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编号:10274664
MS-1型内置式下颌骨骨牵引延长器及其动物实验
http://www.100md.com 《实用口腔医学杂志》 2000年第3期
     作者:常晓峰 顾晓明

    单位:第四军医大学口腔医院颌面外科 710032

    关键词:骨牵引延长器;下颌骨;器械;动物实验

    实用口腔医学杂志000321〔摘要〕 目的: 报告自行研究开发的内置式下颌骨骨牵引延长器,探讨其用 于动物实验的可行性。方法:15只犬采用MS-1型下颌骨牵 引延长器 ,并进行单、双侧下颌骨体部牵引延长20 mm,并进行X线与组织学观察。结果: 实验犬下颌骨牵引延长效果肯定,器械均未见断裂或松动变形,牵引区成骨明显。 结论:MS-1型内置式牵引器具有临床应用可能性。

    中图分类号:R782.2+3 文献标识码:A

    文章编号:1001-3733(2000)03-0234-04
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    Development of a distraction of osteogenesis device for mandibular elongation

    Chang Xiaofeng, Gu Xiaoming.

    (Department of Oral & Maxillofacial Surgery , Stomat ological Hospital,Fourth Military Medical University,Xi'an 710032)

    〔Abstract〕Objective: To develop a distraction of osteogenesis (DO) device for mandibular elongation.Methods:A mechanical DO d evice was made of titanium TA2 with maximum elongation ability of 25 mm and name d MS-1.Mandibulae of 15 dogs were fractured between the 3rd and 4th molars. Ea c h MS-1 was applied over each fracture.8 days after operation,1 mm distraction p e r day was performed for 10~20 days and then MS-1 was kept in situ for 5~2 4 wee ks.Radiological observation was weekly conducted.Results:X -ray exanination showed that the fractures were gradually minerialized and coul d be judged as healing of full osteogenesis in 4 weeks.Conclusion:MS-1 may be used for mandibular elongation.
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    Key words Distraction osteogenesis device; Mandible; Animal exp eriment▲

    骨牵引延长技术由Codivilla〔1〕在四肢骨折治疗中发现。他通过将患者肢体骨 分断,于麻醉状态下对断端两侧强迫牵拉而增长肢体长度,随即以支架外固定维持,然后发 现了断端间的骨质增生现象。因癫痫、猝死、固定不可靠等并发症,早期未受临床重视。

    Wagner等〔2~7〕改进了外固定装置:骨断端两侧分别穿入钢钉,将钢钉外露皮肤 侧固定于螺母螺杆结构,通过旋转螺杆使钢钉引导骨断端移动,形成断端间的间隙;随后, 维持间隙,直到骨断端间骨性愈合。该牵引结构可看作骨牵引器的原型。

    1973年Synder〔8〕首次 对犬下颌骨进行了骨牵引延长。McCarthy和Karp〔9,1 0〕等已将此技术应用于颜面萎缩及小颌畸形患者。在矫正骨量不足与颌骨延长中取得了 明显效果。
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    目前,国际上普遍采用外置式下颌骨骨牵引延长器;国内,缪嘉宏〔11〕等也采用了 同样的器械,并于1996年报道了其临床应用数例的经验。由于外置式下颌骨牵引延长器存在 着诸多的缺点及问题,作者于1997年起自行研制、开发了新型内置式下颌骨骨牵引延长器(d istraction osteogenesis,DO),并进行了动物实验及临床应用。本文报告了MS-1型内置式 下颌骨骨牵引延长器及其动物实验的初步结果与经验。

    1 材料与方法

    MS-1型内置式下颌骨骨牵引延长器(已申报国 家专利)见图1。器械每套分左、右各一件,此件为左侧。

    1.1 整体结构

    器械由水平杆部及两个垂直翼部组成。垂直翼部基座各有3枚螺孔可通过配套专用 螺钉以坚固内固定夹板方式固位于下颌骨颊侧骨皮质;其水平杆的一端为加力孔,内有可旋 转的中心螺杆。加力时用专用加力杆操作,可通过旋转中心螺杆使两个垂直翼部相背运动。
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    1.2 器械规格

    牵引器全长40 mm,牵引全程长65 mm,实际可延长量最大值为25 mm;水平杆部外径4.8 mm,为正方棱柱体。两垂直翼部基座滑开后其水平杆部显露出 六棱柱体水平套杆,直径3.6 mm;翼部基座板厚1 mm。中心螺杆每旋转一圈,水平杆延长0. 25 mm,误差1/100 mm。

    1.3 配套件

    加力杆,增强加力柄,直径2.0 mm、长7~11 mm微型自攻丝螺钉;配套骨引导钻, 专用螺锥。

    1.4 器械材质

    均采用TA2纯钛制造(由西北有色金属研究院生物材料 所提供)。

    1.5 动物实验

, http://www.100md.com     动物选用本地健康杂种犬15只(第四军医大学 西京医院动物实验中心提供),雌雄不限,犬龄8月~1.5岁,体重12~15 kg。实验前笼养2~3 周,注射相关疫苗。

    分组,实验动物分为单侧牵引组(6只),双侧牵引组(7只),对照组(2只)

    1.5.1 手术方案,肌注846(由长春军事医学兽医药大学提供)麻醉,无菌条件下固定;下 颌骨下缘皮肤直切口,长4~5 cm;分离面神经下颌缘支,显露下颌骨下缘;在最大磨牙与第 三磨牙之间、下颌骨颊侧,垂直于下颌骨长轴设计并标记骨切开线。牙科用微型马达驱动裂 钻,喷水条件下仅切开颊舌侧骨皮质而保留松质骨连续性,或用折骨器轻轻折断骨皮质及骨 松质,然后将器械固定于切开线两端。其加力端于粘骨膜下穿出到口腔颊侧前庭沟内,并于 口腔内留出约1 cm端口;然后将器械用配套螺钉固定。伤口冲洗后分层严密缝合骨膜、肌层 、皮肤。创口外涂布碘酒;术后肌注青链霉素3 d。术后1、3、7 d分别拍X线头颅正、侧位 片。
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    1.5.2 术后第8日起开始加力,在口腔内器械加力端孔处用加力螺杆以每日1 mm速度牵引10 ~20 d,随即在此位置上保持器械5~24周。在不同时间段进行照像,X线片检查;分批处死取 材,行组织学、电镜、骨密度、骨生物力学测定等检查。

    2 结 果

    实验组一只犬于术后感冒合并腹泻全身衰竭而亡,一只犬术后由于螺钉松动导致截骨处 的假关节形成。其余犬均成活。

    所有器械均耐受治疗全程,无锈蚀、弯曲及断裂现象;口内的器械外露端处,粘膜与器 械密贴,封闭性良好。软组织均一期愈合,未见感染发生。实验全过程犬进食状况良好。

    单、双侧下颌骨牵引后分别造成了偏颌畸形与下颌骨前突畸形。颌骨延长距离为9.8~21 mm(设计值为10~20 mm);在X线片上见初始牵引时的切骨线处暗影明显,而牵引完成7 d后 已能看到断端间有阻射影像,而牵引完成2周后已能明显看到整个间隙内各处均有致密影像 且比较均匀,4周时已难以区分界限。按照骨折愈合的观点可判为骨性愈合;在X线片上可见 矿化成骨过程逐渐进行,强度逐渐加强。观察发现:在骨断端牵引所形成的间隙中央成骨时 间最晚,而最接近断端处成骨时间最早(图2,3)。
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    图1 下颌骨骨牵引延长器

    图2 X线示左侧下颌骨牵引延长20 mm时

    图3 X线示牵引完成后,固定5周,新成骨与周围界线已不存在

    取材见骨膜恢复良好,已完全将器械及新骨部分完全包裹,并附着其上,成为纤维包囊 结构,因此固定螺丝的稳定性也得到加强。

    实验中发现一个现象,有两只犬在术中损伤了下齿槽神经血管束,但是X线片检查却未发 现其新生骨质密度与其他组存在差别。所有的牵引新成骨区均未见到增厚或加粗的外骨痂, 也未见到骨膜反应;大体观察中,新骨与对照组相比仅表现为皮质色泽稍暗,稍显表面粗糙 。颞颌关节盘未见破裂或洞穿改变。其他组织学、电镜、生物力学、微量元素分析将另文报 告。
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    3 讨 论

    传统的骨牵引延长器由于采用外置的经皮穿钢钉或克氏针来连接骨质,因此,存在着钉道感 染、钉道皮肤瘢痕等严重缺陷;因采用外置方式而造成患者在治疗期内生活、学习及工作的 不便;因支架易于挂碰而常常造成器械松动,骨断端移位,使手术失败;同时因面部佩戴器 械而造成患者的心理障碍。另外,外置式器械因与骨皮质之间存在着较大距离而使牵引加力 时的大部分牵引力被转化为钢针或骨钉的弯曲力距,并非完全转化为断端间的直线距离,易 造成牵引刻度与设计骨延长量之间的较大差距,同时这种差距将随着牵引距离的增加而加大 。这对颅颌面部正颌手术的精细设计原则来说存在较大风险。

    相比较而言,本设计克服了上述缺点,具有切口隐蔽、口内埋置、轻巧、延长骨量精确、用 钛金属材质几无不良反应、不影响进食等优点。尽管本实验中,也存在着设计延长量与X线 片测定的实际延长量之间有细微差别的问题,但我们认为这种误差较小:其中延长10 mm时 误差为0.2 mm即2%,而在延长20 mm组中误差为1 mm即5%。我们认为这主要是由于在加力过 程中旋转螺杆的圈数尚未做到准确、操作尚不熟练的原因,与器械本身设计关系不大。相信 这一点在临床使用中将会引起越来越多的重视,并通过细致的专人操作可进一步缩小此误差 。由于正颌外科手术对于小下颌、半侧颜面萎缩、关节强直等患者的治疗损伤较大,且操作复 杂,对器械要求苛刻,因此不利于推广与应用;而长期的颌间固定使患者进食困难,十分痛 苦。对于大多数儿童来说更难以配合,因而容易延误最佳治疗时机。另外,正颌手术如果设 计不规范、去补偿不彻底时,往往术后存在着严重的复发问题,至今尚无十分有效的控制方 法。相对而言,采用骨延长术时,因新成的骨质来源于自身颌骨,其骨质的结构与自身骨一 致,并非单纯骨折愈合方式成骨,因此骨质的功能性改建及适应性良好。重要的是可以省略 掉颌间固定的过程,因而具有安全、省时、花费少且不易复发的优势〔12〕
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    尽管本器械在动物实验中获得固定时间短、下颌骨延长效果良好,符合Ilizarov〔5~7 〕关于DO技术的基本原理和规则:环皮质骨切开术,尽可能保留骨膜与软组织,术后7 d 开始牵引、牵引速度为0.5~1 mm/d、频度为2~4次/d、牵引后固定5~7月等结果,但与临床应 用之间仍有一定差距。鉴于MS-1型下颌骨骨牵引延长器的骨延长量最大值仅为25 mm,因此 对伴随较大颌骨骨量不足的患者,在手术中需要改进型器械。为此,我们已进行了系列化的 开发,以使不同类型的患者均可使用。

    目前,在颌骨骨牵引延长器的研究与开发方面已经逐渐出现了外置式向内置式过渡,由粗大 与笨重向微型化、轻巧化设计过渡,由手动向自动加力方式过渡,由单平面的一维直线形骨 延长向双平面和三维多向式定向、定量成骨器械方向发展的趋势。寻求最终解决因骨肿瘤或 大面积骨损伤而造成的骨缺损的方法,替代骨移植术传统模式。而且,某些探索已在临床取 得了一定成功。在器械应用范畴上也已经逐渐拓展到了上颌、硬腭、颧弓、牙槽、颅骨等方 面。适应证也有了较宽广的延伸。
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    有关骨牵引延长成骨机制方面的研究近来也逐渐增多,但争论仍然存在。究竟是膜性成骨机 制还是软骨内成骨机制或者是两者兼具仍然需要探讨〔13~15〕。而有关牵张应 力对骨组织及成骨细胞的去分化以及诱导成骨细胞系的作用也需要实验证实。

    总之,本文报告的内置式下颌骨骨延长器从结构设计,动物实验结果及与传统的器械对比方 面基本显示了该器械的优点,认为具有广泛的临床实用价值。有关器械的具体操作方法,病 例选择,手术方案的制定原则及步骤,成骨机制,生物力学等项研究的结果将随后报告。■

    本研究得到军队指令性课题资助(L96047)

    参考文献

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    收稿日期:1999-10-20, 百拇医药