个体化钛修复体重建下颌骨节段性缺损的临床研究

米磊 刘怀勤

个体化钛修复体重建下颌骨节段性缺损的临床研究

米磊 刘怀勤

目的 研究个体化钛修复体结合自体松质骨移植, 修复人下颌骨节段性缺损的效果。方法 术前在CT扫描并三维重建基础上, 应用计算机辅助制造技术制作个体化钛修复体, 为5例下颌骨节段性缺损进行了个体化钛修复体下颌骨重建手术, 观察并评价其修复效果。结果 所有手术均按照术前设计一次成功完成个体化钛修复体植入, 术创全部一期愈合, 下颌骨外形恢复良好, 咬合关系正常,总体效果满意。结论 基于CT与计算机数字化处理辅助制作的个体化钛修复体植入术, 避免了自体骨移植带来的创伤和损失, 可修复下颌骨较大的骨缺损, 外形恢复佳。

计算机辅助设计和制造技术；下颌骨重建术；个体化

下颌骨缺损的患者在临床上较为常见, 多因肿瘤切除导致, 少数由外伤或其他原因所致, 术后均会出现面部局部凹陷畸形, 左右面部不对称, 同时影响患者咀嚼、进食等正常生理功能［1］。修复下颌骨缺损的主要原则为保证缺损下颌骨的完整性、咀嚼功能和面部外形, 并为牙列修复或牙种植创造条件。当前, 修复下颌骨缺损的方法种类繁多, 如非生物代用品植入、同种异体骨、异种骨、病变下颌骨切除冷冻或煮沸再植及自体骨瓣移植等［2］。在临床工作中, 必须根据不同的患者采用最适合的修复方式, 才能使修复效果达到令人满意的程度［3］。

对拟行个体化钛修复体重建的患者拍摄颌面部CT, 三维重建成像, 用反求工程以颌面部中线为轴将健侧下颌骨翻转至缺损侧, 利用健侧下颌骨来设计缺损侧, 再利用快速成形术制作与患者下颌骨缺损区完全一致的钛修复体, 多项技术的综合应用使临床中真正的下颌骨缺损个体化修复重建成为可能, 同时对解剖性及功能性下颌骨重建水平的提升有着深远意义［4-6］。本研究就临床中5例存在下颌骨缺损并有强烈修复诉求的患者, 给予个体化钛修复体修复重建的手术治疗,每例患者按术前设计于个体化钛修复体中植入自体髂骨松质骨, 为二期种植修复打下基础。

1 临床病例及仪器设备

本临床研究选取病例5例, 均为下颌骨节段性缺损的患者, 其中1例因车祸致下颌骨缺损, 此外伤患者以钛板、钛钉固定, 保持双侧下颌骨断端位置稳定；其他4例均因肿瘤切除所致, 3例患者肿瘤切除同时行个体化钛修复体重建修复, 1例下颌骨节段性缺损范围较广, 切除病变范围累及右侧髁状突及冠突, 且该患未积极佩戴保持器致患侧下颌骨残端向舌侧移位。所有病例均要求重建恢复下颌骨形态及功能。所用软件为：美国Raindrop Geomagic公司Geomagic Studio 6.0,比利时Materialise公司Mimics 7.0；仪器设备包括：美国通用电气公司GE Brightspeed 64排螺旋CT机, 西安交通大学先进制造研究所SPS 600快速成形机系统, 第四大学军医口腔医院工艺中心牙科铸钛机, 中国宁波新芝生物科技股份有限公司SB25-12D超声清洗机；制作个体化钛修复体为钛合金Ti6Al4V, 为陕西省宝鸡市西北有色金属研究院生产, 所有手术均按游离骨移植手术术式, 术后临床常规用药对症治疗。所有手术均按照术前设计一次成功完成个体化钛修复体植入, 术创均一期愈合, 下颌骨外形恢复良好, 咬合关系正常,总体效果满意。

2 拍摄颌面部CT及个体化钛修复体的设计、制作

术前对拟行个体化钛修复体修复重建的各位患者拍摄64排螺旋颌面部CT, 并将CT所扫描数据导入到Mim ics 7.0,在Mimics工作站中把各CT断层数据进行提取、合成、加工处理, 建立头颅的三维立体数字模型, 测量缺损范围, 缺损端移位情况及判断颞下颌关节有无移位、与关节关系是否正常。然后将数字模型导入到Geomagics 6.0进行个体化钛修复体设计。利用反求工程原理, 将健康侧的下颌骨镜像对称翻转到缺损侧。将移位的骨缺损残端调整到正常位置, 同时使移位明显的髁状突重新调至关节窝内, 使之达到正常颞颌关系,最大程度的使健侧镜像与下颌骨缺损区重叠吻合。依据重叠影像设计个体化钛修复体, 同时在修复体颊舌侧及底壁打孔,以便植骨区建立丰富的血运, 最后在下颌骨缺损断端两侧适当位置设计固位延伸板。依据作者前期研究, 缺损区和延伸板厚度皆为1 mm, 延伸板长约1.5～2.0 cm, 用以安装钛钉, 固定支架。将设计好的个体化钛修复体模型参通过SPS 600快速成形机系统, 制造获得与设计完全一致的树脂模型。并对树脂模进行一系列的处理, 得到个体化钛修复体。

3 个体化钛修复体修复下颌骨缺损手术操作过程及注意事项

患者垫肩仰卧位, 经鼻插管全身麻醉, 颌面颈部及口内常规消毒, 包头铺巾。为恢复患者正常地咬合关系, 利用牵引钉及钢丝结扎固定健侧上下颌牙列。按照患侧下颌下区设计切口切开, 确保口腔黏膜完整地情况下, 完全暴露个体化钛修复体植入术区即缺损区及断端, 根据以往的经验必须确保避免术区与口内穿通, 前期出现过创口延期愈合, 甚至植骨吸收的病例, 在试修复体时, 可适当调磨其高度, 调试完毕后, 于自体髂前上嵴处取髂松质骨, 植入个体化钛修复体U型支架内。在确保健侧的正常咬合关系无改变后, 采用直径2 mm、长10 mm钛钉将个体化钛修复体固定到下颌骨缺损断端, 氯霉素及生理盐水交替冲洗创腔, 缝合术创。6个月后, 创口愈合, 骨改建完成, 根据患者自身条件及需求, 在缺损区域植入种植体修复恢复咬合。

在右侧髁突缺损的病例5中, 因为钛修复体刚性较大,故髁状突缩小20%, 避免受大应力作用时, 刚性髁突会摩擦冲破颞骨关节凹引起颅内损伤。所以作者采用为正常缩小80%大小的髁状突, 一是减小其对颞骨关节凹摩擦冲撞力,二是在不影响功能的情况下略微降低了下颌支的高度, 同时因其是单端设计, 咬合应力易于集中, 二期采用精密附着体的活动义齿修复, 减少术后并发症的发生。

4 预后及评价

所有手术均一次性顺利完成个体化钛修复体植入, 手术顺利, 出血不多, 总体而言, 除个别病例高度需少量调磨外,大多顺利且精确就位, 耗时较少, 均＜2 h。随访3年所有患者均无出现排异反应或个体化钛修复体局部外露、松动等情况, 无其他并发症, 患者面部外形与原貌无明显改变, 医生和患者均对术后的面部外形满意。X线复查(见下图)无钛钉移位脱落情况发生, 发现骨密度较正常略低外, 存在局部髂松质骨吸收, 通过测量计算髂松质骨吸收不超过术中植骨量的20%, 并在二期种植体植入术时, 发现植骨区骨质硬度与周围正常下颌骨无明显差异, 骨吸收量比预期少, 种植骨结合, 上方安装修复体完成后, 健侧咬合关系正常, 患侧咬合亦恢复正常。患者可以正常行其使功能。

5 讨论

下领骨重建修复的目的不仅是为了维持患者正常的容貌形态、恢复下领骨的连续性, 且还需要恢复患者的正常生理功能(如咬合、发音等), 所以衍生了所谓功能性修复重建这一新概念。为口腔领面外科医师临床技能提出了更高的要求,同时也确定了下领骨缺损修复领域的发展趋势。

反求工程是利用如激光或者CT扫描等三维扫描技术,把所扫描物体数据输入计算机软件, 经过一系列复杂操作处理并制作数字化模型, 借助镜像对称原理虚拟设计物体的一部分。颌面部诸骨均具有对称性, 所以反求工程被广泛应用于口腔颌面外科, 下颌骨缺损区可以通过健侧镜像翻转原理,制作下颌骨左右完全对称的缺损区个体化修复体。快速成形术是国际上出现的新技术, 针对下颌骨节段性缺损的患者,利用快速成形术制作个体化钛修复体进行修复, 已成为国内外颌面外科常规术式, 并已规范化［7］。带血管蒂骨移植修复下颌骨缺损因技术要求高、操作复杂, 且伴随诸多并发症,如面部不对称, 二期咬合重建复杂, 甚至带血管蒂骨缺血坏死致移植失败等, 相比带血管蒂骨移植, 快速成形术可制作与缺损区骨质外形完全一致的个体化修复体, 具有塑形简便、效率高等优点, 不仅减少了患者的痛苦, 也缩短了患者的住院时间, 同时应用快速成形技术可以明显减少手术时间, 减少手术误差, 操作简单, 手术风险小, 适合小型医院开展［8-10］。

对于下颌骨缺损范围较大侵及髁状突患者的修复重建,通常采用带血管蒂自体骨移植或者人工关节进行修复, 前者带血管蒂自体骨移植, 须破坏正常骨(如腓骨或髂骨), 创伤较大, 会给患者以后的生活带来不便, 同时术中不易塑形,存在骨坏死等缺点, 后者人工关节存在费用高, 适应证选择困难, 技术操作水平要求高, 并且人工关节凹容易磨损破坏。个体化钛修复体, 顾名思义因, 根据患者缺损情况制作适合患者的修复体, 也可根据患者经济收入、下颌骨缺损部位及患者要求, 考虑是否植入自体髂骨松质骨, 二期种植体植入,进而恢复咬合关系。通过术后回访, 5例术后患者定期随访无修复体暴露, 松动移位, 钛钉脱落等并发症, 均对面部外形满意, 种植义齿修复可以达到日常正常咬合、咀嚼功能。作者的临床体会是, 个体化钛修复体精确的恢复了骨缺损的解剖外形, 同时侧壁设计开孔, 不仅使自体髂骨松质骨有充分血运, 更有利于成骨, 最大程度减少骨吸收, 而且有利于周围咀嚼肌群的附着。

个体化钛修复体从设计到最后制作, 均会产生少量系统误差, 但是相比弯制重建板或塑形带血管蒂骨瓣所产生的误差, 显得微不足道。通过统计手术费用、麻醉费用等一系列费用, 证实应用个体化钛修复体的患者平均住院费用和天数与带血管蒂自体骨移植或者人工关节进行修复无显著差异。从拍摄CT、专用图像软件处理、制作完成与缺损相匹配的三维重建模型、制作个体化钛修复体过程需要2周左右, 必然使手术延迟, 但对于精确、真实的修复缺损下颌骨, 是可以被患者理解和接受的。从患者术后临床效果看, 个体化钛修复体不管解剖形态还是功能重建方面都都有其独特优势, 可以快速、灵活、完美重建缺损下颌骨轮廓外形, 同时恢复患者咬合、咀嚼等生理功能。当然, 5例临床病例至今随访3年, 相对较短, 远期疗效何如尚待继续随访观察［11］。

本研究中自体髂骨松质骨移植为种植牙修复牙列缺损、恢复咬合功能打下坚实基础。本临床研究中的铸造钛修复体薄(为1 mm), 柔韧, 而且具有较高的孔隙率, 可以允许血运的渗透。Kennady等［12］研究报道了在应用了重建板固定的游离髂骨瓣移植修复下颌骨节段性缺损中, 重建板的应力屏蔽效应会导致游离髂骨瓣骨吸收。本研究中的个体化钛修复体厚度经前期研究, 所选厚度对自体髂骨松质骨的应力屏蔽作用降至最低, 有利于二期种植体的固定, 达到稳固牢靠的咬合关系。

［1］ Goh BT, Lee S, Tideman H, et al.Mandibular reconstruction in adults: a review.Int J Oral Maxillofae Surg, 2008, 37(7):597-605.

［2］ 卢保全, 张凯, 李建成, 等.游离髂骨移植修复下颌骨缺损59例临床观察.口腔医学, 2005, 25(2):124-125.

［3］ 洪碧波, 陈关福, 严君烈.钛复合骨移植在下颌骨肿瘤术后骨缺损中的应用.口腔医学, 2004, 24 (4):220-222.

［4］ 徐立群, 张陈平.下颌骨外形线的相关性研究.中国口腔领面外科杂志, 2003, 1(1):224-227.

［5］ 潘瑾, 张益, 毛驰, 等.三维仿真头模在下颌骨缺损重建中的应用1例报道.中国口腔领面外科杂志, 2003, 1(1):124-126.

［6］ Disa JJ, Cordeiro PG.Mandibuler construetion With microvaseular surgery.Semin Surg Oneol, 2000, 19(3):226-234.

［7］ Rajon DA, Bova FJ, Bhasin RR, et al.An investigation of the potential of rapid prototyping technology for image guided surgery.J Appl Clin Med Phys, 2006, 7(4):81-98.

［8］ 杨连平, 李彦生, 张练平, 等.应用 CAD/CAM技术进 行个体化下颌骨重建 .中国口腔颌面外科杂志, 2004, 2(2):65-69.

［9］ 韩正学, 季彤, 张陈平.钛下颌骨重建假体修复下颌骨缺损的初步实验研究.上海口腔医学, 2004, 13(4):282-285.

［10］ 张海林, 曾昂, 李仁举, 等.基于逆向工程的颜面部畸形的修复重建研究.中华医学杂志, 2006, 86(36):2577-2580.

［11］ 赵晋龙, 刘彦普, 商洪涛, 等.应用反求与快速原型技术修复下颌骨缺损.实用口腔医学杂志, 2009, 25(2):214-217.

［12］ Kennady MC, Tucker MR, Lester GE, et al.H istomorphometric evaluation of stress shielding in mandibular continuity defects treated with rigid fixation p lates and bone grafts.In t J Oral Maxillofac Surg, 1989, 18(3):170-174.

10.14163/j.cnki.11-5547/r.2015.15.084

2015-02-05］

719000 陕西省榆林市第一医院口腔科