釘植入組“O”區(qū)平均CT 值為（289.25±38.87）Hu。鈦釘植入組“O”區(qū)高于穩(wěn)定4 周（P＜0.05）低于“NO-C”（1315.92±86.31）Hu（P＜0.01），差異有統(tǒng)計學(xué)意義；鈦釘植入組“O”區(qū)、穩(wěn)定8 周“O”區(qū)和“NO-T”區(qū)三者間的CT 值（329.92±63.90）Hu相似，差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）（表1）。

圖2 X線片顯示牽引釘方向的改變。A：植入牽引初期影像；a：牽引；b：固位釘。B：8 周后影像；a：牽引釘；b：固位釘.Fig 2 X-ray showed the change of the direction of distractor.A：The initial stages of distraction；a：Nail of tractor；b：Nail of fixator.B：Consolidation period of 8th week；a：Nail of tractor；b：Nail of fixator.

圖3 X線片顯示植入鈦釘在骨內(nèi)方向的改變。A：穩(wěn)定4 周后植入鈦釘；B：植入鈦釘4 周.Fig 3 X ray showed the change of the direction of titanium nail.A：Titanium nail was implanted after 4 weeks of consolidation；B：Titaniumnail was implanted for 4 weeks.

圖4 不同組別的兔下頜骨的CBCT 影像。A：穩(wěn)定4 周組；a：骨膜下方骨增生；b：新骨形成區(qū)。B：穩(wěn)定8 周組；a：新骨形成區(qū)。C：鈦釘組；O：新骨區(qū)；NO-C：非手術(shù)區(qū)骨皮質(zhì)；NO-T：非手術(shù)區(qū)骨松質(zhì).Fig 4 CBCT images of mandibles of rabbits in different groups.A：4-week group；a：Subperiosteal osteogenic area；b：The area of new bone；B：8-week group；a：The area of new bone.C：Titanium nail implantation group；O：Area of new bone；NO-T：Trabecular bone in non-operation area；NO-C：Cortical bone in non-operation area.

表1 各組兔不同部位的平均CT 值（n=12，±s，Hu）Tab 1 Average CT values of different sites of bones in different groups of rabbits（n=12，±s，Hu）

表1 各組兔不同部位的平均CT 值（n=12，±s，Hu）Tab 1 Average CT values of different sites of bones in different groups of rabbits（n=12，±s，Hu）

*P＜0.05 vs“O” 4- week；##P＜0.01 vs NO-C

Group O NO-C NO-T 4-week group 80.00±12.36 1 315.92±86.31 329.92±63.90 8-week group 293.00±37.66*## 1 315.92±86.31 329.92±63.90 Titanium nail implantation group 289.25±38.87*## 1 315.92±86.31 329.92±63.90

3 討論

3.1 早期移除牽引裝置植入的必要性及意義

牙槽嵴萎縮是牙缺失后常見的臨床表現(xiàn)，目前治療牙槽嵴萎縮的方法主要包括：牽引成骨、骨移植、引導(dǎo)骨再生[7]。牽引成骨治療骨缺損有較低骨吸收率和感染率[8]，但治療周期較長。Mohanty 等[9]利用牽引成骨術(shù)治療10 名頜骨缺損患者，其穩(wěn)定期就達(dá)到3～5 個月。過長的穩(wěn)定期可增加術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生的機率（細(xì)菌通過針道感染組織、骨不連、牽引裝置故障等）[10-11]。Choi 等[12]曾對10 名接受過牽引成骨的患者進(jìn)行了報道：6 名患者術(shù)后出現(xiàn)感染，其中3 名患者因嚴(yán)重感染提前拆除牽引裝置。在本實驗中，穩(wěn)定期的第2～4 周有3 只兔下頜骨出現(xiàn)嚴(yán)重感染，進(jìn)而導(dǎo)致牽引器的松動脫落，其余動物牽引器的周圍皮膚愈合欠佳，CBCT 影像顯示穩(wěn)定8 周術(shù)區(qū)的骨密度分布不均勻，提示部分區(qū)域新骨礦化程度較差，這可能與下頜骨局部感染相關(guān)；鈦釘植入組，皮膚愈合良好，CBCT 影像顯示術(shù)區(qū)的骨密度分布均勻，因此早期拆除牽引裝置即刻植入鈦釘有利于創(chuàng)口的愈合和骨組織礦化。

3.2 早期移除牽引裝置植入鈦釘?shù)膬?yōu)缺點

有研究表明[6]：牽引成骨穩(wěn)定期第4周新骨機械強度低于第6周與第8周，早期拆除牽引裝置可導(dǎo)致術(shù)區(qū)發(fā)生再骨折或愈合不良。本研究使用CBCT檢測穩(wěn)定4周“O”區(qū)和穩(wěn)定8周“O”區(qū)的CT值顯示：穩(wěn)定4周“O”區(qū)的骨密度低于穩(wěn)定8周“O”區(qū)的骨密度。為了解決因早期拆除牽引裝置導(dǎo)致的新骨機械強度不足的問題，本實驗通過拆除牽引裝置后即刻植入鈦釘?shù)姆绞街匦鹿潭ㄐ鹿牵肅BCT檢測鈦釘植入后新骨的骨密度，分析鈦釘植入后對新骨產(chǎn)生的影響。通過與穩(wěn)定4周“O”區(qū)CT值對比，鈦釘植入組“O”區(qū)CT值高于穩(wěn)定4周，說明在植入鈦釘后，新形成的骨組織仍繼續(xù)礦化；通過與穩(wěn)定8周“O”區(qū)CT值對比，鈦釘植入組“O”區(qū)CT值與穩(wěn)定8周“O”區(qū)CT值無顯著差異，說明鈦釘?shù)闹踩氩粫绊懶鹿堑牡V化。進(jìn)一步分析穩(wěn)定8周“O”區(qū)與鈦釘植入組“O”區(qū)的CBCT影像觀察可見：鈦釘植入組“O”區(qū)的骨密度分布較穩(wěn)定8周分布均勻?？偨Y(jié)早期拆除牽引裝置后即刻植入鈦釘?shù)膬?yōu)點：（1）牽引裝置早期拆除后，減少了牽引裝置在患者口內(nèi)的時間，增加了患者的舒適感；（2）牽引裝置早期拆除后，減少細(xì)菌通過針道進(jìn)入骨組織的機會；（3）鈦釘體積較牽引裝置體積小，更易自潔，降低感染的機率。缺點：（1）植入鈦釘?shù)倪^程可能增加患者的痛苦；（2）植入鈦釘術(shù)后可出現(xiàn)感染或者鈦釘植入的區(qū)域周邊骨組織不穩(wěn)定等問題，可能會影響鈦釘與下頜骨形成骨結(jié)合。

3.3 應(yīng)用鈦釘植入法應(yīng)注意的問題

本實驗以新西蘭兔為動物模型。通過解剖兔下頜骨可見：兔下頜骨厚度較薄，下頜骨長度、牙槽嵴頂?shù)较骂M骨下緣的高度較短。目前多數(shù)牽引器行兔下頜骨垂直牽引難度較大，且在拆除牽引器過程中會再次損害頰側(cè)骨膜?？紤]到骨膜可以促進(jìn)新骨的再生和礦化[13]，本實驗選擇自制簡易的骨內(nèi)牽引器來提升兔下頜骨垂直高度，其優(yōu)點：（1）植入牽引器的方法簡單；（2）拆除牽引器的過程不會再次損傷骨膜，從而保證植入鈦釘后新骨有良好血供；（3）患者有較好的舒適感。其缺點是：（1）穩(wěn)定性相較于骨外牽引器差；（2）牽引高度不足，矩形骨前端預(yù)計牽引高度為4.0 mm，但在旋轉(zhuǎn)牽引釘?shù)倪^程中牽引釘?shù)南鲁烈约斑h(yuǎn)中固定釘與已離斷的下頜骨之間相互制約導(dǎo)致實際牽引高度H=（2.25± 0.41）mm。

在植入牽引器的過程中應(yīng)注意：（1）上下頜骨之間是否有足夠的間隙容納牽引裝置；（2）萎縮的牙槽骨是否能提供足夠的骨長度與骨寬度保證牽引釘、固位釘、截骨線三者之間有足夠間距，減少下頜骨骨折的發(fā)生；（3）固定釘、牽引釘在下頜骨內(nèi)的方向與牽引的方向是否一致。

新骨從開始形成到最終成熟是需要一個漫長的時間，在骨組織成熟之前保證新骨穩(wěn)定是必要的。早期拆除牽引器會導(dǎo)致新骨的不穩(wěn)定，這可能會影響新骨的成熟，因此拆除牽引裝置后常需要固位釘固定新骨。由于新西蘭兔下頜骨薄，常規(guī)種植體難以植入兔下頜骨內(nèi)，本實驗利用與種植體成分相似的材料—鈦釘，模擬種植體植入兔下頜骨。本次實驗結(jié)果表明：牽引裝置早期拆除并即刻植入鈦釘對牽引成骨區(qū)的新骨形成和礦化的影響較小，如運用于臨床，則需針對種植體的穩(wěn)定、種植體與骨結(jié)合等方面進(jìn)行綜合評價。