顳下頜關(guān)節(jié)內(nèi)壓的研究進展

高 磊，江銀華

顳下頜關(guān)節(jié)紊亂病(temporomandibular disorders，TMD)是口腔頜面部最常見的疾病之一，是一類復雜的、涉及多種因素的疾病，主要分為咀嚼肌紊亂類疾病、關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)紊亂類疾病、炎性疾病以及骨關(guān)節(jié)病，是口腔臨床發(fā)病率最高的四種疾病之一[1]。其病因、病理機制的復雜性和不確定性以及關(guān)節(jié)功能結(jié)構(gòu)解剖的多樣性，給其診斷以及基于相應致病機制的治療帶來不便。雖然當前臨床上以保守治療為基礎(chǔ)的綜合序列治療改善了相當一部分患者的問題，但仍有一些患者因療效不佳以及治療程序繁瑣、周期長而感到痛苦。因此，TMD的發(fā)病機制、組織理化變化及關(guān)節(jié)內(nèi)生物力學一直都是研究的焦點[2]。盡管關(guān)節(jié)內(nèi)壓的異常改變是TMD的生物力學致病機制之一，但由于其測量難度和技術(shù)的限制，而較少被關(guān)注。該文總結(jié)了近年來對關(guān)節(jié)內(nèi)壓的研究及技術(shù)進展，重點對關(guān)節(jié)內(nèi)壓測量及其指導臨床治療的意義進行綜述。

1 關(guān)節(jié)內(nèi)壓

1.1 關(guān)節(jié)內(nèi)壓概念

關(guān)節(jié)內(nèi)壓是指關(guān)節(jié)腔內(nèi)的流體壓力，是關(guān)節(jié)內(nèi)、外各種因素在關(guān)節(jié)的不同功能狀態(tài)下共同作用的結(jié)果，其壓力的改變能夠影響其繼發(fā)的生物學效應和關(guān)節(jié)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改建[3]。正常的顳下頜關(guān)節(jié)(temporomandibular joint，TMJ)是維持復雜的下頜運動和咀嚼力傳導的基礎(chǔ)，而關(guān)節(jié)內(nèi)壓的異常變化與關(guān)節(jié)內(nèi)的正常結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定的功能運動的改變有關(guān)，在異常變化的持續(xù)作用下，會發(fā)生關(guān)節(jié)功能紊亂和結(jié)構(gòu)破壞。因此，關(guān)節(jié)內(nèi)壓的異常改變對TMD的發(fā)病起著非常重要的作用。

1.2 關(guān)節(jié)內(nèi)壓的產(chǎn)生機制

滑膜在關(guān)節(jié)內(nèi)壓的產(chǎn)生和發(fā)展中發(fā)揮了重要的作用。滑膜在關(guān)節(jié)的調(diào)控中完成了許多重要的功能，包括維持與穩(wěn)定復雜的關(guān)節(jié)運動，使關(guān)節(jié)腔內(nèi)結(jié)構(gòu)不黏附，關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生低摩擦力[4]；保證關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的完整位置和關(guān)節(jié)腔內(nèi)壓力的變化，將關(guān)節(jié)內(nèi)壓維持在低于氣壓水平[5]。

滑膜產(chǎn)生滑液，Cascone等[6]認為滑液是生物力學限制的重要組成部分?；壕哂腥蠡竟δ埽簽V過屏障功能、營養(yǎng)功能和關(guān)節(jié)潤滑與緩沖機械負荷功能。當關(guān)節(jié)內(nèi)壓為負壓時，有利于關(guān)節(jié)液的互換，防止關(guān)節(jié)內(nèi)水腫形成；當關(guān)節(jié)內(nèi)壓減小，即為“吸盤效應”時，關(guān)節(jié)盤受壓后緊貼在關(guān)節(jié)窩表面，使得顳下頜關(guān)節(jié)在行使功能運動時，關(guān)節(jié)盤不能順利滑動[7]；而關(guān)節(jié)內(nèi)壓增大時，有利于關(guān)節(jié)腔中的代謝產(chǎn)物和有害物質(zhì)的轉(zhuǎn)運，維持滑膜的新陳代謝。有研究表明，關(guān)節(jié)內(nèi)壓異常升高會導致炎癥因子釋放，影響關(guān)節(jié)囊的通透性和滑膜細胞分泌功能[8]。在TMD關(guān)節(jié)的滑膜中，最具代表性的是白細胞介素-1和腫瘤壞死因子-α[9]。Miho[10]認為單核細胞趨化蛋白-1可能是導致滑膜炎癥開始和進展的主要因素。也有研究證實，關(guān)節(jié)內(nèi)壓改變導致各種炎癥因子釋放，激活巨噬細胞與中性粒細胞，引起關(guān)節(jié)軟骨的分解[11]。目前，對于顳下頜關(guān)節(jié)內(nèi)壓與滑膜炎癥之間的關(guān)系仍有待大量的實驗證實。

Kubein-Meesenburg等[12]對顳下頜關(guān)節(jié)滑液功能狀態(tài)提出了滑液泵系統(tǒng)的概念，并確定了這種滑液泵系統(tǒng)在不同的功能狀態(tài)下的工作方式。當下頜骨沿關(guān)節(jié)結(jié)節(jié)向前移動時，下頜骨和關(guān)節(jié)盤向前一起移動，由此產(chǎn)生了一個雙作用泵。在關(guān)節(jié)窩區(qū)域的顳后附著纖維開始伸展，由于關(guān)節(jié)上腔后部的空間增加而產(chǎn)生吸力。在關(guān)節(jié)下腔前部，由于關(guān)節(jié)囊的拉伸和翼外肌的輕微拉力而產(chǎn)生壓力，因此滑液被吸引到髁突后部。在從前部開始的回縮運動中，泵系統(tǒng)會導致滑液向反方向流動。下頜自由運動的功能狀態(tài)(例如張口、說話或唱歌)對關(guān)節(jié)沒有負擔，關(guān)節(jié)可從顱骨邊緣分離，從而形成自由空間?；耗軌蛟陉P(guān)節(jié)上腔和關(guān)節(jié)下腔中沿關(guān)節(jié)盤自由流動，從而降低了泵系統(tǒng)的作用[13]。研究表明，由于關(guān)節(jié)的異常負載，會使關(guān)節(jié)盤位置、形態(tài)發(fā)生改變，從而改變關(guān)節(jié)腔在功能運動時的空間分布，使滑液泵的工作方式改變，使泵系統(tǒng)的效率變低，而長時間的異常工作狀態(tài)勢必改變髁突、滑液、關(guān)節(jié)盤的應力分布，導致進一步的關(guān)節(jié)功能和結(jié)構(gòu)破壞。

1.3 關(guān)節(jié)內(nèi)壓的影響因素

由于TMJ特殊的結(jié)構(gòu)特征(包括：髁突、關(guān)節(jié)盤、關(guān)節(jié)囊、翼外肌等)以及其承擔著復雜的功能運動[14]，關(guān)節(jié)內(nèi)壓的變化受多因素的影響[15]，如滑液量、關(guān)節(jié)盤的形狀及厚度、關(guān)節(jié)解剖形態(tài)等[16]。顳下頜關(guān)節(jié)內(nèi)壓依賴于下頜運動時，關(guān)節(jié)囊毛細血管中的血液、關(guān)節(jié)囊間質(zhì)、關(guān)節(jié)間隙流體之間的靜水壓差以及膠體滲透壓，兩者共同驅(qū)動著關(guān)節(jié)腔內(nèi)滑液與外周組織之間的生理循環(huán)。相關(guān)研究認為關(guān)節(jié)滑液(synovial fluid)組成為血漿的透析液，還包含透明質(zhì)酸、糖胺聚糖等[4]。顳下頜關(guān)節(jié)滑液的循環(huán)流動不僅能保證其關(guān)節(jié)界面的潤滑，也參與關(guān)節(jié)內(nèi)外物質(zhì)代謝、細胞增殖、凋亡和信號傳導等一系列生理過程，是維持TMJ生理功能穩(wěn)定與協(xié)調(diào)的另一個重要因素[17]。

2 顳下頜關(guān)節(jié)內(nèi)壓測定和研究方法

2.1 關(guān)節(jié)內(nèi)壓測量儀

關(guān)節(jié)內(nèi)壓的測量在其他關(guān)節(jié)(肩關(guān)節(jié)[18]、肘關(guān)節(jié)[19]、踝關(guān)節(jié)[20]等)中被廣泛運用。目前關(guān)節(jié)內(nèi)壓的測量方法主要包括：壓敏膜、負載電池和壓力傳感器等[21]。關(guān)節(jié)內(nèi)壓的測定可以在關(guān)節(jié)手術(shù)中應用以減少手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生的風險[22]。張志光等[23]1992年在國內(nèi)采用Philip心內(nèi)壓力測量儀(這是一種有創(chuàng)性的測量方法)對43側(cè)正常顳下頜關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)內(nèi)壓進行了測量，得到了在不同顳下頜運動功能狀態(tài)下，平均關(guān)節(jié)內(nèi)壓為-2.66 mmHg，其中開口、前伸、對側(cè)向運動時關(guān)節(jié)內(nèi)壓為負壓，閉口、后退、同側(cè)側(cè)向運動時為正壓，關(guān)節(jié)復雜運動如咀嚼、吞咽、微笑、靜止狀態(tài)等為負壓。2008年研制出顳下頜關(guān)節(jié)內(nèi)壓測量儀，原理是通過穿刺針進入關(guān)節(jié)腔，利用關(guān)節(jié)腔內(nèi)流體對壓力傳感器[24]的作用，將壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號，電信號再經(jīng)由計算機處理轉(zhuǎn)換記錄。利用此系統(tǒng)，張志光等[25]對16例不可復性關(guān)節(jié)盤移位患者的22側(cè)關(guān)節(jié)內(nèi)壓進行測量分析，同時結(jié)合關(guān)節(jié)內(nèi)鏡檢查，將異常的關(guān)節(jié)內(nèi)壓分為高壓型——開口位關(guān)節(jié)內(nèi)壓(7.11±17.87)mmHg，閉口位為(9.65±7.03)mmHg；低壓型——開口位關(guān)節(jié)內(nèi)壓-(114.49±91.61)mmHg, 閉口位為(-61.24±24.03)mmHg；反壓型——開口位關(guān)節(jié)內(nèi)壓(7.48±8.49)mmHg，閉口位為(-3.91±6.25)mmHg。上述研究證實：在TMD中，即使影像學診斷相同，患者臨床表現(xiàn)基本相同，關(guān)節(jié)內(nèi)壓的測量值也可能存在較大差異。

2.2 有限元模型分析

有限元分析(finite element analysis，F(xiàn)EA)是用以解決復雜結(jié)構(gòu)以及機械問題的一種數(shù)值分析方法。近來，F(xiàn)EA被廣泛地用于醫(yī)學生物力學研究。FEA可以對復雜幾何結(jié)構(gòu)進行力學分析，并可根據(jù)不同結(jié)構(gòu)實際的運動情況來改變定義邊界條件和載荷，可分析所建模型任何部位在不同情況下的應力、應變情況。通過軟件分析，所得結(jié)果快速準確，因此FEA是當前對顳下頜關(guān)節(jié)內(nèi)受力情況研究中最有效的方法之一。Chen等[26]1994年較早地將FEA應用于人體顳下頜關(guān)節(jié)，研究正常閉口期間關(guān)節(jié)內(nèi)的應力分布。顳下頜關(guān)節(jié)有限元模型的建模方法主要有切片法[27]、三維測量法、CT或MRI影像處理法、DICOM數(shù)據(jù)建模法和數(shù)字化虛擬人的建模方法等[28]。Shu等[29]通過利用CT構(gòu)造的頜骨和頜骨模型的運動捕獲系統(tǒng)記錄口開口運動，利用MRI構(gòu)造關(guān)節(jié)盤構(gòu)造口腔在張開和閉合過程中的有限元模型，證明在無癥狀受試者的TMJ中應力在初始開口時緩慢增加，髁突回到關(guān)節(jié)窩位置時，壓力減少，同時關(guān)節(jié)盤的中部、髁突橫嵴的中部與關(guān)節(jié)結(jié)節(jié)的中部應力最大。目前，針對顳下頜關(guān)節(jié)內(nèi)滑液的流體動力學研究還較少。Xu等[30]通過計算機斷層攝影術(shù)對健康個體的TMJ上腔進行研究，并在頜骨張開期間測量關(guān)節(jié)內(nèi)壓。在三個維度上對關(guān)節(jié)腔進行重建，并使用有限體積的流體動力學模型來分析頜骨運動期間的流體流動和壓力分布模式。這是有限元分析向非固體力學的延伸，證明了在頜骨張開過程中，正常的上部TMJ關(guān)節(jié)腔的三維結(jié)構(gòu)隨關(guān)節(jié)盤移動而變化，滑液沿逆時針方向循環(huán)并形成局部渦旋，同時觀察到隨著頜骨張開，關(guān)節(jié)內(nèi)壓降低；隨著關(guān)節(jié)的開口，髁突的運動從簡單的旋轉(zhuǎn)到旋轉(zhuǎn)和平移的結(jié)合運動，關(guān)節(jié)腔和關(guān)節(jié)內(nèi)壓急劇改變，這樣的研究結(jié)果可以指導患者避免大張口。上述研究表明，F(xiàn)EA可有效模擬顳下頜關(guān)節(jié)內(nèi)結(jié)構(gòu)的真實情況，對于關(guān)節(jié)內(nèi)壓的研究具有一定的指導性。

3 基于關(guān)節(jié)內(nèi)壓調(diào)整的臨床治療

目前臨床對于TMD的治療主要有保守治療與手術(shù)治療，一般主張對功能性障礙或輕度結(jié)構(gòu)性病變首選保守治療或無創(chuàng)治療，包括物理、手法運動療法、咬合板療法；對物理療法不佳的早期關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)紊亂進行微創(chuàng)治療，包括注射治療、關(guān)節(jié)灌洗術(shù)及微創(chuàng)關(guān)節(jié)鏡治療；嚴重的顳下頜功能障礙及明顯的器質(zhì)性病變采用開放性手術(shù)的“梯度序列治療”[31]。但是序列治療本身對疾病輕重緩急進行經(jīng)驗上的治療，缺乏金標準。

關(guān)節(jié)內(nèi)壓在顳下頜關(guān)節(jié)的病變的產(chǎn)生及進展中扮演著一個重要角色。相關(guān)研究中指出，關(guān)節(jié)內(nèi)壓對于顳下頜關(guān)節(jié)的調(diào)壓治療有一定的指導性，包括關(guān)節(jié)腔內(nèi)減壓和加壓治療。在臨床測量中,減壓治療適用于高壓型；加壓治療適用于低壓型；而對于反壓型的TMD患者應結(jié)合關(guān)節(jié)鏡檢查，綜合分析關(guān)節(jié)內(nèi)結(jié)構(gòu)改建與關(guān)節(jié)內(nèi)壓等具體情況下，進行相應較為合理的治療[32]?；陉P(guān)節(jié)內(nèi)壓調(diào)整的治療主要用于早期的TMD。在對TMD進行治療前，進行關(guān)節(jié)測壓，可指導臨床選擇合適的治療方案。物理手法療法與關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射治療鮮有文獻報道其與關(guān)節(jié)內(nèi)壓的具體聯(lián)系。目前，調(diào)整關(guān)節(jié)內(nèi)壓的主要治療方法是：咬合板治療及關(guān)節(jié)灌洗術(shù)，關(guān)節(jié)內(nèi)鏡與開放手術(shù)可作為輔助的治療方式。具體的治療方法如下。

3.1 咬合板治療

咬合板，又稱為咬合墊，目前臨床上使用較多的主要是穩(wěn)定性咬合板[33]。利用咬合板治療TMD，主要是調(diào)整咬合關(guān)系及肌肉、髁突、關(guān)節(jié)盤的協(xié)調(diào)關(guān)系，通過改變現(xiàn)有的咬合狀態(tài)，建立起穩(wěn)定的“盤髁關(guān)系”。這種關(guān)系的改變勢必影響關(guān)節(jié)內(nèi)壓的變化，從而達到治療顳下頜紊亂的目的。Casares等[34]使用插入關(guān)節(jié)中并連接至壓力傳感器的8號穿刺針測量關(guān)節(jié)內(nèi)壓。在下頜處于靜止、最大張口、在牙尖交錯位緊咬以及使用咬合板緊咬情況下測量壓力，研究證明使用咬合板后平均關(guān)節(jié)內(nèi)壓下降31.2%，差異有統(tǒng)計學意義，提示咬合板治療可應用于“高壓型”，改善關(guān)節(jié)內(nèi)壓。也有學者研究咬合板在改善關(guān)節(jié)內(nèi)環(huán)境中的實際作用。顳下頜關(guān)節(jié)滑液中白介素-6、丙二醛和8-羥基脫氧鳥苷的水平已被證實與疾病嚴重程度有著一定的相關(guān)性[35]，Ba等[36]通過對以上指標的研究證實咬合板確實能改善關(guān)節(jié)紊亂的臨床癥狀，但對于關(guān)節(jié)內(nèi)氧化應激和炎癥水平的改善卻沒有顯著影響。也有研究表明，在穩(wěn)定型咬合板的使用下，髁突各斜面均有較為顯著的骨量增加[37]。

3.2 關(guān)節(jié)外科手術(shù)治療

關(guān)節(jié)鏡手術(shù)切口較小，結(jié)構(gòu)損傷較少，關(guān)節(jié)內(nèi)可視性好，術(shù)后即刻疼痛減輕，患者康復更快[38]。對于“反壓型”，需結(jié)合關(guān)節(jié)鏡或者進行開放性手術(shù)，進行關(guān)節(jié)內(nèi)纖維粘連松解術(shù)，使滑液在腔內(nèi)正常循環(huán)流動，維持穩(wěn)定的關(guān)節(jié)內(nèi)環(huán)境。TMJ的關(guān)節(jié)內(nèi)灌洗術(shù)是一種常用的手術(shù)沖洗和清創(chuàng)術(shù)式，用以治療關(guān)節(jié)內(nèi)部紊亂和骨關(guān)節(jié)炎，是一種微創(chuàng)外科手術(shù)。對于“低壓型”，行關(guān)節(jié)灌洗術(shù)往往能達到較好的療效[38]。Zhu等[39]通過建立兩相流模型，以研究用灌洗液替代滑液的動力學過程，模擬了實際的關(guān)節(jié)內(nèi)環(huán)境，研究了穿刺針直徑大小、位置和流路對流體動力學和灌洗功效的影響，同時結(jié)合關(guān)節(jié)內(nèi)壓來評估灌洗過程中，不同流入量流出量模型在灌洗過程中的關(guān)節(jié)內(nèi)壓的變化，證明了用較大的流入針和較小的流出針進行灌洗可使關(guān)節(jié)內(nèi)壓穩(wěn)定保持在2.7×104Pa以上，具有較高的成功率。對于“高壓型”，在行關(guān)節(jié)灌洗時，可使用灌洗液替換腔內(nèi)液體，清除炎性介質(zhì)，達到調(diào)整關(guān)節(jié)內(nèi)壓的目的。

4 總結(jié)與展望

綜上所述，關(guān)節(jié)內(nèi)壓對顳下頜紊亂疾病的產(chǎn)生和發(fā)展有著不可忽視的影響。顳下頜關(guān)節(jié)內(nèi)壓的變化受到多種因素的影響[14-16]，對于關(guān)節(jié)內(nèi)壓及其病理機制進行相關(guān)研究，可以更好地指導臨床治療，阻斷疾病的發(fā)展，改善預后。目前關(guān)節(jié)內(nèi)壓測定的方法還比較局限，介入性的測量雖然過程簡單，但臨床上對醫(yī)生的要求較高。雖然目前采用有限元分析方法構(gòu)建顳下頜關(guān)節(jié)的三維計算機模型研究取得了一定進展[29-30]，但由于其精確性仍待考究，因此對于非介入性測定的研究仍需大量的實驗進行進一步的驗證。目前，以關(guān)節(jié)內(nèi)壓調(diào)整為中心的治療體系為臨床治療提供了思路和可視化的標準來診斷和治療顳下頜關(guān)節(jié)疾病，并提供了一定的指標來判斷疾病預后。這對今后臨床的指導意義是非常重大的。