高放射劑量照射后牽張下頜骨成骨的動物實驗研究

柳玉曉，劉桂才，劉彥普，朱國雄

牽張成骨技術（DO）被研究證明是修復放射照射后頜骨缺損的有效方法。放射劑量是影響DO的關鍵因素之一［1，2］，該課題組先前的實驗證明，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通常被認為是頜面部腫瘤放療的高劑量，該實驗的目的是探討高劑量放射照射后犬下頜骨DO的可行性，為臨床應用提供參考。

1　材料與方法

1.1實驗動物的獲取和預處理取自原濟南軍區(qū)總醫(yī)院實驗動物中心健康成年中國雜種犬10只，雌雄不拘。動物實驗經(jīng)原濟南軍區(qū)總醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準。動物注射相關疫苗，籠養(yǎng)1 W，減低環(huán)境影響。以長春獸醫(yī)大學生產(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，對露髓者拔髓處理。10只動物隨機分為實驗組（8只）和對照組（2 只）。

1.2放射設備的選擇及照射使用60Co治療機（山東新華，型號：XHA900），照射野選擇動物左側下頜骨自第二臼齒至下頜角，范圍約3 cm×4 cm。采用外照射，實驗組劑量6.8 Gy，4次，2 W（相當于 70 Gy/35次/7 W），照射時間553 s，照射深度1 cm。照射完成后，飼雜食。對照組動物不接受照射。

1.3手術動物照射完成后6個月，所有動物以速眠新Ⅱ肌肉注射麻醉，劑量0.1 ml/kg，動物取右側臥位，術區(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皮膚及皮下組織，深度直達下頜骨骨膜，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球鉆磨開下頜骨1 mm骨縫，近牙槽嵴頂處預留2 mm，防止損傷黏膜與口腔相通。用骨鑿輕輕鑿擊，震開殘留皮質(zhì)骨。于頰側安裝牽張器（QKQ15-1，西安中邦公司，圖 1），用 5 mm的鈦釘固定牽張器，牽引方向為下頜骨長軸方向。旋轉桿在切口前端前下方穿出皮膚，縫合組織切口。術后給予曲馬多抑制術后疼痛，青霉素肌肉注射抗感染。術后延遲7 d，開始牽引，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圍區(qū)域。

圖 1　牽張器植入下頜骨

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

1.5取材方法實驗組和對照組均于牽張完成固定8 W后處死動物。如下處理：麻醉狀態(tài)下，從牽張側頸總動脈插管，注射肝素1000 U，2 min后，保持插管通暢，結扎切斷頸部各動靜脈，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，逐級脫水、石蠟包埋，切片4μm，做HE染色，光鏡下觀察。

2　結果

2.1總體情況10只狗均按設計完成手術，手術順利，牽張器被正確安置。動物下頜骨被逐漸延長，下頜逐漸偏斜。實驗組動物3只切口愈合，5只切口愈合差，周圍紅腫。固定期第六周，2只動物牽張器松動，退出實驗。實驗組共6只動物完成了實驗設計。對照組2只動物切口一期愈合，所有動物均完成了實驗。

2.2大體標本及X線觀察6只實驗動物牽張側下頜骨被延長，X線檢查可見牽張間隙呈低密度影（圖2），下頜骨大體標本檢查可見下頜骨兩段間形成約8～10 mm間隙，未見明顯骨橋連接形成，間隙周圍可見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

對照組牽張側下頜骨均被延長，X線檢查可見牽張間隙內(nèi)密度相對增高，有新骨形成，大體檢查可見牽張區(qū)有不同程度鈣化的新骨，實驗組和對照組差異明顯。

2.3組織學檢查實驗組可見明顯骨退化，未見新骨形成，部分區(qū)域骨結構被破壞（圖3）。對照組新生骨小梁成編織狀，成骨細胞明顯減少，間質(zhì)中纖維母細胞數(shù)量亦減少，少量細長梭形纖維細胞散布于骨基質(zhì)，間質(zhì)小血管減少，纖維成分增加（圖4）。實驗組因為牽張間隙內(nèi)僅見軟組織形成，標本取自骨斷端邊緣。對照組標本取自牽張間隙。

圖 3　實驗組骨嚴重退行性變（HE，×40）

圖 4　對照組新骨形成（HE，×40）

實驗組顯示牽張區(qū)域嚴重的下牙槽神經(jīng)退行性變，新生不良。神經(jīng)組織可見空泡性變和軸突脫髓鞘變（圖5）。對照組修復性變化最明顯，神經(jīng)纖維排列整齊緊密，神經(jīng)髓鞘完整，并可見朗飛結產(chǎn)生（圖6）。神經(jīng)組織均取自牽張間隙。

圖 5　實驗組神經(jīng)組織嚴重退行性變（HE，×100）

圖 6　對照組神經(jīng)組織新生（HE，×100）

3　討論

自McCarthy1992［5］年將它應用于口腔頜面臨床以后，牽張成骨技術逐漸被用來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合并放療，經(jīng)常引起頜骨缺損。近來，DO被認為在修復放療后伴骨缺損方面很有潛力，但是它還有很多問題需要研究。放射劑量也是影響DO成功率的一個重要方面。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作為實驗劑量，是因為它通常被認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。

中國雜種犬相對溫順，耐受性好，其下頜骨形態(tài)和解剖結構與人類下頜骨相似，所以該實驗選用中國雜種犬作為實驗對象以模擬人類下頜骨。

從大體標本看，實驗組牽張間隙沒有發(fā)現(xiàn)新骨形成，而是充滿了肉芽組織。組織學檢查顯示牽張間隙邊緣骨退行性變嚴重，甚至出現(xiàn)死骨，牽張間隙神經(jīng)亦呈現(xiàn)嚴重退行性變。放射線檢查也顯示低密度透射影像，提示少量或者沒有新骨形成。與對照組相比，上述結果提示是由于高劑量放射照射引起的嚴重后果。實驗組未能通過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風險很大。

通常情況下，頜面部組織對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放射照射劑量也是40～70 Gy，能否在這個劑量范圍內(nèi)通過DO修復骨缺損是該課題組要研究的問題。一般認為，50 Gy放射劑量是造成骨損害的轉折點。因此，課題組選擇 50 Gy，60 Gy，70 Gy（低，中，高）三個劑量照射動物下頜骨來探討可行DO的劑量范圍。前期的實驗已經(jīng)證明50 Gy和60 Gy放射劑量下可以取得肯定的效果。該實驗探討了70 Gy放射劑量下DO的可行性，沒有發(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重的骨和神經(jīng)損傷。可以認為高劑量放射照射對下頜骨和下牙槽神經(jīng)損害嚴重，牽張成骨需謹慎。