下颌骨骨缺损特点及其修复重建的研究进展

2018-2-23 15:02  来源:口腔颌面修复学杂志
作者:袁仕廷 温伟生 阅读量:8938

    下颌骨作为颌面骨骼的组成部分之一,参与构成面下1/3,由于颌面创伤、肿瘤、先天畸形、感染等引起的下颌骨缺损不仅导致颌面部外形改变,还会造成包括咀嚼、吞咽及呼吸功能障碍,对患者的生活质量及心理健康产生严重的影响。因此对于缺损后下颌骨的修复及重建,在恢复颌骨的形态和面部轮廓的基础上,更重要的是要恢复下颌骨的各项功能,如下颌骨的运动,恢复咬合等。如何实现下颌骨的功能性重建仍然是颌面外科医生需要进一步研究的方向之一。

    1.下颌骨缺损特点

    1.1下颌骨解剖特点

    下颌骨是由双侧下颌骨体部及下颌升支部联合构成的U形骨,两侧通过下颌髁状突与上颌颞骨关节面、关节盘共同构成颞下颌关节(TMJ)从而实现下颌开闭口运动。TMJ是全身唯一含有关节盘的联动关节,通过附着于其上的升降颌肌群完成复杂的运动,从而实现呼吸、咀嚼、吞咽言语等重要功能活动。下颌骨形态、功能的多样性决定其修复重建的复杂性,颌骨的缺损不但影响面部形态,其周围附着肌群的损伤亦对颌骨的活动功能产生严重影响,因此在下颌骨重建时不仅需恢复下颌骨的完整性,还要尽量保留其上附着的肌群,避免双侧肌力不平衡而导致的术后疼痛及张口受限等功能障碍。

    1.2下颌骨缺损分类

    下颌骨缺损部位及范围的不同,对患者颌面部形态及功能的影响亦存在差异,其重建修复的难度及预后也不尽相同,因而对下颌骨缺损进行系统分类有利于患者病情的评估,更好的指导颌骨缺损后的修复。目前部分学者对下颌骨缺损的分类提出了不同的方法,但尚无统一标准。Jewer提出的HLC分类方法较为全面的反映了下颌骨缺损的位置和范围,对颌骨缺损的修复重建有一定指导意义。其中H指包含髁状突单侧下颌骨不过中线的缺损,C指下颌前牙区缺损(两侧尖牙间),L指不包含髁状突单侧下颌骨不过中线的缺损,H、C、L的各自组成不同的缺损的亚类。

    Boyd在此基础上增加了软组织缺损的亚分类进一步完善了HLC分类方法,对临床修复具有指导意义。国内廖贵清等根据下颌骨功能分区及附着肌群的不同提出CRABS分类,C(Condyle)指髁突、R(Ramus)指下颌升支、A(Angleofmandible)指下颌角、B(Bodyofmandible)指下颌骨体部、S(Symphasis)指颏部,自右至左可将下颌骨标志为“CRABSSBARC”,下颌骨节段性缺损以大写字母“R、A、B、S”表示,颌骨方块缺损则以小写字母“r、a、b、s”表示,首先定义了连续性不中断的缺损分类方式,对指导手术修复具有一定的意义。

    1.3下颌骨缺损修复原则

    下颌骨缺损除了对颜面美观的影响外,更重要的是引起咀嚼、吞咽、言语等功能的异常,其修复重建需考虑诸多因素影响因而不同于其他部位的骨骼重建。理想的下颌骨修复重建应该在实现颌骨连续、完整及面型容貌恢复的基础上,要为患者术后咀嚼、吞咽、言语等生理功能恢复提供基础条件。

    2.下颌骨缺损修复重建新进展

    自体骨移植是目前下颌骨缺损的主要修复方式之一。近年来,随着计算机技术及组织工程技术的不断发展,颌骨缺损后的修复方式取得了快速发展,计算机辅助技术及个性化定制修复的出现为颌骨的功能性修复提供了可靠的技术支持,牵引成骨、组织工程骨技术及引导骨再生技术的发展为颌骨重建提供了新的思路。

    2.1自体骨移植修复

    自体骨移植包括:血管化骨移植和非血管化骨移植;其中血管化骨移植包括游离骨组织瓣移植及带蒂骨组织瓣移植。目前,血管化骨移植仍然是修复颌骨缺损、提高患者生存质量的最佳方式之一,因其通过显微技术进行血管吻合后,皮瓣内动静脉血供使其抗感染能力及组织存活率均得到了明显提高,骨创愈合较好,临床上应用较多骨组织瓣的包括髂骨皮瓣、腓骨皮瓣等。Taylor等首先把血管化髂骨皮瓣用以修复下颌骨的缺损,因髂骨的骨组织量充足,为同期或后期口腔修复提供基础,且形态外形与下颌骨相近似,目前仍然是下颌缺损修复常用的组织瓣之一。

    Hidalgo首先将腓骨皮瓣应用于下颌骨的修复重建,因其骨组织量充足,可提供长25 cm骨量及10×20 cm皮岛,同时具有骨膜和骨内的血管供血,且在保留骨膜一侧完整、连续的基础上进行折叠可增加骨的高度,是当前下颌骨缺损首选修复方式。带蒂骨组织瓣较常见的是带肋骨的胸大肌皮瓣及背阔肌皮瓣、带肩胛骨的斜方肌肌皮瓣等,其优点在于供血血管确定,解剖变异性小,操作简便,抗感染能力较强,存活率高;缺点在于骨组织量不足,难以在不损伤血管情况下进行塑形,目前更多的应用于游离骨组织瓣修复失败后的应急修复处理。非血管化骨移植因手术操作简便、局部创伤较小、术后并发症少见,是目前创伤及良性肿瘤引起的下颌骨小段缺损的首选治疗方案。

    临床上可用于下颌骨移植修复的有:髂骨、肋骨、胫骨、腓骨、头顶和胸骨等,但髂骨因其骨组织量多,存在松质骨及皮质骨、外形有一定弯曲度与下颌骨相近等特点成为非血管化骨移植的首选。随着显微血管外科技术的发展,血管化骨移植逐渐显示出其独特的优势,成为缺损修复的首选方法之一,但不可否认非血管化骨移植作为补充在很多情况下发挥重要的作用。下颌骨缺损长度不能作为临床医生是否选择血管化骨移植的唯一指征,目前一般认为骨缺损量≤5 cm,口腔软组织无明显缺损,局部无明显炎症,术前或术后无需行放射治疗的情况下非血管化骨移植能取得很好的疗效;对于缺损>5 cm或下颌恶性肿瘤术后合并软组织缺损、术后需行放射治疗时更多的会采用血管化骨移植。

    2.2计算机辅助下颌骨精准修复

    为了达到精确手术、恢复理想形态及功能,需临床医师术前进行精密的设计、术中准确控制以及术后可靠预测,这使得计算机技术开始被引入到外科手术。Hemmy等首先在颅颌面外科使用了三维重建技术,随着计算机技术的发展,基于三维重建技术的CAD/CAM及计算机辅助导航系统(computer assisted navigation system,CANS)技术亦被广泛应用于颌面外科领域。其通过CT扫描获得三维立体图像,在此基础上通过的计算机编辑软件模拟手术设计方案、手术过程以及预测术后效果,并使用CAD/CAM技术制作三维仿真模型,设计截骨导板、塑形导板及就位导板实现缺损精确修复的目的,对于提高术中精确定位、减少术中创伤、优化手术方案及缩短手术时间等方面意义重大。

    通过CAD技术将CT扫描的虚拟数据通过编辑软件进行三维重建后进行虚拟切割和移动,模拟手术方式并预测术后疗效。CAM以快速成型技术(RP)为代表,将采集数据采用分层制作、逐层叠加成型,打印出三维树脂模型;其中三维打印技术(3DP)因其成型高效、低消耗、低成本及可靠性高等特点在颌面部缺损修复中得到了广泛的应用。计算机辅助技术的应用明显缩短术中操作时间,提高手术操作精确度,减少术后不良反应,显示出其巨大应用前景,已成为下颌骨修复中不可或缺的工具之一。

    在下颌骨缺损重建修复中,通过三维重建技术能够充分了解病变的位置、大小、形状以及与周围组织关系,为颌骨修复重建提供基础。同时通过CAD/CAM技术对虚拟数据进行处理,建立颌面部的有限元模型,设计手术治疗方案,模拟下颌骨截骨位置及下颌骨截骨缺损后三维模型,根据下颌骨缺损范围模拟选取骨类型、位置、大小,确定取骨最佳位置,以期获得最接近缺损大小的形态。通过3DP技术制作截骨导板、塑形导板及就位导板,实现下颌骨缺损的精准修复。但是由于CT扫描的精度不高使得3DP模型表面粗糙,尤其是对牙颌面形态不够精确易造成手术导板的就位困难。对于这种情况可先取牙列石膏模型,通过光学扫描取得精确表面数据再与CT数据相匹配获得精确三维模型。

    2.3骨组织工程修复

    骨组织工程通过将自体干细胞经体外扩增培养后,结合细胞诱导因子共同植入具有一定强度及良好生物相容性可降解细胞支架内,将其植入骨缺损部位到达骨的缺损修复,被认为是最具前景的颌骨修复方式。骨组织工程其构成包含有:种子细胞、细胞支架及骨诱导生长因子三个要素。种子细胞作为组织工程骨的基础,应具备细胞易于获取、能在体外培养扩增且保持生物活性、定向分化为成骨细胞保持成骨活性、组织相容性好,低免疫原性等特点。目前常用的种子细胞有骨髓间充质干细胞(Bone mesenchymal stem cells BMSCs)、脂肪干细胞(Adipose-derived stem cells ADSCs)、胚胎干细胞(Embryonic stem cell ESCs)等,其中BMSCs因来源广泛、体外扩增培养容易、有多分化潜能,是目前下颌骨缺损重建研究最多的种子细胞。

    细胞支架作为体外细胞外基质替代物为种子细胞提供黏附及营养物质交换的载体,应具有良好的组织相容性、生物力学强度及三维立体多孔样结构等特点。目前下颌骨重建支架以无机材料为主,包括β-磷酸三钙(β-TCP)、羟基磷灰石(HA)、磷酸钙陶瓷等,其中β-TCP是目前应用较多的材料,但因其生物力学强度不足的缺点限制了其使用。随着纳米材料的发展,纳米HA因其与颌骨中的HA晶体成分及体积基本相似,生物相容性好,使其成为骨缺损修复的另一种选择。骨诱导生长因子通过复杂的信号控制特定的细胞活性,调节种子细胞增殖和分化,目前组织工程骨研究中常用细胞因子包括骨形态形成蛋白(BMP)、转化生长因子(TGF)、血小板衍生生长因子(PDGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)等。

    BMP是目前研究较多的能促进成骨形成的因子,参与诱导成骨,促进成骨细胞增殖分化。目前骨的血管化是其亟待解决的难题,有研究表面周围血管进入支架的深度仅100-200μm,细胞支架中心无法建立血流灌注,引起种子缺乏氧气和养料,骨组织中心坏死,而尚无法对大面积骨缺损进行修复,但不难看出随着细胞培养技术的改进和材料学的发展,组织工程骨必将成为颌骨缺损后修复的又一选择。

    2.4牵引成骨

    牵引成骨(distraction osteogenesis,DO)其原理是使用手术方式在牵引部位进行截骨,保留两侧骨断端骨膜、软组织附着及供血血管,使用预设牵引器固定于两侧骨段,在保证两侧骨段相对固定的基础上给予牵引力,通过激活成骨细胞增殖与合成功能,促进周围组织再从而实现自体成骨修复的目的。Carthy等首先将DO技术应用于颌面外科领域,因其手术创伤小、无需开辟第二术区、避免自体或异体骨植入并能同时解决骨组织及软组织量不足等优点,成为颌面外科的一项新技术,是颌骨修复的一个重要发展。

    在DO过程中,牵引速度是确保成骨的关键,速度过快可引起骨痂形成早期出现骨愈合;速度多快则可能出现骨量形成不足,纤维组织增多,较为理想的牵引速率应该控制在1.0-1.2mm/d。目前DO技术在颌面部发育畸形、下颌骨缺损及牙槽骨牵引等领域应用广泛,但因其存在治疗周期较长、治疗费用高,且对于上下颌骨等具有一定生理弧度的复杂骨缺损难以达到与面型完全结合,因而很难完全满足复杂的下颌骨缺损修复的形态及功能要求,须严格把控适应症,结合患者的生理,心理能力,拟定确切可行的治疗方案。目前部分学者使用骨移植联合DO技术,共同修复下颌骨的缺损,相比单纯骨转移更具优势。

    2.5引导骨再生

    引导骨再生技术主要通过生物膜的屏障作用阻挡组织细胞张入骨缺损间隙,同时促进具有骨形成能力的细胞分化增殖,构成相对封闭的微环境从而实现颌骨修复的目的。对于微型骨缺损或骨吸收能起到良好的修复效果,目前多应用于口腔种植领域,增加种植体周围骨量,促进种植体与牙槽骨整合,但目前尚无法应用于大块的下颌骨缺损修复。

    3.展望

    因下颌骨复杂的形态及功能,其缺损后的重建修复一直是颌面外科医生研究的热点、难点。随着近年来各种修复技术取得长足进步,但仍没有一种能同时兼顾解剖外形与生理功能的理想方法,且其修复效果受缺损位置、范围、时间等诸多因素影响,应根据病人个体情况选用恰当的修复方式。目前自体骨移植仍然是下颌骨缺损修复的金标准,骨组织工程技术及牵引成骨技术的发展因其独特的优势可能成为未来颌骨缺损修复的方向。随着计算机技术的发展,下颌骨缺损后的修复也向着精准化、个体化的功能性修复方向发展。

编辑: 陆美凤

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