牵张成骨修复腭裂的基础研究和临床应用

　　作者：陈蕾　李蜀光 作者单位：　佛山市第二人民医院口腔颌面外科,广东佛山 528000

　　【关键词】 腭裂;牵张成骨;外科，整形;综述文献

　　腭裂是常见的先天性发育畸形，因其影响患者口颌系统功能和精神心理健康而受到广泛重视。对于原发性腭裂缺损，传统的外科治疗方法是分离和移动口腔软组织在中线形成粘连愈合而封闭裂隙,硬腭裂隙的骨缺损依然存在，加之手术的损伤，剥离，术后瘢痕加重了颌骨发育不足，继发了各种术后畸形。牵张成骨(distraction osteogenesis , DO)是对切开后的骨段施以持续特定的外力，保持骨膜及软组织的血供，使骨组织再生，增加组织量，改变骨骼相对位置关系，并延长相应软组织达到矫治骨骼畸形或缺损的一种外科技术。早期应用于肢体骨的延长，随着不断发展和进步，该技术在口腔颌面外科和整形外科等领域已逐步应用，现就DO的基础研究及其在腭裂修复中的临床应用作一综述。

　　1 DO的基础研究

　　1.1 DO的机理

　　大量的动物实验已加深了对DO的认识，但其确切的细胞生物机理尚未阐明。Ilizarov[1]称骨的形状和大小受局部骨的血供和张应力的影响，血供增加，张应力增加致骨量增加。Danis[2]认为DO对骨的拉伸基于两个局部因素：(1)机械牵张使未分化间充质细胞激活，向成骨细胞，血管内皮细胞等多种组织细胞分化，促使骨和软组织的再生;(2)缺氧，血管的拉伸，细胞紧张诱发了成骨弹力蛋白的代谢。近年来的分子学研究提示某些生长和分化因子的级联反应起了重要作用。牵张过程中出现骨形成蛋白(BMP)，转化生长因子(TGF)，碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)，血管内皮生长因子(VEGF)等多种因子的持续表达增加，这些因子相互协同，促进了牵开区的组织再生。

　　1.2 牵张区的骨再生

　　1.2.1 成骨方式

　　骨的发生有两种方式：膜内成骨和软骨内成骨。典型的软骨内成骨发生在牵张的早期，相似于骨折的愈合，但膜内成骨是最主要的成骨方式。牵张间隙区由增殖的成骨细胞产生类骨基质，形成类骨质，逐渐矿化成为沿牵张力矢量方向平行排列的新生骨小梁[3]。

　　1.2.2 对骨的影响

　　牵张速率对新骨生成的质量有重要影响。过小的牵张速率达不到促进新骨生成的目的，过大的速率又可能致骨不连接。李继华等[4]用0.5、1、2mm/d不同速率牵张延长下颌骨的研究发现1mm/d牵张所形成的新骨在成骨速率，骨小梁成熟度，胞外基质矿化度均较佳。陈刚等[5]在DO整复腭裂的实验中通过矫治前后各有关指标的测量对比，显示上颌骨的各平面径向尺寸和对称性无明显改变，且上下颌关系始终保持良好的咬合关系，不致形成对骨框架的不协调变化。柳春明等[6]在DO后退腭部的实验也表明牵张对上颌骨的前后向和水平向的生长发育无明显影响。

　　1.3 DO对软组织的影响

　　DO矫治腭裂骨质缺损，在产生新骨关闭裂隙的同时，其附着软组织也相应伸展。Ilizarov[1]研究了牵张作用下多种软组织的改变，发现其伸展源于两种主要的内在趋势：(1)原有的胶原纤维网络在拉伸作用下适应性的沿作用力矢量方向重新构建;(2)组织在张力刺激下会由成熟状态反分化至具有高分化潜力的胚胎状态，增殖生成新组织。

　　1.3.1 肌肉

　　DO对牵张骨周肌肉的影响多是研究四肢骨延长中周围肌肉的变化。Fink等[78]研究了毕格犬胫骨延长后胫前肌肉的变化，发现牵张25d后牵张侧肌肉有退行性变和再生，先出现肌电图潜伏期延长，振幅减小，后出现肌细胞增殖，肌电图与对侧相比无明显差异。肖文林等[9]用口外牵张器延长狗的下颌骨观察咬肌和二腹肌的变化，结果发现与牵张方向相同的二腹肌表现为组织形态的增生和肥大，而与牵张方向不同的咬肌表现持续萎缩。故认为肌肉的变化主要与牵张方向和肌肉的走行方向有关，肌纤维与牵张方向平行则增生肥大，肌纤维与牵张方向处与不同平面，则呈现萎缩改变。

　　1.3.2 血管

　　机械牵张可促进牵张区毛细血管生成，血流量增加。Ganey等[10]用血管基底膜的主要成分Ⅳ胶原和层粘连蛋白对狗下颌骨牵张一周后的新骨作免疫组化染色，发现有强烈的血管生成反应，Ⅳ型胶原在新生血管腔周围呈点状分布，层粘连蛋白散在分布于新骨基质内。血管生成的数量受牵张速率的影响。Li等[11]研究四种速率牵张兔股骨后新骨中微血管数量，经Chalkley记数定量显示0.7mm/d和1.3mm/d牵张后血管生成数量最多，提示0.7～1.3mm/d是适宜的牵张速率。

　　1.3.3 神经

　　DO早期可以使周围神经功能受损，但后期可有良好恢复。受损机理一般认为是早期手术创伤所致。Makarov等[12]对12只狗的双侧下颌骨行牵张成骨，其中12条下牙槽神经的传导功能于术后2个多月测不出，在受损神经标本中，均发现手术时的切割伤或牵张固定钉的擦伤，穿通伤;保持功能的神经在实验时间内可见有恢复术前状态的趋势，单纯牵张仅引起脱髓鞘变化，而无神经纤维断裂，神经功能恢复潜力很大。牵张过程中，神经受损与否与神经所受的牵张力，牵张的速度(目前1mm/d的牵张速度最有利于骨和周围神经的牵张已得到公认，并用于临床实践)，牵张的总长度有关。在适宜的牵张速率，长度和牢固的固定下，对神经是安全的。

　　2 DO在腭裂修复的临床应用

　　2.1 延长硬腭，关闭裂隙

　　腭骨骨质菲薄，其解剖结构及牙列和口鼻腔的关系特殊。迄今，采用DO技术，通过牵张骨运送盘，在修复腭部骨质缺损基础上整复原发性腭裂的应用，国内外尚少见。柳春明等[6]所做的腭骨外侧缝牵张成骨的一系列实验取得了令人振奋的进展，有望将镍钛形状记忆合金缝牵张技术用于临床，使先天性腭裂修复术发生质的变化。Liu 等[13]对8名2～4岁腭裂患儿行DO术治疗，除2人因早期牵张器移位而结束治疗，余6人经过37～126d的牵张，裂隙变窄(平均缩小6.5mm)，硬腭延长(平均延长4.8mm)。

　　2.2 矫治腭裂术后上颌凹陷畸形

　　唇腭裂患者常伴有严重上颌骨发育不足，具有面中部后缩，小鼻唇角，较短的鼻下长度等，传统上颌前徙术，由于上唇或上腭瘢痕的原因，上颌进行大量前移是不可能的，而且硬组织前移越多软组织张力越大。近年已有报道DO术成功矫治上颌畸形。Molina等[14]对38例6～12岁唇腭裂患者采取上颌骨前壁，侧壁牙胚上方水平不完全截骨，面罩和口内牵张装置，术后5d开始牵引，3～4周内上颌骨前移4～12mm，同时获得了令人满意的牙列咬合关系，保持6个月以上无1例复发。Krimmel等[15]对15名12～20岁的上颌后缩患者行LefortⅠ型截骨后2例用面罩牵引，14例用坚固外牵引，牵引前后行头影测量，示坚固外固定牵引效果明显优于面罩牵引，上颌后缩被完全纠正，而且上颌骨的位置调整可以通过改变牵引力的向量而被很好控制。Kalk等[16]也报道DO术成功矫治3例腭裂伴发上颌后缩，裂隙关闭，咬合关系，面型都得到显著改善，但同时也注意到鼻音，牵张器带来的不舒适等缺陷， 故DO术优于传统上颌骨前徙术，但用于临床时基于病人的耐受其优缺点都要考虑到。

　　2.3 关闭牙槽突裂

　　先天性唇腭裂常伴有牙槽突裂，传统修复是植骨。往往因局部软组织不足难以获得足够植骨量及造成二次创伤而使植骨术的应用受限。已有报道用DO术来关闭牙突裂代替自体骨移植。使用的装置各异，如植入式水平骨牵张器，螺旋式扩弓器改制的牵张器，正畸用弹簧，设计分口内口外两种。Henkel等[17]在对15例人工造模的猪行牙槽突裂DO术于牵张后期和固定期，发现有新骨形成，缺隙骨化，后将此技术成功用于5例临床病人。Tate等[18]报道对一双侧齿槽突裂配合高位LefortⅠ型截骨，齿间树脂夹板固定分离骨段，6d后去除夹板，以1mm/d的速度牵引，至预期位置，去除牵张，疗效稳定。Liou等[19]利用牵张器关闭10例先天唇腭裂患者伴发的牙槽突裂，牵张完成后一周，联合正畸成功将拥挤邻牙移入新生牙槽骨段，排齐牙列，但发现尖牙的根尖受压力侧有部分吸收，支抗牙有轻度移动，提示DO为治疗牙槽突裂提供了新的途径，但口内牵张牙周组织可能在过大机械刺激下局部血供减少，引起纤维透明性变，牙槽骨吸收致局部高度和厚度降低。

　　2.4 对腭咽闭合功能的影响

　　传统腭裂修复术后软腭肌肉缺乏正常的骨性支持，难以发挥功能，软腭位置下降，咽腔扩大，纵贯全腭的瘢痕收缩造成软腭短小，致腭咽闭合不全。DO延长硬腭为软腭提供骨性支持，抬高软腭，利于其活动，直接增加腭长，缩小腭咽距离，腭咽功能改善。Guyette等[20]随访了18名患者DO前徙术后腭咽功能和发音改变，16.7%表现出有显著的鼻音增加，75%术前鼻音过少的患者鼻共鸣改善，1a后有67%患者发音清晰度得到提高，认为DO术后腭咽闭合不全的危险度与LefortⅠ型上颌前徙术相似。而Molina等[14]报道的38例患者术后腭咽闭合功能无变化，认为术前腭咽闭合功能良好的腭裂患者，DO前徙术不会引起腭咽闭合不全及语音质量下降，可能由于缓慢稳定的牵张，腭咽闭合功能逐渐产生适应性改变，而术前即存在腭咽闭合不全的患者术后症状可能持续存在或加重。Wang[21]对10名DO前徙患者在牵张前后定向拍摄头颅X线片，分析腭咽结构变化，认为上颌前徙距离与腭咽结构改变无明显线性关系，DO前徙术会增大腭咽腔深度，损伤腭咽功能，但腭咽软组织的代偿性变化会在一定程度上减轻这种损伤。

　　3 问题和展望

　　DO术的各种并发症时有报道，如对周围神经的可逆性损伤，牙支抗牵张牙活动度改变，牙周膜韧带加宽，移动牙牙髓会有轻度退行性变等。口外牵张可在面部遗留瘢痕而影响美观。两类牵张器均在口内留有加力位置，使创面暴露，口内环境差，而易造成感染。但DO手术创伤小，无明显瘢痕，对生长发育影响小，再生组织与所缺组织在性质结构上完全相同，为常规正颌外科难以解决的唇腭裂及继发畸形提供了一种优越的新方法。且颌面部骨骼构造不同于四肢长骨，形状不规则，立体且多腔窦，DO矫治腭裂及继发畸形亟待解决的就是如何能够在三维方向上牵张成骨，恢复其外形功能。

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