下頜骨骨折堅強內固定應力遮擋效應的臨床研究

呂翔 沈國華 徐巍巍 王偉

下頜骨骨折堅強內固定技術已開展四十余年，其治療機制被證實較以往任何方法更符合生物力學要求，是實現骨折直接愈合的最直接手段。伴隨著堅強內固定技術的發(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固定術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固定技術治療的單側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固定術，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。患者在內固定術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公司生產的DPX--型雙能X線骨密度儀。測量部位：俯臥頭側位，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 結果

內固定術后2年以上拆除接骨板，在單板固定組，固定側與對側相比，所產生的應力遮擋并差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05);雙板固定組，固定側與對側的骨密度值差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，固定側骨質密度明顯降低。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構、密度、硬度和力量發(fā)生適應性改變。這一現象被稱為應力遮擋效應。根據力學超靜原理，由不同材料組成的物體結構承載時，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骨至少高10倍以上，大于松質骨的數百倍，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，骨內缺乏應力，以致愈合后期礦化延遲，骨質疏松，甚至造成貼近鋼板的骨出現吸收變薄，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，同時測量對側下頜骨同一區(qū)域，并將2組數據進行比較。

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，骨內缺乏應力，長時間就會造成骨質疏松，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骨質密度與對側并未出現顯著性差異，而雙板固定組骨質密度有顯著下降。結果顯示，應力遮擋效應與接骨板的大小、數量緊密相關，從遠期看，較之單板固定，而雙板固定組出現了較明顯的應力遮擋。筆者認為，在下頜骨骨折堅強內固定中，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。本研究結果顯示，13例單板固定的患者，下頜骨骨折堅強內固定中應力遮擋并不顯著。而10例雙板固定的患者，表現了較為明顯的應力遮擋。可以看出，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.下頜骨骨折內固定術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.