幼犬單側牙槽突裂對上頜骨發育的影響

陳 誠 吳麗麗 趙 宇

幼犬單側牙槽突裂對上頜骨發育的影響

陳 誠 吳麗麗 趙 宇

目的建立類似臨床牙槽突裂的動物模型，研究單側牙槽突裂在上頜骨快速發育期內對生長發育的影響。方法7周齡家犬20只，隨機分為實驗組、對照組（n＝10），通過手術使實驗組形成單側牙槽突裂。術后12周，CT三維重建測量上頜骨發育指標，評價裂隙對上頜骨發育影響。結果實驗組上頜骨前部及中部的長度和前部的寬度、高度與對照組相比，均存在發育異常，兩組測量數值具有顯著性差異（P＜0.05）。結論未經早期修復的單側牙槽突裂在上頜骨快速發育期內對生長發育具有一定影響。

牙槽突犬上頜骨生長

先天性牙槽突裂是伴發于唇腭裂的一種先天性頜面畸形，其典型表現為裂隙自牙槽突延伸入患側鼻腔，鼻側方軟骨及鼻翼角低平，鼻中隔向健側偏斜，患側上頜骨發育不足，嚴重影響面容和咀嚼功能，常規正畸和正頜手術效果較差。成功有效地修復牙槽突裂畸形，是唇腭裂序列治療的一部分，但是在修復時機、方法及材料的選擇等方面仍存在分歧。臨床上一般在唇腭裂患兒出生后3個月行修復術，修復主要針對唇、腭軟組織，沒有早期對牙槽突裂進行治療，是為了避免手術對上頜骨發育造成影響。但是，采用目前唇腭裂修復方法的患兒，術后依然出現較嚴重的上頜骨繼發畸形，包括鼻翼發育繼發畸形、牙列不齊、切牙萌出障礙、口輪匝肌異常等。因此，我們在實驗動物頜面快速發育期前，建立單側牙槽突裂模型，觀察分析牙槽突裂在上頜骨快速發育期內對生長發育的影響，旨在為早期修復牙槽突裂提供實驗依據。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

同種7周齡清潔級家犬20只（安徽醫科大學實驗動物中心），雌雄各半，體重1.7～1.9 Kg，人工混合飼料喂養。

1.2 實驗方法

1.2.1 分組

實驗犬隨機分為實驗組和對照組，每組各10只。實驗組以手術方式建立單側牙槽突裂模型，并觀察實驗指標；對照組未經任何處理。

1.2.2 動物模型制備

實驗組幼犬適應性喂養5 d，術前8 h禁食、4 h禁水，麻醉前肌肉注射40萬單位青霉素。3%戊巴比妥納（1.0 mL/Kg）靜脈注射麻醉后，取右側臥位，頭偏向左側，將舌牽出并固定于口外，固定四肢及下頜骨。口內及顱面部以安多福消毒，以0.5%鹽酸利多卡因加1∶20萬腎上腺素術區唇側及腭側粘骨膜下注射浸潤麻醉，至粘骨膜腫脹發白。

沿左側唇面及舌面牙齦緣，由第一乳中切牙遠側至第一乳尖牙近側做兩個縱行根向切口，即刀刃由牙冠朝向牙根，切透粘骨膜。剝離子向兩側及鼻底行骨膜下剝離至上頜骨腭突，暴露第一乳中切牙遠側至乳尖牙近側牙槽骨面，形成唇面及舌面兩個粘骨膜瓣。骨鑿去除剝離范圍內牙槽骨，咬骨鉗去除周圍細碎骨，形成約10 mm×15 mm的左側牙槽突裂隙，鼻腔黏膜保留完整(圖1)。骨創面涂抹骨蠟，缺損空腔內填塞明膠海綿，原位縫合唇面及舌面粘骨膜瓣，創緣涂抹0.5%金霉素眼膏，即形成單側牙槽突裂動物模型。

圖1 手術去除第一乳中切牙遠側至乳尖牙近側牙槽突骨質

1.2.3 術后處理

術后動物分籠飼養，給予流食，并逐漸過渡到普食；術后3天，肌注青霉素40萬單位，每天兩次，預防感染。

1.2.4 觀察方法及測量指標

術后12周取材，Lightspeed 64排128層螺旋VCT頭顱掃描（GE公司），獲分辨率512×512矩陣CT斷層影像并行三維重建。全部測量和統計均由同一人完成。測量重復3次，取平均值。測量指標參考人類頜面測量指標，結合犬頜面發育的特點，包括上頜寬度、高度、長度及上下尖牙和切牙的咬牙合關系。

1.2.4.1 上頜骨的長度

前部:上頜中切牙的舌側牙槽突緣至尖牙近中牙槽突緣的垂直距離。

中部:上頜中切牙的舌側牙槽突緣至第一磨牙近中牙槽突緣的垂直距離。

1.2.4.2 上頜骨的寬度

上頜前部寬度:尖牙腭側牙槽突緣至硬腭中線的距離。

上頜后部寬度:第一磨牙牙槽突緣至硬腭中線的距離。

1.2.4.3 上頜骨的高度

前部：尖牙腭側牙槽突緣至鼻底的垂直距離。后部：第一磨牙牙槽突緣至眶下緣的垂直距離。

1.3 統計學處理

以SPSS 17.0軟件進行數據處理，以兩樣本t檢驗進行統計學分析，P＜0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

10例實驗組幼犬手術切口均一期愈合，術后存活，無感染等手術并發癥；對照組中有1例因胃腸道感染死亡，其余存活。術后12周，實驗組裂隙均未愈合，僅在后部見少量骨質生長，剝離軟組織之后見裂隙兩側為骨皮質，寬度為(12.17±0.45)mm；尖牙萌出正常，向健側前方偏移，切牙向患側后方偏移；未見反頜畸形，所有實驗動物咬牙合關系基本正常（圖2）。

圖3 實驗組頭顱CT三維重建示：患側上頜骨形態異常，鼻前棘缺失，上頜骨鼻翼軟骨外側腳附著點塌陷，牙列偏向患側

通過CT三維重建測量數值比較可見，實驗組健側及患側各組數值均小于對照組，即存在頜面發育不良表現。其中，實驗組患側前部長度、中間長度、前部寬度、前部高度數值較對照組左側減少，差異具有統計學意義（P＜0.05）（表1－3）。

表1 實驗組上頜骨兩側長度改變情況(x±s)

表2 實驗組上頜骨兩側寬度改變情況(x±s)

表3 實驗組上頜骨兩側高度改變情況(x±s)

3 討論

伴牙槽突裂的唇腭裂患者的上頜畸形是由兩方面原因引起的。①面部基因及其蛋白表達產物調控異常，包括Shh和BMPs等表達異常帶來局部間充質組織缺失，從而引起頜面發育畸形；②上頜發育過程中力學結構異常，導致頜面骨骼、軟組織支撐體系改變。

實驗動物的頜面畸形模型制備方法有：①在特定妊娠時期給予受孕動物致畸劑，誘導產生畸形幼仔；或者篩選出畸形自發率高的特定種系的動物自然產出先天性頜面畸形幼仔。此外還包括采用轉基因或基因敲除技術所建立的動物模型，主要用于先天性頜面病因學和發生機制的研究，如Trotman等[1]建立的小鼠腭裂模型。②通過外科手術制備動物模型，在唇、牙槽突、硬腭或軟腭上人為形成一條裂隙，多用于腭裂臨床治療方法的探索，如Harvold[2]建立的恒河猴牙槽突裂模型。

一般認為，第一種方法建立的大型動物模型較為理想，可較全面地模擬畸形產生的基因學原因及其整體影響，但耗時長、費用高、穩定性差、已知特定基因有限。外科手術建立的動物模型雖不涉及基因改變，但具有建模耗時短、費用低、效果穩定的優點，在研究牙槽突裂對頜面發育的解剖力學影響方面有重要的參考價值。Longaker等[3]對孕兔行宮內手術，形成兔實驗性唇裂，發現裂隙是引起幼兔出生后上頜骨生長發育異常的唯一因素。因此，在頜面快速發育期前，通過外科手術建立牙槽突裂動物模型，可以在很大程度上模擬由于解剖力學結構改變而帶來的頜面畸形。

但目前國內外學者建立的牙槽突裂動物模型多為研究裂隙本身，忽略了裂隙產生的時間在實驗動物各發育時期的特殊作用，很難闡述人類先天性牙槽突裂在傳統修復時期前對上頜骨發育產生的影響。本實驗選用上頜發育相當于人類1周歲左右的7周齡家犬，在其乳牙和恒牙替換（12～16周）前，采用手術方式形成單側牙槽牙槽突裂，此階段犬上頜骨正處于快速發育期之前，利于觀察形成的牙槽突裂對上頜骨發育的影響。對上頜骨發育的測量指標參考Swennen等[4]的文獻，結合犬頜面發育的特點而確定，包括上頜寬度、高度、長度及上下尖牙和切牙的咬牙合關系。

實驗組的裂隙均未發生骨性融合，是因為：①有效的裂隙寬度，實驗性骨創應具有足夠大的缺損，以防止自發性骨性融合；②完整關閉粘骨膜瓣，采用外翻縫合技術對合創緣包裹骨質。

實驗組患側前部長度、中間長度、前部寬度、前部高度均與對照組左側間存在顯著性差異（P＜0.05），表現為上頜骨短縮、變窄，說明實驗組牙槽突裂的存在使得上頜骨發育產生障礙。通過三維重建對比可見，實驗組患側上頜畸變明顯，健側牙齒明顯向患側偏斜，上頜骨前部變窄，患側鼻基底部上頜骨塌陷。這些改變符合Mooney等[6]的研究結果。但是，唇腭裂伴牙槽突裂患者及Mooney等的研究中出現的較明顯的上頜后縮和反頜畸形并未在我們的動物模型中出現，所有實驗組動物咬牙合關系均正常。我們認為，可能導致該現象的原因包括：①人類上頜骨各部發育順序與犬不同；②動物模型只建立了單側牙槽突裂，受試動物上唇肌肉、上頜骨中后份受手術影響較小；③犬類上頜發育呈“拉鏈式融合”，由兩側上頜骨質及軟組織融合形成，前部缺損對相對較長的上頜后部影響不明顯；而人類因吻部較短且長軸呈上下方向，缺損會導致上頜寬度和前、中、后份長度的明顯變化；④本實驗受試動物無基因缺陷，故引起上頜骨及軟組織廣泛畸形的基因表達環境不存在，因此可看出早期的頜面手術剝離帶來的瘢痕與血供破壞并非造成后期頜面發育畸形的主要原因，而基因表達的缺陷及其引起的力學結構異常才導致了后期各種畸形的產生。因此，早期牙槽嵴裂修復手術對上頜骨發育負面影響的大小是一個需要重新討論和審視的問題。

目前，國內學者多傾向于在8歲后行牙槽突裂修復術，理由是上頜骨的生長發育在8歲之前已基本完成，故此時或之后植骨對上頜骨生長造成的不利影響較小。但本實驗提示，手術修復無論早晚，都無法修復患兒頜面發育錯誤的基因表達，只能從解剖力學上對錯誤結構進行矯正，而錯誤的組織結構自胚胎發育期就在延續，及早干預糾正錯誤力學結構無疑是合理的修復方案。任由錯誤結構持續發展而導致廣泛頜面畸形產生，相對于早期手術造成的患兒上頜組織、血供的破壞及瘢痕形成危害更大，這與顱頜面發育的功能機制假說（Functional matrix hypothesis，FMH）[6]相一致。

因此，我們認為，唇腭裂伴牙槽突裂手術治療應遵循“三維+時間”的“四維修復”模式，即在考慮到患者上唇、牙槽突、上頜骨的長、寬、高各項指標修復的同時，將修復時機納入治療方案中。本實驗發現，牙槽突裂可在上頜骨快速發育期對患者頜面發育造成嚴重影響，因此唇腭裂伴牙槽突裂的修復應越早越好。我們在臨床發現，唇裂修復完成后，在1～2歲修復腭裂的同時行牙槽突裂修復，效果良好，這種修復方法結合特殊器械鑿取髂骨松質骨用于牙槽突裂植骨，或運用組織工程方法及BMPs等可更為有效[7]。

我們認為，早期修復牙槽突裂有下列優點：①有利于還原患兒錯誤的上頜解剖關系，為上頜骨及面部軟組織，特別是側鼻軟骨發育提供正確的力學結構，減少頜面快速發育期因裂隙帶來的影響；②有利于患兒心理發育；③減少口鼻漏等并發癥；④由于牙槽嵴裂的早期手術與腭裂一期完成，早期手術可以減輕患兒二次手術的痛苦及家庭的經濟負擔。

但在臨床應用中，以何種手術方法、材料早期修復牙槽突裂能夠使上頜結構最趨于正常，而對患兒上頜組織、血供破壞最小，以及如何糾正上頜局部基因表達產物水平，將是我們下一步研究和努力的方向。我們的研究尚需要長時間的隨訪，以密切觀察早期完成牙槽嵴裂修復手術患兒的上頜骨與鼻部的生長發育情況。

[1]Trotman CA,Hou D,Burdi AR,et al.Histomorphologic analysis of the soft palate musculature in prenatal cleft and noncleft A/Jax mice[J].Cleft Palate Craniofac J,1995,32(6):455-462.

[2]Harvold E.Cleft palate,an experiment[J].Acta Odontol Scand, 1950,9(1):84-87.

[3]Longaker MT,Dodson TB,Kaban LB.A rabbit model for fetal cleft lip repair[J].J Oral Maxillofac Surg,1990,48(7):714-719.

[4]Swennen GR,Grimaldi H,Berten JL,et al.Reliability and validity of a modified lateral cephalometric analysis for evaluation of craniofacial morphology and growth in patients with clefts[J].J Craniofac Surg,2004,15(3):399-412.

[5]Mooney MP,Bardach J,Giedrojc-Juraha ZL.A comparative study of facial growth following lip repair,palate repair,or simultaneous lip and palate repair[C]//An experimental study in Beagles Paper presented at the 40th Annual Meeting of the American Cleft Palate Association.Indianapolis,Ind,1983.

[6]袁東輝,左艷萍.Moss功能機制假說的研究進展[J].現代口腔醫學雜志,2006,20(2):194-8.

[7]趙宇,Micheal C,陳秋思.單側完全性唇裂解剖功能修復[J].中華整形外科雜志,2009,25(2):85-87.

Effects on Maxillary Growth in Unilateral Cleft Alveolar of Animal Model

CHEN Cheng,WU Lili,ZHAO Yu.
Department of Plastic Surgery,First Affiliated Hospital of Anhui Medical University,Hefei 230022,China.Corresponding author:ZHAO Yu.

ObjectiveTo establish an animal model of unilateral alveolar cleft similar with clinical patients and study the effects on the growth of maxilla during the period of rapid development.MethodsTwenty dogs(7 weeks old)were divided into the control group(n=10)and the experimental group(n=10).The dogs experimental group were operated to create a unilateral alveolar cleft.The data of maxillofacial morphology such as the length,width and height of the foreside,middle and back of maxilla via three-dimensional reconstruction CT to evaluate the effects on the growth of maxilla 12 weeks were measured after operation.ResultsThe foreside and middle length,the foreside width and the foreside height of the maxillary were decreased in experimental group(P＜0.05).ConclusionThe unilateral cleft alveolar without early intervention plays an important role in maxillary aberration.

Alveolar Process;Dog;Maxilla;Growth

R782.2

A

1673－0364（2010）05－0261－04

2010年9月1日，

2010年9月12日)

10.3969/j.issn.1673-0364.2010.05.006

安徽省臨床醫學重點學科新技術研究基金（2008D04）。

230022安徽省合肥市安徽醫科大學第一附屬醫院整形美容外科。

趙宇。