〔摘要〕目的:确定下颌骨骨牵引延长过程中器械应用与拆除时机,为临床应用提供参考。方法:采用自制的MS-1型内置式下颌骨骨牵引延长器行犬下颌骨牵引延长;取新成骨,制成标准骨生物力学测试件,进行轴向压缩及三点弯曲实验;测量新成骨的弯曲强度、抗压强度、弹性模量、泊松比等特征材料参数,并与对照组分别比较。结果:新成骨在牵引完成后3周时分别达到对照组的37%~ 60%,5周时各参数值分别达到正常对照组的89%~ 95%。结论:内置式下颌骨骨牵引延长器在牵引完成后,经4~5周固定愈合期后可考虑拆除。本研究为临床使用DO技术与器械提供了参考。
骨牵引延长技术应用于颅颌面外科领域的时间很短但发展较快。有关技术原则多借用矫形外科实验和临床获得的结果〔1〕,诸如:环皮质切开、牵引时机、牵引速度、频率、牵引完成后维持固定
时间等基本概念和原则〔2,3〕。然而,颅颌面骨因其特殊的骨膜成骨来源与复杂的组织及解剖结构、形态特点而必须使用专用的骨牵引延长器。照搬矫形外科中有关器械使用与拆除时机概念可能不妥。有关报道中对此问题或重视不够或观点差别较大〔4,5〕;因此,解决临床关心的延长器使用方法及拆除时机问题显得尤为重要。本实验旨在基于生物力学分析、骨密度检查与组织学观察基础上探讨这一问题。
1 材料与方法
1.1 动物实验与分组
西安本地犬8只,雌雄不限(第四军医大学西京医院实验外科提供),分A、B两组。A组行单侧下颌骨牵引延长,B组行双侧下颌骨延长。器械采用自制的MS-1型内置式下颌骨骨牵引延长器。器械使用及手术方法见参考文献〔6,7〕。术后第8天开始加力,延长1 mm/d,1次/d。A、B两组各有2只延长10 mm,2只延长20 mm。达到延长量之后,维持牵引器原位固定,分别于固定3周,5周取材。
实验样本最后分3组在下颌骨取材,进行组织学、生物力学、骨密度仪检查。其中A组的非手术侧下颌骨作为正常对照组。延长之下颌骨以牵引后固定时间不同而分为:3周组、5周组。
1.2 骨生物力学及骨密度检查方法
取材下颌骨剥除软组织,用QDR-2000型双光能X线骨密度仪分别测量全下颌骨,区域骨质及区域皮质骨骨矿含量、相对骨密度。用仪器自带的标准密度台校准,采用腰椎区域分析软件计算,结果经计算机分析输出。
样本下颌骨除少量取材行常规组织学处理外,其余均-20 ℃冰箱保存待统一处理如下:新成骨区及其周围的皮质骨用机械加工的方法,喷水降温下铣、车成两种规格的试件,细长杆件( 30 mm×6 mm×2 mm);短杆件(6 mm×4 mm×2 mm)。每例动物可各获得两种规格的3~4个试件,选其中2件测试,结果合并计算。
用Instron电子拉伸实验机(2 000 kg)分别压缩及弯曲试件,改进夹具及压头,加载速度为0.5 mm/min,满程载荷2 kN(压缩)、200 N(弯曲)、跨距20 mm。函数记录仪记录结果。纸基应变片(1 mm×2 mm),802胶粘贴,接应变仪。用千分尺测量实验前后的试件尺寸,计算各实验组下颌骨骨皮质的各项力学参数,结果统计分析。其中弯曲应力σ=M/W(M为弯距,W为截面抵抗距);压缩应力σ=P/A(P为压载,A为截面积)。
2 结 果
2.1 生物力学方法测定新骨皮质极限弯曲载荷,极限弯曲强度,弹性模量结果如表1、表2。
类别 | n | 极限载荷(N) | 极限强度(MPa) | 弹性模量(GPa) | 泊松比 |
3周组 | 4 | 899.5±59.41 | 106.5±18.79 | 2.20±0.2830 | 0.4157±0.1211 |
5周组 | 4 | 1235±49.22 | 129.8±1.89 | 3.18±0.5818 | 0.5526±0.0292 |
对照组 | 4 | 1497±97.09 | 131.8±4.18 | 3.26±0.8380 | 0.2395±0.0101 |
类别 | n | 极限载荷N | 极限强度 MPa | 极限挠度mm | P |
3周组 | 4 | 45.35±7.41 | 5.77±1.41 | 0.71±0.17 | <0.05 |
5周组 | 4 | 120.5±10.13 | 10.78±0.51 | 1.06±0.26 | >0.05 |
对照组 | 4 | 122.3±17.2 | 12.01±1.04 | 0.96±0.37 |