Изучение дистракционного остеогенеза (ДО) для черепно-челюстно-лицевого вытяжения началось в 1970-х годах, но только после 1990 года ДО стал применяться в челюстно-лицевом вытяжении с использованием новых материалов в устройстве дистракционного остеогенеза (УДО) и постоянным продвижением фундаментальных исследований. Сфера экспериментального и клинического применения ДО в челюстно-лицевой хирургии все больше расширяется только с 1990 года.
1. Краниомаксиллофациальные особенности и новые теоретические требования к ДОД
Эта область оказывает непосредственное влияние на эстетику; сосредоточены важные органы; легко повлиять на функцию челюстно-лицевой системы; легко инфицировать рот и нос; богатый кровоток; неправильная морфология костей и другие характеристики. Недавние исследования показали, что: период задержки перед тракцией костей может быть сокращен или даже отсутствовать из-за богатого кровотока в челюстно-лицевой области [2]; поддержание определенного напряжения между костными отломками во время тракции может стимулировать регенерацию тканей [3]; поддержание постоянного ежедневного объема удлинения, чем выше частота тракции, тем лучше эффект остеогенеза [4], и т.д. Особенности черепно-челюстно-лицевой области и некоторые новые теории выдвинули высокие требования к DOD: (1) стараться соответствовать морфологии места тракции, быть маленьким и скрытым, не повреждать другие ткани; (2) стараться закапывать под кожу, чтобы уменьшить вероятность инфекции; (3) тракция сразу после операции без периода задержки; (4) непрерывная тракция при определенной силе; (5) прочная фиксация, соответствующее приложение силы и точный контроль силы; (6) при необходимости помогать окклюзионному восстановлению. Соответственно, ученые разработали различные DOD для удовлетворения различных потребностей.
2.Классификация ДОД
ДОД можно разделить на различные типы в соответствии с различными методами классификации. По месту установки ДОД можно разделить на внеротовые и внутриротовые ДОД; по месту тракции и использованию ДОД можно разделить на краниально-теменные, скуловые, верхнечелюстные, нёбные [1] и нижнечелюстные ДОД. Например, нижняя челюсть также может быть разделена на различные подтипы [5] (ДОД для артропластики, удлинения восходящей ветви и тела нижней челюсти, увеличения высоты и ширины тела нижней челюсти, увеличения ширины нижнечелюстной дуги и т.д.). (iii) Их можно классифицировать по режиму тракции (по принципу фокальности): одно-, двух- и трехфокальные ДОД [6]; их также можно классифицировать по материалам изготовления ДОД, частоте приложения силы и т.д. Эти методы классификации в определенной степени отражают характеристики определенного аспекта ДОД, но есть и определенные ограничения, теперь в соответствии с частями тела ДОД на коже или слизистой оболочке внутри и снаружи ДОД делятся на внешние и встроенные две категории, характеристики каждой из которых описаны ниже.
3, внешняя ДОД
Основная тяговая часть внешнего ДОД расположена вне кожи челюстно-лицевой области или слизистой оболочки полости рта. Самые ранние ДОД, используемые в экспериментальной (1973) и клинической (1992) практике [7], являются внешними однонаправленными, которые могут быть остеогенными только в направлении спирального тягового стержня. Molina et al [8] в 1995 году использовали внешний двунаправленный DOD, который позволял удлинять нижнюю челюсть в обоих направлениях одновременно, делая двунаправленный разрез (восходящая ветвь горизонтально, тело вертикально). Недавно примененный ACE/Normed — это внешний многонаправленный регулируемый DOD, который позволяет производить многонаправленную регулировку при втягивании кости в обоих направлениях после открытия шарнирных винтов.
Внешний DOD, используемый на лице, был усовершенствован и применен многими учеными из-за его простой конструкции, стабильной фиксации, легкого удаления и особенно большого расстояния тракции. Например, Antonio et al [9] в Мексике использовали внешнюю однонаправленную или двунаправленную ДОД для удлинения нижней челюсти в среднем на 31 мм у 167 пациентов, но по сравнению с преимуществами, ее недостатки также более заметны: большой размер, который приносит много неудобств пациентам во время лечения; на лице остаются шрамы; легко повредить лицевой нерв и т.д. Для того чтобы решить эти проблемы, ученые перевели внешние ДОД из экстраоральных в интраоральные после усовершенствования, и с момента интраорального применения в экспериментах на животных в 1977 году, они развиваются в направлении уменьшения размера, более прочной фиксации и ортодонтического корректирующего устройства.
Внутриротовые внешние ДОД делятся на зубосохраняемые и костносохраняемые в зависимости от метода фиксации, последний из которых может лучше синхронизировать движение зубов и кости [10]. Ретракционная конструкция может быть прикреплена к коронке из нержавеющей стали или миниатюрной пластинке, а цементируемые абатменты обычно используются с двусторонними первыми куспидами и первыми молярами. Она больше подходит для пожилых ортодонтических пациентов с неэкстрактивными зубами, у которых скученность зубов, малый поперечный диаметр нижней челюсти и покатая нижняя челюсть, и может быть ретрагирована на 5-14 мм [10]; она также подходит для пациентов с низким уровнем альвеолярной кости, например, трехмерная ретракционная конструкция DOD, разработанная Watzek et al [11], которая может увеличить как высоту, так и ширину альвеолярной кости. Dessner et al [12] использовали зубной несъемный ДОД, который выглядел как частичный съемный протез, а ДОД, разработанный Guerrero [10] и другими, напоминал ортодонтический аппарат для расширения зубной дуги. Фактически, именно развитие технологии тракционного остеогенеза заставляет традиционные процедуры ортодонтического лечения меняться, а сочетание этих двух технологий требует дальнейшего развития ДОД в направлении малых, трехмерных управляемых.
4. Встроенный ДОД
Основные компоненты встроенного DOD находятся под кожей челюстно-лицевой области или слизистой оболочкой полости рта. Например, Steven et al [13] использовали DOD, погребенный под кожей лица: титановые гвозди используются для стабилизации поверхности кости; маленькие и плоские, уменьшают мертвое пространство под кожей, чтобы снизить вероятность инфекции; область, где силовой стержень проникает в кожу, скрыта в линии роста волос. Он подходит для тракции черепа, костей средней части лица и нижней челюсти, с расстоянием ретракции 15-30 мм. Недостатком является то, что внешний разрез оказывает определенное влияние на эстетику. В отличие от этого, встроенный DOD закапывается в подслизистую оболочку рта, потому что нет внешнего разреза, что делает пациента более приемлемым, например, оригинальный DOD, разработанный McCarthy et al [14], но расширение кости не превышает 20 мм. Ученые продолжают совершенствовать внутриротовой встроенный DOD становится все более совершенным, и становится одной из горячих точек исследования DOD в последние годы. Отечественный Wang Xing et al [5] разработал встроенный DOD максимальное расширение кости тяги в среднем 36,5 мм, и в приложении обнаружили, что когда фиксатор расположен на одной стороне оси тяги, тяги в легко производить разницу смещения, он разработал DOD с фиксатором, расположенным по обе стороны от оси тяги, чтобы улучшить управляемость.
Schmelzeisen (1996) [15] и Ploder et al. (1999) [16] использовали микродвигатель DOD для непрерывной тяги также встроенного типа. Контроллер приводит в действие ДОД один раз в определенное время, создавая силу около 10 Н. Ежедневная тракция составляет 1,01 мм, а максимальная тракция — около 17,1 мм. Недостатком такого ДОД является то, что иногда остеогенез хряща, вызванный устройством, не стабилен; также происходит повреждение силового механизма и кабеля. Гидравлическое устройство с электрическим насосом, изученное некоторыми учеными, похоже на ДОД с микромотором, за исключением того, что насос находится вне тела, что еще больше уменьшает объем имплантата [17].
Odo et al [18] разработали простое устройство, в котором тяговый винт (имплантат) вкручивается от вершины альвеолярного гребня до пересечения остеотомии, где в качестве опоры вставляется небольшая титановая пластина, и подвижный сегмент кости постепенно поднимается по мере вкручивания винта. Gaggl et al [19] разработали DOD, сочетающий в себе DOD и зубной имплантат, где имплантат устанавливается в базальный и мобильный сегменты кости, и два костных сегмента могут быть постепенно разделены путем вращения внутреннего винта имплантата. Можно заменить только внутреннюю структуру имплантата и восстановить зуб без необходимости установки второго имплантата. Недостатком этого типа DOD является то, что когда имплантат погружается в базальный сегмент кости и не обеспечивает достаточной поддержки подвижного сегмента кости, это может привести к нарушению тяги; рекомендуется быть осторожным при вкручивании имплантата, а нестабильная фиксация сегмента кости не способствует образованию новой кости.
Встроенный ДОД является большим улучшением по сравнению с внешним, но недостатки очевидны: он более травматичен при установке и удалении; он все еще немного больше для детей младше 3 лет; максимальное расстояние выдвижения короче, чем у внеротового; может возникнуть инфекция и привести к остеиту вокруг фиксирующих штифтов, что может стать причиной плохой фиксации ДОД; ДОД не может быть хорошо установлен в особых областях (например, атрофированная альвеолярная кость); часто возникает дискомфорт при обнажении в полости рта; и это влияет на эстетику в переднем отделе зуба. В переднем отделе это влияет на эстетику и т.д. Это выдвинуло повышенные требования к встроенному ДОД: меньший размер ДОД; менее инвазивная операция; отсутствие послеоперационной травмы с внешним миром — полностью заглублен; автоматическое приложение силы; непрерывная тяга и т.д. В результате были предприняты некоторые новые попытки.
ДОД из деградирующего (рассасывающегося) материала. по сравнению с металлом, его основной тяговый компонент постепенно деградирует через некоторое время после окончания тракции и не требует удаления при повторной операции; он не влияет на развитие лица после рассасывания; фиксирующему телу можно придать форму анатомического участка; отсутствует чувствительность к теплу или холоду. fernando et al [20] использовали это устройство для удлинения челюсти до 40 мм. недостатком этого ДОД является то, что деградирующий материал, из которого изготовлена фиксирующая пластина, немного толще, с краем около 1,4 мм (титановая пластина — около 0,5-1 мм) [21]; также требуется стержень жесткости, который соединен с внешним миром и может быть удален только в конце тракции.
Проволока из титаново-никелевого сплава DOD. Инструменты из титаново-никелевого сплава (TiNi-SMA), прошедшие обработку памятью формы, могут автоматически восстанавливать свою первоначальную форму после деформации при определенных условиях. Отечественный Ху Мин с соавторами [22, 23] использовал это свойство для достижения цели тракционного остеогенеза. Он не только решает проблемы общего встроенного DOD, но и обладает такими преимуществами, как простота послеоперационного ухода; отсутствие ощущения инородного тела во рту; персонализированное производство; простота обработки и дешевая цена. Он может удлинить длину нижней челюсти, а также вертикальную высоту. Недостатком является то, что сила уменьшается по мере увеличения расстояния, и после операции тяга может осуществляться только за счет собственных характеристик материала. Соответствующая сила тяги, метод остеотомии и метод остеогенеза также заслуживают дальнейшего обсуждения.
ДОД с магнитным приводом. Питтман [24] использовал магнитную ДОД для тракции свода черепа в исследовании, в котором он зафиксировал магнит в теменной кости кроликов и поместил другой магнит с противоположными полюсами в области пирсинг-фиксатора напротив теменного магнита, сохраняя расстояние между двумя полюсами на уровне 5 мм. Однако существует множество проблем, которые необходимо решить: магниты легко окисляются и ржавеют; магнитная сила магнитов обратно пропорциональна квадрату расстояния, поэтому трудно контролировать силу при применении; стабильность костного блока, в котором расположены магниты, все еще нуждается в укреплении, а генерируемая магнитная сила все еще незначительна.
5. Перспективы
Технология DO способствовала развитию технологий минимально инвазивной и регенеративной медицины, и это развитие требует появления новых DOD, которые больше соответствуют характеристикам челюстно-лицевой области, но мы также должны видеть, что существующие DOD имеют свои преимущества для адаптации к различным потребностям, и в некоторых случаях можно использовать только конкретные DOD, и в краткосрочной перспективе «универсальные» DOD не могут появиться. Поэтому функции и особенности существующих устройств будут продолжать совершенствоваться и улучшаться, а затем развиваться в направлении более миниатюрных, эффективных, минимально инвазивных, комфортных, эстетичных и индивидуализированных.
Ссылки
1. Ху М. Экспериментальный прогресс в применении техники дистракционного остеогенеза в челюстно-лицевой хирургии. Beijing Stomatology, 2000, 8:101-104.
2, Tavakoli K, Walsh WR, Bonar F, et al. The role of latency in mandibular osteodistraction.J Craniomaxillofac Surg, 1998, 26:209-219.
3, Meyer U, Wiesmann HP, Birgit KL, et al. Strain-related bone remodeling in distraction osteogensis of the mandible.Plast Reconstr Surg, 1999, 103:800 -807
4, Farhadieh RD, Gianoutsos MP, Dickinson R, et al. Влияние скорости дистракции на биомеханические, минерализационные и гистологические свойства модели нижней челюсти яичника.Plast Reconstr Surg, 2000, 105:889-895.
5. Wang X, Yi Biao, Liang C, et al. Разработка и клиническое исследование встроенного ретрактора челюсти. Китайский журнал стоматологии, 2002, 37:145-149.
6, Bell WH, Harper RP, Gonzalez M, et al. Disreaction osteogenisis to widen the mandible.Br J Oral Maxillofac Surg, 1997, 35:11-18.
7, McCarthy JG, Schreiber J, Karp N, et al. Lengthening the human mandible by gradual distraction.Plast Reconstr Surg, 1992 , 89:1-8.
8, Molina F, Ortiz MF. Удлинение и ремоделирование нижней челюсти путем дистракции: прощание с большими остеотомиями.Plast Reconstr Surg, 1995, 96:825-40.
9, Антонио ФК. упрощенная дистракция кости для индуцированного остеогенеза.Plast Reconstr Surg, 2002, 110:1485-1491.
10, Guerrero CA, Bell WH, Contasti GI, et al. Mandibular widening by intraoral distraction osteogenesis.Br J Oral Maxillofac Surg, 1997, 35:383-392.
11, Watzek G, Zechner W, Crismani A, et al. Система дистракционных абатментов для трехмерного дистракционного остеогенеза альвеолярного отростка: техническое примечание.Int J Oral Maxillofac Implants, 2000, 15:731-737.
12, Dessner S, Razdolsky Y, El-Bialy T, et al. Mandibular lengthening using preprogrammed intraoral tooth-borne distraction devices.J Oral Maxillofac Surg, 1999, 57:1318-1322.
13, Cohen SR.Craniofacial distraction with a modular internal distraction system: evolution of design and surgical techniques.Plast Reconstr Surg. 1999, 103:1592-1607.
14. McCarthy JG, Staffenberg DA, Wood RJ, et al. Introduction of an intraoral bone-lengthening device.Plast Reconstr Surg, 1995, 96:978-981.
15, Schmelzeisen R, Neumann G, Fecht R. Distraction osteogenisis in the mandible with a motor-driven plate: a preliminary animal study. Br J Oral Maxillofac Surg, 1996, 34:375-378.
16, Ploder O, Kanz F, Randl U, et al. Трехмерный гистоморфометрический анализ дистракционного остеогенеза с использованием имплантированного устройства для удлинения нижней челюсти у овец. Plast Reconstr Surg , 2002, 110:130-137.
17, Ayoub AF, Richardson W. A new device for micro incremental automatic distraction osteogenesis.Br J Oral Maxillofac Surg, 2001, 39:353-355.
18, Oda T, Sawaki Y, Ueda M. Experimental alveolar ridge augmentation by distraction osteogenesis using a simple device that allows secondary implant placement.Int J Oral Maxillofac Implants, 2000, 15:95-102.
19, Gaggl A, Schultes G, Karcher H. Вертикальная дистракция альвеолярного гребня с помощью ортопедических дистракторов: клиническое исследование.Int J Oral Maxillofac Implants, 2000 , 15:701-710.
20, Fernando DB, Joseph KW, Roger H, et al. Одноэтапная краниофациальная дистракция с использованием рассасывающихся устройств.J Craniofac Surg, 2002, 13:776-782.
21, Burstein FD, Williams JK, Hudgins R, et al. Single-stage craniofacial distraction using resorbable devices.J Craniofac Surg, 2002, 13:776-782.
22, Xie F, Hu M, Huang XM, et al. Предварительное исследование применения титано-никелевого сплава с памятью для дистракционного остеогенеза с целью наращивания альвеолярного гребня нижней челюсти. Китайский журнал стоматологии, 2003, 38:106-108.
23. Zhou HZ, Hu M, Liu HC, et al. Предварительное исследование титаново-никелевого ретрактора для реконструкции сегментарных дефектов нижней челюсти у собак. Chinese Journal of Stomatology, 2003, 38:333-335.
24, Baird C, Fewings P, Manepalli A, et al. Расширение свода черепа: сравнение магнитно-связанной дистракции с традиционной хирургической репозицией. .Pediatr Neurosurg, 2000, 33:2-6.