创伤性颞下颌关节强直的病因和治疗

2017-7-31 11:07  来源:中国实用口腔科杂志
作者:肖锷 赵璐 张益 阅读量:599

    1856年,Humphry首次将颞窝与髁突纤维性的粘连这些类似于强直的病理变化描述为“慢性血肿性关节炎(chronic heumatic arthritis)”。之后在1873年,“强直下颌”一词出现在Hermann Westrum的著作EinBeitragzur Ankylosis mandibulae:Inaugural—Dissertation中。创伤是颞下颌关节强直的主要原因,占64.82%~98.5%。创伤性颞下颌关节强直是严重的颞下颌关节疾患,特征是关节腔闭塞、继发的关节内及关节周围骨异常形成。关节强直能够导致患者进行性张口受限,进而导致发音、进食障碍,面部畸形,气道受阻,甚至心理疾患。

    近些年,中外学者对创伤性颞下颌关节强直的病因进行了大量研究,推动了其预防和治疗措施的改进。本文将总结创伤性颞下颌关节强直机制研究和临床治疗的最新进展。

    1.创伤性颞下颌关节强直的病因

    髁突骨折作为创伤性颞下颌关节强直的主要病因,在我国内地约占69%~74%,在世界其他高发区约占80%。98%。而早期实验报道,只有0.4%的髁突骨折会发展为关节强直。可见不是任何一种髁突骨折都会导致关节强直,关节强直的形成可能与骨折类型有关。我们对27例患者的37侧关节强直(Sawhney分类I~Ⅲ型)进行回顾性研究发现,22侧为髁突矢状骨折,15侧为髁突粉碎性骨折;此外,髁突骨折联合下颌颏部或颏旁骨骨折增加了关节强直发生的风险。

    另一项回顾性影像学研究发现,关节盘内移位是强直关节的共同特点。动物实验也证实,关节盘的存在可以阻止关节强直的发生。因此我们推断,髁突矢状骨折或粉碎性骨折具备了关节强直发生的2个必要因素:关节盘移位和骨髓腔暴露。为了验证这一假说,我们建立了基于髁突矢状骨折和关节盘外侧2/3切除的关节强直动物模型。但该模型形成的强直更像纤维一软骨强直而非完全骨性强直。显然,除髁突矢状骨折和关节盘移位外,骨性强直的形成还有其他必要因素。在对骨性关节强直的影像学观察中发现,存在颞窝骨质增厚现象;而动物模型研究发现,只去除关节盘和颞窝纤维一软骨层,不会出现明显骨质增厚,仅表现为不规则的侵蚀样改变。也就是说,颞窝纤维一软骨层损伤很难引起明显骨形成。为了验证这个假设,在髁突矢状骨折和关节盘切除的基础上,我们实验动物羊实施2种手术方法:一组严重损伤颞窝,在其纤维软骨层磨出深沟直至硬骨暴露;另一组损伤较轻,只去除颞窝的纤维软骨层。结果第一组出现张口受限,在关节间隙有广泛异位骨形成。表明严重颞窝损伤是除关节面开放性骨折、关节盘移位之外的另一个颞下颌关节强直形成的必要因素。本课题组在关节强直复发患者中发现颞窝顶部骨质增厚尤为明显。即便已经构建出可重复的骨眭关节强直动物模型,但对于关节间隙骨“过度修复”过程,仍未得到明确解释。

    在I型强直患者和纤维一软骨性强直动物模型,我们看到强直组织有大量纤维或软骨,在影像学表现为透射带。在Ⅱ~Ⅲ型关节强直中,透射带明显变窄,关节间隙被大量软骨细胞、软骨基质及肥大软骨占据。肥大软骨逐渐过渡形成新骨。同时,新形成的血管蔓延至纤维一软骨组织。成骨细胞和破骨细胞是决定骨密度和骨量的2个重要因素。研究发现,透射带中含有多向分化潜能的干细胞(mesenchymal stromalcells,MSC),可能是软骨内成骨的细胞来源。并且,这些来源于强直组织透射带或强直颌骨骨髓的间充质干细胞,成骨能力弱于来源于正常颌骨的干细胞阻。分子研究表明,BMP家族、Wnt家族均与强直形成相关。对于骨形成相关基因的表达,骨性强直高于纤维性强直。这些结果都印证了关节强直缓慢、持续的进展过程,但关节强直高密度骨球的形成还需要进一步解释。

    而指向破骨细胞的研究表明,在Ⅱ一Ⅳ型关节强直高密度骨球中,破骨细胞的数目减少,强直骨髓腔中的骨髓单核细胞分化为破骨细胞的能力下降。早期创伤性颞下颌关节强直被认为是继发于关节创伤之后的血肿,髁突骨折后的关节腔内血肿在骨膜和周围组织形成了强直。但之后的动物实验表明,单纯的关节腔内血肿不会引起关节强直。我们认为,关节强直的发生类似于肥大性骨不连,是持续、缓慢的“失调性骨修复”过程,受机械刺激精确调控。不同类型和强度的机械刺激可导致骨折愈合过程中不同的组织形成。肥大性骨不连,因处于不利的机械环境,骨桥不足以跨过断端的纤维软骨间隙,使间隙转变为骨组织。

    同样的原因,颞下颌关节创伤后,张口运动营造了不利的机械环境,干扰骨修复进程。组织学上,骨不连处断端的骨痂与断端周围骨皮质,整合为一体,这与强直骨球类似,新生骨都是从断端向纤维一软骨长入,呈现为软骨内成骨的过程,且关节强直和骨不连都有血管进入了强直组织和骨不连组织。为进一步找到细胞学证据,研究者发现肥大性骨不连透射带中有多潜能间充质干细胞,且其骨增殖和成骨分化能力下降,在关节强直透射带中我们也得到了相似的结果。因此,我们推断关节强直和肥大性骨不连相似。同时,我们还总结了关节强直和肥大性骨不连的不同点。

    肥大性骨不连和关节强直最大的不同是:一旦有稳定的机械固位,肥大性骨不连组织可发生改建,但强直关节骨球在张口完全受限后却不发生改建(正如我们观察到的Ⅲ型和Ⅳ型强直)。我们推测,固位稳定后,肥大性骨不连的水平向剪切力消失,轴向功能负重促进了骨改建。而张口完全受限后,强直关节的水平向剪切力和轴向功能负重都消失了。

    2.创伤性颞下颌关节强直的治疗

    在1851年Esmarch首次完成下颌骨体部切除术之前,关节强直一直被认为是不治之症。随后,在1854年Humphrey使用髁突切除术治疗关节强直。Abbe在1880年提出间隙成形术,Risd在间隙中放置衬垫物改进间隙成形术,此举大大降低了关节强直的复发率。20世纪70年代提出了髁突重建治疗关节强直的方法,将治疗目的由强直松解转化为功能恢复。

    目前来看,关节强直的治疗方法大致有3个目的:(1)保留关节间隙,即间隙成形术的目的;(2)阻止关节表面接触,如在间隙中放置插补物;(3)髁突重建,特别是通过切除关节骨球治疗严重关节强直导致髁突高度下降的病例中,比如通过升支骨牵引和肋软骨移植术重建髁突。

    2.1关节间隙成形术

    关节间隙成形术是最早的松解强直、重建关节面的外科手段,其需要的手术时间不长,技术需求也相对较低。行关节间隙成形术时,通常需要在髁突顶和下颌升支之间创造10~15 mm的空隙,以保证术中张口度达到30~35 mm。必要时切除患侧或对侧喙突,确保最大张口度(maximal interincisal opening,MIO)大于35 mm。过度切除强直组织、保证张口度是关节成形术成功的关键陋8。。近年来又出现一项技术创新,He等通过切除外侧强直骨球,保留中间的假关节,很大程度保留了关节功能,被称为外侧关节成形术(lateral arthroplasty,LAP)。Al-Moraissi等对8项研究的Meta分析得出:相比较间隙衬垫+关节成形术,单纯的间隙成形术术后张口度较小,且复发率较高。

    2.2关节间隙衬垫成形术

    在关节成形术中,往往会放置自体组织或异体材料在关节间隙中,防止关节面直接接触,避免强直复发。

    2.2.1 自体皮瓣组织

    一些常用的自体组织,如颞肌筋膜瓣、颞下颌关节关节盘或皮肤都可以作为阻止关节面接触的屏障,其中最常用的是颞肌筋膜瓣。颞肌筋膜瓣与术区最为接近,血供稳定,不需要过多修改,对供体部位损伤较小。Golovine在1898年首次提出了颞肌筋膜瓣的概念,Omura等将颞肌折叠到内侧,使筋膜接触髁突头和颞窝关节面,从而减小摩擦。Babu等阳23在对15例患者(17侧关节)的研究中发现,将颞肌筋膜瓣放置在5~8 mm的间隙内,复发率为零,说明这个间隙宽度足够。但有些病例报道,颞肌的瘢痕和纤维链接会导致张口受限,因此推荐同侧喙突切除。在Ⅱ型关节强直部分患者中,关节盘没有破坏,而是向近中、内侧移位。将这部分患者移位的关节盘重置,可作为关节间隙插补物。

    Long等报道了21例行关节盘复位术的患者,在随访的1~7年问没有复发,平均张口度为33.7 mm。本课题组随访了18例行关节盘复位术的强直患者,1~3年间张口度为30~45 mm。与其他的关节间隙衬垫物相比,复位关节盘有更好的机械特性,并且哑铃形和光滑表面有利于髁突活动。一部分医生也从髂前上棘、旋髂外侧、腹股沟取皮瓣,移植于关节间隙防止强直发生。Mehrotra等使用髂前上棘真皮一脂肪移植,他们提出了将上皮和真皮折叠缝合,皮下脂肪与改建后的关节面接触,辅助髁突运动,研究结果表明,真皮一脂肪移植相对于颞肌筋膜瓣移植,能获得更大的术后张口度。但皮肤移植也存在第二术区(供区)的并发症。

    2.2.2异体衬垫材料

    除了使用自身组织,一些异体材料也可插入关节间隙,防止关节强直复发。如硅橡胶薄膜、甲基化丙烯酸甲酯、钛、丙烯酸、钴铬钼合金等。Pal等经过1年多的随访证明,浸泡曲安奈德的明胶海绵放置在关节间隙可防止强直复发,且优于颞肌筋膜瓣移植。但移植材料的长期效果依然值得商榷。如硅橡胶和特氟隆材料,移植后组织学表现有异物导致的巨细胞反应,对髁突和颞窝造成损伤,不能用于临床。Wagner等口州研究了20例使用特氟隆材料插补物的患者,在36个月的随访中,19例(95%)出现了严重疼痛,30%的患者出现了错牙合畸形,70%的患者有张口受限。影像学证据表明,所有患者的髁突和68%患者的颞窝退化到术前水平。

    2.3髁突重建术

    在累及下颌升支的严重关节强直中,去除强直骨球会导致下颌升支变短,进而影响咬合,因此需要重建髁突。具体方法包括:肋软骨移植、升支骨牵引、喙突移植、腓骨移植、胸锁关节重建、趾跖关节重建、人工关节植入等。另外,选择合适的髁突重建方法需要考虑诸多因素,如强直类型、供区条件、强直病因、患者年龄、治疗费用等。

    2.3.1 自体组织移植

    肋软骨移植是由HaroldGillies在20世纪20年代最早提出的,是现在使用最广泛的自体组织移植术。肋软骨的自身生长能够减少患侧的继发颌骨畸形,但其生长潜力难以预估。Ko等报道,移植的肋软骨有助于垂直向生长,导致颏部偏向健侧。Guyuron等报道了8例成人患者接受肋软骨移植髁突重建治疗,其中4例出现了过度生长。有关节强直复发病史的患者不建议接受肋软骨移植治疗。其他并发症如胸膜撕裂、气胸、胸腔积液、意外骨折等也有报道。牵张成骨术在1997年被Stucki-Mccormick首次用于髁突重建。升支后缘截骨可形成牵引盘(tansport disc),牵引盘的骨膜和附着的肌肉用以保证充足的血供。Cheung等的研究和本课题组的长时期随访表明,即便有部分新骨吸收,骨牵引治疗能获得稳定的功能提升。

    从本课题组的经验来看,牵引盘的垂直向截骨线应根据颞窝位置来决定,合适的截骨角度应该是牵引盘牵引后恰好能移动到颞窝中。骨牵引术最明显的不足是治疗周期长,患者治疗过程中可能发生针道感染、软组织感染,严重者还可引起骨感染和心理疾患等。1980年洪民等首次报道了喙突移植替代髁突。关节强直患者的喙突会伸长且变硬,通常切除喙突才能取得足够的张口度。喙突的形状、大小、厚度都可以作为髁突重建的合适替代。此外,移植喙突不需要开辟第二术区,保留喙突的颞肌附着能够减少重建髁突的吸收。Zhu等的动物实验研究表明,移植后的喙突头会有纤维组织附着,即髁突样改建。

    除了上文提到的自体组织之外,胸锁关节、跖骨、腓骨的移植也有报道,但这些移植存在或多或少的并发症:如供区大血管损伤、跖骨缺失、腿部外侧皮肤麻木等。因此,这些技术在治疗关节强直病例中未得到广泛应用。

    2.3.2异体人工关节置换

    1951年,Kleitsch报道了采用维他良(一种抗腐蚀的钴铬钼活合金,可用于牙科、骨科、整形术、铸造等)制作的人工关节行颌骨重建。相对于部分髁突假体,大部分医生都推荐人工关节整体置换,因为移位的关节盘不能在骨区域起缓冲垫的作用,会引起骨区域应力附着增大,造成骨吸收。Hahn等最初于1969年提出个体化定制的人工关节。人工定制关节能够和颌骨形状基本匹配,然而大多数的预成型关节固位只能接近稳定,仍可能由于微小活动,在人工装置和自体颌骨间形成纤维结缔组织。Mercuri等口引报道了58例行全关节置换的病例,平均随访时间为(107.4±15.5)个月。

    术后10年随访结果显示:这些患者的疼痛指数下降了76%,平均张口度增加了30%,颌骨功能增加了68%。Leandro等的报道中采用Biomet/Lorenz微固定的300例患者,3年后张口度由11.33 mm增加至41.8 mm,且疼痛都得到大幅缓解。

    3.颞下颌关节强直的治疗进展

    截至目前,尚无阻止颞下颌关节发生进展的有效手段,特别是对于儿童患者。保守治疗在儿童髁突骨折患者应用较外科手术更多,但在颌间固定这种保守治疗中,强直发生的风险更大。为了促进骨折愈合、阻止强直发生,我们对于病情发展不同阶段的儿童,使用不同厚度的验垫。Zhao等研究显示,40例儿童患者中,使用可取戴的验垫,随访14个月至4年,无强直发生,张口度保持在35 mm以上。只有2例患者在张口到最大时有>3 mm的水平偏斜。白1995年以来,数字化3D设计外科和术中导航技术得到广泛应用。Schmelzeisen等首次将术中导航用于关节强直骨球切除。

    他们认为导航能动态实时精确展示术区,从而辅助在术前CT及MRI设计好的位置安全、迅速钻孔。除了关节成形术,Malis等使用了术前设计和术中导航重建定制一步成形全关节置换。在术中导航的辅助下,强直骨球按照术前设计准确切下,确保人工关节和受体部位完全匹配,优于传统方法。Lu等在给关节强直患者行肋软骨移植重建髁突时,报道了数字化验板的使用,能够节省手术时间,且术后升支高度恢复和髁突偏斜矫正优于传统胎板。

    4.结论

    20世纪以来,由于科学技术的进步,创伤性颞下颌关节强直的病因得到了巨大揭示。治疗创伤性颞下颌关节强直的目标也由强直松解到髁突功能重建,再到由术前数字化外科设计、定制人工关节、术中导航辅助的个体化精准治疗。

编辑: 陆美凤

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