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专家讲座可吸收内固定材料在正颌外科中 [复制链接]

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  杨鸣良,副教授,副主任医师。年毕业于中国医科大学口腔医学系,现工作于中国医院口腔颌面外科。毕业后从事于正颌外科、颌面创伤骨折、颞下颌关节外科、种植外科等临床工作,在国内较早地开展了数字化技术的相关临床应用。目前着重研究数字化正畸正颌手术治疗,采用数字化软件模拟正颌外科上下颌骨手术,从而指导术前矫正时牙齿的精准排列。发表论文8篇,其中SCI收录2篇。

作者姓名:颜光启,啜文钰,张 然,杨鸣良

作者单位:中国医科大学口腔医学院·医院口腔颌面外科,辽宁沈阳

通信作者:杨鸣良,电子信箱:sc

sina.
  随着坚固内固定技术的发展,金属钛板和螺钉逐渐成为口腔颌面外科领域常规的内固定材料,在临床上应用广泛[1-5]。但是,金属内固定材料也不可避免地存在一些不足:首先,金属材料不能降解,由于长期滞留在体内,常因各种原因需二次手术取出;此外,金属材料会产生伪影,有些金属材料具有铁磁性,这会在不同程度上干扰或妨碍患者将来进行CT和MRI检查[6-7]。随着高分子可降解材料应用领域的拓展,近年来国内外学者开始将L-聚乳酸可吸收材料的内固定板用于口腔颌面部骨折的内固定治疗[8-9]。该可吸收材料具有良好的生物相容性、适宜的生物降解特性、优良的力学性能及可加工性。但其也有不足之处,主要表现在其与金属材料相比机械强度不足,抗弯曲性能和抗剪切性能以及螺钉抗扭曲性能弱;另外,随着材料在体内的逐渐吸收,钉板所承载的拮抗力将越来越低,可能会导致所固定骨块移位。这些缺点在某种程度上也限制了可吸收材料在临床上的应用范围。


  在正颌外科中,上颌骨最常见的外科术式为LeFortⅠ型截骨。目前临床上LeFortⅠ型截骨的固定方式为在两侧上颌骨的梨状孔和颧牙槽嵴处各放置1枚金属钛板给予固定,这种方法虽然在力学上达到了稳定性的需求,但二期的取板手术会对鼻翼和鼻小柱的位置、方向以及面部表情肌的附着带来二次位移,从而影响术后的总体美学效果;同时,取板手术也会在生理和心理上带给患者双重的影响:既造成了身体上的伤痛,又增加了额外的经济负担。那么是否可以选择可吸收的材料取代金属材料来完成上颌骨的内固定呢?这就意味着既要保证完成颌骨骨块移动后的稳定就位,也要克服因可吸收材料强度不足和局部微动所带来的颌骨固定的不稳定问题。本文中笔者提出了解决这一问题的方案。该固定方法是利用上颌骨特殊的解剖生理结构,在数字化设计定位好上颌骨下方骨块的位置后,将上下骨块以榫卯结构的构形相互连接,以增强上颌骨两段骨块间整体结构连接的稳定性;同时采用可吸收板和螺钉在上颌骨两侧的力学支柱处进行常规固定,并取得了不错的效果。

1 榫卯结构及其力学特征


  所谓榫卯结构工艺,是我国传统建筑、传统家具以及其他木制装饰的基本结构,是指不用一钉一铆,通过一凹一凸之间将构件稳固连接。它是我国传统文化中的瑰宝[10]。所谓“卯”,是指在物件上预备出洞眼(榫槽),而“榫”则是在物件上留下准备插入“卯”的端头,即榫头。榫卯结构的主要原理是采用框架式结合,总体上由各结合点相互连接,形成了整体协调机制,承载着来自各个部件间的应力作用[11]。


  榫卯结构所承载的应力主要包括压应力、拉应力、弯曲应力和剪切应力4种。各类应力主要集中在榫卯零件的接合处,根据不同类型的榫卯结构,接合处可能单独或同时受到来自以上应力的作用[12]。承受压应力的榫卯结构常见的有夹头榫、插肩榫和抱肩榫等,主要应用于凳子、桌子的腿与上部面和板的连接[13]。承载拉应力的榫卯结构包括十字卡腰榫和燕尾榫等,主要是线线的接合形式来拮抗拉力。抗弯曲和抗剪切力的榫卯结构常用于桌、案的腿足之间的连接,常见的有丁字形接合的榫卯。


  榫卯结构的受力比较复杂,往往不是单一地承受一种应力,目前已有很多学者采用有限元分析软件,通过参数优化等方法对各类榫卯结构进行了力学分析[12]。

2 榫卯结构在正颌外科上颌骨LeFortⅠ截骨中的应用

2.1 通过数字化的模拟预测确定上颌骨最终位置 在牙颌面畸形的治疗中,上颌骨的三维空间位置直接影响患者术后面貌美观效果。因此,上颌骨的准确定位和稳定固位是整个治疗的关键。常用的术式为上颌骨LeFortⅠ型截骨[14]。随着数字化软件技术的发展,外科医生可以在软件中设计并模拟不同的手术方案并预测最终的手术效果,从而选择最佳的治疗方案[15]。数字化分析前需定义每例牙颌面畸形患者的面部正中参考平面。具体方法如下:首先在数字化软件中建模上、下颌骨以及面部软组织。取软组织中两侧眼球的中心点PL、PR,上颌骨两侧眶下缘OrL、OrR和两侧耳点PoL、PoR。将两侧耳点的中点和两侧眶下缘中点连线为L1,PL、PR的连线为L2,眶耳平面P1过L1且平行于L2,过枕骨大孔点Ba和鼻根点N并且垂直于P1的平面定义为正中矢状面P2,理论上P2经过两侧眼球的中点MidPo。最后把经过骨性鼻前点D并垂直于P1、P2的平面定义为P3。以3个相互垂直的平面(P1、P2、P3)作为坐标参照系,完成上颌骨模拟移动(图1)。记录此时上颌骨下段相对于上段的位置,标注出上、下骨段间接触区域的范围。

2.2 完成截骨后构建榫卯结构 上颌骨因其特有的窦腔样解剖构型,在上颌骨截骨移动后,上下骨块间形成管腔错位样连接,在梨状孔边缘嵴、上颌窦外侧壁骨接触面交叉处构建榫卯结构,可使上颌骨的上下骨段间彼此相互交叉契合,通过此结构承载压应力、拉应力和相应的扭转力。见图2。

2.3 完成骨段间的固定 当上颌骨下段按照数字化设计的方案摆放至最终位置后,检查榫卯结构完全就位,采用4枚可吸收板和螺钉分别在上颌骨两侧的梨状孔边缘和颧牙槽嵴处给予固定。见图3。


  下颌骨采用金属钛板给予固定。同时在术后采用头帽颏兜小力量限制上下颌骨运动,术后2周撤除,患者流食1个月。

3 典型病例


  患者女,27岁,术前诊断为:上颌骨发育不足,下颌前突畸形。全麻下行上颌骨双侧LeFortⅠ型截骨;下颌骨双侧矢状劈开截骨术。术中上颌骨前徙3mm,在上颌骨两侧颧牙槽嵴和内侧壁处构造榫卯结构。待骨段就位后在上颌骨两侧的颧牙槽嵴和梨状孔边缘力学支柱处分别采用2枚可吸收板和螺钉固定。下颌骨采用2枚金属钛板给予坚固内固定。整个手术顺利,术后头帽颏兜固定2周。术后半年复查,恢复良好。见图4。

4 总结


  对于可吸收板和螺钉而言,本身并不是坚固内固定的材料,不可能实现真正意义上的坚固内固定。而且随着材料在体内的逐渐吸收,板和螺钉所承载的拮抗力将越来越低。之前有学者将上下颌骨块均采用可吸收板进行固定,但效果并不理想。因此,必须通过其他的方法来弥补可吸收材料的这一不足。首先,术中下颌骨的固定需要采用金属材料固定,通过下颌骨稳定的固位以保证其能够提供有力的咬合支撑;其次,必须对下颌进行早期的制动。因为手术后上下牙列可获得一个相对稳定的咬合关系,在术后2周我们利用头帽颏兜将下颌限制在一个稳定的咬合关系下,以稳定的咬合方式配合颌间制动来解决可吸收板所带来的不稳定的颌骨固定问题。2周的下颌骨稳定的制动可使上颌骨骨块间形成纤维愈合,稳定的纤维愈合可为将来彻底的骨愈合换取愈合时间。此外,在可吸收板固定之后,骨块间仍然可以产生微动,这一点也是正颌术后复发的一个原因,本研究中笔者在骨块间构建榫卯结构,利用骨块间的交叉契合达到稳定的状态,可有效地解决骨块间的微动问题。总结起来可以用三句话概括本研究主旨:以稳定的咬合方式解决不稳定的颌骨固定问题,以可靠的榫卯结构连接解决不稳定的颌骨骨段连接问题,以稳定的纤维愈合时间换取功能状态下颌骨骨愈合时间。

参考文献略

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