高放射劑量照射后牽張下頜骨成骨的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究

柳玉曉，劉桂才，劉彥普，朱國(guó)雄

牽張成骨技術(shù)（DO）被研究證明是修復(fù)放射照射后頜骨缺損的有效方法。放射劑量是影響DO的關(guān)鍵因素之一［1，2］，該課題組先前的實(shí)驗(yàn)證明，低、中劑量（50 Gy，60 Gy）的照射后DO可以獲得肯定的效果［3，4］。 70 Gy通常被認(rèn)為是頜面部腫瘤放療的高劑量，該實(shí)驗(yàn)的目的是探討高劑量放射照射后犬下頜骨DO的可行性，為臨床應(yīng)用提供參考。

1　材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的獲取和預(yù)處理取自原濟(jì)南軍區(qū)總醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心健康成年中國(guó)雜種犬10只，雌雄不拘。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)經(jīng)原濟(jì)南軍區(qū)總醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。動(dòng)物注射相關(guān)疫苗，籠養(yǎng)1 W，減低環(huán)境影響。以長(zhǎng)春獸醫(yī)大學(xué)生產(chǎn)的速眠新Ⅱ麻醉制劑全麻下磨短上下尖牙及第四臼齒以后磨牙，對(duì)露髓者拔髓處理。10只動(dòng)物隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組（8只）和對(duì)照組（2 只）。

1.2放射設(shè)備的選擇及照射使用60Co治療機(jī)（山東新華，型號(hào)：XHA900），照射野選擇動(dòng)物左側(cè)下頜骨自第二臼齒至下頜角，范圍約3 cm×4 cm。采用外照射，實(shí)驗(yàn)組劑量6.8 Gy，4次，2 W（相當(dāng)于 70 Gy/35次/7 W），照射時(shí)間553 s，照射深度1 cm。照射完成后，飼雜食。對(duì)照組動(dòng)物不接受照射。

1.3手術(shù)動(dòng)物照射完成后6個(gè)月，所有動(dòng)物以速眠新Ⅱ肌肉注射麻醉，劑量0.1 ml/kg，動(dòng)物取右側(cè)臥位，術(shù)區(qū)備皮，消毒鋪巾，顯露放射區(qū)下頜骨。自下頜骨邊緣處切開(kāi)皮膚及皮下組織，深度直達(dá)下頜骨骨膜，分離骨膜，自第五與第六臼齒之間生理鹽水沖洗下以低速手機(jī)球鉆磨開(kāi)下頜骨1 mm骨縫，近牙槽嵴頂處預(yù)留2 mm，防止損傷黏膜與口腔相通。用骨鑿輕輕鑿擊，震開(kāi)殘留皮質(zhì)骨。于頰側(cè)安裝牽張器（QKQ15-1，西安中邦公司，圖 1），用 5 mm的鈦釘固定牽張器，牽引方向?yàn)橄骂M骨長(zhǎng)軸方向。旋轉(zhuǎn)桿在切口前端前下方穿出皮膚，縫合組織切口。術(shù)后給予曲馬多抑制術(shù)后疼痛，青霉素肌肉注射抗感染。術(shù)后延遲7 d，開(kāi)始牽引，0.5 mm×2次/d，連續(xù)10 d。然后固定8 W。每天以洗必泰棉球擦洗消毒刀口及周?chē)鷧^(qū)域。

圖 1　牽張器植入下頜骨

1.4大體觀察及X線檢查牽張結(jié)束及固定完成后觀察動(dòng)物是否咬合偏斜，拍X線片確定是否牽引延長(zhǎng)成功。

1.5取材方法實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組均于牽張完成固定8 W后處死動(dòng)物。如下處理：麻醉狀態(tài)下，從牽張側(cè)頸總動(dòng)脈插管，注射肝素1000 U，2 min后，保持插管通暢，結(jié)扎切斷頸部各動(dòng)靜脈，自插管滴注生理鹽水500 ml，4%多聚甲醛500 ml，切取含神經(jīng)下頜骨，放入中性4%多聚甲醛中固定48 h，固定完成后放入硝酸中脫鈣2 W，用0.1%中性PBS緩沖液洗滌，逐級(jí)脫水、石蠟包埋，切片4μm，做HE染色，光鏡下觀察。

2　結(jié)果

2.1總體情況10只狗均按設(shè)計(jì)完成手術(shù)，手術(shù)順利，牽張器被正確安置。動(dòng)物下頜骨被逐漸延長(zhǎng)，下頜逐漸偏斜。實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物3只切口愈合，5只切口愈合差，周?chē)t腫。固定期第六周，2只動(dòng)物牽張器松動(dòng)，退出實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)組共6只動(dòng)物完成了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。對(duì)照組2只動(dòng)物切口一期愈合，所有動(dòng)物均完成了實(shí)驗(yàn)。

2.2大體標(biāo)本及X線觀察6只實(shí)驗(yàn)動(dòng)物牽張側(cè)下頜骨被延長(zhǎng)，X線檢查可見(jiàn)牽張間隙呈低密度影（圖2），下頜骨大體標(biāo)本檢查可見(jiàn)下頜骨兩段間形成約8～10 mm間隙，未見(jiàn)明顯骨橋連接形成，間隙周?chē)梢?jiàn)肉芽組織和死骨形成。

圖 2　下頜骨X片顯示牽張間隙低密度影

對(duì)照組牽張側(cè)下頜骨均被延長(zhǎng)，X線檢查可見(jiàn)牽張間隙內(nèi)密度相對(duì)增高，有新骨形成，大體檢查可見(jiàn)牽張區(qū)有不同程度鈣化的新骨，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組差異明顯。

2.3組織學(xué)檢查實(shí)驗(yàn)組可見(jiàn)明顯骨退化，未見(jiàn)新骨形成，部分區(qū)域骨結(jié)構(gòu)被破壞（圖3）。對(duì)照組新生骨小梁成編織狀，成骨細(xì)胞明顯減少，間質(zhì)中纖維母細(xì)胞數(shù)量亦減少，少量細(xì)長(zhǎng)梭形纖維細(xì)胞散布于骨基質(zhì)，間質(zhì)小血管減少，纖維成分增加（圖4）。實(shí)驗(yàn)組因?yàn)闋繌堥g隙內(nèi)僅見(jiàn)軟組織形成，標(biāo)本取自骨斷端邊緣。對(duì)照組標(biāo)本取自牽張間隙。

圖 3　實(shí)驗(yàn)組骨嚴(yán)重退行性變（HE，×40）

圖 4　對(duì)照組新骨形成（HE，×40）

實(shí)驗(yàn)組顯示牽張區(qū)域嚴(yán)重的下牙槽神經(jīng)退行性變，新生不良。神經(jīng)組織可見(jiàn)空泡性變和軸突脫髓鞘變（圖5）。對(duì)照組修復(fù)性變化最明顯，神經(jīng)纖維排列整齊緊密，神經(jīng)髓鞘完整，并可見(jiàn)朗飛結(jié)產(chǎn)生（圖6）。神經(jīng)組織均取自牽張間隙。

圖 5　實(shí)驗(yàn)組神經(jīng)組織嚴(yán)重退行性變（HE，×100）

圖 6　對(duì)照組神經(jīng)組織新生（HE，×100）

3　討論

自McCarthy1992［5］年將它應(yīng)用于口腔頜面臨床以后，牽張成骨技術(shù)逐漸被用來(lái)治療先天性和獲得性顱頜面骨缺損。臨床上很多腫瘤的治療往往是手術(shù)合并放療，經(jīng)常引起頜骨缺損。近來(lái)，DO被認(rèn)為在修復(fù)放療后伴骨缺損方面很有潛力，但是它還有很多問(wèn)題需要研究。放射劑量也是影響DO成功率的一個(gè)重要方面。該課題組前期研究發(fā)現(xiàn)低、中劑量（50，60 Gy）的放射照射后能夠成功完成 DO，但是高劑量照射能不能DO尚待明確。筆者選擇70 Gy作為實(shí)驗(yàn)劑量，是因?yàn)樗ǔ１徽J(rèn)為是治療頜面部腫瘤的高劑量。根據(jù)等效劑量的概念，筆者得出27.2 Gy/4次·2 W等效于70 Gy/35次·7 W。

中國(guó)雜種犬相對(duì)溫順，耐受性好，其下頜骨形態(tài)和解剖結(jié)構(gòu)與人類(lèi)下頜骨相似，所以該實(shí)驗(yàn)選用中國(guó)雜種犬作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象以模擬人類(lèi)下頜骨。

從大體標(biāo)本看，實(shí)驗(yàn)組牽張間隙沒(méi)有發(fā)現(xiàn)新骨形成，而是充滿(mǎn)了肉芽組織。組織學(xué)檢查顯示牽張間隙邊緣骨退行性變嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)死骨，牽張間隙神經(jīng)亦呈現(xiàn)嚴(yán)重退行性變。放射線檢查也顯示低密度透射影像，提示少量或者沒(méi)有新骨形成。與對(duì)照組相比，上述結(jié)果提示是由于高劑量放射照射引起的嚴(yán)重后果。實(shí)驗(yàn)組未能通過(guò)牽張成骨獲取新骨和新的神經(jīng)組織，顯示高劑量照射后下頜骨DO風(fēng)險(xiǎn)很大。

通常情況下，頜面部組織對(duì)放射照射的忍受劑量是 50～70 Gy［6］，頜面部惡性腫瘤的放療劑量通常掌握在 40～70 Gy［7，8］，因而腫瘤造成的骨缺損其相關(guān)放射照射劑量也是40～70 Gy，能否在這個(gè)劑量范圍內(nèi)通過(guò)DO修復(fù)骨缺損是該課題組要研究的問(wèn)題。一般認(rèn)為，50 Gy放射劑量是造成骨損害的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。因此，課題組選擇 50 Gy，60 Gy，70 Gy（低，中，高）三個(gè)劑量照射動(dòng)物下頜骨來(lái)探討可行DO的劑量范圍。前期的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明50 Gy和60 Gy放射劑量下可以取得肯定的效果。該實(shí)驗(yàn)探討了70 Gy放射劑量下DO的可行性，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)新骨和神經(jīng)的新生，可能提示70 Gy的高放射劑量造成了嚴(yán)重的骨和神經(jīng)損傷。可以認(rèn)為高劑量放射照射對(duì)下頜骨和下牙槽神經(jīng)損害嚴(yán)重，牽張成骨需謹(jǐn)慎。