放射性骨坏死微血管铸型的动物实验
作者：解雪涛 邱蔚六 袁文化 王中和
单位：解雪涛 邱蔚六 袁文化 王中和(200011 上海第二医科大学口腔医学院)
关键词：骨坏死，放射性；上颌骨；下颌骨；动物，实验
中华口腔医学杂志990102 【摘要】 目的 观察颌骨放射性骨坏死(osteoradionerosis of jaw，ORNJ)病变时颌骨内微血管系统的病理损害，探讨ORNJ的病理发生机制。方法 采取60Co对10只狗右侧颌面部进行60～80 Gy照射，并于照射后3、6个月拔牙，通过定期局部观察、X线摄片和组织病理学方法诊断ORNJ的发生，并对其进行颌骨的微血管铸型检测。结果 放疗后12个月先后有7例发生了ORNJ。血管铸型标本除1例病变广泛、波及下牙槽动脉造成其闭塞外，其余6例下牙槽动脉及其分支连续性完好。坏死区域均出现血管网络缺失、病灶边缘及下牙槽动脉周围有不规则的毛细血管增殖且与X线片上新骨增生部位相吻合。结论 在颌骨放疗后低血管、低氧和低细胞的组织结构形成的基础上，局部创伤修复引起毛细血管增殖，进而内皮细胞分裂死亡，微循环衰竭导致局部组织的急剧坏死。
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Experimental study on the osteoradionerosis of
jaw model of dogs with vascular corrosion casting
XIE Xuetao, QIU Weiliu, YUAN Wenhua, et al.
School of Stomatology, Shanghai Second Medical University, Shanghai 200011
【Abstract】 Objective To study pathologic alterations of mandibular microvascular system in osteoradionecrosis of jaws (ORNJ) in order to disclose its pathologic mechanism. Methods The right maxillofacial regions of 10 dogs were exposed to cobalt-60 radiation with a total dose of 60-80Gy and dental extraction were performed at 3, 6months after radiation. The ORNJ was diagnosed by gross observation, X-ray film and histopathologic examination. Then, the vascular corrosion castings of jaws were implemented and investigated. Results At 12months after radiation, 7 cases of ORNJ occured. It was discovered on the casting specimen that the continuity of inferior alveolar arteries remained intact except one case where the artery was obliterated due to lesion involvement. There were defects of vascular networks in the necrotic area with irregular capillaries proliferating in the periphery of lesions and around the inferior alveolar arteries, where x-ray examination showed new bone formation. Conclusion Based on the experimental evidences, a new concept of pathogenesis of ORNJ is put forward: following the formation of “3-hypo” structures, local trauma-repairing process might induce capillary proliferation which bring about a large amount of mitotic death of endotheliocytes, the microcirculation failure takes place leading to ORNJ eventually.
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【Key words】 Osteoradionecrosis Maxillamandible Animals, laboratory
颌骨放射性骨坏死(osteoradionerosis of jaw，ORNJ)是头颈部恶性肿瘤放射治疗后所发生的严重并发症。多年来学者们就其发病机理存在很大的分歧，其焦点在于颌骨内部血管的病理改变与ORNJ发病的关系问题[1-4]。微血管塑料铸型技术能真实、完整地反映组织微血管网络系统形态结构和空间分布，对研究脏器血管系统的病理生理改变具有重要的应用价值。本实验首次采用这一手段，观察狗ORNJ模型的颌骨微血管系统的病理损害情况，对ORNJ尚未解决的基础和临床问题做了更加深入而细致地探索。
材料和方法
一、动物模型的建立
1.动物分组：普通杂种狗10只，年龄约1～2岁，性别不限，体重为10～20 kg。根据以往动物模型的建立方式[5,6]，按照照射剂量的不同，随机分为80 Gy、60 Gy两组，每组5只。
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2.放射源和照射方法：60Co放疗机(型号Theraton780)，SSD：80 cm。动物每周照射1次，共4次。照射前以2.5%戊巴比妥钠溶液按50 mg/kg体重腹腔注射麻醉后，以自制的头颅固定器固定动物头部，而后行60Co照射。照射野包括右侧上下颌骨，内侧界自鼻部中线至右耳根部，后界至下颌升支前缘处。射线自上而下投照，动物分别取仰卧、俯卧位各两次使上下颌骨照射剂量平均。
3.拔牙：分别于照射后3、6个月随机选择两组动物各2只，拔除
。
4.诊断方法：颌面部检查：观察有无牙龈粘膜溃疡不愈、死骨暴露、瘘管形成。X线摄片：放疗后逐月摄片观察颌骨密度及结构破坏情况。病理检查：对4例骨暴露的动物，麻醉后钳取表面小块暴露死骨，浸入福尔马林液中固定。常规脱钙、包埋、切片、HE染色后于光镜下观察。
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二、颌骨血管铸型的制作
1.塑料灌注：将已发生ORNJ的狗麻醉后取仰卧位置于操作台上，于颈中部横向切开皮肤暴露颈总动脉，剪开其管壁，插入灌注针头，1号丝线结扎固定。注入肝素盐水约40 ml。断头后继续以肝素盐水充分灌流；再注入20 ml的纯净单体，并以木签堵塞其椎动脉返流，最后注入配制好的甲基丙烯酸甲酯灌注液约120 ml。结扎颈动静脉后浸入温水中4～6小时。
2.标本的解剖腐蚀清洗:解剖分离其上、下颌骨，行碱-酸-水-碱的流程常规腐蚀，然后以流水及超声波清洗。
3.观察：标本干燥后先行大体观察。然后于双目解剖显微镜下剪取骨坏死病灶周围有关部位，约1cm×1cm大小，置于铜台上喷金，于JSM-480型扫描电镜下观察。
结果
1.照射野的放射性改变：照射3次后即出现放射野内粘膜的色素脱失，与照射野外的粘膜形成明显的界限。此后粘膜逐渐充血水肿、糜烂及溃疡。皮肤则发生脱毛，严重者皮肤剥落、血清渗出。动物进食减少，明显消瘦，涎液外溢伴口臭。照射后2个月，80 Gy组4只动物皮肤粘膜因溃疡坏死造成全层软组织缺损，而60 Gy组多皮肤完整，表面出现了稀疏的浅色毛发再生。于放疗后3、6个月拔牙的4例动物均创口不愈，死骨外露(图1)。至12个月时，X线摄片检查先后发现共有7例(80 Gy4例，60 Gy3例)颌骨出现成片状的骨质密度降低阴影，周边可见斑块状的密度增高影，其中4例拔牙动物其骨坏死病灶以拔牙创为中心，向外周扩展。病理检查在光镜下可见骨细胞陷窝空虚，组织内细胞崩解呈现典型的ORNJ征象。
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图1 80 Gy组放疗后3个月拔牙创口不愈，死骨外露
2.血管铸型观察结果：
(1)大体观察：7例ORNJ动物模型全部上颌骨中，4例上颌骨发生了骨坏死，其血管铸型标本均表现骨坏死区域内血管网络的缺损，1例照射80 Gy并拔牙、病变广泛的ORNJ下颌骨铸型标本血管网的连续性完全丧失。而缺损区域的周边毛细血管呈灶性不规则增生，疏密不一，分布不均匀，甚至于下颌骨下缘向外突出；亦可围绕下牙槽动脉形成一串微血管的增殖带。血管增殖区域与X线片上密度增高的骨质新生部位相吻合。除1例80 Gy照射、3个月拔牙的颌骨广泛坏死波及下牙槽动脉使其中断外，其余6例(80 Gy3例，60 Gy3例)动脉的连续性均正常(图2,3)。
A.病变侧 B.正常侧 C、D处均有坏死骨周边的微血
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管增殖灶 CD间为血管网络缺损区，血管网连续性丧失
图2 颌骨放射性骨坏死(80 Gy+拔牙)下颌骨血管铸型标本
A.病变侧 B.正常侧 C.包绕着下牙槽动脉的为坏
死区后缘微血管增殖带，前端下牙槽动脉的连续性完好
图3 颌骨放射性骨坏死(80 Gy未拔牙)下颌骨血管铸型标本
(2)扫描电镜观察：扫描电镜下可见骨坏死边缘界面上血管形态破坏，呈囊状结构并融合成片，周边血管舒张扭曲变形，残端闭塞圆钝，血管表面高低不平，可见内皮细胞核压迹深陷呈弹坑状(图4,5)。邻近区域围绕主干动脉出现了大量毛细血管增生，呈高度密集的丛状结构，小动脉、静脉少见，与正常侧的毛细血管网络差异显著。
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图4 颌骨放射性骨坏死病灶边缘界面血管铸型的扫描电镜观察，血管形态破坏、舒张、扭曲变形、残端闭塞(×40)
图5 颌骨放射性骨坏死病灶边缘界面血管铸型扫描电镜观察，血管壁内侧面高低不平，可见内皮细胞核压迹深陷呈弹坑状(×100)
讨论 1.关于ORNJ模型动物的选择：1958年Chambers等[7]率先建立了狗的颌骨放射性骨坏死模型，观察牙齿与ORNJ间的关系。此后Frandsen[8]和Alexander等[9]报道了以深部X线照射后拔牙造成的大白鼠ORNJ模型。国内孙勇刚等[10]同样采用深部X线照射制作狗的ORNJ模型开展病因病理学系列研究工作。我们在本研究中首先建立了豚鼠颌骨放射损害的实验模型，豚鼠作为实验动物虽有其独特的优点，但颌骨骨量少且颌弓狭窄，常规X线摄片不能清晰地显示其骨坏死病灶，而且豚鼠对大剂量放射的耐受性差，作为ORNJ实验模型仍存在着很大的局限性；而狗颌骨体积大、骨量多，可通过X线摄片精确地了解其骨质破坏情况。此外狗对大剂量放射损害有良好的耐受性，可观察到ORNJ发生发展的全过程，因而是较为理想的ORNJ模型动物。与以前狗ORNJ模型有所不同的是，本项实验首次采取60Co而并非深部X线作为放射源，并且照射野包括了上下颌骨，这样能更好地模拟当今放射治疗的临床实际情况。
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2.拔牙与ORNJ的关系：关于拔牙与ORNJ发生的关系较为复杂，多年来学者们根据临床病例的回顾分析认为拔牙确是ORNJ重要的致病因素，但同时亦存在着与拔牙等因素无关的自发性ORNJ[4]。Frandsen[8]曾以大白鼠为实验动物，采用深部X线1次1 725～2 400 μGy照射，分别于放疗前、后拔除放射野内的磨牙，结果放疗后拔牙组较放射前拔牙组ORNJ的发生率显著增高，说明放疗后拔牙导致骨坏死的危险性大。孙勇刚等[10]以深部X线(15～25 Gy/次、4次/周)对狗的一侧下颌骨进行照射，然后于照射后1个月拔牙，发现有40%拔牙创能正常愈合，而未愈的拔牙创与ORNJ病灶之间多有明显的骨硬化反应带，因而认为拔牙与ORNJ的发生之间无直接的因果关系。本实验中我们于动物放疗结束后6个月拔牙，拔牙前X线摄片正常的情况下，拔牙后创口不愈合，X线片可见以拔牙创为中心的骨质吸收破坏区域，两者间未见硬化反应带分隔。故而不能排除拔牙是诱发ORNJ的致病因素。但未经拔牙的动物亦有骨坏死的发生，说明ORNJ发病的根本原因还是在于颌骨内部放射损伤变化的积累。而颌骨放射损伤达到何种程度拔牙才能诱发ORNJ，有待于今后深入研究。
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3.ORNJ的发病机理：对于ORNJ的发病机理，传统的理解为放疗、创伤和感染的过程，其核心在于小动脉损害引起颌骨内的血循环障碍。这一学说以Ewing等为代表，曾长时期地指导着ORNJ的临床防治工作[1-4]。此后由于ORNJ病因病理研究工作的不断进展，人们对于该疾病的认识逐步从炎症转移至颌骨本身的代谢调节方面，Marx于1983年提出新的ORNJ病理学概念，即放疗后颌骨内由于血管和骨组织的放射损伤而形成了低血管、低氧和低细胞的组织结构，在这一基础上由于组织的新生替代能力无法满足细胞和胶原的代谢要求而发生坏死，因而ORNJ是丧失创伤愈合能力而非颌骨感染性疾患[2,3]。1990年孙勇刚等[5]针对狗的ORNJ模型进行血管造影和氧化铅灌注的血管影像学研究，发现在骨坏死的同时，下牙槽动脉及其分支破坏不明显，甚至在病灶内有增生倾向，故认为ORNJ的基本病理改变是射线对于骨组织的直接损害。但实验所采用的血管造影法过于宏观，难以显示颌骨内微血管系统的变化情况，我们在此基础上，对同一ORNJ的动物模型进行颌骨微血管铸型检测，试图揭示颌骨血管系统与ORNJ之间的内在联系。
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实验结果显示除1例(80 Gy+拔牙)ORNJ病变广泛波及下牙槽血管造成其闭塞以外，其余各例下牙槽动脉及其分支连续性均完好。而在骨坏死区域内血管网络破坏消失，坏死区周边及下牙槽动脉周围可见活跃的毛细血管增殖灶且与X线片上新骨形成的部位相吻合。这一结果否认了小动脉损害论以及骨直接损害学说的合理性，亦有助于解释临床及动物实验当中存在的骨坏死病灶周围骨显像放射浓聚的事实[4,6]。我们认为颌骨在严重的放射损伤以后，由于微血管系统的损害造成毛细血管网络中断、数目减少，组织内微循环功能低下而缺氧；成骨细胞活动的抑制使骨组织正常的新生替代能力受到破坏因而低血管、低氧及低细胞组织结构逐步形成，骨组织维持在代谢低下的状态。随着骨组织不断更新替代的缓慢进程，颌骨内某些部位的代谢水平已无法满足骨再建(bone remodeling)的要求，或是颌骨创伤、炎症等外部因素的刺激，引起了局部骨组织的创伤修复过程：成骨活动增加，毛细血管急剧增殖。但血管的内皮细胞在快速分裂繁殖的同时，由于放射的中晚期效应而发生分裂死亡(mitotic death)，内皮细胞肿胀、退变、坏死造成血管网络的进一步破坏，使局部功能低下的微循环再次受到打击而衰竭，导致了ORNJ的产生。而骨坏死又刺激了颌骨的修复性活动，使其它薄弱区域同样因增殖性细胞死亡、微循环衰竭引起ORNJ不断进展的过程。
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上海市高教局博士点基金资助课题(94CB25)
参考文献
[1] Bras J,de Jonge HK,van Merkesteyn JP. Osteoradionecrosis of the mandible: pathogenesis. Am J Otolaryngol，1990，11:244-250.
[2] Marx RE. Osteoradionecrosis : a new concept of its pathophysiology. J Oral Maxillofac Surg, 1983, 41: 283-288.
[3] Marx RE,Johnson RP. Studies in the radiobiology of osteoradionecrosis and their clinical significance. Oral Surg Oral Med Oral Pathol, 1987,64:379-390.
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[4] 解雪涛，邱蔚六，刘及. 颌骨放射性骨坏死病因病理学研究的近期概况. 国外医学放射医学分册，1995,19:38-41.
[5] 孙勇刚，王光和，马绪臣，等. 颌骨放射性骨坏死的血管影象学表现.中华口腔医学杂志，1990,25:12-14.
[6] 孙勇刚，王光和，邹兆菊，等.99mTc-MDP骨显象在实验性颌骨放射性骨坏死诊断中的应用. 中华口腔医学杂志，1989,24:343-346.
[7] Chambers F,Ny E,Ogden H,et al. Mandibular osteomyelitis in dogs following irradiation. Oral Surg,1958, 11:843-859.
[8] Frandsen AM. Effects of roentgen irradiation of the jaws on socket healing in young rats. Acta Odont Scand,1962,20:307-311.
[9] Alexander R, Elzay RP,Dettman P, et al.Tetracyclines for controlling osteoradionecrosis in rat mandibles. J Oral Surg,1967,25:503-509.
[10] 孙勇刚，王光和，邹兆菊. 对牙齿因素在颌骨放射性骨坏死发病学中意义的重新评价.现代口腔医学杂志，1992,6:5-7.
(收稿：1997-05-30 修回：1998-04-21), 百拇医药
单位：解雪涛 邱蔚六 袁文化 王中和(200011 上海第二医科大学口腔医学院)
关键词：骨坏死，放射性；上颌骨；下颌骨；动物，实验
中华口腔医学杂志990102 【摘要】 目的 观察颌骨放射性骨坏死(osteoradionerosis of jaw，ORNJ)病变时颌骨内微血管系统的病理损害，探讨ORNJ的病理发生机制。方法 采取60Co对10只狗右侧颌面部进行60～80 Gy照射，并于照射后3、6个月拔牙，通过定期局部观察、X线摄片和组织病理学方法诊断ORNJ的发生，并对其进行颌骨的微血管铸型检测。结果 放疗后12个月先后有7例发生了ORNJ。血管铸型标本除1例病变广泛、波及下牙槽动脉造成其闭塞外，其余6例下牙槽动脉及其分支连续性完好。坏死区域均出现血管网络缺失、病灶边缘及下牙槽动脉周围有不规则的毛细血管增殖且与X线片上新骨增生部位相吻合。结论 在颌骨放疗后低血管、低氧和低细胞的组织结构形成的基础上，局部创伤修复引起毛细血管增殖，进而内皮细胞分裂死亡，微循环衰竭导致局部组织的急剧坏死。
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Experimental study on the osteoradionerosis of
jaw model of dogs with vascular corrosion casting
XIE Xuetao, QIU Weiliu, YUAN Wenhua, et al.
School of Stomatology, Shanghai Second Medical University, Shanghai 200011
【Abstract】 Objective To study pathologic alterations of mandibular microvascular system in osteoradionecrosis of jaws (ORNJ) in order to disclose its pathologic mechanism. Methods The right maxillofacial regions of 10 dogs were exposed to cobalt-60 radiation with a total dose of 60-80Gy and dental extraction were performed at 3, 6months after radiation. The ORNJ was diagnosed by gross observation, X-ray film and histopathologic examination. Then, the vascular corrosion castings of jaws were implemented and investigated. Results At 12months after radiation, 7 cases of ORNJ occured. It was discovered on the casting specimen that the continuity of inferior alveolar arteries remained intact except one case where the artery was obliterated due to lesion involvement. There were defects of vascular networks in the necrotic area with irregular capillaries proliferating in the periphery of lesions and around the inferior alveolar arteries, where x-ray examination showed new bone formation. Conclusion Based on the experimental evidences, a new concept of pathogenesis of ORNJ is put forward: following the formation of “3-hypo” structures, local trauma-repairing process might induce capillary proliferation which bring about a large amount of mitotic death of endotheliocytes, the microcirculation failure takes place leading to ORNJ eventually.
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【Key words】 Osteoradionecrosis Maxillamandible Animals, laboratory
颌骨放射性骨坏死(osteoradionerosis of jaw，ORNJ)是头颈部恶性肿瘤放射治疗后所发生的严重并发症。多年来学者们就其发病机理存在很大的分歧，其焦点在于颌骨内部血管的病理改变与ORNJ发病的关系问题[1-4]。微血管塑料铸型技术能真实、完整地反映组织微血管网络系统形态结构和空间分布，对研究脏器血管系统的病理生理改变具有重要的应用价值。本实验首次采用这一手段，观察狗ORNJ模型的颌骨微血管系统的病理损害情况，对ORNJ尚未解决的基础和临床问题做了更加深入而细致地探索。
材料和方法
一、动物模型的建立
1.动物分组：普通杂种狗10只，年龄约1～2岁，性别不限，体重为10～20 kg。根据以往动物模型的建立方式[5,6]，按照照射剂量的不同，随机分为80 Gy、60 Gy两组，每组5只。
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2.放射源和照射方法：60Co放疗机(型号Theraton780)，SSD：80 cm。动物每周照射1次，共4次。照射前以2.5%戊巴比妥钠溶液按50 mg/kg体重腹腔注射麻醉后，以自制的头颅固定器固定动物头部，而后行60Co照射。照射野包括右侧上下颌骨，内侧界自鼻部中线至右耳根部，后界至下颌升支前缘处。射线自上而下投照，动物分别取仰卧、俯卧位各两次使上下颌骨照射剂量平均。
3.拔牙：分别于照射后3、6个月随机选择两组动物各2只，拔除
。4.诊断方法：颌面部检查：观察有无牙龈粘膜溃疡不愈、死骨暴露、瘘管形成。X线摄片：放疗后逐月摄片观察颌骨密度及结构破坏情况。病理检查：对4例骨暴露的动物，麻醉后钳取表面小块暴露死骨，浸入福尔马林液中固定。常规脱钙、包埋、切片、HE染色后于光镜下观察。
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二、颌骨血管铸型的制作
1.塑料灌注：将已发生ORNJ的狗麻醉后取仰卧位置于操作台上，于颈中部横向切开皮肤暴露颈总动脉，剪开其管壁，插入灌注针头，1号丝线结扎固定。注入肝素盐水约40 ml。断头后继续以肝素盐水充分灌流；再注入20 ml的纯净单体，并以木签堵塞其椎动脉返流，最后注入配制好的甲基丙烯酸甲酯灌注液约120 ml。结扎颈动静脉后浸入温水中4～6小时。
2.标本的解剖腐蚀清洗:解剖分离其上、下颌骨，行碱-酸-水-碱的流程常规腐蚀，然后以流水及超声波清洗。
3.观察：标本干燥后先行大体观察。然后于双目解剖显微镜下剪取骨坏死病灶周围有关部位，约1cm×1cm大小，置于铜台上喷金，于JSM-480型扫描电镜下观察。
结果
1.照射野的放射性改变：照射3次后即出现放射野内粘膜的色素脱失，与照射野外的粘膜形成明显的界限。此后粘膜逐渐充血水肿、糜烂及溃疡。皮肤则发生脱毛，严重者皮肤剥落、血清渗出。动物进食减少，明显消瘦，涎液外溢伴口臭。照射后2个月，80 Gy组4只动物皮肤粘膜因溃疡坏死造成全层软组织缺损，而60 Gy组多皮肤完整，表面出现了稀疏的浅色毛发再生。于放疗后3、6个月拔牙的4例动物均创口不愈，死骨外露(图1)。至12个月时，X线摄片检查先后发现共有7例(80 Gy4例，60 Gy3例)颌骨出现成片状的骨质密度降低阴影，周边可见斑块状的密度增高影，其中4例拔牙动物其骨坏死病灶以拔牙创为中心，向外周扩展。病理检查在光镜下可见骨细胞陷窝空虚，组织内细胞崩解呈现典型的ORNJ征象。
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图1 80 Gy组放疗后3个月拔牙创口不愈，死骨外露
2.血管铸型观察结果：
(1)大体观察：7例ORNJ动物模型全部上颌骨中，4例上颌骨发生了骨坏死，其血管铸型标本均表现骨坏死区域内血管网络的缺损，1例照射80 Gy并拔牙、病变广泛的ORNJ下颌骨铸型标本血管网的连续性完全丧失。而缺损区域的周边毛细血管呈灶性不规则增生，疏密不一，分布不均匀，甚至于下颌骨下缘向外突出；亦可围绕下牙槽动脉形成一串微血管的增殖带。血管增殖区域与X线片上密度增高的骨质新生部位相吻合。除1例80 Gy照射、3个月拔牙的颌骨广泛坏死波及下牙槽动脉使其中断外，其余6例(80 Gy3例，60 Gy3例)动脉的连续性均正常(图2,3)。
A.病变侧 B.正常侧 C、D处均有坏死骨周边的微血
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管增殖灶 CD间为血管网络缺损区，血管网连续性丧失
图2 颌骨放射性骨坏死(80 Gy+拔牙)下颌骨血管铸型标本
A.病变侧 B.正常侧 C.包绕着下牙槽动脉的为坏
死区后缘微血管增殖带，前端下牙槽动脉的连续性完好
图3 颌骨放射性骨坏死(80 Gy未拔牙)下颌骨血管铸型标本
(2)扫描电镜观察：扫描电镜下可见骨坏死边缘界面上血管形态破坏，呈囊状结构并融合成片，周边血管舒张扭曲变形，残端闭塞圆钝，血管表面高低不平，可见内皮细胞核压迹深陷呈弹坑状(图4,5)。邻近区域围绕主干动脉出现了大量毛细血管增生，呈高度密集的丛状结构，小动脉、静脉少见，与正常侧的毛细血管网络差异显著。
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图4 颌骨放射性骨坏死病灶边缘界面血管铸型的扫描电镜观察，血管形态破坏、舒张、扭曲变形、残端闭塞(×40)
图5 颌骨放射性骨坏死病灶边缘界面血管铸型扫描电镜观察，血管壁内侧面高低不平，可见内皮细胞核压迹深陷呈弹坑状(×100)
讨论 1.关于ORNJ模型动物的选择：1958年Chambers等[7]率先建立了狗的颌骨放射性骨坏死模型，观察牙齿与ORNJ间的关系。此后Frandsen[8]和Alexander等[9]报道了以深部X线照射后拔牙造成的大白鼠ORNJ模型。国内孙勇刚等[10]同样采用深部X线照射制作狗的ORNJ模型开展病因病理学系列研究工作。我们在本研究中首先建立了豚鼠颌骨放射损害的实验模型，豚鼠作为实验动物虽有其独特的优点，但颌骨骨量少且颌弓狭窄，常规X线摄片不能清晰地显示其骨坏死病灶，而且豚鼠对大剂量放射的耐受性差，作为ORNJ实验模型仍存在着很大的局限性；而狗颌骨体积大、骨量多，可通过X线摄片精确地了解其骨质破坏情况。此外狗对大剂量放射损害有良好的耐受性，可观察到ORNJ发生发展的全过程，因而是较为理想的ORNJ模型动物。与以前狗ORNJ模型有所不同的是，本项实验首次采取60Co而并非深部X线作为放射源，并且照射野包括了上下颌骨，这样能更好地模拟当今放射治疗的临床实际情况。
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2.拔牙与ORNJ的关系：关于拔牙与ORNJ发生的关系较为复杂，多年来学者们根据临床病例的回顾分析认为拔牙确是ORNJ重要的致病因素，但同时亦存在着与拔牙等因素无关的自发性ORNJ[4]。Frandsen[8]曾以大白鼠为实验动物，采用深部X线1次1 725～2 400 μGy照射，分别于放疗前、后拔除放射野内的磨牙，结果放疗后拔牙组较放射前拔牙组ORNJ的发生率显著增高，说明放疗后拔牙导致骨坏死的危险性大。孙勇刚等[10]以深部X线(15～25 Gy/次、4次/周)对狗的一侧下颌骨进行照射，然后于照射后1个月拔牙，发现有40%拔牙创能正常愈合，而未愈的拔牙创与ORNJ病灶之间多有明显的骨硬化反应带，因而认为拔牙与ORNJ的发生之间无直接的因果关系。本实验中我们于动物放疗结束后6个月拔牙，拔牙前X线摄片正常的情况下，拔牙后创口不愈合，X线片可见以拔牙创为中心的骨质吸收破坏区域，两者间未见硬化反应带分隔。故而不能排除拔牙是诱发ORNJ的致病因素。但未经拔牙的动物亦有骨坏死的发生，说明ORNJ发病的根本原因还是在于颌骨内部放射损伤变化的积累。而颌骨放射损伤达到何种程度拔牙才能诱发ORNJ，有待于今后深入研究。
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3.ORNJ的发病机理：对于ORNJ的发病机理，传统的理解为放疗、创伤和感染的过程，其核心在于小动脉损害引起颌骨内的血循环障碍。这一学说以Ewing等为代表，曾长时期地指导着ORNJ的临床防治工作[1-4]。此后由于ORNJ病因病理研究工作的不断进展，人们对于该疾病的认识逐步从炎症转移至颌骨本身的代谢调节方面，Marx于1983年提出新的ORNJ病理学概念，即放疗后颌骨内由于血管和骨组织的放射损伤而形成了低血管、低氧和低细胞的组织结构，在这一基础上由于组织的新生替代能力无法满足细胞和胶原的代谢要求而发生坏死，因而ORNJ是丧失创伤愈合能力而非颌骨感染性疾患[2,3]。1990年孙勇刚等[5]针对狗的ORNJ模型进行血管造影和氧化铅灌注的血管影像学研究，发现在骨坏死的同时，下牙槽动脉及其分支破坏不明显，甚至在病灶内有增生倾向，故认为ORNJ的基本病理改变是射线对于骨组织的直接损害。但实验所采用的血管造影法过于宏观，难以显示颌骨内微血管系统的变化情况，我们在此基础上，对同一ORNJ的动物模型进行颌骨微血管铸型检测，试图揭示颌骨血管系统与ORNJ之间的内在联系。
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实验结果显示除1例(80 Gy+拔牙)ORNJ病变广泛波及下牙槽血管造成其闭塞以外，其余各例下牙槽动脉及其分支连续性均完好。而在骨坏死区域内血管网络破坏消失，坏死区周边及下牙槽动脉周围可见活跃的毛细血管增殖灶且与X线片上新骨形成的部位相吻合。这一结果否认了小动脉损害论以及骨直接损害学说的合理性，亦有助于解释临床及动物实验当中存在的骨坏死病灶周围骨显像放射浓聚的事实[4,6]。我们认为颌骨在严重的放射损伤以后，由于微血管系统的损害造成毛细血管网络中断、数目减少，组织内微循环功能低下而缺氧；成骨细胞活动的抑制使骨组织正常的新生替代能力受到破坏因而低血管、低氧及低细胞组织结构逐步形成，骨组织维持在代谢低下的状态。随着骨组织不断更新替代的缓慢进程，颌骨内某些部位的代谢水平已无法满足骨再建(bone remodeling)的要求，或是颌骨创伤、炎症等外部因素的刺激，引起了局部骨组织的创伤修复过程：成骨活动增加，毛细血管急剧增殖。但血管的内皮细胞在快速分裂繁殖的同时，由于放射的中晚期效应而发生分裂死亡(mitotic death)，内皮细胞肿胀、退变、坏死造成血管网络的进一步破坏，使局部功能低下的微循环再次受到打击而衰竭，导致了ORNJ的产生。而骨坏死又刺激了颌骨的修复性活动，使其它薄弱区域同样因增殖性细胞死亡、微循环衰竭引起ORNJ不断进展的过程。
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上海市高教局博士点基金资助课题(94CB25)
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(收稿：1997-05-30 修回：1998-04-21), 百拇医药