不同處理方式治療髁突囊內骨折繼發顳下頜關節強直動物模型的建立

李慶華，費 偉,，郭 駿，劉 通(.西南醫科大學口腔醫學院，四川 瀘州 646000；.四川省醫學科學院·四川省人民醫院口腔科，四川 成都 6007；.成都醫學院第一附屬醫院口腔科，四川 成都 60500)

不同處理方式治療髁突囊內骨折繼發顳下頜關節強直動物模型的建立

李慶華1，費 偉1,2，郭 駿2，劉 通3
(1.西南醫科大學口腔醫學院，四川 瀘州 646000；2.四川省醫學科學院·四川省人民醫院口腔科，四川 成都 610072；3.成都醫學院第一附屬醫院口腔科，四川 成都 610500)

目的 通過建立不同處理方式治療小型豬髁突囊內骨折繼發顳下頜關節強直動物模型，進一步探索創傷性顳下頜關節強直發生的機制。方法 小型豬20只，隨機分為4組，每組5只(10側顳下頜關節)，采用手術方法造成雙側髁突囊內骨折，切除外側部分關節盤；分別采用自然愈合、關節囊內注射生理鹽水、關節囊內注射地塞米松、微型鈦板內固定4種處理方式治療囊內骨折，每一種處理方式治療10側。分別于術后3月、術后6月，大體、CT檢查及組織學觀察比較四組顳下頜關節強直的發生率。結果 自然愈合組9側、生理鹽水組4側與地塞米松組3側均可見關節結構消失，關節間隙變窄，髁突增生膨大；鈦板固定組2側髁突變形，關節間隙變小。結論 生理鹽水、地塞米松和鈦板固定三種處理方式具有減少顳下頜關節強直發生的作用，至于哪種處理方式治療髁狀突囊內骨折更佳，則需要進一步研究證實。

顳下頜關節；關節強直；囊內骨折；動物模型

顳下頜關節強直是一類嚴重影響患者生活質量的常見疾病，若發生在青少年時期，還會導致患者下頜畸形、咬合錯亂等，甚至危害患者的心理健康。髁突囊內骨折是導致顳下頜關節強直形成的主要原因[1]，其發生的機制尚不完全清楚，為進一步探索髁突囊內骨折繼發顳下頜關節強直發生過程及其發生機制，首先需要建立髁突囊內骨折的動物模型。本研究以小型豬為實驗動物，通過手術方式模擬髁突囊內骨折的損傷環境，建立髁突骨折繼發顳下頜關節強直的動物模型，為進一步探索創傷性顳下頜關節強直發生機制提供實驗載體。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 選用小型豬20只，性別不限，3月齡，由成都達碩實驗動物有限公司提供，體重(14.24±0.10)kg，均處于生長發育期。手術前圈養1周，觀察無全身疾病、無失牙、無明顯的咀嚼運動異常動作，食物為粉末狀混合飼料。術前1天用數字001～020給小型豬編號并用耳釘標記，隨機分為4組，每組5只，每只小型豬用雙側關節模擬髁狀突囊內骨折。

1.2 手術建模 肌注3%戊巴比妥鈉(1 mg/kg)實施全身麻醉。所有關節手術由同一人主刀完成，均采取耳屏前弧形切口，分別切開皮膚、皮下，沿顴弓根部剝離咬肌附著，顯露關節囊。切開關節囊暴露髁突，切除前外側部分關節盤并切斷后附著使關節盤向前移位；用細裂鉆在髁突外側面從上向下磨出長約1.5 cm的骨槽，用骨鑿沿骨槽將髁突折裂，但保持基底連續(圖1)。然后根據分組用不同的處理方式治療各組的髁狀突囊內骨折，每一種處理方式治療10側關節：自然愈合組不作任何處理，觀察其自然愈合；生理鹽水組于關節囊內放置一根輸液管并縫合固定于耳后皮膚，用以注射生理鹽水，關節盤不復位；地塞米松組用同樣的方法放置輸液管，用以注射地塞米松磷酸鈉注射液(9.68 mmol/L)；鈦板固定組將髁突骨折斷端復位，用微型鈦板內固定，并將關節盤復位縫合固定。按分組處理方式治療完畢后關閉關節囊，逐層縫合切口，動物清醒后送回圈養，飼養方法同術前。術后肌肉注射青霉素80萬U，每天1次，連續注射3天，術后1周傷口拆線。此外，生理鹽水組、地塞米松組通過輸液管分別注射生理鹽水、地塞米松磷酸鈉注射液，每天1次，每次1 ml，連續注射4周，每次注射完成后將輸液管口封閉完好，術后4周拆除固定的輸液管。

圖1 造成髁狀突骨折的手術過程 a：切開關節囊暴露髁突；b：切除外側部分關節盤；c：顯露顳窩和髁突；d：髁突折裂(箭頭所示)

1.3 主要觀察指標 ①實驗動物分別于術后3、6個月行CT掃描觀察髁突形態及關節間隙的變化情況，掃描時動物取俯臥位，螺旋掃描范圍從鼻尖至第一頸椎；②術后6個月全麻狀態下測量并記錄體重、最大開口度，觀察咬合關系的變化。③術后6個月時采用肌注過量麻醉藥的方法將動物全部處死，即刻解剖分離雙側顳下頜關節，觀察關節間隙是否清晰及關節表面的解剖情況，評價是否發生關節強直。發生關節強直的判定標準[2～4]：最大開口度明顯減小，且髁突有輕微動度或完全無動度；肉眼觀察關節間隙消失，關節內發生纖維性或者骨性粘連；CT觀察關節結構模糊，被致密的纖維性團塊或骨性團塊代替。④將標本置于10%(體積分數)中性甲醛溶液中浸泡48 h固定，10%乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)脫鈣1個月，全自動脫水機脫水，石蠟包埋。根據CT截面所示的強直區，沿關節冠狀面制備5 μm厚切片，分別用蘇木素-伊紅(hematoxylin-eosin，HE)和Masson三色染色液染色，觀察關節組織結構的變化。

1.4 統計學方法 采用SPSS 17.0統計軟件進行統計分析。數據以均數±標準差表示，多樣本均數間比較采用單因素方差分析(One-Way ANOVA)檢驗。P< 0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 全身情況 所有動物術后進食方式、活動量同術前無明顯變化，體重增加到(24.34±0.21)kg，最大被動開口度較術前明顯減小，自然愈合組與其它各組的開口度比較，差異有統計學意義(P< 0.05)，見表1，咬合關系未見明顯錯亂，均存活到術后6個月。

表1 術前與術后6個月各組最大開口度的變化 (cm)

*與自然愈合組比較，P< 0.05

2.2 CT觀察 術后3個月時，自然愈合組9側髁突變大，關節窩變形，關節間隙不清晰；生理鹽水組4側與地塞米松組3側的髁突形態改變，關節間隙不清晰；鈦板固定組關節間隙清晰，髁突形態及關節窩表面無明顯變化(圖2)。術后6個月時，自然愈合組9側關節間隙消失，髁突變得膨大且形態不規則；生理鹽水組4側與地塞米松組3側均出現不同程度的關節間隙變小且模糊，髁突末端膨大，與顳骨關節面發生部分骨痂融合，其余髁突形態及關節間隙未見明顯變化；鈦板固定組有2側顯示髁突變形，關節間隙變小，其余髁突形態仍無明顯變化(圖3)。

圖2 髁突術后3個月CT影像 a：自然愈合組；b：生理鹽水組；c：地塞米松組；d：鈦板固定組(箭頭所示)

2.3 大體觀察 肉眼所見，自然愈合組9側(強直率90%)可見髁突形態改變，關節結構消失，膨大的髁突與關節窩連成骨球樣結構，其余關節解剖界限清晰，髁突形態未見明顯改變(圖4)；生理鹽水組4側(40%)、地塞米松組3側(30%)可見關節結構消失，髁突增生膨大，與顳骨關節面相互融合，呈不規則球狀，探及有類骨樣感，其余關節結構尚存，解剖界限模糊，關節窩表面不平，關節間隙充滿纖維組織，未探及骨樣組織；鈦板固定組2側(20%)可見關節窩表面凹凸不平，關節間隙模糊不清，見大量纖維組織樣結構。自然愈合組出現的強直率高于其它各組，差異有統計學意義(P< 0.05)。

圖4 術后6個月自然愈合組關節活體標本 a：從活體標本上可以看到顳窩和髁突增生并相互融合(箭頭所示)；b：髁突增生膨大與顳骨關節面融合，呈不規則形狀

2.4 組織學觀察 HE染色組織切片觀察可見：自然愈合組髁突與顳骨關節面本身結構不清晰，關節間隙充滿了纖維結締組織、軟骨和類骨基質；生理鹽水組髁突與顳骨關節面均出現軟骨修復，可見大片的纖維軟骨組織，局部區域可見軟骨融合；地塞米松組關節間隙可見大量纖維結締組織，而骨組織修復弱于其它組；鈦板固定組髁突表面軟骨組織消失，局部可見骨質吸收(圖5)。Masson染色觀察可見：自然愈合組和生理鹽水組關節間隙充滿了膠原纖維及新生軟骨樣組織；地塞米松組關節間隙可見新生膠原纖維，而新生軟骨少見，鈦板固定組關節表面無膠原纖維增生(圖6)。

圖5 術后6個月組織學觀察(HE染色 × 400) a.自然愈合組；b.生理鹽水組；c.地塞米松組；d.鈦板固定組

圖6 術后6個月組織學觀察(Masson染色 × 400) a.自然愈合組；b.生理鹽水組；c.地塞米松組；d.鈦板固定組

3 討論

創傷性顳下頜關節強直發生的機制非常復雜，為了研究其發病機制及治療效果必須建立近似人類發病過程的動物模型，而建立動物模型必須選擇合適的實驗動物。從關節的解剖和組織學結構考慮，猴可以近于真實地模擬人的顳下頜關節[5]，是最理想的實驗動物，但其使用受到限制。豬與人都是雜食動物，且飼養、捕捉及實驗操作容易進行，故對于研究有關顳下頜關節的疾病，小型豬是一種比較合適的實驗動物[6]。正常小型豬的顳下頜關節與人的顳下頜關節相似，由下頜骨的髁狀突、顳骨的關節窩、關節盤、關節囊和關節韌帶等構成，關節結節和關節窩表面光滑，有光澤[7]。

關節盤是顳下頜關節重要的組成部分，Miyamoto等[8]通過切除成年綿羊髁突軟骨和關節盤實驗證實關節盤可以阻止纖維性顳下頜關節強直的發生。Xiang等[9]通過對385例髁狀突骨折術后繼發顳下頜關節強直的患者進行回顧性研究，發現關節盤損傷移位在顳下頜關節強直發生中具有重要的作用。Yang等[10]臨床研究發現關節盤的損傷移位及受損的關節骨相互接觸促進了顳下頜關節強直的發生，而關節盤的存在可以阻止強直的發生。因此為有效而真實地模擬臨床過程，并建立顳下頜關節強直模型，本實驗所有顳下頜關節均破壞關節軟骨和切除外側部分關節盤并切斷后附著使關節盤前移位，術后6個月CT及組織學結果顯示自然愈合組9側、鈦板固定組2側都出現了不同程度的纖維強直或骨性強直。分析本實驗建立的髁狀突囊內骨折損傷環境，切除部分關節盤并使關節盤前移位造成顳骨關節面與髁突損傷面緊密接觸，關節盤的缺失造成阻擋強直骨橋形成的屏障作用消失，使髁突的骨折斷面所暴露的骨髓腔起到了成骨誘導的作用，從而促進了關節強直的發生。本實驗中鈦板固定組將骨折復位固定的同時也將關節盤復位并縫合固定，而自然愈合組沒有將移位的關節盤復位，結果顯示自然愈合組的強直發生率顯著高于鈦板固定組(P< 0.01)，此表現類似于臨床情況。本實驗組織學發現，各種成熟階段的新生骨基質、軟骨基質和膠原纖維同時存在于不同區域，說明關節強直是一個動態發展過程，這與王霄等[11]動物實驗的研究發現相同。

10歲左右的青少年處于生長發育期，髁突為下頜骨發育的中心點之一，具有生長發育及改建功能，一旦發生髁突骨折，其繼發顳下頜關節功能障礙的可能性較大[12]。目前，對于髁狀突骨折主要有手術治療和保守觀察治療兩大類。但是無論選擇哪種方法，髁狀突骨折治療后都有可能出現下頜偏斜、開口型異常、關節功能紊亂和下頜骨發育障礙等并發癥。Zhao等[13]通過可摘式咬合夾板治療40名兒童和青少年髁狀突骨折的回顧性研究證實兒童髁狀突骨折采用保守治療取得了滿意的療效。Kolk等[14]通過臨床隨訪研究發現開放復位內固定在治療下頜骨髁狀突骨折中取得了滿意的療效。而Forouzanfar等[15]通過對雙側髁狀突骨折的患者保守觀察治療后長期隨訪中提出，開放或者保守治療下頜骨髁狀突骨折哪種方法更好仍值得商榷。本實驗模擬臨床手術治療方法復位骨折并用微型鈦板內固定，實驗結果顯示，自然愈合組發生的強直率顯著高于鈦板固定組(P< 0.01)。此外，研究發現長期大劑量應用糖皮質激素可通過升高 DKK-1的表達抑制成骨細胞的Wnt信號通路，促進成骨細胞脂肪化，從而抑制成骨細胞的骨形成活性[16]。多位學者研究發現，顳下頜關節腔內局部注射糖皮質激素能有效治療幼年特發性關節炎[17，18]。本實驗以此為切入點，用地塞米松磷酸鈉注射液注入關節囊內試圖探索一種預防顳下頜關節強直的新方法。由于髁狀突囊內骨折常伴有關節腔內出血，而關節腔的血腫機化是導致顳下頜關節強直的始發因素之一，本實驗中用生理鹽水注入關節囊達到灌洗作用，以清除關節腔內產生的血腫，試圖達到預防顳下頜關節強直發生的目的。結果發現生理鹽水組4側與地塞米松組3側髁突均變形膨大，與顳骨關節面有不同程度的融合，可見類骨質形成。由此可見，單純用生理鹽水灌洗囊內血腫并不能有效阻止顳下頜關節強直的發生，而地塞米松能否有效預防顳下頜關節強直發生尚需要進一步研究。

本實驗建立的實驗動物模型重現了臨床上髁突囊內骨折繼發顳下頜關節強直的發生過程，實驗具有可重復性。此外本研究發現鈦板固定組比其它三組更能有效減少顳下頜關節強直的發生，其具體作用機制尚需進一步研究。

[1] 蔡怡華，陸川，何冬梅，等.導致顳下頜關節強直的成人髁突骨折類型分析[J].中國口腔頜面外科雜志，2014，12(1)：39-44.

[2] Movahed R.Management of temporomandibular joint ankylosis[J].Oral Maxillofac Surg Clin North Am，2015，27(1)：27-35.

[3] Bénateau H，Chatellier A，Caillot A，et al.Temporo-mandibular ankylosis[J].Rev Stomatol Chir Maxillofac Chir Orale，2016，117(4)：245-255.

[4] Goswami D，Singh S，Bhutia O，et al.Management of young patients with temporomandibular joint ankylosis-a surgical and anesthetic challenge[J].Indian J Surg，2016，78(6)：482-489.

[5] Tong AC，Tideman H.The microanatomy of the rhesus monkey temporomandibular joint [J].J Oral Maxillofac Surg，2001，59(1)：46-52.

[6] 胡敏，周繼林，洪民，等.小型豬與顳下頜關節實驗研究：咀嚼肌解剖、組織學、酶組織化學及超微結構比較[J].口腔頜面外科雜志，1998，8(4)：264-267.

[7] Murphy MK，Arzi B，Hu JC，et al.Tensile Characterization of Porcine Temporomandibular Joint Disc Attachments[J].J Dent Res，2013，92(8)：753-758.

[8] Miyamoto H，Kurita K，Ogi N，et al.The role of the disk in sheep temporomandibular joint ankylosis [J].Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod，1999，88(2)：151-158.

[9] Xiang GL，Long X，Deng MH，et al.A retrospective study of temporomandibular joint ankylosis secondary to surgical treatment of mandibular condylar fractures[J].Br J Oral Maxillofac Surg，2014，52(3)：270-274.

[10]Yang X，Yao Z，He D，et al.Does soft tissue injury affect intracapsular condylar fracture healing[J].J Oral Maxillofac Surg，2015，73(11)：2169-2180.

[11]王霄，張益，李江明.髁突矢狀骨折繼發顳下頜關節強直動物模型的建立[J].北京大學學報醫學版，2011，43(6)：903-907.

[12]Zhou HH，Han J，Li ZB.Conservative treatment of bilateral condylar fractures in children：Case report and review of the literature[J].Int J Pediatr Otorhinolaryngol，2014，78(9)：1557-1562.

[13]Zhao YM，Yang J，Bai RC，et al.A retrospective study of using removable occlusal splint in the treatment of condylar fracture in children[J].J Craniomaxillofac Surg，2014，42(7)：1078-1082.

[14]Kolk A，Neff A.Long-term results of ORIF of condylar head fractures of the mandible：A prospective 5-year follow-up study of small-fragment positional-screw osteosynthesis[J].J Craniomaxillofac Surg，2015，43(4)：452-461.

[15]Forouzanfar T，Lobbezoo F.Long-term results and complications after treatment of bilateral fractures of the mandibular condyle[J].Br J Oral Maxillofac Surg，2013，51(7)：634-638

[16]謝小偉，裴福興，康鵬德，等.不同劑量、多療程地塞米松對大鼠成骨細胞生物活性及Wnt信號通路的影響[J].中國骨質疏松雜志，2013，19(8)：823-828.

[17]Stoll ML，Good J，Sharpe T，et al.Intra-articular corticosteroid injections to the temporomandibular joints are safe and appear to be effective therapy in children with juvenile idiopathic arthritis[J].J Oral Maxillofac Surg，2012，70(8)：1802-1807.

[18]Stoustrup P，Kristensen KD，Verna C，et al.Intra-articular steroid injection for temporomandibular joint arthritis in juvenile idiopathic arthritis：a systematic review on efficacy and safety[J].Semin Arthritis Rheum，2013，43(1)：63-70.

Development of animal models of temporomandibular joint ankylosis by different treatment approaches for intracapsular condylar fracture

LIQing-hua1，FEIWei1,2，GUOJun2，LIUTong3
(1.SchoolofStomatology，SouthwestMedicalUniversity，Luzhou646000，China； 2.DepartmentofStomatology，SichuanProvincialAcademyofMedicalSciences&SichuanProvincialPeople’sHospital，Chengdu610072，China； 3.DepartmentofStomatology，TheFirstAffiliatedHospital，ChengduMedicalCollege，Chengdu610500，China)

FEIWei

Objective To further explore the mechanisms of traumatic temporomandibular joint (TMJ) ankylosis through development of animal models by different treatments of intracapsular condylar fracture in miniature pig.Methods We randomly divided 20 miniature pigs into 4 groups，5 animals (10 joints) in each group.The bilateral intracapsular condylar fractures were induced by adopting the method of operation with removing the lateral part of articular disc.The animals were treated with 4 types of different treatments including natural healing，injection of saline solution into joint capsule，injection of hexadecadrol into joint capsule and internal fixation with miniature titanium plate.Each type of treatment was used for 10 sides.All animals were sacrificed at the end of six months postoperatively.The incidence of traumatic TMJ ankylosis was evaluated by gross specimen，imaging and histological examination.Results The joint structure disappear，joint space narrow and condylar hyperplasia enlargement could be observed in 9 sides of joints in the natural healing group，4 sides of joints in the normal saline group，and 3 sides of joints in the dexamethasone group while these changes were only observed in 2 sides of joints in the miniature titanium plate fixation group.Conclusion The normal saline，dexamethasone and titanium plate fixation could reduce the occurrence of TMJ ankylosis.However，further studies are needed to investigate which method is better for treatment of intracapsular condylar fractures.

Temporomandibular joint (TMJ)； Ankylosis； Intracapsular condylar fracture； Animal model

費 偉

R782.6+1

A

1672-6170(2017)03-0015-05

2017-01-05；

2017-03-09)