下頜骨骨折堅強內(nèi)固定應力遮擋效應的臨床研究

呂翔 沈國華 徐巍巍 王偉

下頜骨骨折堅強內(nèi)固定技術(shù)已開展四十余年，其治療機制被證實較以往任何方法更符合生物力學要求，是實現(xiàn)骨折直接愈合的最直接手段。伴隨著堅強內(nèi)固定技術(shù)的發(fā)展，應力遮擋效應也一直成為困擾學者們的一大難題。本研究通過對下頜骨骨折堅強內(nèi)固定術(shù)后患者下頜骨密度進行測量分析，探討應力遮擋效應對骨折愈合的相關(guān)影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 我院2003至2008年口腔科采用堅強內(nèi)固定技術(shù)治療的單側(cè)下頜體部及下頜角部骨折患者23例，男19例，女4例。

1.2 方法 23例患者均為下頜骨體部及下頜角部骨折，應用小型鈦板行堅強內(nèi)固定術(shù)，其中13例患者采用單板固定，配合頜間牽引或行張力帶固定，其余10例患者為雙板固定?；颊咴趦?nèi)固定術(shù)2年以上拆除接骨板，應用骨密度儀以該區(qū)域為中心行骨密度測量，同時測量對側(cè)下頜骨同一區(qū)域骨密度值，并應用統(tǒng)計學方法進行比較，從而判斷應力遮擋效應對骨折愈合的影響。

1.3 測量方法 采用美國LUNAR公司生產(chǎn)的DPX--型雙能X線骨密度儀。測量部位：俯臥頭側(cè)位，頭與地面水平，上仰15°;范圍：耳屏前，眼外角與耳屏連線中點起，垂直向下至頦水平線，應用八邊法測量指定區(qū)域骨密度值。每天測量前均進行儀器性能檢驗校正。

2 結(jié)果

內(nèi)固定術(shù)后2年以上拆除接骨板，在單板固定組，固定側(cè)與對側(cè)相比，所產(chǎn)生的應力遮擋并差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05);雙板固定組，固定側(cè)與對側(cè)的骨密度值差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，固定側(cè)骨質(zhì)密度明顯降低。見表1。

表1 下頜骨骨折堅強定不同固定方法骨密度值±s

表1 下頜骨骨折堅強定不同固定方法骨密度值±s

注：與固定側(cè)比較，*P＜0.05

單板固定組(n=13)雙板固定組(n=10) 1.94±0.25 2.30±0.22*

3 討論

所謂應力遮擋是一種生物力學現(xiàn)象，發(fā)生于金屬矯形外科植入體植入活體骨組織后，堅硬的植入體承受了大部分的應力作用，并因此改變了對骨組織的正常機械刺激。促使植入體周圍骨組織的結(jié)構(gòu)、密度、硬度和力量發(fā)生適應性改變。這一現(xiàn)象被稱為應力遮擋效應。根據(jù)力學超靜原理，由不同材料組成的物體結(jié)構(gòu)承載時，載荷按各材料的剛度強弱分配。由于鋼板的彈性模量較密質(zhì)骨至少高10倍以上，大于松質(zhì)骨的數(shù)百倍，引此功能負載大部分由金屬接骨板承擔，而固定部位骨自身所受的應力十分有限，骨內(nèi)缺乏應力，以致愈合后期礦化延遲，骨質(zhì)疏松，甚至造成貼近鋼板的骨出現(xiàn)吸收變薄，強度減弱，當拆除固定時就可能發(fā)生再骨折［1］。近年來對下頜骨骨折應力遮擋問題的研究方法，是在骨折堅強內(nèi)固定基礎上，通過X線、CT等監(jiān)測應力遮擋帶來的骨骼形態(tài)及密度的改變。而采用影像學方法的評估難以準確地定量進行分析。應用骨密度儀測量下頜骨骨密度可以對下頜骨骨密度進行定量分析，相對于影像學的分析更準確。由于下頜骨形狀不規(guī)則，不同區(qū)域骨質(zhì)密度相差較大，與測量椎體骨不同，應用常規(guī)方法難以準確地進行骨密度的測量。我們應用八邊法進行測量，該方法可以準確的測量指定區(qū)域骨密度值，精確地測量保證了本研究的科學性。本研究的基礎在于我們首先認定同一個人雙側(cè)下頜骨相同區(qū)域骨密度一致。拆除接骨板后，對以接骨板為中心的區(qū)域行骨密度測量，同時測量對側(cè)下頜骨同一區(qū)域，并將2組數(shù)據(jù)進行比較。

應力遮擋作用對骨折愈合的影響，學者們看法不一［2-4］，在早期，堅強內(nèi)固定材料的高剛度為骨組織的順利愈合創(chuàng)造了穩(wěn)定的局部環(huán)境。但在骨愈合后期由于功能負載大部分落在接骨板上，使得骨折骨組織承受很少的負載，骨內(nèi)缺乏應力，長時間就會造成骨質(zhì)疏松，骨量減少甚至取板后的再骨折。有學者認為，在骨折堅強內(nèi)固定后進行早期功能鍛煉的同時還應當早期取出接骨板［5，6］。眾所周知，下頜骨骨折臨床愈合時間大致為4周，但骨折處骨質(zhì)密度恢復正常大致需要3個月以上，本研究23例患者選擇取板時間均為內(nèi)固定后2年以上，旨在探討應力遮擋效應對骨折愈合的遠期影響。通過統(tǒng)計學分析，單板固定組病例取板后骨折側(cè)骨質(zhì)密度與對側(cè)并未出現(xiàn)顯著性差異，而雙板固定組骨質(zhì)密度有顯著下降。結(jié)果顯示，應力遮擋效應與接骨板的大小、數(shù)量緊密相關(guān)，從遠期看，較之單板固定，而雙板固定組出現(xiàn)了較明顯的應力遮擋。筆者認為，在下頜骨骨折堅強內(nèi)固定中，保證骨折線的穩(wěn)固是第一位的，在此基礎上，應盡量減少接骨板的數(shù)量，對于無明顯錯位的骨折線，采用單板固定配合頜間牽引，對于單純下頜角骨折，在骨折線對位良好時盡量采用張力帶固定。

從理論上講，應力遮擋效應與接骨板的彈性模量成正比，彈性模量小的接骨板產(chǎn)生的應力遮擋作用小于彈性模量大的接骨板。從理論上講，鈦板彈性模量遠小于鋼板，其應力遮擋作用較鋼板小。本研究結(jié)果顯示，13例單板固定的患者，下頜骨骨折堅強內(nèi)固定中應力遮擋并不顯著。而10例雙板固定的患者，表現(xiàn)了較為明顯的應力遮擋?？梢钥闯?，盡管純鈦板具有良好的生物相容性，良好的可塑性及延展性，但對于復雜的下頜骨骨折，尤其是粉碎性骨折的患者，由于需要采用多板固定，勢必會產(chǎn)生更顯著的應力遮擋，對于這樣的患者，在骨折愈合后應及時拆除接骨板。近年來開發(fā)了生物可降解接骨板和螺釘［7］，在骨折愈合時可緩慢降解而使剛度逐漸下降，使愈合骨逐漸承受正常應力，避免了應力遮擋作用引起的骨質(zhì)疏松與再骨折，而且，這種材料能完全降解吸收，不需二次手術(shù)取出，但由于其機械強度不足，難以提供足夠的穩(wěn)定性，且成本很高，故目前難以在臨床廣泛應用。

綜上所述，在下頜骨骨折堅強內(nèi)固定中，由于鈦板生物相容性好，易于塑形，能夠保證骨折初期所需要的接骨板的高剛度，所以來鈦板作為下頜骨骨骨折堅強內(nèi)固定的材料通常首選。但是對于復雜骨折尤其是采用雙板固定或者多板固定的患者，在骨折后期仍要考慮拆除接骨板。

1 張益，孫勇剛主編.頜骨骨折堅固內(nèi)固定.第1版.北京：北京大學醫(yī)學出版社，2003.163.

2 Osborn JW，Baragar FA.Predicted pattern of human muscle activity during clenching derived from a computer assisted model：Symmetric bite force.J Biomechanics，1985，18：599.

3 Korioth TW，Hannam AG.Mandible forces during simulated tooth clenching.J Orofac Pain，1994，8：178.

4 劉世軍，王立軍.下頜骨骨折內(nèi)固定術(shù)后應力遮擋效應的臨床研究.中華口腔醫(yī)學雜志，2010，45：474-476.

5 Alpert B，Seligson D.Removal of asymptomatic bone plates used for orthognathic surgery and facial fractures.J Oral Maxillofac Surg，1996，54：618.

6 盧軍，斯方杰，李明，等.下頜骨堅固內(nèi)固定應力遮擋作用的有限元分析.中華口腔醫(yī)學處科雜志，1995，5：23.

7 Yerit KC，Enislidis G，Schopper C，et al.Fixation of mandibular fractures with biodegradable plates and screws.Oral Surg Oral Med Oral Pathol O-ral Radiol Endod，2002，94：294.